Tiêu đề CĐ3. CÂN BẰNG HOÁ HỌC • NITROGEN • SULFUR (Tổng ôn hóa học 11).docx ✅

A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Cân bằng hoá học: a) Trạng thái cân bằng hoá học Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch tnvv . Ví dụ 1: Xét phản ứng thuận nghịch: 22HgIg2HIg⇌ . Ở trạng thái cân bằng, số mol của các chất 22H,I,HI không đổi. Tại một nhiệt độ, giá trị  2 C 22 [HI] K HI luôn không đổi và được gọi là hằng số cân bằng CK của phản ứng. Ví dụ 2: Xét phản ứng thuận nghịch: 2CsCOg2COg⇌  2 C 2 [CO] K CO Ở đây, nồng độ của chất rắn không được biểu diễn trong biểu thức hằng số cân bằng. Hằng số cân bằng CK chỉ phụ thuộc vào bản chất phản ứng và nhiệt độ. Giá trị CK càng lớn thì phản ứng thuận càng chiếm ưu thế và ngược lại. b) Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier: Khi có tác động bên ngoài vào một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng (làm thay đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất) thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. Ví dụ 1: Xét phản ứng thuận nghịch: 22HgIg2HIg⇌ o ΔH0 (thu nhiệt) Tác động Xu hướng chuyển dịch Chiều chuyển dịch Tăng nhiệt độ Giảm nhiệt độ  chiều thu nhiệt ΔH0∘ Chiều thuận Giảm nồng độ 2H Tăng nồng độ 2H chiều 2H tạo thành Chiều nghịch Tăng áp suất chung Không chuyển dịch Ví dụ 2: Xét phản ứng thuận nghịch: 223Ng3Hg2NHg⇌ ΔH0∘ (toả nhiệt) Tác động Xu hướng chuyển dịch Chiều chuyển dịch Tăng nhiệt độ Giảm nhiệt độ  chiều thu nhiệt ΔH0∘ Chiều nghịch Tăng áp suất 2H Giảm áp suất 2H  chiều 2H phản ứng Chiều thuận Tăng áp suất chung Giảm áp suất chung  chiều giảm số mol khí trong hệ Chiều thuận 4 mol2 mol 2. Cân bằng hoá học trong dung dịch nước: a) Chất điện li Phân loại Chất điện li mạnh Chất điện li yếu Mức độ điện li Tất cả các phân tử hoà tan đều phân li ra ion. Một phần số phân tử hoà tan phân li ra ion. Nhận dạng CHỦ ĐỀ 3. Cân bằng hóa học – Nitơ – Lưu huỳnh (Tổng ôn hóa học 11)
Acid mạnh: Base mạnh: Hầu hết các muối: Acid yếu: Base yếu: Biểu diễn Ví dụ: HClHCl Ví dụ: HFHF⇌ . b) Thuyết acid - base của Brønsted -Lowry Acid là những chất có khả năng cho proton H ; base là chất có khả năng nhận proton. Phản ứng acid - base là phản ứng có sự cho và nhận proton. Ví dụ 1: HCl là acid, 2HO là base Ví dụ 2: 2HO là acid, 3NH là base c) pH của dung dịch Khái niệm: pH là đại lượng đặc trưng cho môi trường của dung dịch. Môi trường acid Môi trường trung tính Môi trường base pH7 pH7 pH7 Biểu thức: Nếu aH10  thì pHa . Tổng quát: pHlogH  . Ở 25C∘ , tất cả các dung dịch trong nước đều có tích số ion: 14HOH10  . Chất chỉ thị thường dùng để nhận biết môi trường là giấy quỳ, giấy pH, phenolphthalein. d) Sự thuỷ phân của các ion Cation kim loại tạo hydroxide ít tan 332Al,Fe,Cu, bị thuỷ phân tạo môi trường acid, ví dụ: 32 2FeHOFe(OH)H⇌ Anion gốc acid yếu 2233CO,CHCOO,S,. bị thủy phân tạo môi trường base, ví dụ: 2 323COHOHCOOH⇌ e) Chuẩn độ acid - base Chuẩn độ acid - base là phương pháp xác định nồng độ acid hoặc base bằng một dung dịch chuẩn đã biết nồng độ. Dấu hiệu nhận biết điểm kết thúc chuẩn độ là sự đổi màu của chất chỉ thị. 3. Nitrogen: a) Đơn chất nitrogen Sự phân bố electron theo orbital ở lớp ngoài cùng của nguyên tử N: Phân tử nitrogen có chứa liên kết ba NN , không phân cực, bE945 kJ/mol . Nitrogen thường phản ứng ở nhiệt độ cao và có xúc tác với vai trò chất oxi hoá hoặc chất khử. t,p,xt223Ng3Hg2NHgo rΔH91,8 kJ∘ t22NgOg2NOg∘ rΔH180,6 kJ∘
Trong tự nhiên, nitrogen chuyển hoá thành phân đạm theo sơ đồ: 2222OOOHO 2233NNONOHNONO b) Ammonia Phân tử có dạng hình chóp, trên nguyên tử N còn một cặp electron chưa liên kết. Các phân tử NH 3 tạo được liên kết hydrogen với nhau (khí NH 3 dễ hoá lỏng) và tạo liên kết hydrogen với nước (dễ tan trong nước). Phân tử có dạng hình chóp, trên nguyên tử N còn một cặp electron chưa liên kết. Các phân tử NH 3 tạo được liên kết hydrogen với nhau (khí NH 3 dễ hoá lỏng) và tạo liên kết hydrogen với nước (dễ tan trong nước). Ammonia có tính base theo thuyết Brønsted và có tính khử. o t Pt3224NH5O4NO6HO Ammonia có khả năng tạo thành phức chất như 233 24AgNH,CuNH,   c) Muối ammonium Muối ammonium thường dễ tan, kém bền nhiệt và ion 4NH thể hiện tính acid. d) Một số oxide của nitrogen Các oxide phổ biến của nitrogen là 22NO,NO,NO và 24NO . Trong tự nhiên, oxide của nitrogen là tác nhân gây ô nhiễm không khí, gây phá huỷ tầng ozone và mưa acid. e) Nitric acid Nitric acid là một acid mạnh và có tính oxi hoá mạnh. g) Hiện tượng phú dưỡng Hiện tượng phú dưỡng là hiện tượng phát triển mạnh của rong, tảo, sinh vật phù du trên bề mặt các ao, hồ,... Nguyên nhân của hiện tượng phú dưỡng là do nguồn nước dư thừa chất dinh dưỡng như phân đạm (ion ammonium, ion nitrate) và phân lân (ion phosphate). 4. Lưu huỳnh (sulfur): a) Đơn chất lưu huỳnh Sự phân bố electron theo orbital ở lớp ngoài cùng của nguyên tử S: Phân tử lưu huỳnh tồn tại ở dạng mạch vòng gồm 8 nguyên tử 8S : Lưu huỳnh có cả tính oxi hoá và tính khử, hầu hết các phản ứng xảy ra khi đun nóng: t FeSFeS∘ ; t 22SOSO∘ b) Sulfur dioxide Sulfur dioxide 2SO là chất khí không màu, mùi hắc, dễ tan trong nước. Trong tự nhiên, sulfur dioxide là tác nhân gây ô nhiễm khí quyển, gây mưa acid và viêm đường hô hấp ở người. c) Sulfuric acid
Sulfuric acid 24HSO là chất lỏng, sánh như dầu, tan tốt trong nước và toả nhiệt mạnh. Sulfuric acid đặc dễ gây bỏng nên cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc an toàn. Sulfuric acid loãng có tính acid mạnh. Sulfuric acid đặc ngoài tính acid mạnh còn có tính oxi hoá mạnh và tính háo nước, ví dụ: 24Cu2HSO (đặc) t 422CuSOSO2HO∘ 242KBr2HSO (đặc) t 24222KSOBrSO2HO∘ Trong công nghiệp, sulfuric acid chủ yếu được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc, từ nguyên liệu chính là sulfur, quặng pyrite 2FeS . d) Muối sulfate Muối sulfate phổ biến và có nhiều ứng dụng trong đời sống. Ví dụ: 42CaSO0,5H.O dùng để nặn tượng, đúc khuôn, bó bột, ốp trần nhà; 44 2NHSO dùng làm phân bón; 4BaSO dùng làm chất cản quang,... Trong dung dịch, ion 2 4SO được nhận biết bằng ion 2 Ba , tạo thành kết tủa trắng. B. VÍ DỤ MINH HỌA 1. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn: Ví dụ 1.1. Cho cân bằng hoá học: PCl 5 (g) ⇀ ↽ PCl 3 (g) + Cl 2 (g); or298H > 0. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi A. thêm PCl 3 vào hệ phản ứng. B. tăng áp suất của hệ phản ứng. C. tăng nhiệt độ của hệ phản ứng. D. thêm Cl 2 vào hệ phản ứng. Hướng dẫn giải: Chọn C. Thêm PCl 3  vào hệ phản ứng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm nồng độ PCl 3 , tức là cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Thêm Cl 2  vào hệ phản ứng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm nồng độ Cl 2 , tức là cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Tăng nhiệt độ của hệ phản ứng thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt, tức là cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (phản ứng toả nhiệt). Khi tăng áp suất của hệ phản ứng thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều giảm áp suất (1 < 2), tức là cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Ví dụ 1.2. Xét hai cách biểu diễn cân bằng trong quá trình oxi hoá 2SO thành 3SO : (1) 2232SOgOg2SOg⇌ CK (2) 2231SO gOgSOg 2⇌ ' CK Mối liên hệ giữa hai giá trị hằng số cân bằng là A. ' CCKK . B. ' CCK2K . C. ' CC2KK . D. 2'CCKK . Hướng dẫn giải: Chọn D.   2 3 C2 22 SO K SOO  và  23''CCC1/2 22 SO K KK SOO  . Ví dụ 1.3. Xét phản ứng thuận nghịch: 2323COaqHOHCOaqOHaq⇌l Trong phản ứng thuận, phân tử hoặc ion nào đóng vai trò là acid theo thuyết Brønsted? A. 2 3CO . B. 2HO . C. OH . D. 3HCO . Hướng dẫn giải: Chọn B.