Tài liệu về hóa Vô Cơ

1. Cho biết cấu hình e hóa trị của Ni tơ và giải thích việc hình thành liên kết 3 ( 1σ, 2 π) năng
lượng liên kết của N₂ từ đó cho biết tính chất của Ni tơ
- Cấu hình electron của N (Z = 7) 1s22s22p3, có 5 electron ở lớp ngoài cùng. Trong phân tử nitơ,
để đạt cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm gần nhất (Ne), mỗi nguyên tử nitơ phải
gópchung 3 electron.
→

;

:N ⋮⋮ N:
Công thức electron

hay

N≡N
Công thức cấu tạo

- Hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng 3 cặp electron liên kết biểu thị bằng ba gạch (≡), đó là
liên kết ba. Liên kết ba này bền nên ở nhiệt độ thường khí nitơ kém hoạt động hoá học.
- Liên kết được hình thành trong phân tử N₂ vừa trình bày ở trên là liên kết cộng hoá trị ( 1 liên
kết σ và hai liên kết π )
- Mỗi cặp electron chung tạo nên một liên kết cộng hoá trị.
- Vì có liên kết ba nên phân tử N₂ đặc biệt bền: E(ɴ≡ɴ) = 946 kJ/mol, d(ɴ≡ɴ) = 0,110 nm → Ở
nhiệt độ thường N₂ là chất kém hoạt động nhất, nhưng ở nhiệt độ cao N₂ trở nên hoạt động hơn,
đặc biệt là khi có xúc tác
2. Vẽ hình và giải thích đặc điểm cấu tạo NH₃ theo thuyết liên kết hóa trị lai hóa, từ đó đưa ra
kết luận về tính phân cực của NH₃. Giải thích khả năng tự ion hóa khi ở trạng thái lỏng của
NH₃?
- Phân tử NH₃ có cấu tạo hình chóp, đáy là một tam giác đều. Trong đó, nguyên tử N ở đỉnh hình
chóp, 3 nguyên tử H ở các đỉnh của đáy tam giác đều
Góc liên kết HNH = 107,3⁰, độ dài liên kết N-H : dɴ-ʜ= 1,014Å, E(lk trung bình)= 385kJ/mol

- Theo VB: trong NH₃, N ở trạng thái lai hóa sp³ và dùng 3 OA để liên kết với 3 nguyên tử H,
trên N còn đôi điện tử chưa liên kết
- Do vậy, phân tử NH₃ phân cực với mô men lưỡng cực μ=1,48D

-

Do phân tử NH₃ có cặp e tự do và các liên kết N – H đều bị phân cực nên NH₃ có độ phân cực
lớn bằng 1,48D, điều này tạo liên kết Hidro giữa các phân tử nên NH₃ dễ hóa lỏng (khả năng
tự ion hóa)
NH₃
+
NH₃ = NH₄⁺
+
NH₂⁻


-

-

4. Viết phản ứng NH₃ kết hợp với H⁺ trong nước tạo thành ion NH₄⁺ và giải thích vì sao
dung dịch bazo yếu?
NH₃
+
HOH = NH₄⁺
+
OH⁻,
NH₃ tác dụng với nước sẽ tạo ra OH⁻, điều này làm cho dung dịch có tính bazo. Dung dịch
bazo yếu vì Kb = 1,8.10⁻⁵
5 + 6.Hãy viết phản ứng thể hiện tính khử của NH₃ cháy trong Oxi? hoặc có xúc tác Pt hay

hợp kim Pt-Rh ở 800-900⁰C
- Nito trong NH₃ có số oxh -3 thấp nhất nên NH₃ có tính khử khi phản ứng với chất oxh mạnh
như O₂
- Khi đốt NH₃ trong O₂ cho ngọn lửa màu vàng tạo khí N₂ và H₂O:
4 NH₃
+
3O₂ = 2N₂
+
6H₂O
Khi có xúc tác Pt hay hợp kim Pt-Rh ở 800-900⁰C thì khí NH₃ bị O₂ không khí oxh thành Nito
Oxit:
4 NH₃
+
5O₂
→
4NO
+6H₂O
ΔH= -215kCal
7. Trình bày phản ứng thế của NH₃ với kim loại hoạt động?
- Ở nhiệt độ cao , nhưng nguyên tử H trong NH₃ được lần lượt thế dần bằng các kim loại
hoạt động tạo thành amidua ( chứa nhóm NH₂⁻), amidua (chứa nhóm NH²⁻) và nitrua (N³⁻)
- Ví dụ:
2Li
+
2 NH₃
→
2LiNH₂ + H₂ (220⁰C)
2Na
+
2NH₃

→
2NaNH₂ + H₂ ( 350⁰C)
Mg
+
NH₃
→
MgNH + H₂ (t⁰>600⁰C)
8. Viết phản ứng tổng hợp NH₃ từ N₂ và H₂. Nêu điều kiện tối đa dựa vào nguyên lí
LeChatelier?
- Tổng hợp theo phản ứng : N₂ + 3H₂ → 2NH₃
ΔH<0 (tỏa nhiệt)
* Điều kiện tối ưu của phản ứng:
- Nhiệt độ: 400-600⁰C: Vì ở nhiệt độ thường N₂ trơ về mặt hóa học nên không thể hạ nhiệt
độ quá nhiều
- Tỉ lệ mol: N₂/H₂= 1/3
- Áp suất: 200 – 1000 atm: Nếu tăng áp suất quá cao thì thiết bị không đủ đáp ứng
- Xúc tác: Fe kim loại được hoạt hóa bằng hỗn hợp Al₂O₃ và K₂O
- Hiệu suất: 20-25%
* Hiện nay có thế thực hiện phản ứng ở 1500atm, t⁰=850⁰C, không có xúc tác với hiệu suất
97%
9. Viết phản ứng điều chế NH₃ trong phòng thí nghiệm từ NH₃ và vôi tôi?
- Cho vôi bột tác dụng với muối amoni:
2NH₄Cl
+
Ca(OH)₂
→
2NH₃ + CaCl₂ + H₂O
10. Tại sao Hydrazin được dùng làm nguyên liệu lỏng trong động cơ tên lửa. Hãy viết phản
ứng hóa học để chứng minh?
- Vì khi cháy trong không khí , hydrazin phát ra rất nhiều nhiệt nên được dùng làm nhiên liệu

cho tên lửa:


N₂H₄(l) + O₂(k)
= N₂(k) +
2H₂O(l) ΔH₀= - 705kJ/mol
11. Hãy viết các phản ứng hóa học thể hiện tính oxh và tính khử của NO ( về các số oxh
khác nhau)
- Tính oxh: Khi gặp chất khử mạnh như kim loại hoạt động, kim loại kiềm, kiềm thổ hay
những hợp chất như H₂S:
2NO + 2H₂S =
N₂ + 2S + 2H₂O
2NO
+
SO₂ = N₂O + SO₃
- Tính khử : khi phản ứng với chất oxh mạnh như O₂, halogen:
2NO + O₂ = 2NO₂
2NO + Cl₂ = 2NOCl
12. Viết phản ứng hóa học thể hiện tính khử , oxh và tự oxh-khử của NO₂
- Tính oxh:
NO₂
+ SO₂
→
SO₃
+
NO
NO₂
+ CO
→
CO₂

+
NO
- Tính khử:
2NO₂ + O₃
→
N₂O₅ +
O₂
2NO₂ + ½O₂ + H₂O
→
2HNO₃
- Tự oxh-khử:
2NO₂
+
H₂O
→
HNO₂
+
HNO₃
2NO₂
+
2KOH →
KNO₂
+
KNO₃
+
H₂O
13. Hãy viết phản ứng hóa học và giải thích kết quả phản ứng khi cho Pb tác dụng HNO₃ đậm
đặc và HNO₃ loãng?
3Pb + 8HNO₃(l)
→

3Pb(NO₃)₂
+ 2NO
+ 4H₂O
Pb + 4HNO₃(đ)
→
Pb(NO₃)₂
+ 2NO₂ + 2H₂O
- Hiện tượng này được giải thích như sau: sản phẩm ban đầu là HNO₂, axit này không bền nên
phân hủy:
2HNO₂
→
NO₂ +
NO
+
H₂O
- Khi NO₂ tác dụng với nước trong dung dịch tạo thành HNO₃ và NO:
NO₂
+ H₂O
=
2HNO₃
+
NO
- Theo nguyên lí Le Chatelier: khi nồng độ HNO₃ tăng (đặc) thì cân bằng trên sẽ chuyển dịch
sang trái, tạo ra NO₂. Còn khi nồng độ HNO₃ giảm (loãng) thì cân bằng sẽ chuyển dịch sang
phải, tạo ra NO. Do đó, HNO₃ loãng thì cho NO, HNO₃ đặc thì cho NO₂
14. Viết phản ứng hóa học thể hiện sự tự ion hóa của HNO₃ tinh khiết
- HNO3 tinh khiết tự oxi hóa:
2HNO₃

=

NO₂⁺

+

NO₃⁻

+

H₂O

15. Viết phản ứng hóa học thể hiện sự tự ion hóa của HNO₃ trong dung môi H₂O và các
dung môi cho proton mạnh hơn
- Trong H₂O (trong dung môi cho proton kém hơn axit):
HNO₃

+

H₂O

=

H₃O⁺

+

NO₃⁻

16. Viết phương trình điều chế HNO₃ từ NH₃ trong Công nghiệp?

-

4NH₃

+

5O₂

→

4NO

+

6H₂O (X tác: hợp kim Pt chứa 10% Rh áp suất

thường hay 3-8 atm, nhiệt độ 800-900⁰C)
- Cho NO kết hợp với oxi không khí thành NO₂ tan trong nước
2NO
+
O₂
=
2NO₂
3NO₂ +
H₂O
=
2HNO₃ +
NO
17. Nêu thành phần và phản ứng gây cháy nổ của thuốc súng đen

- Thuốc nổ đen là hỗn hợp nitrat kali (KNO3), bột than củi giã mịn. Một số loại thuốc nổ đen
có thêm lưu huỳnh (dùng cho các vũ khímạnh), bột nhôm (phát sáng cho pháo, tăng năng lượng
cháy cho bom), hồng hoàng (muối thủy ngân, kích nổ)
- Phản ứng cháy của hỗn hợp có thể viết:
2 KNO3 + S + 3 C → K2S + N2 + 3 CO2
18a. Hãy cho biết các dạng thù hình và tính chất vật lí của P?

-

Các dạng thù hình của Phốt pho:
+ Phốt pho Trắng: (P₄) là chất rắn trong suốt, màu trắng hoặc vàng nhạt, giống sáp,
cấu trúc mạng tinh thể phân tử. P trắng mềm, dễ nóng chảy. P trắng không tan trong
nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ; rất độc, gây bỏng nặng khi rơi
vào da; bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ trên 40 0c, bảo quản bằng cách ngâm
trong nước. Ở nhiệt độ thường, P trăng phát quang màu lục nhạt trong bóng tối.

+ Photpho đỏ (hay còn gọi là tím): là chất bột màu đỏ có cấu trúc polime, khó nóng

-

chảy và khó bay hơi hơn P trắng; không tan trong các dung môi hữu cơ thông
thường, dễ hút ẩm và chảy rữa, bền trong không khí ở nhiệt độ thường và không
phát quang trong bóng tối. Chỉ bốc cháy ở nhiệt độ trên 250 0c. Khi đun nóng không
có không khí, P đỏ chuyển thành dạng hơi, khi làm lạnh thì hơi của nó ngưng tụ lại
thành P trắng.
+ Photpho đen: cũng là chất ở dạng polimer, mỗi nguyên tử P liên kết với 3 nguyên tử P
xung quanh bằng liên kết cộng hóa trị, tạo cấu trúc lớp tương tự than chì. P đen bền hơn P
trắng, không độc
18b. Vì sao P có độ âm điện nhỏ hơn N nhưng hoạt động mạnh hơn N( đặc biệt là P trắng)

Là do:
Liên kết P-P trong phân tử P₄ kém bền
P có thể ở trạng thái kích động với 5e độc thân
18c. Cho biết phản ứng khử của P với O₂ ở điều kiện thường và đốt nóng ở nhiệt độ cao


-

-

-

Ở điều kiện thường P trắng bị không khí oxh dần dần đồng thời phát ra ánh áng màu lục yếu
nhìn thấy được trong bóng tối gọi là hiện tượng phát quang hóa học
Cháy trong điều kiện không dư Oxi tạo nên P₄O₆ và P₄O₁₀. Trong điều kiện dư Oxi sẽ tạo nên
P₄O₁₀
P₄ + 3O₂
= 2P₂O₃,
P₂O₃ thường bị đi me hóa thành P₄O₆ rắn. Sau đó P₄O₆ phản ứng với O₂ để tạo thành P₄O₁₀
P₄O₆ + 2O₂
= P₄O₁₀
21. Giải thích khả năng xác định niên đại hóa thạch của ¹⁴C?
- ¹⁴CO₂ trong không khí → cây xanh → tinh bột → người và súc vật đồng hóa nên có số
lượng cân bằng trong không khí. Khi chết ngừng đồng hóa và bị phân hủy → xác định niên
đại hóa thạch
22.Hãy cho biết tên tiếng Việt các loại than đá, phương pháp và xác định nhiệt trị, thế nào
là nhiệt trị cao, nhiệt trị thấp. Công thức tính toán chung?
- Tên tiếng Việt các loại than đá:
+ Anthracite: than antraxit
+ Bitumnous: Than Buti

+ Semibitumnous: than nâu đen
+ Peat: than bùn
Nhiệt trị:
+ Nhiệt trị: là loại giá trị đo được của nhiệt hoặc năng lượng tạo ra, và đo theo nhiệt trị cao
hay nhiệt trị thấp. Nhiệt trị cao giả định rằng tất cả hơi nước từ quá trình cháy đều cô đặc.
Nhiệt trị thấp giả định rằng nước giải phóng trong sản phẩm cháy mà không được ngưng tụ.
Nguyên liệu phải được ss dựa trên nhiệt trị thấp
+ Nhiệt trị cao: là nhiệt trị có kể đến cả lượng nhiệt khi ngưng tụ hơi nước trong sản phẩm
cháy. Qc = Qth + r (M+9H). r= 2453kJ/kg
+ Nhiệt trị thấp:là nhiệt trị không kể đến lượng nhiệt ngưng tụ hơi nước trong sản phẩm
cháy
23.Cho biết cấu hình e lớp hóa trị C, hiện tượng lai hóa (có vẽ hình) và từ đó giải thích cấu
trúc và tính chất của kim cương. Cho biết số mắt Z của ô mạng lập phương tâm diện xếp
chặt của kim cương?
- Cấu hình e lớp hóa trị C: [He] 2s22p2
Kim cương: tinh thể nguyên tử bền vững cấu tạo đều, liên kết cộng hóa trị lai hóa sp³ tạo
nên 4 (AO) trên 4 đỉnh của 1 tứ diện đều, mỗi nguyên tử liên kết σ bền vững với 4 C khác
- Khối lượng riêng 3,51g/cm³
- Độ cứng cao nhất (10 Mohs)
- Trong suốt không màu, khúc xạ mạnh
- Tất cả 4e⁻ hóa trị đều tham gia liên kết C-C → vùng hóa trị lấp đầy e⁻ → chênh lệch ΔE =
5,7 eV giữa vùng dẫn và vùng hóa trị → chất cách điện
- Các nguyên tử C chiếm đồng thời mọi vị trí của mạng lập phương tâm diện F và một nửa số
hổng tử diện của nó


24. Hãy cho biết cấu hình e lớp hóa trị của C, hiện tượng lai hóa ( có vẽ hình) từ đó giải
thích cấu trúc và tính chất mềm, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt của than chì?
- Nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp², các orbitan nằm trên cùng một mặt phẳng tạo một
góc 120⁰

- Tạo thành lớp chồng lên nhau, liên kết Van der Waals → mềm
- Mỗi nguyên tử C trên cùng có một lớp e⁻ chưa ghép đôi ở orbitan 2p không tham gia lai
hóa, tạo liên kết π với 1 trong 3 nguyên tử C bao quanh, không định vị, linh động như trong
kim loại, dễ chuyển từ vùng hóa trị sang vùng dẫn → than chì dẫn nhiệt và dẫn điện tốt

25. Hãy cho biết các dạng thù hình cấu trúc nano của C?
- Cacbonnanotube ( cacbonnano ống): grapnephe → cuộn → cacbonnano ống
- Cuộn nang: cacbonnanotube zic zắc , cacbon chiral
1 lớp → 1 lớp cuộn: single – wall nanotube
˃ 2 lớp → đa lớp: multi – wall nanotube
34. Vẽ hình và giải thích cấu trúc, tính chất của B₂O₃ dạng thủy tinh
- Dạng thủy tinh khối rắn được cấu tạo bởi nhóm BO₃ nối nhau qua O chung và sắp xếp hỗn độn,
không màu, khi đun nóng đến 600⁰C thì hóa lỏng thành chất lỏng nhớt và kéo sợi được


35. Vì sao B₂O₃ được sử dụng làm phụ gia trong sản xuất thủy tinh và men sứ?
- Oxit boric hút ẩm mạnh và tan trong nước tạo thành axit boric:
B₂O₃
+
3H₂O
=
2H₃BO₃
nên gọi là anhidic boric. Quá trình này tan phát ra nhiều nhiệt: nếu đổ một lúc 100g oxit boric
vào 125g nước thì nước sôi lên. Ở trạng thái nóng chảy, oxit boric có thể hòa tan nhiều oxit kim
loại tạo thành borat. Bởi vậy người ta dùng oxit boric để chế thủy tinh và men đồ sắt
36. Viết phản ứng điều chế hàn the từ ax boric và NaOH
4H₃BO₃ + 2NaOH
Na₂B₄O₇.10H₂O (borat= hàn the)
- Dùng trong việc hàn kim loại