Đề cương hóa vô cơ đại học

Đại Học Quốc Gia Hà Nội
Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên

Đề Cương
Hóa Học Vô Cơ 1

Phạm HoàngGiang


Chương I- Hiđro . oxi . nước. hidropeoxit
Câu 1.

 Tính chất vật lí đặc trưng nhất của khí hiđrô đưa đến những ứng dụng
gìtrong thực tế ?




Hiđro tồn tại ở dạng phân tử H2

Năng lượng của liên kết H-H là 435kJ/mol và độ dài lien kết là 0,74 A0
Phân tử H2 có độ bền lớn ,khó bị cực hóa,hết sức bé và nhẹ nhất nên có nhiệt độ
nóng chảy (-259,1 0C) và nhiệt độ sôi ( -252,6 0C) rất thấp
 Ở nhiệt độ thường, hiđro là chất khíkhông màu ,không mùi, không vị ,nhẹ nhất
trong tất cả các khí1lit H2 ở đktc nặng 0,08985g, nhẹ hơn không khí gấp 15 lần
 Nhờ tốc độ khuếch tán lớn khí hiđro có độ dẫn điện lớn
 KhíH2 rất ít tan trong nước và các dung môi hữu cơ
 ứng dụng :
 Dùng khí hiđro để làm nguội ,quá trình làm nguội nhanh hơn gấp 6 lần không khí
 Vìnhẹ nên khí hiđro được dung để bơm vào khí cầu
 Hiđro kim loại còn có triển vọng làm nguồn nhiêu liệu hóa học và nguồn nhiên

liệu nhiệt- nhân rất lí tưởng trong tương lai

 Tính chất hóa học đặc trưng của hiđro.Tại sao khí hiđrô chỉ hoạt động
khi đun nóng ? Nêu những dẫn chứng cho thấy hiđrô nguyên tử hoạt
động hơn hiđrô phân tử. Khí hiđrô có thể khử được oxit của những kim
loại nào ?




Phân tử hiđro với vỏ electron của He ,có độ bền lớn rất khó phân hủy thành
nguyên tử. Nó chỉ phân hủy rõ rệt ở 2000 0C
H2 = 2H
Δ H0 = 436kJ/mol ( phản ứng thu nhiệt)
Ở nhiệt độ thường, hiđro kém hoạt động về mặt hóa học . Khi đun nóng hiđro kết
hợp với nhiều nguyên tố :
 Kết hợp trực tiếp với các kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ tạo hiđrua kim
loại
=>hiđro tồn tại ở dạng anion H- thể hiện tính oxi hóa.
2Li + H2 = 2 LiH
Ca + H2 = CaH2
 Kết hợp với các nguyên tố phi kim như halogen, lưu huỳnh, nitơ, oxi …
H2 + Cl2 = 2HCl (to cao)
H2 + S = H2S
Với oxi thìcần tiếp xúc với ngọn lửa hoặc có tia điện thìnổ mạnh phát ra
nhiều nhiệt
O2 + 2 H2= 2H2O
Δ H0 = -241,82 kJ/mol
 Với các hợp chất : do có ái lực mạnh với oxi nên hiđro có thể khử nhiều
oxit kim loại như Cu , Pb , Fe , Hg … ở nhiệt độ cao

CuO
+ H2
= Cu + H2O
Fe3O4 + 4 H2
= 3 Fe + 4 H2O

Phạm HoàngGiang




Hiđro ở điều kiện thường có thể khử được một số kim loại ra khỏi dung
dịch muối của chúng
AgNO3+ 1/2 H2 = Ag + HNO3
H2PtCl4 +
H2
= Pt + HCl
Ngoài ra có mặt chất xúc tác Hiđro có thể khử được nhiều hợp chất hữu
cơ : khử hợp chất không no thành no, anđehit thành rượu….
Hiđro nguyên tử hoạt động hơn hiđro phân tử
H2
+
KMnO4 + H2SO4
= không phản ứng
H
+
KMnO4 + H2SO4
= MnSO4 + K2SO4 + H2O





 Phương pháp điều chế khí hiđro trong công nghiệp và trong phòng thí
nghiệm ?
 Trong phòng thínghiệm :
Cho kẽm hạt tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng hoặc HCl trong bình kíp
(Zn tinh khiết phản ứng xảy ra chậm cho them một ít muối đồng cho pứ xảy
ra nhanh hơn )
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
 Trong công nghiệp :
- Điện phân nước ( điện phân dung dịch H2SO4 20% hoặc NaOH 20%)
- Bay hơi phân đoạn không khílỏng
- Phương pháp đi từ than :
C + H2O = CO
+
H2 Δ H0 = 130 kJ/mol ,1000 -10000 0C
CO

+

H2O

=

CO2

+

Δ H0 = -42 kJ/mol , 450 0C,
(xt Fe2O3,Cr2O3)

H2

Làm sạch thu được khí hiđro
- Khí đồng hành trong sản xuất dầu mỏ
CH4
-

+

H2O

=

CO

+

3 H2

Δ H0 = 209 kJ/mol ,10000C

Đốt cháy hoàn toàn khíthiên nhiên
2CH4

+

O2

=

2 CO

+

4 H2 Δ H0 = -71kJ/mol ,

2. Các hiđrua: sự phân loại và tính chất của mỗi loại.
Có 3 loại : hiđrua ion, hiđrua cộng hóa trị, hiđrua kim loại .

 hiđrua ion
-Là hợp chất của hiđrua với các kim loại dương điện mạnh
-Là các hợp chất ở dạng tinh thể không màu giống muối
- H+ +e- = Hcó tính oxi hóa giống với các halogen nhưng ái lực electron của
hiđro kém hơn của halogen 3-5 lần
-Các hiđrua ion rất kém bền nó có thể phản ứng được với nhiều đơn chất và hợp
chất trong đó nó đóng vai trò là chất khử mạnh. Vìvậy trong hóa học người ta sử
dụng hiđrua này (LiH ,NaH ,KH,CaH2,MgH2 …) làm các chất khử

Phạm HoàngGiang


- Hidrua ion có hoạt tính hóa học rất cao, chúng phản ứng nhanh chóng và hoàn toàn
với những chất dù chỉ là những vết ion H+ (là những axit yếu)
NaH + H2O = NaOH + H2
CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2
-Hiđrua ion có thể tác dụng với một số hợp chất cộng hóa trị tạo phức chất
LiH + BH3 =Li[BH4]
NaH + AlH3 =Na[AlH4]
Các phức này cũng có tính khử mạnh

 Các hiđrua ion thường kém bền dễ bị phân hủy
 Điều chế :Đun nóng kim loại trong khíquyển
2Na + H2 = 2NaH
Ca + H2 = CaH2

 Hiđrua cộng hóa trị
-Là hiđrua của các phi kim và nửa kim loại : SiH4, CH4 NH3 AlH3…
-Liên kết của các hiđrua này là lien kết cộng hóa trị phân cực ,độ bền của lien kết thì
giảm dần từ trên xuống trong một nhóm và tăng dần từ trái sang phải trong một chu
kì
-Liên kết giữa các phân tử là liên kết van-de-van . Vìvậy các hiđrua này có nhiệt
nóng chảy thấp, trong một số hiđrua công hóa trị có hình thành lien kết hiđro
-Một số hiđrua cộng hóa trị khi tan trong nước cho môi trường axit .một số không
bền dễ bị thủy phân trong nước giải phóng khíH2
BeH2 + 2H2O = Be(OH)2 + 2H2
MgH2 + 2H2O = Mg(OH)2 + 2H2

 Hiđrua kim loại
-Là hợp chất giữa hiđro và kim loại chủ yếu là kim loại chuyển tiếp
-Dạng bột hay dạng khối giòn nhưng bền về mặt hóa học, có ánh kim và dẫn điện tốt
-Các hiđrua kim loại có đặc tính ưu việt so với các kim loại đó là làm các kim loại
chuyển tiếp tang độ cứng độ bền,tăng nhiệt độ nóng chảy,giảm hoạt tính hóa học
đồng thời các hiđrua này có ứng dụng nhiều trong thực tế

3. Cấu tạo phân tử, tính chất líhóa học và phương pháp điều chế oxi trong
công nghiệp và trong phòng thínghiệm.
 Cấu tạo phân tử : phân tử O2 thuận từ có độ dài lien kết 1,21 A0 ,năng lượng liên
kết là 494 kJ/mol , phân tử không phân cực.
 Tính chất vật lí:
 O2 có cấu tạo O=O , liên kết không phân cực , phân tử bền => có nhiệt độ nóng

chảy và nhiệt độ sôi thấp (tonc=-218,9 oC , tos=-183 oC)
 Phân tử O2 không phân cực nên ít tan trong dung môi không phân cực , O2 có thể
tan trong một số kim loại nóng chảy
VD : ở 973 oC , một thể tích Ag có thể hòa tan 22,4 lít thể tích oxi ở điều kiện áp
suất thường

Phạm HoàngGiang


ở 1080 oC , một thể tích Ag có thể hòa tan 20 lít thể tích oxi ở điều kiện áp suất
thường
 Oxi là một khíkhông màu ,không mùi, không vị , nặng hơn không khí. Ở trạng
thái lỏng, oxi có màu xanh lam và nặng hơn nước
 Tính chất hóa học:
-Phân tử O2bền ,năng lượng liên kết phân tử lớn,khá trơ ở nhiệt độ thường nhưng
do có 2e nằm trên AO * phản lien kết => hoạt tính hóa học của oxi là khá cao ở
nhiệt độ thường
- O2 là nguyên tố phi kim điển hình => có thể tương tác với hầu hết các nguyên tố
trong bảng tuần hoàn trừ các halogen khíhiếm và một số kim loại quý.

Cụ thể:
 Tính chất đặc trưng của O2 là phản ứng oxi hóa
 Phản ứng oxi hóa khử có sự tham gia của oxi là tương đối phổ biến
 Oxi tinh khiết cũng như oxi trong không khí đều có khả năng phản ứng với
đơn chất và hợp chất ở nhiệt độ nào đó ,nhiệt độ đó gọi là nhiệt bốc
cháy ,nhiệt bốc cháy của oxi tinh khiết thấp hơn trong không khí là khoảng
50 oC
 Do phản ứng oxi hóa thường tỏa ra nhiều nhiệt nên nó được sử dụng nhiều
trong thực tế.
 Điều chế

 Trong PTN :
-Nhiệt phân hợp chất giàu oxi : KMnO4,KClO3 …
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
KClO3 = KCl + 3/2 O2
-Điện phân nước .


Trong công nghiệp :
- Chủ yếu là phương pháp bay hơi phân đoạn không khílỏng
- Điện phân nước ( điện phân H2SO4 20% or NaOH 20%)

4. Trình bày công thức cấu tạo của phân tử O3. Tính chất líhóa học, phương
pháp điều chế ozôn trong phòng thínghiệm và trong công nghiệp. Cách nhận
biết khíO3; So sánh tính chất líhoá học của khíoxi và khíozôn. Phản ứng
phân biệt O3 và O2
 công thức cấu tạo của phân tử O3
 Phân tử ozon có ba nguyên tử oxi liên kết với nhau. Nguyên tử oxi trung tâm tạo
nên một liên kết cho - nhận với một trong hai nguyên tử oxi và hai liên kết cộng
hóa trị với nguyên tử oxi còn lại:

Phạm HoàngGiang




 Tí
nh






Là phân tử phân cưc ,độ dài lien kết là 1,278 Ao ,góc lien kết là 117 o
Năng lượng tạo thành của O3 là Δ H0 = 142,3 kJ/mol ,
chất vật líhọc
Do ozon có khối lượng tương đối lớn,có cưc dễ bị cực hóa nên ozon có nhiệt
độ nóng chảy (-192,7 oC) và nhiệt độ sôi (-111,9 oC) cao hơn oxi.
Ở nhiệt độ thường O3 là chất khícó màu xanh lam nhạt ,mùi tanh đặc biệt,ở
dạng lỏng có màu tím lam , dạng rắn có màu tím đen và có tỉ khối là1,71
Do phân tử phân cực => O3 tan khá nhiều trong nước và nhiếu hơn O2 gấp
15 lần
O3 có tồn tại trong khíquyển ở tầng cao có nồng độ nhỏ có khả năng hấp thụ
các tia tử ngoại, trong bức xạ vũ trụ nó là yếu tố cực kìquan trọng trong bảo
vệ sự sống.

 Tính chất hóa học



Dễ bị phân hủy
O3 = O2 + O
O3 hoạt động hóa học mạnh :
- O3 phản ứng được với nhiều kim loại
2Ag + O3= Ag2O + O2
- Có thể biến sunfua thành sunfat
PbS + 4 O3 = PbSO4 +4O2
- Oxi hóa được KI ngay trong môi trường kiềm
2KI + O3 + H2O = 2KOH + O2 + I2
- Nhiều hợp chất hữu cơ bốc cháy khi tiếp xúc với O3

 Điều chế
 Trong PTN
- Phương pháp hóa học :
K2S2O8 + H2O = KHSO4 + H2O2
( H2SO4 đặc làm môi
trường)
H2O2 = H2O + O
O + O2 = O3
- Phương pháp phóng điện êm
 Trong công nghiệp
Sử dụng phương pháp phóng điện ở điện thế cao
 Cách nhận biết khíO3 :

Phạm HoàngGiang




Dựa vào tính chất vật lícủa ozon : khíO3 có màu xanh lam nhạt và cómùi
tanh đặc trưng.
Dựa vào tính chất hóa học : O3 có tính oxi hóa mạnh ,



-

O3 phản ứng được với nhiều kim loại
2Ag + O3= Ag2O + O2
Có thể biến sunfua thành sunfat
PbS + 4 O3 = PbSO4 +4O2

Oxi hóa được KI ngay trong môi trường kiềm
2KI + O3 + H2O = 2KOH + O2 + I2

 So sánh tí
nh chất líhoá học của khíoxi và khíozôn
Tính chất

Vật lí

OXI

OZON

-Là phân tử không phân cực, phân
tử bền, ít tan
- có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ
sôi thấp (to nc
=-218,9 oC , to =-183
s
oC)
-Là một khíkhông màu ,không mùi
không vị , nặng hơn không khí. . Ở
trạng thái lỏng, oxi có màu xanh
lam và nặng hơn nước

-Là phân tử phân cực,không bền ,tan
nhiều hơn oxi gấp 15 lần
- Có nhiệt độ nóng chảy (-192,7oC) và
nhiệt độ sôi (-111,9 oC) cao hơn oxi.
- Ở nhiệt độ thường O3 là chất khícó màu

xanh lam nhạt ,mùi tanh đặc biệt,ở dạng
lỏng có màu tím lam , dạng rắn có màu tím
đen và có tỉ khối là 1,71

-Tính chất đặc trưng của O2 là
phản ứng oxi hóa
+ phản ứng với phi kim
S + O2 = SO2
+
phản
ứng với kim loại trừ
Hóa học
Ag,Au,Hg ..
3 Fe + 2O2 = Fe3O4
+ Với hợp chất
C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O

-Dễ bị phân hủy
O3 = O2 + O
-O3 hoạt động hóa học mạnh ,mạnh hơn
O2:
+O3 phản ứng được với nhiều kim loại
2Ag + O3 = Ag2O + O2
+Có thể biến sunfua thành sunfat
PbS + 4 O3 = PbSO4 +4O2
+Oxi hóa được KI ngay trong môi trường
kiềm
2KI + O3 + H2O = 2KOH + O2 + I2
+Nhiều hợp chất hữu cơ bốc cháy khi tiếp
xúc với O3

 Phản ứng phân biệt O3 và O2
O2 + Ag = không phản ứng
2Ag

+ O3= Ag2O +

O2

2KI + O2 + H2O = không phản ứng
2KI + O3 + H2O = 2KOH + O2 + I2

Phạm HoàngGiang


=> Dấu hiệu nhận biết oxi và ozon.

5. Trình bày cấu tạo phân tử, tính chất líhóa học của nước. Các phương pháp
làm sạch nước trong phòng thínghiệm.
 Cấu tạo phân tử





Phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hiđrô và một nguyên tử ôxy.
Phân tử nước có góc liên kết là 105°. Do các cặpđiện tử tự do chiếm nhiều
chỗ nên góc này sai lệch đi so với góc lý tưởng của hình tứ diện. Chiều dài
của liên kết O-H là 0,99 Ao
Phân tử nước có khả năng tụ hợp phân tử bằng phân tử hiđro.

 Tính chất vật lí
 Tính chất vật líbị ảnh hưởng liên kết H
-



Nhiệt độ nóng chảy ,nhiệt độ sôi
Nước có tỉ khối lớn nhất ở 3,98 oC
Nước có sức căng bề mặt lớn

Tính chất vật líkhông bị ảnh hưởng liên kết H
-

Là chất lỏng không màu, không mùi, không vị, lớp nước dày có màu
xanh nhạt
Là chất lỏng có nhiệt dung riêng lớn nhất
Là chất lỏng lưỡng tính ,có môi trường trung tính
Là dung môi quan trọng nhất trong thiên nhiên ,khíquyển,là dung môi tốt
hòa tan các chất điện li ( muối của axit bazơ), ít điện li,không điện li
Là chất lỏng tồn tại ở cả 3 pha

 Tính chất hóa học


Nước là chất rất có khả năng phản ứng ,nó tương tác với nhiều đơn chất và
hợp chất :
- Có khả năng phân hủy nhiều chất ( phản ứng thủy phân )
NH4Cl + H2O = NH4OH + HCl
- Có khả năng tham gia phản ứng oxi hóa khử:

Chất oxi hóa:
2Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2
Chất khử:
4F2 + 2 H2O = 4HF + O2
- Tạo phức với các ion trong môi trường nước : [Ti(H2O)2]6+ ,
[Cr(H2O)6]3+…
- Tạo tinh thể ngậm nước (hiđrat tinh thể) : CuSO4.5H2O ,
H2C2O4.2H2O …
- Là chất lưỡng tính vừa có tính axit vùa có tính bazơ
- Làm xúc tác cho một số lớn các phản ứng
2NO + O2 →2 NO2
2Fe + 3Cl2 → 2 FeCl3

 Các phương pháp làm sạch nước trong phòng thínghiệm.

Phạm HoàngGiang


Chưng cất nước :
-

khi chưng cấtcho thêm dung dịch KmnO4 trong môi trường axit hoặc kiềm
vào nước để phá hủy các tạp chất hữu cơ có trong nước.
Phần nước cất thu được lúc ban đầu còn chứa các khítan cho nên bỏ đi
chỉ hứng phần sau .
Bằng những nhựa trao đổi ion thích hợp người ta thu được nước tinh
khiết như nước cất.

6. Trình bày cấu tạo phân tử, tính chất lí, hóa học của H2O2. Trình bày
phương pháp điều chế H2O2 trong công nghiệp và trong phòng thínghiệm.

 Cấu tạo phân tử:


Phân tử H2O2 có dạng gấp khúc



Liên kết giữa các nguyên tử H và nguyên tử O là liên kết cộng hóa trị có cực (cặp
electron chung lệch về phía nguyên tử O).
 Độ dài liên kết O-O là 1,48 Ao , O-H là 0,95 Ao ,góc liên kết OOH là 95o, năng lượng
liên kết O-O là 217,5 kJ/mol
 Do phân tử không có đối xứng nên H2O2 có cực tính lớn
 Tính chất vật lí
 H2O2 tinh khiết sánh như nước đường vìcó liên kết H
 Nhiệt độ sôi 152,1 oC , hóa rắn ở -0,89 oC
 Chất lỏng không màu,có vị kim loại nặng hơn nước, hóa rắn ở −0,480C, tan trong
nước theo bất kìtỉ lệ nào.
 Là hợp chất không bền dễ bị phân hủy nhiệt
 Tính chất hóa học
 Là chất rất hoạt động hóa học
 H2O2 có khả năng thể hiện tính oxi hóa, tính khử
Cụ thể :
H2O2 dễ bị phân hủy
H2O2 → H2O + O
H2O2 thể hiện tính oxi hóa
PbS + H2O2→ PbSO4 + H2O
2KI + H2O2 + H2SO4 → K2SO4 + I2 + 2H2O
H2O2 thể hiện tính khử
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 5O2

 Phương pháp điều chế

Phạm HoàngGiang




Trong PTN :
BaO2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O2



Trong công nghiệp :
Phương pháp điện phân : người ta điện phân ở nhiệt độ khoảng 5-10 độ C dd
H2SO4 50% hoặc dd (NH4)2SO4 trong H2SO4 với mật độ dòng điện lớp và điện
cực plantin.Tuy cơ chế của quá trình điện phân chưa được biết rõ hoàn toàn
nhưng có thể được biểu diễn như sau:
2HSO4- - 2e = S2O 82- + 2H+
2SO42- - 2e =S2O 28
Axit peoxiđisunfuric (H2S2O8)được tạo nên khi điện phân sẽ kết hợp với nước
cho H2O2.
H2S2O8 + 2H2O = 2H2SO4 + H2O2
Chưng cất hỗn hợp ở áp suất thấp sẽ được dd H2O2 loãng .Cô cặn dd trong
chân không rồi chưng cất phân đoạn nhiều lần sẽ được dung dịch H2O2 90-99%.
- Phương pháp antraquinol người ta dùng oxi để oxi hóa đihiđrô antraquinol thu
được H2O2 và tái sinh lại được đihiđro antraquinol bằng cách dùng H2 khử với
chất xúc tác Pd:
C14H10O2 + O2 =C14H8O2 + H2O2
Dung dịch H2O2 thu được có nồng độ 20-25%.Nguyên liệu chủ yếu của phương
pháp này là H2 ,O2,không khívà H2O nên giá thành rẻ hơn so với phương pháp

điện phân

Chương II- Các kim loại kiềm (nhóm IA)
Liti (Li) – Natri (Na) – Kali (K) – Rubidi (Rb) – Xesi (Cs)
7.

 Sự biến đổi tính chất vật lítrong dãy các kim loại kiềm
 Các kim loại kiềm đều có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối, làkiểu
mạng kém đặc khít, có bán kính nguyên tử lớn, khối lượng riêng nhỏ
 Các kim loại kiềm có màu trắng bạc và có ánh kim rất mạnh ( ánh kim dễ mất khi
KL tiếp xúc với không khí)
 Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi đều thấp và giảm dần từ Li → Cs ( do liên kết
kim loại yếu )
 Các kim loại kiềm đều nhẹ, Li nổi trên dầu hỏa, Na và K nổi trên nước
 Các kim loại đều mềm có thể cắt bằng dao được, Cs mềm nhất còn Li cứng hơn
 Kim loại kiềm có độ dẫn điên cao nhưng kém hơn Ag
 Các kim loại tự do cũng như hợp chất dễ bay hơi của chúng khi được đưa vào
ngọn lửa không màu làm cho ngọn lửa trở nên có màu đặc trưng :
 Li : màu đỏ tía
 Na : màu vàng

Phạm HoàngGiang





 K : màu tím
 Rb : màu tím hồng
 Cs : màu xanh lam

Các kim loại kiềm có thể hòa tan lẫn nhau và đều dễ tan trong thủy ngân tạo
lên hỗn hống
Các kim loại kiềm tan được trong amoniac lỏng và độ tan của chúng khá cao.
Dung dịch loãng có màu xanh lam và dẫn điện.Dung dịch có nồng độ cao hơn có
màu đỏ đồng và có ánh kim

 Sự biến đổi tính chất hóa học trong dãy các kim loại kiềm
 Các kim loại kiềm rất hoạt động về mặt hóa học. Trong phản ứng chúng thể hiện
tính khử mạnh và tính khử đó tăng dần từ Li → Cs.
 Tác dụng với phi kim:
Hầu hết các kim loại kiềm có thể khử được các phi kim.
- Với hidro: Khi đun nóng, các kim loại kiềm kết hợp với hidro tạo hidrua ion: Li ở
600-700oC, còn các kim loại kiềm khác ở 350-400oC.
M + H → MH
- Với oxi:
+ Ở điều kiện thường và trong không khíkhô:
Li bị phủ một lớp màu xám gồm Li2O và Li3N.
4 Li + O2
→ 2Li2O
3Li + 1/2 N2 → Li3N
Na bị oxi hóa thành Na2O2 và lẫn một ít Na2O.
4Na + O2→ 2Na2O
Na2O + 1/2O2 → Na2O2
K bị phủ lớp KO2 ở ngoài cùng và bên trong là lớp K2O.
4K + O2→ 2K2O
K2O + 3/2 O2→ 2KO2
Rb và Cs tự bốc cháy tạo RbO2 và CsO2.
+ Khi đốt nóng: Li tạo Li2O và một ít Li2O2, còn các kim loại kiềm khác, oxit của
chúng tác dụng tiếp với oxi tạo peoxit (Na2O2) hoặc supeoxit (KO2, RbO2, CsO2).
- Với halogen, lưu huỳnh:

Các kim loại kiềm bốc cháy trong khíclo khi có mặt hơi ẩm ở nhiệt độ cao. Với
brom lỏng, K, Rb, Cs nổ mạnh, Li và Na chỉ tương tác trên bề mặt. Với iot, các
kim loại kiềm chỉ tương tác mạnh khi đun nóng.
Khi nghiền kim loại kiềm với bột lưu huỳnh sẽ gây phản ứng nổ.
Với nitơ, cacbon, silic:
Chỉ có Li có thể tương tác trực tiếp tạo Li3N, Li2C2, Li6Si2 khi đun nóng. Li6Si2 là
dạng tinh thể màu tím hút ẩm rất có khả năng phản ứng
 Tác dụng với nước :

Phạm HoàngGiang


Các kim loại kiềm có thế điện cực rất thấp, vìthế chúng tương tác rất mãnh liệt
với nước giải phóng khíhidro.
M + H2O → MOH + ½ H2
Khi phản ứng với nước, Li không cho ngọn lửa, Na nóng chảy thành hạt tròn nổi
và chạy trên mặt nước, hạt lớn có thể bốc cháy, K bốc cháy ngay còn Rb và Cs
gây phản ứng nổ.
Do kim loại kiềm hoạt động hóa học mạnh, đặc biệt là bị oxi hóa nhanh trong
không khívà có phản ứng mãnh liệt với nước, cần phải bảo quản kim loại kiềm
trong dầu hỏa khan, trong chân không hoặc trong khí trơ và thật cẩn thận khi làm
thínghiệm với kim loại kiềm.

Khi đun nóng (quá nhiệt độ nóng chảy của kim loại) trong khíNH3 các kim loại
kiềm dễ tạo thành amiđua
Na + 2NH3 → 2NaNH2 + H2





Tác dụng với axit
Thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử của kim loại kiềm có giá trị từ -3.05V
đến -2,71V cho nên các kim loại kiềm có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch
axit thành khíhidro.
2M + 2H+ → 2M+ +H2
Phản ứng của kim loại kiềm với axit cũng là phản ứng gây nổ nguy hiểm.
Các kim loại kiềm có thể thay thế H trong các axit hữu cơ tạo nên muối ion. Kim loại
kiềm cũng tạo lên những hợp chất cộng hóa trị như LiCH3 , NaC2H5 … nhưng không
dễ tạo nên những phức chất.

Mối liên hệ giữa tính chất đó với cấu hình điện tử hóa trị của chúng

Do có một e hóa trị ns1 ở ngoài cấu hình e bền của các khíhiếm, các kim
loại kiềm rất dễ mất đi một e hóa trị biến thành ion dương M+
→ Thể hiện chúng hoạt động rất mạnh, năng lượng ion hóa của chúng rất
thấp

Vìchỉ có 1 e hóa trị duy nhất nên tính chất hóa học của các kim loại kiềm
đơn giản hơn các nhóm kim loại khác.

Hãy nêu dẫn chứng chứng minh rằng, liti có nhiều tính chất khác biệt với
các kim loại kiềm khác.

Li có thế điện cực âm hơn các kim loại kiềm khác,một số hợp chất của Li ít
tan .
Li phản ứng với H2 ở nhiệt độ cao hơn các kim loại kiềm khác

Li có thể phản ứng trực tiếp với N2 ,C ,Si


Li + 3/2 N2 = Li3N


Phạm HoàngGiang


Li + C = Li2C2
6 Li + 2 Si = Li6Si2


Trình bày phương pháp điều chế natri kim loại trong công nghiệp.
Điện phân muối clorua nóng chảy :
Dùng thùng điện phân bằng thép pử trong lót gạch sa mốt,cực dương bằng than chì
và cực âm = sắt, giữa 2 cực có màng ngăn và chất điện phân không phải là NaCl
tinh khiết mà là hỗn hợp của NaCl với 25% NaF và 12% KCl (cho phép điện phân ở
610 – 650 oC)

8. Phản ứng nhuốm màu ngọn lửa của các kim loại kiềm và kiềm thổ. Giải
thích.


Các kim loại tự do khi được đưa vào ngọn lửa không màu làm cho ngọn lửa trở
nên có màu đặc trưng :
 Li : đỏ tía - Na : vàng - K : tím - Rb : tím hồng - Cs : xanh lam
 Ca : đỏ da cam – Sr : đỏ son – Ba : lục hơi vàng
 Giải thích : ở trong ngọn lửa những e của nguyên tử hay ion kim loại được kích động
nhảy ra mức năng lượng cao hơn . khi nhảy về những mức ban đầu, những e đó hoàn
trả lại những năng lượng đã hấp thụ. Trong trường hợp này, năng lượng đó là bé và
được phát ra dưới dạng bức xạ vùng nhìn thấy. Vìvậy, ngọn lửa có những màu đặc
trưng của các kim loại.

Chương III- Các kim loại kiềm thổ (nhóm IIA)
9. Trình bày tính chất líhoá học của magiê kim loại. Phương pháp sản xuất magiê
kim loại trong công nghiệp

Phạm HoàngGiang


 Tính chất vật lí
 Có màu xám nhạt, có ánh kim
 Tnco = 650o C; tso = 1100 oC ,tỉ khối 1,74 cao hơn kim loại kiềm
 Độ cứng của Mg cao
 Mg có tính cơ học tốt : dẻo dễ dát mỏng ,kéo sợi được.
 Dễ tạo hợp kim với kim loại khác ,hợp kim của Mg có nhiều ứng dụng trong
công nghiệp , 2 hợp kim thông dụng :
- macnhali :10-30% Mg và 30-70% Al cứng và bền hơn Al tinh khiết
nhưng dễ chế hóa và dễ bào nhẵn hơn
electron 83% Mg, 10%Al ,5% Zn ,2%Mn có tính chất cơ lí tốt
 Tính chất hóa học Mg
 Là kim loại rất hoạt động đứng sau kiềm. thể hiện tính khử đặc trưng
 Ở áp suất lớn của khíH2 (200atm) có mặt MgI2 , Mg có thể kết hợp với H2 ở
570 oC tạo MgH2
Mg + H2 → MgH2
 Trong không khíở to thường Mg bị bao phủ lớp oxit rất mỏng và bền ngăn
cản chúng tiếp xúc với oxi . Khi đốt cháy tạo oxit ,Mg cháy phát sáng chói và
giàu tia tử ngoại
Mg + ½ O2 → MgO Δ H0 = -610 kJ/mol < pứ tỏa nhiều nhiệt >
 Khi đun nóng Mg pứ mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu
huỳnh ,photpho,cacbon,silic
 Mg cháy trong không khícòn có pứ

Mg3N2 + 6 H2O→ 3Mg(OH)2 + 2 NH3
Mg +2C → MgC2
MgC2 + 2H2O → Mg(OH)2 + C2H2
2Mg + Si → Mg2Si
 Mg không tan trong nước lạnh nhưng tan chậm trong nước nóng
Mg + 2 H2O→ Mg(OH)2 + H2
 Phương pháp sản xuất magiê kim loại trong công nghiệp
Điện phân cacnalit hoặc hỗn hợp muối clorua của Mg và kim loại kiềm ở 700-750 oC
trong thùng điện phân làm = thép là cực âm ,cực dương là thanh chì đặt trong ống
sứ xốp để cho khíclo thoát ra
Ngoài ra có thể dùng than cốc khử MgO chế từ magiezit hay dùng ferosilic (hợp kim
Fe và Si) khử hỗn hợp MgO và CaO chế từ đolomit ở nhiệt độ cao và trong chân
không .
MgO + C → Mg + CO <2000oC>
CaO +MgO +Si → Mg + 2 CaO.SiO2<1500oC>
Hơi magie bay lên và được làm ngưng tụ lại

Chương IV- Các nguyên tố nhóm IIIA
Phạm HoàngGiang


Bo (B) – Nhôm (Al) – Gali (Ga) – Inđi (In) – Tali (Tl)
10. Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố nhóm IIIA. Giải thích.





Các nguyên tố nhóm này đều có chung một lớp electron hoá trị ns2np.
Số oxi hoá chung là 3+ ,(trừ B) tính chất chúng không giống nhau nhiều

- B:có năng lượng Ion hóa lớn nên B không thể mất e để tạo ion B3+ → B là phi
kim
- Al: lớp e ngoài cùng ngay sau vỏ khíhiếm, khoảng cách s và p gần→ dễ tách 3
e, nên số oxi hóa là +3 bền.năng lượng hydrat hóa của Al3+ rất thấp → Al là kim
loại hoạt động mạnh
Ga và In: sau lớp vỏ khíhiếm còn có 10 e của (n-1)d,lại bị ảnh hưởng của sự co
d→ khó tách e
- Tl: sau lớp vỏ khíhiếm còn có 14 e của (n-2)f và 10 e của (n-1)d, lại bị ảnh
hưởng của sự co f → khó tách cả 3 e nên số oxi hóa là +1 là bền,trong các dãy
hc tạo thành tồn tại cả muối Tali(III) và Tali(I)
Tính kim loại của các nguyên tố nhóm IIIA biến thiên tuyến tính chứ không tăng dần
từ trên xuống dưới như KL kiềm thổ
- Từ Al đến Ga: tính kim loại hơi giảm xuống do tổng I hơi tăng (vì Ga dứng
sau các KL chuyển tiếp nên chịu ảnh hưởng của sự co d)
- Từ Ga đến In tính kim loại tăng do I giảm, từ In đến Tl thìlại giảm do I
tăng( vì Tl đứng sau các kl nhóm lantanoit nên chịu ảnh hưởng của sự co f)
Các ion hidrat hóa của các ion Al3+ Ga3+ và In3+ dễ hình thành trong dung
dịch (thế điện cực chuẩn của quá trình M3+ + 3e → M khá âm).
-

Ga và In: sau lớp vỏ khíhiếm còn có 10 e của (n-1)d,lại bị ảnh hưởng của
sự co d→ khó tách e
Tl: sau lớp vỏ khíhiếm còn có 14 e của (n-2)f và 10 e của (n-1)d, lại bị ảnh
hưởng của sự co f → khó tách cả 3 e nên số oxi hóa là +1 là bền,trong các
dãy hc tạo thành tồn tại cả muối Tali(III) và Tali(I)

11. Liên kết ba tâm hai điện tử và tính chất líhoá học của các boran. Phương pháp
điều chế boran.
 Liên kết tam nhị hay còn gọi là liên kết 3 tâm 2 điện tử là một liên kết hóa học thiếu điện tử
(electron-deficient chemical bond) khi 2 nguyên tử hình thành liên kết có chung 2 electron.

Để đơn giản, người ta còn gọi liên kết này là liên kết 3c-2e (3-center 2-electron bond)
Vd: B2H6 : Hai electron trong liên kết H-B-H là minh họa cho liên kết 3c-2e.

Phạm HoàngGiang


nh chất líhoá học của các boran : BH3, B2H4, B3H5, B2H6 ,..
 Tí
 Tính chất vật lí:
- ở to thường B2H6 và B4H10 là chất khí,B5H9,B5H11, B6H10 là chất lỏng còn lại
là chất rắn.
- Tính chất vật lícủa các boran biến đổi đều đặn theo khối lượng phân tử:
nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần
- Tất cả các boran có mùi khó chịu và rất độc gây nhức đầu,nôn mửa.
 Tính chất hóa học
Các Boran là hợp chất kém bền và hoạt động về mặt hóa học,khi đun nóng
chúng phân hủy thành nguyên tố,ở nhiệt độ thấp hơn thì phân hủy thành các
boran khác.
- Các boran tiếp xúc với không khí đều có thể bốc cháy với tốc độ khác
nhau,phát nhiệt nhiều:
B2H6 + 3O2 = B2O3 + H2O
- Boran tương tác mạnh với halogen
B2H6 + 3 Cl2 = B2H5Cl + HCl
B2H6 + 6 Cl2(dư)= BCl3 + 6 HCl
- Tất cả các boran đều bị nước và dung dịch kiềm phân hủy thành axit boric
hay muối borat và hiđro. Kém bền nhất với nước là điboran
B2H6 + 6 H2O = 2H3BO3 + 6H2
- Điboran có thể tương tác với nhiều hợp chất như hiđrua kim loại kiềm,
cacbonmonooxit, amoniac,...
 Phương pháp điều chế boran.





6MgB2 + 12HCl= H2 + B4H10 + 6MgCl2 +8B
3NaBH4 + 4BF3 = 3NaBF4 + 2 B2H6
Một số boran điều chế bằng phương pháp khác
- Điều chế B9H15 bằng cách đun nóng B5H11 khi có mặt urotropin
- Điều chế B10H16 bằng cách phóng điện êm qua hỗn hợp B5H9 vàH2
- Điều chế B20H16 bằng cách cho dòng điện một chiều 1700V phóng qua hỗn
hợp B10H4 và H2

12. Cấu tạo tinh thể và tính chất lí, hoá học của axit boric. Tính chất líhoá học và
công dụng của B2O3, Na2B4O7. Cách nhận biết các hợp chất của bo.
 Cấu tạo tinh thể của axit boric (H3BO3)

Cấu tạo nên bởi các lớp song song với nhau.Mỗi lớp gồm những
phân tử H3BO3 liên kết với nhau bằng liên kết H

Trong các lớp, khoảng cách B-O là 1,37 Ao và O-O là 2,7 Ao

Lớp này liên kết với lớp kia bằng lực van-de-van .Khoảng cách
các lớp là 3,18 A0

Tinh thể axit boric có hình vẩy nhỏ , sờ vào thấy nhờn.

Tính chất lícủa axit boric(H3BO3)

Axit boric tan vừa phải trong nước,quá trình tan đó thu nhiệt
nhiều cho nên độ tan của axit tăng mạnh theo nhiệt độ → rất dễ kết tinh trong nước

Phạm HoàngGiang




Bản thân axit boric không bay hơi nhưng khi đun nóng nó bay hơi
cùng với hơi nước



Khi đun nóng bị mất nước dần ở 100 0Cbiến thành axit metaboric
H2BO2 ,ở nhiệt độ cao hơn thì biến thành B2O3 . và ngược lại khi cho B2O3 kết hợp
với nước.



Tính chất hóa học của axit boric(H3BO3)










H3BO3 là axit một nấc,rất yếu yếu hơn H2CO3
H3BO3 + H2O↔ [B(OH)4]- + H+

Khi trung hòa dung dịch axit boric trong nước bằng bazơ thu
được các kiều muối borat khác nhau
4 H3BO3 + 2 NaOH = Na2B4O7 + 7H2O
Muối orthoborat được tạo nên khi nấu chảy axit boric với natri
cacbonat
2 H3BO3 + 3 Na2CO3 = 2 Na3BO3 + 3H2O + 3 H2O
Muối orthoborat không thể tạo nên trong dung dịch vì bị thủy
phân hoàn toàn
Axit boric tương tác với rượu metylic , etylic khi có mặt H2SO4
đặc
H3BO3 + 3 CH3OH = B(OCH3)3 + 3H2O
Axit boric được dùng để chế thủy tinh và men đồ sắt, còn được
làm thuốc sát trùng trong y học.



Tính chất líhoá học và công dụng của B2O3, Na2B4O7

B2O3

-

-



Oxít boric nóng chảy ở 450 OC và sôi ở 2250 oC
Hút ẩm mạnh và tan trong nước tạo thành axit boric
B2O3 + 3 H2O= 2 H3BO3
Tính chất hóa học

-



Tính chất vật lí
Oxit boric B2O3 có 2 dạng : dạng thủy tinh và dạng tinh thể.
Dạng thủy tinh là chất ở dạng khối rắn không màu và dòn.khi
đun nóng thìmềm rồi tạo thành khối nhớt,có thể kéo sợi và hóa lỏng ở 600
oC

Tan trong nước tạo axit boric, tỏa nhiệt
ở trạng thái nóng chảy, B2O3 có thể hòa tan nhiều oxit kim loại
tạo thành borat
CaO + B2O3 = CaB2O4
oxit boric tác dụng với P4O10 khi đun nóng
2 B2O3 + P4O10 = 4 PBO4
Công dụng : điều chế thủy tinh và men đồ sắt

Borac (Na2B4O7.10H2O)


Phạm HoàngGiang

Tính chất vật lí


Là chất dạng tinh thể , thuộc hệ tà phương,trong suốt, không

màu

Để trong không khíkhô chúng bị vụn ra trên bề mặt vìbị mất bớt

nước kết tinh

Borac ít tan trong nước lạnh nhưng tan nhiều trong nước nóng
nên rất dễ kết tinh lại từ dung dịch
Tính chất hóa học
Tan trong nước, borac bị thủy phân
Na2B4O7 + 7H2O = 4 H3BO3 + 2 NaOH
Dung dịch borac có khả năng hấp thụ khá mạnh khíCO2 và khi
đun nóng thì khí CO2 lại được giải phóng.
Borac khan nóng chảy có khả năng hòa tan oxit của các kim loại
tạo thành muối borat
Na2B4O7 + CoO = NaBO2.Co(BO2)2
Màu xanh chàm
Na2B4O7 + Cr2O3 = 6NaBO2.2Cr(BO2)3
Màu lục
Công dụng : dùng để điều chế thủy tinh quang học, men đồ sứ và
đồ sắt và dùng để đánh sạch kim loại trước khi hàn, chế bột giặt ...
-






Cách nhận biết các hợp chất của bo
Sử dụng phản ứng :
H3BO3 + 3 CH3OH H2SO4đặcB(OCH3)3Đốtngọn lửa màu lục đậm

(B2O3 +CO2+ H2O)

13. Các kim loại Be, Mg, và Al tác dụng như thế nào với dung dịch NaOH ?Viết
phương trình phản ứng.Tính chất lí, hóa học nhôm kim loại và phương pháp điều chế
điều chế nhôm kim loại từ quặng bôxit. Tại sao có thể dùng nhôm kim loại để điều
chế một số kim loại khác từ oxit của chúng.


Các kim loại Be, Mg, và Al tác dụng như thế nào với dung
dịch NaOH ?Viết phương trình phản ứng

Be và Al tan trong dung dịch NaOH
Be + 2 NaOH + 2 H2O = Na2[Be(OH)4] + H2
2Al + 2 NaOH + 6 H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2

Mg tan ít rồi ngừng



Tính chất lí, hóa học nhôm kim loại và phương pháp
điều chế điều chế nhôm kim loại từ quặng bôxit.


Tính chất vật líAl
Là kim loại màu trắng bạc trong không khí có màu hơi xám.
Có nhiệt độ sôi cao và nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp.
Al lỏng rất nhớt, độ nhớt giảm xuống do có thêm lượng nhỏ Mg

hay Cu

Ở nhiệt độ thường, Al tinh khiết khá mềm,dễ dát mỏng và dễ kéo

sợi.
-

Phạm HoàngGiang

Nhôm là kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, rất nhẹ.
Có khả năng tạo nên hợp kim với nhiều kim loại.



-


-

-

-

-

Tính chất hóa học
Al là kim loại hoạt động. ở đk thường bề mặt nhôm được bao bọc
bởi màng oxit rất mỏng và bền làm cho nhôm trở nên kém hoạt động .
Tác dụng với phi kim : Cl, Br ở nhiệt độ thường , I khi đun nóng,
N,S,C ở nhiệt độ khá cao .và không tương tác với H
2Al + 3/2 O2 = Al2O3
Phản ứng nhiệt nhôm để điều chế KL khó bị khử và khó nóng

chảy như Cr,Fe,Mn, Ni, Ti, Zr, V
Với hợp chất : có thể tác dụng với H2O, dung dịch kiềm, axit ( Al
thụ động với HNO3 và H2SO4 đặc nguội )
Phương pháp điều chế từ quặng bôxit
Bôxit (Al2O3.xH2O) có chứa tạp chất như Fe2O3, SiO2, CaO cần
tinh chế bằng cách đun nóng bột bôxit nghiền với NaOH 40% trong nồi áp
suất ở nhiệt độ 150 oC và áp suất 5-6 atm. Nhôm oxit tan trong dung dịch
kiềm
Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O = 2 Na[Al(OH)4]
Lọc lấy dung dịch và dùng nước pha loãng ,kết tủa Al(OH)3 sẽ
lắng xuống
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOH
Lọc lấy kết tủa và nung ở nhiệt độ 1200 – 1400 oC sẽ thu được
Al2O3 tinh khiết.
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3 H2O
Điện phân nóng chảy Al2O3 thu được Al
Al2O3 = 2Al + 3/2 O2



Tại sao có thể dùng nhôm kim loại để điều chế một số
kim loại khác từ oxit của chúng.



Do có ái lực lớn với oxi, nhôm là chất khử mạnh, ở nhiệt độ cao
nhôm khử dễ dàng nhiều oxit kim loại đến kim loại tự do

Chương V- Các nguyên tố nhóm IVA
Cacbon(C) – Silic(Si) – Gecmani(Ge) – Thiếc(Sn) – Chì(Pb)

14. Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố nhóm IVA. Giải thích.


Phạm HoàngGiang

tính kim loại của các nguyên tố mạnh dần đồng thời tính phi kim
yếu dần. Từ C → Pb






Giải thích: theo chiều từ trên xuống dưới, điện tích hạt nhân tăng
nhưng đồng thời số lớp electron của các nguyên tử cũng tăng làm cho bán kính nguyên tử
của các nguyên tố tăng nhanh và chiếm ưu thế nên khả năng dễ nhường electron của các
nguyên tố tăng lên, đồng thời khả năng thu electron giảm dần.

Năng lượng ion hóa giảm dần từ C → Pb
Giải thích : theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, khoảng cách
giữa electron lớp ngoài cùng đến hạt nhân tăng, lực liên kết giữa electron lớp ngoài cùng và
hạt nhân giảm, do đó năng lượng ion hóa nói chung giảm.

15. Kiến trúc tinh thể và tính chất lí, hóa học của các dạng thù hình của cacbon: kim
cương và than chì.
 Kim cương






Kiến trúc tinh thể
- Tinh thể kim cương thuộc hệ lập phương
- Trong tinh thể, mỗi nguyên tử cacbon ở trạng thái lai hóa sp3 liên kết cộng
hóa trị với bốn nguyên tử C khác bao quanh kiểu tứ diện đều
- Khoảng cách giữa các nguyên tử C là 1,545 Ao
- Tinh thể kim cương có mạng lưới nguyên tử điển hình
- Là một phân tử khổng lồ
Tính chất vật lí:
- Có tỉ khối lớn (3,51), cứng nhất trong tất cả các chất
- Kim cương dòn,có thể nghiền trong cối sắt thành bột.
- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của kim cương chưa xác định nhưng rất
cao.
- Không dẫn điện vìtất cả các e hóa trị đều được liên kết bền vững trong liên
kết C-C
- Tinh thể kim cương trong suốt, không màu,có chỉ số khúc xạ a/s rất lớn nên
trông rất lấp lánh và đẹp.
Tính chất hóa học
- Kim cương bền về mặt hóa học
- Chỉ cháy trong oxi tinh khiết ở nhiệt độ khá cao (700-800 oC)

 Than chì
 Cấu trúc tinh thể
- Than chìcó kiến trúc lớp
- Mỗi nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp2 liên kết cộng hóa trị với 3
nguyên tử C bao quanh cùng nằm trong một lớp tạo thành vòng 6
cạnh , những vòng liên kết với nhau thành một lớp vôtận
- Độ dài C – C trong các lớp là 1,415 Ao
 Tính chất vật lí

- Than chìcó màu xám,có ánh kim, dẫn nhiệt, dẫn điện
- Có nhiệt độ nóng chảy rất cao
Phạm HoàngGiang


Có tỉ khối (2,22) bé hơn kim cương ,nhưng bền hơn kim cương
Tính chất hóa học
- Kém hoạt động ở nhiệt độ thường nhưng hoạt động hơn kim cương
- Cháy trong oxi tinh khiết
- Có tương tác với S
C + S = CS2
- Khi tương tác lâu với các chất oxi hóa mạnh chẳng hạn như KClO3
trong hỗn hợp HNO3 và H2SO4 đặc thìthan chìtạo nên oxit than chì.
-



16. Tính bày cấu tạo phân tử và tính chất líhoá học của CO và phương pháp điều chế
khíCO trong công nghiệp và trong phòng thínghiệm. Người ta nói, khíCO có khả
năng khử tương đương với khí hiđrô. Hãy làm rõ sự so sánh đó.
 Tính bày cấu tạo phân tử CO C = O
 Trong phân tử CO , C và O liên kết với nhau bằng một nối 3,
 Độ dài liên kết là 1,12 Ao, năng lượng liên kết lớn 1070kJ/mol lớn nhất trong tất cả


các liên kết, momen lưỡng cực của phân tử không đáng kể µ = 0,118 D.
Cacbon oxit có khối lượng phân tử,tổng số e và cấu tạo phân tử giống với N2 nên có
một số tính chất líhóa giống nhau.

 Giải thích :

 Tính chất líhọc của CO
 Là chất khíkhông màu ,không mùi,khó hóa lỏng,khó hóa rắn và ít tan trong nước
 Rất bền với nhiệt ở 6000 oCchưa phân hủy.
 Tính chất hoá học của CO
 Do phân tử CO có năng lượng liên kết lớn →bền ,ở nhiệt độ thường khá trơ,khi đun
nóng thìhoạt tính tăng lên nhiều



Tính chất hóa học đặc trưng của CO là tính khử và khả năng kết hợp

Cụ thể:
- ở đk thường, CO không tác dụng với nước và dung dịch kiềm.Vìvậy người

-

Phạm HoàngGiang

ta dùng để tách CO ra khỏi CO2. Tuy nhiên,khi sục CO vào NaOH nóng chảy
ở 120 oC và 5 atm tạo ra muối
CO + NaOH → HCOONa
Tính khử của CO
 Với O2 : 2CO + O2 = 2CO2 ( ở 700 oC, CO cháy trong không khí
cho ngọn lửa màu lam và phát nhiều nhiệt → hỗn hợp CO và O2 là
hỗn hợp nổ , ở nhiệt độ thường chỉ tương tác với oxikhi có chất xúc
tác như hỗn hợp MnO2 và CuO)
 Ở nhiệt độ cao CO khử được nhiều kim loại
CO + CuO → CO2 + Cu
3CO + Fe2O3 → 3CO2 + 2Fe
 CO khử được I2O5 đến I2 :

I2O5 + CO → CO2 + I2
 Trong dung dịch, CO có thể đẩy được một số kim loại muối của nó
như Pt, Au, Pd , ...
PdCl2 + CO + H2O → Pd + 2 HCl + CO2









-

AgNO3 + NH3 → [Ag(NH3)2]+ + CO → Ag↓
Với dung dịch các chất oxi hóa khác, CO có thể tác dụng được khi
có mặt chất xúc tác: KMnO4 (xt bột Ag) , K2Cr2O7 (xt Hg2+)
CO + KMnO4 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 +CO2 +H2O
CO + K2Cr2O7 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 +CO2 +H2O
Ở nhiệt độ cao, CO có thể pứ được với nhiều hợp chất khi có mặt
chất xúc tác
2CO + 2 NO → 2 CO2 + N2
CO có tính khử xấp xỉ H2
CO2 + H2 → CO + H2O
CO tương tác với H2 tạo ra nhiều sản phẩm
CO + H2 → CH4 (300 oC)
CO + H2 → CH3OH (xt ZnO, 350 oC, 250 atm)

Khả năng kết hợp:

 CO có khả năng kết hợp với KL chuyển tiếp tạo phức Cacbonyl
4CO + Ni = Ni(CO)4
 CO kết hợp với một số muối KL →phức cacbonyl
CO + CuCl → CuClCO.2H2O
 CO có thể kết hợp với Clo
CO + Cl2 = COCl2
 CO có thể kết hợp với hemoglobin:
CO + Hb = HbCO

 phương pháp điều chế khíCO trong công nghiệp và trong phòng thínghiệm.




Trong công nghiệp :
- Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ → khí than ướt
C + H2O H2SO4 đ , to CO + H2O
- Cho không khí qua than nóng đỏ → khí than khô hay khí lò ga
C + O2 → CO2
CO2 + C → 2CO
Trong phòng TN
HCOOH H2SO4,đ

CO + H2O

 Người ta nói, khíCO có khả năng khử tương đương với khí hiđrô. Hãy làm rõ
sự so sánh đó.


CO có tính khử xấp xỉ H2khử được các oxit kim loại từ ZnO về sau

CO2 + H2 ↔ CO + H2O
-

Phạm HoàngGiang

ở nhiệt độ 830 oC, trong hỗn hợp cân bằng có lượng CO và H2 như nhau
nghĩa là hai khí có ái lực như nhau đối với oxi.
Dưới 830 oC, CO có tính khử mạnh hơn
Trên 830 oC, H2 có tính khử mạnh hơn .


17. Tính bày cấu tạo phân tử và tính chất líhoá học của CO2 và phương pháp điều
chế khíCO2. Hiệu ứng nhà kính: giải thích, tác dụng và cách hạn chế. Trình bày tính
chất của các muối cacbonat và hiđro cacbonat của các ion kim loại.
 Tính bày cấu tạo phân tử của CO2
 Có cấu tạo đường thẳng
O=C=O
 Độ dài liên kết C – O là 1,162 A0 , năng lượng liên kết trung bình là 803 kJ/mol.
 Giải thích : theo VB : C lai hóa sp
 Phân tử không phân cực, liên kết C = O phân cực
 Do tạo 2 liên kết đôi nên ptử CO2 bền
 Tính chất vật líCO2
 Là chất khíkhông màu, có mùi và vị hơi chua.
 Nặng hơn không khí và dễ hóa lỏng, hóa rắn
 ở 60 atm và ngay ở to thường nó biến thành chất chất lỏng không màu và linh
động.khi làm lạnh đột ngột thìchất lỏng đó biến thành khối rắn màu trắng giống như
tuyết.
 Tính chất hóa học CO2
 CO2 là chất tương đối trơ về mặt hóa học,thường để làm dung môi trơ cho các phản
ứng.

 CO2 rất bền với nhiệt, ở 1500 oC mới phân hủy 1,5 % và ở 2000 oC phân hủy 75 %
2CO2 = 2CO + O2
 CO2 không duy trìsự sống, không độc .Tuy nhiên với nồng độ 3% ở trong không khí
trung ương thần kinh của người bị rối loạn và đến 10% có thể mất trí và đi đến chết
vìhô hấp ngừng lại
NH2
 ở đk thường :
CO2 + NH3 → O = C
→ (NH2)2CO
ONH4
 CO2 không cháy , không duy trìsự cháy.
 Al,K, Mg, Zn cháy trong CO2
4 Al + 3 CO2 = 2 Al2O3 + 3 C
 CO2 tan tương đối nhiều trong nước phần lớn tồn tại dưới dạng hiđrat hóa và phần
nhỏ tan trong nước tạo axit cacbonic:
CO2 + H2O↔CO2.n H2O
H2CO3 + H2O↔ H3O + HCO3HCO3- + H2O↔ H3O+ + CO32 Khi tác dụng với dung dịch kiềm
CO2 + 2 NaOH → Na2CO3+ H2O
CO2 + NaOH → NaHCO3

Phạm HoàngGiang


 Hiệu ứng nhà kính:là hiện tượng làm trái đất ấm lên bởi khíCO2
 KhíCO2 trong khíquyển chỉ hấp thụ 1 phần những tia tử ngoại của mặt trời và để
cho những tia có bước sóng 50000- 100000Ao đi qua dễ dàng đến mặt đất. Nhưng
những bức xạ phát nhiệt trở lại từ mặt đất có bước sóng trên 140000 Ao bị CO2 hấp
thụ mạnh và phát trở lại Trái Đất làm cho Trái Đất ấm lên.
 Người ta tính rằng nếu trong khíquyển không óc CO2 thìnhiệt độ ở mặt đất thấp
hơn nhiệt độ hiện tại là 21 oC. Ngược lại nếu hàm lượng CO2 trong khíquyển gập

đôi so với hiện tại thìto ở mặt đất tăng lên 4 oC
 Hiệu ứng nhà kính gây ra thiệt hại rất lớn:nó làm băng ở 2 cực tan ra=>mực nước
biển dâng cao
 Cách khắc phục tốt nhất là hạn chế tối đa rác thải,nước thải công nghiệp,nước thải
sinh hoạt,trồng nhiều rừng- bảo vệ môi trường.

 Trình bày tính chất của các muối cacbonat và hiđro cacbonat của các ion kim loại.
 Các ion CO 32- và HCO - 3không màu nên màu của muối mang màu của cation kim loại.
 Các muối cacbonat của kim loại kiềm bền với nhiệt,khi đun nóng chúng nóng chảy
không phân hủy . Các muối cacbonat khác phân hủy giải phóng CO2 khi đun nóng
 Muối cacbonat của kim loại kiềm và amoni dễ tan trong nước trừ muối Li ít tan,muối
cacbonat của kim loại kiềm bị thủy phân
 Muối hiđro cacbonat của kl kiềm cũng không màu khi đun nóng phân hủy ra muối
cacbonat
 Muối cacbonat của kim loại còn lại phần lớn ít tan trong nước như muối của kim loại
kiềm thổ,kim loại chuyển tiếp.
 Các muối quan trọng trong thực tế là Na2CO3 vàK2CO3

18. So sánh độ bền và tính chất của các hợp chất của các nguyên tố nhóm IVA có số
oxi hóa +II và +IV. Cho vídụ minh họa.


Khuynh hướng cho số oxi hóa : +4 giảm dần từ C → Pb
+ 2 tăng dần từ C → Pb

Do sự biến đổi năng lượng của các liên kết trong hợp chất cộng hóa trị của nguyên tố nhóm IVA với
các nguyên tố khác
VD : năng liên kết E-X giảm dần : SiX > GeX > SnX > PbS

Phạm HoàngGiang

Chương VI- Các nguyên tố nhóm VA
Nitơ(N) – Photpho(P) – Asen(As) – Antimon(Sb) – Bitmut(Bi)
19. Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố nhóm VA. Giải thích.



Có lớp vỏ e lớp ngoài cùng ns2np3
Giống nhóm lVA, sự biến đổi tính chất của các nguyên tố nhóm này cũng xảy ra tuần
tự từ N →Bi
- N và P là những nguyên tố không kim loại điển hình, Bi là kim loại điển hình,
Asen và Antimon ở dạng đơn chất và dạng hợp chất đều có tính chất vừa
kim loại vừa không kim loại.
- Từ N →Bi, tính axit của các oxit giảm xuống còn tính bazơ tăng lên, độ bền
của số oxi hóa +3 tăng lên còn độ bền của số oxi hóa +5 nói chung giảm
xuống.
- Giống như nhóm IVA, N có khả năng tạo liên kết π kiểu p-p, N tồn tại dạng
phân tử N2.Các nguyên tố còn lại có AO d → tạo liên kết π kiểu p-d,
- Số phối trí tăng dần từ trên xuống N →Bi : N(3) , P(5)...

20. Trình bày cấu tạo phân tử, tính chất líhóa học, phương pháp điều chế NH3 trong
công nghiệp.
 Cấu tạo phân tử NH3
 Phân tử amoniac có cấu tạo hình chóp mà đáy là một tam giác đều: N ở đỉnh hình
chóp,3 nguyên tử H ở 3 đỉnh của tam giác đều

Phạm HoàngGiang