TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI CHUYÊN HÓA HỌC

TÀI LIỆU THAM KHẢO HÓA HỌC

DÀNH CHO GIÁO VIÊN
CHUYÊN BỒI DƯỠNG HỌC
SINH GIỎI

0


NỘI DUNG

TRANG

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG VĂN TỤY, NINH BÌNH
Bồi dưỡng học sinh giỏi về Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN, THANH HÓA

3

Sử dụng phương pháp đồ thị để xác định bậc phản ứng và tính hằng số cân
bằng
TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN HUỆ, HÀ NỘI

10

Bồi dưỡng học sinh giỏi về Nhiệt hóa học
TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH
Cấu trúc phân tử và học thuyết VSEPR đơn giản

23

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG, NAM ĐỊNH
- Giảng dạy chuyên đề về Nhiệt – động học;

56

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN, ĐÀ NẴNG
- Bài tập chọn lọc về Danh pháp và Lập thể của Hiđrocacbon vòng no

100

TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐHSP HÀ NỘI
Một số vấn đề saccarit trong giảng dạy lớp chun hóa học phổ thơng;

104

TRƯỜNG THPT CHUN LÊ QUÝ ĐÔN, ĐÀ NẴNG
- Xác định cấu trúc peptit

126

TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ NỘI-AMSTERDAM
Kinh nghiệm giảng dạy về Tổng hợp hữu cơ: Phản ứng hữu cơ kèm cơ chế

150

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ Q ĐƠN, BÌNH ĐỊNH
Kinh nghiệm giảng dạy nội dung Mối quan hệ cấu trúc-tính chất

155

(điểm sơi, tính axit, tính bazơ);
HÓA HỌC VỚI CUỘC SỐNG – ĐỒ TRANG SỨC
PGS – TS Lê Kim Long, Đại học Quốc gia Hà Nội

173
177

1


VẬN DỤNG LÝ THUYẾT HĨA HỌC PHÂN TÍCH TRONG GIẢNG DẠY
NỘI DUNG CHUẨN ĐỘ AXIT-BAZƠ Ở TRƯỜNG CHUYÊN,
PHỤC VỤ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA, QUỐC TẾ
I. CHUẨN ĐỘ ĐƠN AXIT- ĐƠN BAZƠ
.
PGS.TS.Đào Thị Phương Diệp-Khoa Hóa học, trường ĐHSP Hà Nội
Ths.Đoàn Thị Kim Dung-Trường chuyên Lương Văn Tụy, Ninh bình
MỞ ĐẦU
Hóa học phân tích nói chung và phản ứng axít- bazơ nói riêng có vai trị to lớn, chiếm
một vị trí quan trọng trong q trình giảng dạy mơn hố học ở trường trung học phổ thơng
(THPT), đặc biệt đối với các trường chuyên và luyện thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế.
Trong những năm gần đây đã có một số cơng trình nghiên cứu việc vận dụng lý thuyết hóa
học phân tích [1], về phản ứng oxi hóa-khử [2], phản ứng axit-bazơ [3], phản ứng tạo thành
hợp chất ít tan [4] trong giảng dạy học sinh trường chuyên và bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc
gia. Nhưng các cơng trình trên mới chỉ tập trung đi sâu vào tính tốn cân bằng ion trong dung
dịch, mà chưa đề cập đến chuẩn độ dung dịch, là một trong những nội dung có trong chương
trình thi học sinh giỏi Quốc gia [5], đề thi chọn đội tuyển Quốc gia dự thi Olympic Hóa học
Quốc tế của các nước trên thế giới [6], [7], [8], [9], [10] và có cả trong đề thi Olympic hóa
học Quốc tế hàng năm [11], [12]. Nội dung này cũng đã được đưa vào trong chương trình
sách giáo khoa (SGK) 12 nâng cao [13] nhưng với thời lượng quá ít và nội dung kiến thức

cũng hết sức đơn giản. Để rút ngắn khoảng cách giữa nội dung kiến thức được học ở các
trường chuyên và nội dung thi Olympic Quốc gia, Quốc tế, cần thiết phải trang bị cho cả giáo
viên (GV) và học sinh (HS) những kiến thức nâng cao ngang tầm chương trình đại học, nhưng
vẫn đảm bảo mức độ hợp lý, phù hợp với trình độ học sinh phổ thơng. Đây chính là một trong
những nội dung chúng tơi xin được trình bày trong thông báo này với phạm vi về “chuẩn độ
đơn axit–đơn bazơ”.
NỘI DUNG
Từ lâu chuẩn độ axit-bazơ đã được đưa vào trong một số đề thi HSG Quốc gia và Quốc
tế với nội dung hết sức phong phú và đa dạng: Từ phép chuẩn độ đơn axit, đơn bazơ đến các
phép chuẩn độ đa axit, đa bazơ; Từ nội dung tính pH tại các thời điểm chuẩn độ, tính nồng độ
các chất tham gia phản ứng chuẩn độ và tính thể tích của thuốc thử cần dùng đến yêu cầu tính
sai số chuẩn độ và chọn chỉ thị thích hợp; Từ nội dung vẽ đường cong chuẩn độ đến u cầu
xác định thành phần hỡn hợp phân tích trên cơ sở dạng đường cong chuẩn độ v.v…Như vậy,
nội dung thi Olympic Quốc gia, Quốc tế có một sự chênh lệch khá xa so với chương trình hóa
học của các trường chun. Chính vì thế cần thiết phải trang bị kiến thức chuẩn độ axit-bazơ
cho HS một cách hợp lý để các em nắm được bản chất của các quá trình hóa học xảy ra trong
dung dịch, từ đó giúp cho các em có phương pháp giải đơn giản phù hợp với trình độ của HS.
Sau đây là một số ví dụ minh họa về chuẩn độ đơn axit, đơn bazơ.
Ví dụ 1: Chuẩn độ 100,00 ml dung dịch NaOH đến mất màu chỉ thị phenolphtalein thì
tiêu thụ hết 48,00 ml dung dịch HCl 5,00.10-3 M. Tính chính xác nồng độ dung dịch NaOH
[14].
Phân tích:
Đối với học sinh phổ thơng (HSPT), khái niệm về “chuẩn độ axit-bazơ” còn khá mới
mẻ, vì vậy GV cần giảng giải để học sinh (HS) thấy được phản ứng chuẩn độ axit-bazơ thực
chất là phản ứng trung hịa. Và bài tốn trên có thể đặt vấn đề như sau: Nhỏ vài giọt

2


phenolphtalein vào 100,00 ml dung dịch NaOH chưa biết nồng độ. Thêm tiếp dung dịch HCl

5,00.10-3M cho tới khi mất màu của phenolphtalein thì phải dùng hết 48,00 ml dung dịch HCl.
Tính chính xác nồng độ dung dịch NaOH.
Trước hết GV cần phân tích để HS thấy được nếu lượng axit cho vào trung hòa vừa đủ
với 100,00 ml NaOH thì hệ đạt đến điểm tương đương (TĐ) và pH TĐ = 7,00. Nhưng ở đây
phép chuẩn độ (hay quá trình trung hịa) lại kết thúc tại thời điểm chỉ thị phenolphtalein đổi
màu. Căn cứ vào khoảng chuyển màu của chỉ thị và dựa vào thứ tự chuẩn độ, GV hướng dẫn
để HS xác định được tại điểm cuối chuẩn độ, pHc = 8,00 > pHTĐ = 7,00 (dừng trước điểm TĐ),
tức là sau phản ứng cịn dư NaOH.
Để tính chính xác CNaOH, HS có thể sử dụng phương trình bảo tồn điện tích, hoặc nếu có
kiến thức về hóa học phân tích nói chung hay kiến thức về chuẩn độ axit - bazơ nói riêng [15],
[16], thì các em có thể tính sai số của phép chuẩn độ. Căn cứ vào giá trị sai số tính được
(dương hoặc âm) để hiệu chỉnh, tính chính xác thể tích tương đương (VTĐ) – là thể tích dung
dịch HCl cần dùng để trung hịa hết 100,00 ml NaOH. Từ đó HS sẽ tính được chính xác nồng
độ NaOH.
Tuy nhiên đối với HSPT chưa có khái niệm về phương trình sai số chuẩn độ axit – bazơ,
vì vậy GV cần vận dụng kiến thức về chuẩn độ axit - bazơ một cách hợp lí để hướng dẫn các
em giải bài tốn này mà khơng cần phải sử dụng đến phương trình sai số (quá nặng đối với
các em), và cũng không nên dùng phương trình bảo tồn điện tích (nặng về ý nghĩa vật lí hơn
là tư duy hóa học):
Đặt CNaOH = Co. Vì pHc = 8,00 > 7,00, do đó cịn dư NaOH theo phản ứng:
H+
+
OH→
H2O
3
100.Co
5.10 .48
C
148
148

100.Co  5.103.48
148
-6
+
-8
pH = 8,00 → [OH ] = 10 ? [H ] = 10 → có thể bỏ qua sự phân li của nước →[OH -] ;
C’

0

3
COH- (dư), nghĩa là: 10-6 = 100.Co  5.10 .48 → Co = 2,4015.10-3 M .
148
Như vậy với cách giải này các em hiểu được bản chất của các quá trình xảy ra trong
dung dịch, nắm được hiện tượng hóa học, giúp phát triển tư duy hóa học.
Cũng cần lưu ý rằng: thông thường khi cần đánh giá mức độ phân li của nước, các em
thường so sánh [H+] hoặc [OH-] với giá trị 10-7. Trong bài toán này ta khơng thể nói 10 -6 ? 107
và như vậy khó có thể thuyết phục để các em chấp nhận [OH-] ; COH- (dư). Nhưng nếu so sánh

[OH-] = 10-6 ? [H+] = 10-8, có nghĩa là sự phân li của H2O có thể bỏ qua, do đó sự chấp nhận
[OH-] ; COH- (dư) là hợp lí.
Như vậy từ giá trị pH chuyển màu của chỉ thị khi thực hiện phản ứng trung hòa cho
phép đánh giá được nồng độ của chất tham gia phản ứng. Trên cơ sở này giáo viên có thể
nâng mức độ phức tạp của bài toán nếu sử dụng hai chỉ thị sẽ cho phép xác định nồng độ của
cả chất phân tích và chất chuẩn.
Ví dụ 2: Chuẩn độ 50,00 ml dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH đến đổi màu
phenolphtalein (pT=9,00) thì phải dùng 25,00 ml NaOH. Nếu chuẩn độ đến xuất hiện màu
vàng của metyl da cam (pT=4,40) thì phải dùng 24,50 ml NaOH. Tính nồng độ HCl và NaOH
[14].

3


Phân tích:
Tương tự ví dụ 1 giáo viên nên hướng dẫn cho các em phân tích bản chất các quá trình
xảy ra trong dung dịch: khi trung hịa đến pH = 9,00 > 7,00 → môi trường bazơ → dư NaOH;
ngược lại khi chuẩn độ đến pH = 4,40 < 7,00 → mơi trường axit → dư HCl, từ đó các em dễ
dàng tính được nồng độ các chất mà khơng phải sử dụng phương trình bảo tồn điện tích - chỉ
thiên về cơng cụ tốn học, nặng về ý nghĩa vật lí mà khơng chú ý đến tư duy hóa học.
Từ 2 ví dụ trên ta thấy các bài toán đều giới hạn trong phạm vi là phép chuẩn độ đều kết
thúc ở các giá trị pH mà tại đó có thể bỏ qua q trình phân li của H 2O (pH = 8,00; 9,00;
4,40). Nhưng trên thực tế có thể trung hịa đến giá trị pH bất kì, do đó giáo viên cần khai thác
thêm trường hợp nâng cao này.
Ví dụ 3: Chuẩn độ 100,00 ml dung dịch NaOH bằng dung dịch HCl 0,010 M. Nếu lượng
HCl tiêu thụ là 40,00 ml thì pH của dung dịch thu được bằng 10,00. Tính thể tích dung dịch
HCl 0,010 M cần phải cho vào 100,00 ml dung dịch NaOH ở trên trong quá trình chuẩn độ
để pH của hỗn hợp thu được bằng 7,50.
Phân tích:
Để tính được thể tích dung dịch HCl cần cho vào dung dịch NaOH, trước hết các em
phải tính được nồng độ NaOH (CNaOH) từ dữ kiện thứ nhất của đề bài. Giống như ví dụ 1, có
rất nhiều cách để tính CNaOH, nhưng GV nên hướng dẫn các em xét các quá trình xảy ra trong
hệ để tránh khơng phải sử dụng phương trình sai số hoặc phương trình bảo tồn điện tích:
Từ giá trị pH hệ = 10,00 sau khi thêm 40,00 ml HCl, các em sẽ thấy được sau khi trung
hòa, OH- còn dư và [OH-] ; COH- (dư). Từ đó các em dễ dàng tính được CNaOH = 4,14.10-3 (M)
Sau khi tính được CNaOH, các em phải căn cứ vào giá trị pH tại thời điểm dừng chuẩn độ
để xác định thành phần của hệ: ở pH = 7,5 > 7,0 → môi trường bazơ, dư NaOH và [H +] = 107,5
≈ [OH-] = 10-6,5 → Sự phân li của H2O không thể bỏ qua, do đó [OH-] = CNaOH dư + [H+] (tính
theo cân bằng phân li của nước hoặc tính theo điều kiện proton - ĐKP). Từ đó sẽ tính được
thể tích dung dịch HCl: VHCl = 41,40 ml.
Ví dụ 4: Chuẩn độ 25,00 ml dung dịch HCOOH hết 12,50 ml dung dịch NaOH 0,100

M. Tính pH của dung dịch trước khi chuẩn độ và sau khi thêm NaOH với thể tích:
1/ 10,00 ml; 2/ 12,45 ml; 3/ 12,50 ml; 4/ 13,00 ml.
Phân tích:
Đây là dạng bài tập tính pH của dung dịch sau khi trung hòa axit yếu (hoặc bazơ yếu)
bằng bazơ mạnh (hoặc bằng axit mạnh). Dạng toán này được sử dụng rất nhiều trong các đề
thi học sinh giỏi vì kết hợp được nhiều tình huống từ đơn giản đến phức tạp. Để đưa về dạng
bài quen thuộc HS phải viết được phản ứng chuẩn độ và xác định được thành phần giới hạn ở
mỗi thời điểm dừng chuẩn độ, từ đó dễ dàng tính được pH của hệ.
Ví dụ 5: Có thể chọn metyl da cam, metyl đỏ hoặc phenolphtalein làm chỉ thị thích hợp
cho phép chuẩn độ HCl bằng NaOH 0,10 M được không, biết rằng để trung hòa hết 20,00 ml
dung dịch HCl trên cần 20,00 ml dung dịch NaOH 0,10 M.
Phân tích:
Trước hết GV cần nêu nguyên tắc chung của việc chọn chỉ thị sao cho pH chuyển màu
rõ nhất của chỉ thị (hay còn gọi là chỉ số chuẩn độ pT của chất chỉ thị) càng gần với pH TĐ càng
tốt. Như vậy HS cần xác định được pHTĐ cũng như chỉ số chuẩn độ của 3 chất chỉ thị đã cho
trong phép chuẩn độ HCl bằng NaOH. Nhưng nếu chỉ căn cứ vào nguyên tắc trên, tức là nếu
so sánh giá trị pTmetyl da cam = 4,40; pTmetyl đỏ = 6,20 và pTphenolphtalein = 9,00 với pHTĐ = 7,00 thì
cùng lắm HS chỉ “dám” chọn metyl đỏ có pT = 6,20 ≈ 7,00 làm chỉ thị thích hợp cho phép
chuẩn độ trên. Chính vì vậy GV cần linh hoạt hướng dẫn các em dựa vào thể tích thuốc thử

4


(NaOH) tiêu thụ khi sử dụng các chỉ thị khác nhau để chọn chỉ thị thích hợp: Nếu tại thời
điểm chuyển màu của chỉ thị mà thể tích thuốc thử tiêu thụ xấp xỉ thể tích tương đương (VTĐ =
VNaOH = 20,00 ml) thì có thể chọn được chỉ thị đó cho phép chuẩn độ đang xét.
Như vậy căn cứ vào giá trị pH chuyển màu của các chỉ thị tại điểm dừng chuẩn độ, với
0,10.20
 0,10 M các em dễ dàng tính được VNaOH đã dùng:
CHCl =

20
 Với chỉ thị metyl da cam, pTmetyl da cam = 4,40 → sau khi trung hòa C H+(dư) = [H+] = 104,40
.
0,1.20  0,1VOH 104,40 → VOH-  19,984 (ml) ≈ VTĐ → dùng được chỉ thị metyl da
20  VOHcam.
 Tương tự có thể chọn phenolphtalein cho phép chuẩn độ này, bởi vì thể tích thuốc
thử tiêu thụ là VOH-  20, 004 (ml) ≈ VTĐ.
 Nếu dùng metyl đỏ, có pT = 6,20 ≈ 7,00 → ngoài lượng dư axit tại điểm cuối chuẩn
độ, phải kể đến lượng H+ do nước phân li ra: [H+] = 10-6,20 = CH+(dư)+ [OH-]
0,1.20  0,1VOH 107,80  106,20 → VOH-  19,9998 (ml) ≈ VTĐ. Vậy sử dụng chỉ thị
Hay:
20  VOHmetyl đỏ là hồn tồn hợp lí và cho sai số nhỏ nhất trong số 3 chỉ thị trên.
Ví dụ 6: Có thể dùng phenolphtalein làm chỉ thị cho phép chuẩn độ 25,00 ml dung dịch
C6H5COOH 0,10 M bằng dung dịch NaOH 0,20 M được không, nếu sai số cho phép không
vượt q 0,1%?
Phân tích:
So với ví dụ 5, bài tốn này phức tạp hơn do đây là phép chuẩn độ đơn axit yếu bằng
bazơ mạnh, nên pHTĐ �7,00. Để có thể chọn chỉ thị theo nguyên tắc chung, cần tính pH TĐ.
Đối với HS trường chuyên, việc xác định pHTĐ là hồn tồn có thể thực hiện được. X́t phát
từ phản ứng chuẩn độ: C6H5COOH + OH- → C6H5COO- + H2O, các em dễ dàng tính được
25.0,1
 12,5 ml . Từ đó xác định được pHTĐ theo cân
thể tích NaOH tiêu thụ tại ĐTĐ: V TĐ =
0, 2
0,1.25
0,2

M : pHTĐ = 8,5 ≈ 9,00. Do đó
25  12,5
3

có thể chọn được phenolphtalein làm chỉ thị cho phép chuẩn độ trên.
Tuy nhiên khơng phải lúc nào cũng chọn được chỉ thị có pT ≈ pH TĐ, hơn nữa khác với ví
dụ 5, ở đây việc chọn chỉ thị thích hợp được khống chế bởi sai số cho phép, do đó ngồi
ngun tắc trên, GV cần giải thích để HS nắm được khái niệm “bước nhảy chuẩn độ”
(BNCĐ) và với sự xuất hiện BNCĐ trên đường cong chuẩn độ cho phép mở rộng phạm vi
chọn chỉ thị: có thể chọn bất kì chỉ thị nào có chỉ số chuẩn độ pT nằm trong BNCĐ ứng với
sai số cho phép. Nghĩa là để chọn được chỉ thỉ thích hợp, có thể tính BNCĐ ứng với sai số
cho trước hoặc tính sai số đối với từng chỉ thị theo phương trình sai số: q = K C  C0
h
(h  w )

.
h CC0
Ka  h
bằng thu proton của C6H5COO- có nồng độ C =

Tuy nhiên cả hai cách này đều không phù hợp với HSPT do các em khơng biết phương
trình sai số. Chính vì vậy GV cần hướng dẫn để các em tính được giá trị pH đầu bước nhảy
(pHđ) và pH cuối bước nhảy (pHc) ứng với giá trị thể tích thuốc thử cho vào thiếu (Vđ: thể tích

5


đầu bước nhảy) và thừa (Vc: thể tích cuối bước nhảy) 0,1% so với thể tích tương đương, từ đó
chọn những chỉ thị có pHđ < pT < pHc.
Đầu bước nhảy: Vđ = VTĐ.99,9% = 12,5.99,9% = 12,4875 ml
Cuối bước nhảy: Vc = VTĐ.100,1% = 12,5.100,1% = 12,50125 ml
Từ hai giá trị thể tích này các em sẽ tính được giá trị pHđ và pHc tương ứng:
Tại Vđ =12,4875 ml → dư C6H5COOH:
C6H5COOH +

OH→
C6H5COO- + H2O
25.0,1
12,4875
C
34,4875
37,4875
-5
C’ 6,67.10
_
0,0666
→ tính pHđ theo hệ C6H5COOH 6,67.10-5 M và C6H5COO- 0,0666 M:
0,0666
pHđ = 4,2 + lg
≈ 7,20. Nhưng với pHđ = 7,20 ≈ 7,00 → cần phải đánh giá chính
6,67.10  5
xác theo ĐKP vì phải kể đến cân bằng phân li của H 2O. Nhưng nếu chỉ cần so sánh pH đ với
pTphenolphtalein = 9,00 thì có thể chấp nhận được giá trị gần đúng này.
Tương tự với Vc = 12,5015 > VT Đ → dư OH12,50125.0,2  25.0,1
6,666.10  6 → pHc = 9,80
COH- =
37,50125
Vậy BNCĐ = 7,20 – 9,80 → có thể chọn được phenolphtalein làm chỉ thị cho phép
chuẩn độ trên vì 7,20 < 9,00 < 9,80.
Ví dụ 7: Chuẩn độ 50,00 ml dung dịch NH3 hết 30,00 ml dung dịch HCl 0,25 M
1/ Tính nồng độ dung dịch NH3.
2/ Tính pH tại thời điểm chuẩn độ được 50% chất phân tích (pH1/2) và pHTĐ.
3/ Căn cứ vào pHTĐ, có thể chọn được phenolphtalein, metyl da cam, metyl đỏ làm chỉ thị
thích hợp cho phép chuẩn độ trên khơng?
4/ Có thể chọn những chỉ thị có giá trị pT bằng bao nhiêu cho phép chuẩn độ này với sai số

cho phép là ± 0,1%.
5/ Nếu chọn chỉ thị metyl da cam thì sai số chuẩn độ là bao nhiêu?
Phân tích:
Đây là bài toán tổng hợp gồm tất cả các dạng: Tính nồng độ các chất phản ứng; Tính pH
tại các thời điểm chuẩn độ; Chọn chỉ thị thích hợp cho phép chuẩn độ; Tính sai số chuẩn độ
và tính BNCĐ.
Dựa vào phản ứng chuẩn độ, HS dễ dàng tính được CHCl = 0,15 M. Trên cơ sở đó, khi
chuẩn độ được 50% lượng NH3, HS sẽ tính được pH1/2 là pH của hệ đệm.
0,15.50
Từ thành phần tại ĐTĐ là NH 4 với C =
, HS dễ dàng tính được pHTĐ = 5,134 từ
50  30
đó có thể chọn metyl đỏ có pT = 5,00 ≈ 5,314 làm chỉ thị cho phép chuẩn độ này.
Để trả lời được câu 4, các em phải tính được BNCĐ, tức là tính khoảng pH ứng với thể
tích thuốc thử cho vào thiếu và thừa so với VTĐ là 0,1% tương tự như ví dụ 6.
Để đánh giá sai số của chỉ thị metyl da cam, GV cần hướng dẫn cho HS phải tính VHCl
cần dùng để chuẩn độ 50,00 ml NH3 trên đến đổi màu metyl da cam tại pH = 4,00, từ đó tính
được sai số theo sự sai lệch giữa VHCl tiêu thụ và VTĐ mà khơng cần phải tính theo phương
V  VTĐ
trình sai số: q =
VTĐ

6


0,15.50
Từ thành phần của hệ tại pH = 4,00 gồm NH 4 tạo thành với CNH+4 =
M và H+
50  V
0, 25V  0,15.50

dư với CH+ 
M, các em sẽ tính được VHCl = 30,03 ml.
50  V
V  VTĐ 30,03  30

.100  0,10%
Vậy q =
VTĐ
30
Tuy cách giải này dài hơn nhưng phù hợp với trình độ của HS, giúp các em phát triển
được tư duy hóa học.

KẾT LUẬN
Trên cơ sở phân tích nội dung chuẩn độ axit – bazơ của chương trình chun hố chúng
ta thấy được vị trí, vai trị của Hóa học phân tích trong việc hình thành kiến thức cơ bản về
chuẩn độ axit-bazơ cho học sinh trường chuyên, cũng như thấy được mối quan hệ mật thiết,
hữu cơ giữa chương trình chun hóa, chương trình thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế với
Hóa học phân tích. Từ đó vận dụng linh hoạt, hợp lý lý thuyết Hóa học phân tích nói chung và
lý thuyết chuẩn độ axit-bazơ nói riêng trong giảng dạy hóa học ở trường chuyên, phục vụ bồi
dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Dương Thị Lương. Vận dụng lý thuyết hóa học phân tích để giải các bài toán cân bằng
ion trong dung dịch-Bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên hóa. Luận văn thạc sĩ khoa học hóa
học. Thái ngun, 2007.
[2] Lê Thị Ngọc Hà. Tìm hiểu việc vận dụng lý thuyết phản ứng oxi hóa –khử trong giảng dạy
hóa học phổ thơng qua hệ thống bài tập, đề thi đại học, đề thi học sinh giỏi quốc gia.
Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học. Hà Nội, 2003.
[3] Nguyễn Thị Hiển. Phân loại, đánh giá tác dụng, xây dựng các tiêu chí, cấu trúc các bài
tập về phản ứng axit-bazơ phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia. Luận văn
thạc sĩ khoa học hóa học. Hà Nội, 2003.

[4] Vương Bá Huy. Phân loại, xây dựng tiêu chí cấu trúc các bài tập về hợp chất ít tan phục
vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia. Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học. Hà Nội,
2006.
[5] Đề thi HSG Quốc gia bảng A, bảng B từ năm 1994 đến năm 2009.
[6] Đề thi chọn đội tuyển thi Olympic quốc tế vòng 2 từ năm 2005 đến năm 2009.
[7] Bài tập chuẩn bị Olympic Quốc tế từ năm 2002 đến năm 2006.
[8] Trần Thành Huế, Nguyễn Trọng Thọ, Phạm Đình Hiến. Olympic Hóa học Việt Nam và
Quốc tế, tập II. NXB Giáo dục, 2000.
[9] Nguyễn Trọng Thọ. Olympic Hóa học Việt Nam và Quốc tế, tập III. NXB Giáo dục, 2000.
[10] Đào Quý Triệu, Tơ Bá Trọng (Hồng Minh Châu, Đào Đình Thức hiệu đính). Olympic
Hóa học Việt Nam và Quốc tế, tập IV. NXB Giáo dục, 2000.
[11] Hồng Minh Châu, Ngơ Thị Thân, Hà Thị Diệp, Đào Đình Thức (hiệu đính tiếng đức),
Trần Thành Huế, Nguyễn Trọng Thọ, Phạm Đình Hiến. Olympic Hóa học Việt Nam và
Quốc tế, tập V. NXB Giáo dục, 2003.
[12] Đề thi Olympic Quốc tế từ năm 2002 đến năm 2009.
[13] Lê Xuân Trọng, Nguyễn Hữu Đĩnh, Từ Vọng Nghi, Đỡ Đình Rãng, Cao Thị Thặng. Hóa
học 12 nâng cao. NXB Giáo dục, 2008.
[14] Nguyễn Tinh Dung. Bài tập hóa học phân tích. NXB Giáo dục,1982.

7


[15] Nguyễn Tinh Dung. Hóa học phân tích phần III. Các phương pháp định lượng hóa học
(tái bản lần thứ 4). NXB Giáo dục, 2007.
[16] Đào Thị Phương Diệp, Đỗ Văn H. Giáo trình Hóa học phân tích. Cơ sở phân tích định
lượng hóa học. NXB Đại học Sư phạm, 2007.

8

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ ĐỂ XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG
VÀ TÍNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG
Mai Châu Phương
THPT Chuyên Lam sơn-Thanh Hóa
I.1. Cơ sở lý thuyết.
I.1.1. Phản ứng bậc một.
A  sản phẩm
Phương trình động học dạng tích phân:
C = Co.e-kt (1)

kt=ln

Co (2)
C

Trong đó: k: hằng số tốc độ phản ứng
Co: nồng độ ban đầu của chất tham gia phản ứng A.
C : nồng độ chất A tại thời điểm t.
t : thời gian phản ứng.
Từ phương trình (1) và (2) nhận thấy nếu ta khảo sát sự phụ thuộc nồng độ chất phản ứng
theo thời gian như phương trình (1) thì việc xác định hằng số tốc độ phản ứng k là khó khăn
vì đây là hàm mũ, cịn nếu khảo sát phương trình (2) thì thấy phương trình (2) chính là
phương trình tuyến tính bậc nhất dạng y=ax, trong đó y=ln

Co , a=k, x=t. Do đó, dựa vào số
C

Co
=f(t) phụ thuộc tuyến tính theo thời gian với độ dốc
C

của đồ thị xác định được hằng số tốc độ phản ứng k=tg
liệu thực nghiệm ta khảo sát hàm ln

ln


α

0

t

Hình 1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc logarit nồng độ chất tham gia phản ứng theo thời
gian.
I.1.2. Phản ứng bậc hai.
I.1.2.1. Trường hợp 1: Nồng độ ban đầu của hai chất tham gia phản ứng khác nhau.
A + B  sản phẩm
C10
C02
t=0
0
t
C1
C2
x
Phương trình tốc độ phản ứng dạng tích phân:

9


kt=

1
C10 .C2
ln
C02 -C10 C02 .C1

(3)

C2
C0
=(C02 -C10 )kt+ln 20
(4)
C1
C1
C2
Từ phương trình (4) có ln
phụ thuộc tuyến tính vào thời gian và đường biểu diễn sự phụ
C1
0
0
thuộc này có dạng y=ax + b với độ dốc của đồ thị bằng tg =(C2 -C1 )k và cắt trục tung tại
C0
ln 02 .
C1
tgα
k= 0 0
Suy ra:
C2 -C1
Suy ra:

ln

ln


α

ln


t

0

Hình 2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc logarit nồng độ hai chất tham gia phản ứng theo thời
gian.
I.1.2.2. Trường hợp hai: Nồng độ ban đầu của hai chất tham gia phản ứng bằng nhau a=b hay
C02 =C10 .
Phương trình tốc độ phản ứng dạng tích phân:

1 1
= +kt (5)
C C0

Phương trình (5) biểu diễn nghịch đảo của nồng độ chất tham gia phản ứng tại thời điểm t phụ
thuộc tuyến tính theo thời gian. Đường biểu diễn

k=tgα , cắt trục tung tại 10
C

1
=f(t) có dạng y=ax+b, có độ dốc bằng

C

10


1
C

α

1
C0

0

t

Hình 3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc nghịch đảo nồng độ chất tham gia phản ứng theo thời
gian.
Như vậy, trong phương pháp đồ thị người ta thử các số liệu thực nghiệm vào dạng tích
phân của phương trình động học để tìm sự phù hợp. Trước hết giả định phản ứng có bậc n.
Sau đó từ dạng tích phân của phương trình động học tìm một hàm của nồng độ chất tham gia
phản ứng phụ thuộc tuyến tính theo thời gian. Vẽ đường biểu diễn của hàm này dựa vào các
kết quả thực nghiệm. Sự thẳng hàng của các điểm biểu diễn chứng tỏ tính đúng đắn của bậc
phản ứng đã giả định, từ đó cũng xác định được hằng số tốc độ phản ứng dựa vào độ dốc của đồ thị
I.1.3. Cách dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính.
Có thể xây dựng đồ thị dạng y=ax, y=ax+b dựa trên phần mềm Microsoft Office
Excel, hoặc dựng đồ thị trên giấy ô li.
I.1.3.2. Dựng đồ thị trên phần mềm Microsoft Office Excel.
Bước 1: Mở màn hình Microsoft Office Excel.

Bước 2: Nhập số liệu theo cột các giá trị x, y tương ứng của phương trình dạng y=ax hay
y=ax+b.
Bước 3: Bôi đen hai cột số liệu, sau đó lần lượt vào Insert/Chart/XY(Scatter)/Chart subtype/Next/Next/Finish.
Bước 4: Tích phải chuột vào vùng không gian trống trong đồ thị, vào Chart Options, nhập
cách biểu diễn trục hoành Value (X) axis, cách biểu diễn trục tung Value (Y) axis.
Bước 5: Tích phải chuột vào một điểm thực nghiệm, vào
Add Trendline/Linear/Display equation on chart/Ok được đường thẳng biểu diễn hàm phụ
thuộc và phương trình hồi quy. Từ đó thu được hệ số góc của đồ thị, do đó tính được hằng số
tốc độ phản ứng.
Việc dựng đồ thị trên phần mềm Microsoft Office Excel, sau đó máy tính hồi quy lại
thu được đường chuẩn trên cơ sở phương pháp bình phương tối thiểu.
I.1.3.1. Dựng đồ thị trên giấy.
Bước 1: Giả thiết phản ứng tuân theo động học bậc nào đó.
Bước 2: Chuyển sang phương trình động học dạng tích phân.
Bước 3: Kẻ bảng tính số liệu biểu diễn sự phụ thuộc thích hợp của nồng độ theo thời gian.

11


Bước 4: Dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc dạng thích hợp của nồng độ theo thời gian bằng
cách vẽ các điểm thực nghiệm. Sau đó kẻ đường chuẩn.
Chú ý: Đối với dựng đồ thị trên giấy ô li cần chú ý chọn tỉ lệ xích trên giấy sao cho phù hợp,
gốc toạ độ không nhất thiết phải là điểm không. Sau khi dựng được các điểm thực nghiệm thì
dựng đường chuẩn khơng phải là đường đi qua nhiều điểm thực nghiệm, mà đường chuẩn là
đường tối ưu khi tổng bình phương khoảng cách từ các điểm thực nghiệm đến đường chuẩn là
nhỏ nhất, nên kẻ đường chuẩn dựa vào khoảng cách tới các điểm thực nghiệm.
Bước 5: Dựng một tam giác vng bất kì có cạnh huyền nằm trên đường chuẩn (đầu mút của
cạnh huyền tam giác này không nên trùng với bất cứ điểm thực nghiệm nào để cho kết quả
thu được khách quan).
Bước 6: Tính hệ số góc tg dựa trên việc đo độ dài hai cạnh góc vng.

Chú ý: Độ dài hai cạnh góc vng này phải tương ứng với tỉ lệ xích đã được chia trên trục
hồnh và trục tung, khơng phải là độ dài đo được trên thước hay trên giấy ơ li.
Ngồi cách dựng đồ thị có thể kiểm tra lại tính đúng đắn của phương pháp bằng cách
so sánh với cách tính theo phương pháp bình phương tối thiểu hay phương pháp trung bình.
Phương pháp này có thể áp dụng và mở rộng cho việc xác định các thông số khác như
năng lượng hoạt hoá, các giá trị nhiệt động, hệ số hấp thụ trong đo trắc quang….
II.2. Bài tập vận dụng.
Bài 1: (Trích đề thi Olympic hố học quốc tế lần thứ 41-Anh 2009)[8]
Biến tính protein.
Đối với các phân tử protein nhỏ, phản ứng khơng biến tính có thể biểu diễn theo cân bằng sau:
Protein biến tính
Protein khơng biến tính
Ta có thể giả sử rằng các phản ứng biến tính protein chỉ xảy ra qua một giai đoạn. Phản
ứng biến tính protein là phản ứng bậc nhất, hằng số tốc độ của phản ứng này có thể xác
định bằng cách theo dõi cường độ huỳnh quang khi làm biến tính một mẫu protein
khơng biến tính ban đầu (thơng thường bằng cách thay đổi pH của dung dịch). Bắt đầu
từ dung dịch protein khơng biến tính có nồng độ 1,0 M, người ta làm biến tính protein
và đo được nồng độ của các protein khơng biến tính ở 25 oC theo thời gian:
Thời gian (ms)

0

10

20

30

40

Nồng độ (M)

1

0,64

0,36

0,23

0,14

Vẽ một đồ thị thích hợp, từ đó tính hằng số tốc độ của phản ứng biến tính protein k ở 250C
Bài giải:
Do phản ứng biến tính của protein là phản ứng bậc nhất nên có phương trình
động học dạng tích phân là: kt=ln

Co
C

Trong đó: k là hằng số tốc độ phản ứng biến tính protein.
C0: nồng độ protein khơng biến tính ban đầu.
C: nồng độ protein khơng biến tính tại thời điểm t.
Từ số liệu thực nghiệm ta có bảng số liệu sau:
Thời gian(ms)
0
10
20
30
Nồng độ ( μM )

1,00
0,64
0,36
0,23
0,446
1,022
1,470
o

ln

C
C

40
0,14
1,966

12


o

Dựng các điểm thực nghiệm có toạ độ (t, ln C ), sau đó kể đường chuẩn.

C

ln(Co/C)

2,

0

C

1,
5
1,
0
B

A

0,
5

0

10

20

30

40

t(m
s)

Dựng tam giác vng bất kì ABC. Dựa vào tỉ lệ xích đã chia trên trục hồnh
CB 0,975

=
 0, 0505
và trục tung tính được tgα=
AB 19,3
Kiểm tra lại kết quả dựng đồ thị trên giấy với kết quả dựng đồ thị trên phần
mềm Microsoft Office Excel

13


Từ đồ thị ta thấy hệ số góc k=0,0501 ms -1 hay k=50s-1. Như vậy kết quả thu được bằng cách
dựng đồ thị trên giấy hoàn toàn phù hợp.
Bài 2: (Trích trong bài tập chuẩn bị Olympic hố học quốc tế lần thứ 40 Hungari 2008)
[7]
Phản ứng của axeton với brom sinh ra bromaxeton.
a) Viết phương trình hóa học của phản ứng nếu như axeton dư.
Khi nghiên cứu cơ chế phản ứng thì người ta thực hiện một số thí nghiệm động học sau ở
25 °C trong dung dịch nước bằng cách đo nồng độ của Br 2 bằng phương pháp trắc quang.
Đường cong động học tương ứng được ghi lại khi nồng độ đầu của các chất là [Br 2]0 = 0.520
mmol/dm3, [C3H6O]0 = 0.300 mol/dm3, và [HClO4]0 = 0.050 mol/dm3.
t (min)
0
2
4
6
8
10 12 14
3
[Br2] (μmol/dm ) 520 471 415 377 322 269 223 173
t (min)

16 18 20 22 24 26 28 30
3
[Br2] (μmol/dm ) 124 69 20
0
0
0
0
0
b) Tác nhân phản ứng hết trong thí nghiệm này là?
c) Bậc của phản ứng đối với tác nhân này là?
Thời điểm mà ở đó xảy ra bước gãy về tính chất (characteristic break point) trên
đường cong động học được gọi là thời gian phản ứng và nó được đo trong dung
dịch nước ở 25 °C. Bảng sau cho ta một vài giá trị thời gian phản ứng trong một vài
thí nghiệm khác nhau (′ chỉ phút, ″ chỉ giây)
thời gian phản ứng
[Br2 ]0
[C3 H6 O]0
[HClO4 ]0

mmol/dm3 mmol/dm3 mmol/dm3
0.151
300
50
0.138
300
100
0.395
300
100
0.520

100
100
0.520
200
100
0.520
500
100
0.520
300
200
0.520
300
400
d) Xác định bậc phản ứng ứng với ba chất tham gia.
e) Viết biểu thức tốc độ tổng quát.

5′56″
2′44″
7′32″
30′37″
15′13″
6′09″
4′55″
2′28″

14


Một phương pháp điện hóa khác cho phép ta sử dụng nồng độ Br2 bé hơn. Ở một đường cong động

học với nồng độ các chất đầu [Br2]0 = 1.80 μmol/dm3, [C3H6O]0 = 1.30 mmol/dm3, và [HClO4]0 =
0.100 mol/dm3 đã được cho ở bảng sau:
t (s)
0
10
20
30
40
50
60
70
3
[Br2] (μmol/dm ) 1.80 1.57 1.39 1.27 1.06 0.97 0.82 0.73
t (s)
80
90
100 110 120 130 140 150
3
[Br2] (μmol/dm ) 0.66 0.58 0.49 0.45 0.39 0.34 0.30 0.26
f) Tác nhân phản ứng hết trong thí nghiệm này là?
g) Bậc của phản ứng đối với tác nhân này là?
Bài giải:
a) Phản ứng

b) Br2 là tác nhân giới hạn (chất phản ứng hết)
c) Đồ thị động học của phản ứng (đường cong động học)

Đường cong động học lúc này là một đường thẳng nên quá trình này là quá trình bậc 0 của
brom
d) Do quá trình là bậc 0 đối với Br 2 và tất cả các chất tác nhân khác đều ở lượng dư nên giá trị

tốc độ là một hằng số trong mỡi thí nghiệm. Nó có thể được tính một cách đơn giản: v =
[Br2]o / tphản ứnn
Với tphản ứng là thời gian phản ứng. Sự phụ thuộc giữa tốc độ phản ứng vào tác nhân phản ứng
hết có thể được khảo sát trực tiếp từ công thức. Vẽ đồ thị vận tốc như là một hàm của nồng độ
axeton trong môi trường axit (nồng độ không đổi 0,100 mol/dm3) cho:

15


Đồ thị là một đường thẳng, phản ứng có bậc 1 ứng với axeton.
Vẽ đồ thị như là một hàm của nồng độ axit với nồng độ axeton giữ không đổi (0,300 mol/dm 3)
cho:

Đồ thị là một đường thẳng, phản ứng có bậc 1 đối với [H+]
e) v= ka[C3H6O][H+]
f) Br2 là tác nhân giới hạn (chất phản ứng hết)
g) Đường cong động học:

16


Đường này khơng hẳn là đường thẳng nên q trình này không phải bậc 0. Kiểm tra với phản
ứng bậc 1 thì thấy có khả năng bằng cách xây dựng một sự phụ thuộc vào logarit. Đồ thị có
dáng điệu như sau:

Các điểm có thể thẳng hàng với nhau. Như vậy quá trình này là bậc 1 với brom
Một phương pháp khác là xác định thời gian bán huỷ từ những cặp giá trị nồng độ đã cho. Từ
đó rút ra được sự phân huỷ Br2 tuân theo quy luật phản ứng bậc 1.
Bài 3: Để nghiên cứu động học của các phản ứng giữa ion Br- và ClO-:
Br- + ClO-  BrO- + Clngười ta trộn lẫn 100 ml dung dịch NaClO 0,1M với 48 ml dung dịch NaOH 0,5M và 21 ml

nước cất. Hỗn hợp này được đặt vào máy điều nhiệt ở 298K. Sau đó cho 81ml dung dịch KBr
1% (cũng ở 298K) vào hỗn hợp trên. Sau mỗi khoảng thời gian xác định (t) người ta lấy mẫu
và xác định lượng BrO- trong mẫu. Kết quả thu được như sau:
t(phút)
0
3,65
7,65
15,05
26,00
47,60
90,60
2
0
0,0560
0,0953
0,1420
0,1800
0,2117
0,2367
C - .10 (M)
BrO

Nồng độ của NaClO và KBr trong hỗn hợp phản ứng ở t=0 lần lượt bằng 0,003230M và
0,002508M. pH cẩu dung dịch là 11,28. Xác định bậc và hằng số tốc độ phản ứng.

17


Bài giải:
Giả sử phản ứng có động học bậc hai. Phương trình động học của phản ứng là:

v=k.CBr- .CClOBr- + ClO-  BrO- + ClC10
C02
0
0
C1
C2
x
x

t=0
t

CBr =C0Br -CBrO
-

Ta có bảng số liệu sau:
t(phút)
0
3
2,508
CBr- .10

CClO .103
C
ln ClO
CBr
-

-

0
CClO =CClO
-CBrO
-

-

-

-

3,65
1,948

7,65
1,555

15,05
1,088

26,00
0,708

47,60
0,391

90,60
0,141

3,230

2,670

2,227

1,810

1,430

1,113

0,863

0,253

0,315

0,381

0,509

0,703

1,046

1,812

-

Dựng đồ thị có toạ độ các điểm là (t, ln

CClO
)
CBr
-

-

18


ln

CClOCBr-

2,
0
1,
6

C

1,
2
0,
8

B

A

0,
4

0

40

20

60

80

t(phú
t)
10
0

Dựng tam giác vng bất kì ABC. Dựa vào tỉ lệ xích đã chia trên trục hồnh
và trục tung tính được

k=

tgα=

CB 0, 66
=
 0, 0174
AB 38

tgα
0,0174

 24,100( M 1. ph 1 )
0
0
3
CClO- -CBr- (3, 230  2,508).10

Có thể kiểm tra lại kết quả dựa vào dựng đồ thị trên Microsoft Office Excel hoặc
giải theo phương pháp trung bình thấy kết quả hoàn thoàn phù hợp.
Bài tập vận dụng.
1. Để thu được oxi người ta phân huỷ 15cm 3 dung dịch H2O2 với sự có mặt của chất xúc tác.
Thế tích oxi thu được theo thời gian như sau:
t(phút)
2
4
6
8

V(ml)O2
1,3
2,36
3,36
3,98
6,18

19

Đáp số: Bậc nhất, k=0,124 ph-1
2. Động học của phản ứng giữa natri thiosunfat với propylbromua:

S O2- +RBr � RS O- +Br - , được nghiên cứu ở 37,30C. Nồng độ của S2O32- sau mỗi
2 3
2 3

khoảng thời gian t được xác định bằng phương pháp chuẩn độ thể tích. Thể tích dung dịch I 2
nồngđộ 0,02572N dùng để chuẩn độ hỗn hợp phản ứng (10,02ml) ở các thời điểm khác nhau
được cho dưới đây:
t(s)
0
1110
2010
3192
5052
7380
11232

37,63
35,20
31,90
29,86
28,04
26,01
22,24
v I2 (ml) 0
2Nồng độ của S2 O3 ban đầu là 0,100M. Xác định hằng số tốc độ phản ứng.
Đáp số: k=0,001636M-1.s-1

3. Etylen oxit bị nhiệt phân theo phương trình:

 CH4(k) + CO(k)
ở 687,7K áp suất chung của hỗn hợp trong phản ứngbiến đổi theo thời gian như sau:
t(phút)
0
5
7
9
12
18
5
-2
P.10 (N.m )
0,155
0,163
0,168
0,172
0,178
0,188
P(mmHg)
116,51
120,56
125,72
128,74
133,23
141,37
Hãy chứngtỏ rằng phản ứng phân huỷ etylen oxit là bậc nhất và tính hằng số tốc độ của phản
ứng.
4. Dùng phương pháp đồ thị hãy xác định bậc của phản ứng:

(CH3)3CBr(aq) + H2O(l)  (CH3)3COH(aq) + H+ + Brtừ các dữ kiện thực nghiệm sau đây ở 298K
t(s)
0
15000
35000
55000
95000
145000
[(CH3)3CBr]
0,0380
0,0308
0,0233
0,0176
0,0100
0,00502
-1
(mol.l )
Đáp số: bậc nhất.
5. Đối với phản ứng xà phịng hố etyl axetat
CH3COOC2H5 + OH- → CH3COO- + C2H5OH
Ở thời điểm ban đầu t=0 hỗn hợp phản ứng chứa este và xút với nồng độ bằng nhau 0,05M.
Phản ứng được theo dõi bằng cách ở mỗi thời điểm t người ta lấy 10ml hỗn hợp phản ứng rồi
chuẩn độ lượng xút còn lại bằng dung dịch HCl 0,01M. Kết quả thu được như sau:
t(phút)
4
9
15
24
37
53

VHCl(ml)
44,1
38,6
33,7
27,9
22,9
18,5
Xác định bậc phản ứng, hằng số tốc độ phản ứng và thời gian nửa phản ứng.
Đáp số: Bậc hai, k=0,647M-1.phút-1
6. Styren phản ứng với axit hipoclorơ cho ta clohiđrin C 6H5-CHOH-CH2Cl. Chất này chuyển
thành epoxit trong môi trường kiềm:
C 6H 5
O (k)

O + Cl- + H2O
C6H5-CHOH-CH2Cl + OH- 
Đó là một phản ứng bậc hai. Hãy giải thích tại sao trong mơi trường đệm phản ứng là bậc
một.
Ở 180C và trong môi trường đệm người ta đo nồng độ Cl -(kí hiệu là x) theo thời gian và thu
được kết quả sau:
t(phút)
180
360
480
1140
1260
103x(mol/l)
1,15
2,10
2,70

4,88
5,21

20


Nồng độ ban đầu của clohiđrin là 6,86.10-3 mol/l. Sau khi kiểm tra lại bậc phản ứng hãy tính
hằng số tốc độ của phản ứng này.
Đáp số: k=1,05.10-3 phút-1
7. Trong dung dịch axit yếu, H2O2 tác dụng với ion thiosunfat theo sơ đồ sau:

H 2 O 2 + 2S2 O32- + 2H+  2H2O + S4 O62Tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ ion H + trong khoảng pH từ 4-6. Với nồng độ
2ban đầu [H2O2]=0,03680M; [ S2 O3 ]=0,02040M. Ở 25oC và pH=5 ta thu được những số liệu
sau:
t(phút)
16
36
43
52
23
10,30
5,18
4,16
3,13
[ S2 O3 ].10
Xác định bậc phản ứng và tính hằng số tốc độ của phản ứng.
Đáp số: Bậc hai, k=3,17.10-2lit.mol-1.giây-1
OH- 2CH3COCH3 có kèm theo một sự
8. Cho phản ứng sau: CH3COCH2C(CH3)2OH ����
tăng thể tích khá lớn. Lượng CH3COCH2C(CH3)2OH tỉ lệ thuận với việc tăng thể tích. Từ các

số liệu sau:
t(phút)
0
10
20
30
40
50
60

Sự giãn nở
0
60,8
97,7
119,9
133,4
141,4
146,1
153,8
thể tích
Đáp số: Bậc nhất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách, Cơ sở lý thuyết các phản ứng hoá học, Nhà xuất bản giáo
dục.
2. Nguyễn Văn Duệ, Trần Hiệp Hải, Lâm Ngọc Thiềm, Nguyễn Thị Thu, Bài tập hố lí, Nhà
x́t bản giáo dục.
3. Trần Văn Nhân, Hố lí tập 3, Nhà x́t bản giáo dục.
4. Vũ Đăng Độ, Cơ sở lý thuyết các q trình hố học, Nhà x́t bản giáo dục.
5. René. DIDIER, Hoá học đại cương tập 2, Nhà xuất bản giáo dục.
6. René. DIDIER, Bài tập hoá học đại cương tập 2, Nhà xuất bản giáo dục.

7. Bài tập chuẩn bị Olympic hóa học quốc tế lần thứ 40-Hungari 2008.
8. Bài thi lý thuyết Olympic hoá học quốc tế lần thứ 41-Anh quốc 2009.

21


XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP PHẦN “NHỆT HOÁ HỌC” DÙNG
CHO HỌC SINH CHUYÊN HOÁ
Trường THPT chuyên Nguyễn Huệ - Hà Nội
I. MỞ ĐẦU
Trong quá trình giảng dạy ở trường phổ thông nhiệm vụ phát triển tư duy cho học sinh
là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các mơn, trong đó Hóa học là mơn
khoa học thực nghiệm đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, sẽ góp phần rèn luyện tư duy
cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là qua phần bài tập hóa học. Bài tập hóa học khơng những
có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh
động, phong phú mà cịn thơng qua đó để ơn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần thiết về hóa
học, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thơng minh sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh hứng
thú trong học tập. Qua bài tập hóa học giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức
và kỹ năng hóa học của học sinh.
Để giáo viên bồi dưỡng học sinh khá, giỏi ở trường chuyên dự thi học sinh giỏi cấp
Tỉnh và cấp Quốc gia được tốt thì nhu cầu cấp thiết là cần có một hệ thông câu hỏi và bài tập
cho tất cả các chuyên đề như : cấu tạo chất, nhiệt hoá học, động hố học, cân bằng hố học,....
Vì vậy , trong quá trình giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi Tỉnh và Quốc gia tôi đã sưu tầm và
tập hợp lại một số câu hỏi và bài tập theo một số chuyên đề, trong đó có phần dùng để luyện
tập cho học sinh phần “Nhiệt hố học”
II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần “Nhiệt hoá học”dùng cho học sinh lớp
chuyên Hoá học ở bậc THPT giúp học trò học tốt hơn và chuẩn bị tốt hơn cho các kỳ thi học
sinh giỏi Hóa học cả về lý thuyết – bài tập – phương pháp giải, góp phần nâng cao chất lượng
giảng dạy và học tập mơn Hóa học.

III. NỘI DUNG
A- CƠ SỞ LÍ THUYẾT :
Trước khi đưa ra hệ thống bài tập cho học trị luyện tập thì giáo viên cần phải yêu cầu
học trò nhớ lại một số khái niệm và nội dung lí thuyết cơ bản của phần Nhiệt hố học như sau:
1) KHÍ LÍ TƯỞNG:
* Khí lí tưởng là chất khí mà khoảng cách giữa các phân tử khí xa nhau, có thể bỏ qua tương
tác giữa chúng.
* Với khí lí tưởng thì có thể áp dụng :
- Phương trình trạng thái:
P.V = nRT
(R = 8,314 J/mol.K = 0,082 l.atm/mol.K)

- Tron
g bì
n
h có hỗn
hợ p khíthì
: P =  Pi =
cßn
P = N .P = n
i .P
i
i
n
i

n
i .RT
V

2) HỆ VÀ MÔI TRƯỜNG:
- Hệ mở: hệ trao đổi chất và năng lượng với mơi trường.
- Hệ kín: Hệ chỉ trao đổi năng lượng với môi trường.
- Hệ đoạn nhiệt: Hệ không trao đổi nhiệt với môi trường.
* Quy ước:
Hệ nhận năng lượng của môi trường
 năng lượng mang dấu +

Hệ nhường năng lượng cho môi trường  năng lượng mang dấu 3) BIẾN ĐỔI THUẬN NGHỊCH:
Nếu hệ chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác một cách vô cùng
chậm qua liên tiếp các trạng thái cân bằng thì sự biến đổi này được gọi là thuận nghịch. Đây
là sự biến đổi lí tưởng khơng có trong thực tế.

22


4) SỰ BIẾN ĐỔI BẤT THUẬN NGHỊCH: là sự biến đổi được tiến hành với vận tốc đáng
kể. Những phản ứng trong thực tế đều là biến đổi bất thuận nghịch.
5) HÀM TRẠNG THÁI: là hàm mà giá trị của nó chỉ phụ thuộc vào các thơng số trạng thái
của hệ, không phụ thuộc vào những sự biến đổi trước đó.
Ví dụ: P.V = hàm trạng thái
P1.V1 = n.RT1 ; P2.V2 = n.R.T2
6) CÔNG (W) VÀ NHIỆT (Q)
- Là 2 hình thức trao đổi năng lượng.
- W, Q khơng phải là hàm trạng thái vì giá trị của chúng phụ thuộc vào cách biến đổi.
Ví dụ: Cơng của sự giãn nở khí lí tưởng từ thể tích V 1 đến V2 ở to = const trong 1 xilanh kín
nhờ 1 pittơng được tính bằng cơng thức:
2

W=-

P

n

.dV

(Pn : áp śt bên ngồi)

1

* Nếu sự biến đổi là BTN thì Pn = Pkq = const
2

WBTN = - Pkq .

 dV

= - Pkq . V = - Pkq .(V2 - V1)

1

* Nếu sự biến đổi là thuận nghịch: Giảm P n những lượng vơ cùng bé để thể tích khí tăng
những lượng vơ cùng bé. Khi đó Pn mỡi lúc thực tế = P ở bên trong xi lanh = Pk
Pn = Pk = n.RT/V
2
2
V2
dV
P
.
dV
 WTN = -  n
= - nRT . 
= - nRT .ln V
 WBTN  WTN
V
1

1
1
* Các quá trình thuận nghịch sinh cơng lớn nhất khi hệ biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái
2. Lượng công này đúng bằng lượng công cần thiết đưa hệ về trạng thái ban đầu một cách
thuận nghịch.
7) NỘI NĂNG U:
- U của một chất hay một hệ gồm động năng của các phần tử và thế năng tương tác giữa các
phần tử trong hệ đó.
- U là đại lượng dung độ và là hàm trạng thái
- U của n mol khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
8) NGUYÊN LÍ I CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC: (SỰ BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG CỦA HỆ).
U = U2 - U1 = W + Q
- Đối với sự biến đổi vô cùng nhỏ: dU = W + Q
(: Chỉ những hàm không phải là hàm trạng thái)
- Thường gặp công được thực hiện chỉ do sự biến đổi thể tích nên: W = -P.dV
2

 dU = Q -

 dU = Q = P .dV

P.dV

2

 U = Q -

1

P.dV

1

* Nhiệt đẳng tích: Nếu hệ biến đổi ở V = const  dV = 0
 U = QV  QV là 1 hàm trạng thái.
* Nhiệt đẳng áp: Nếu hệ biến đổi ở P = const thì:
2

P.dV
1

2

=P.

 dV

= P. V2 - P. V1

1

 U = U2 - U1 = QP - P. V2 + P .V1
 QP = (U2 + P.V2) - (U1 + P .V1)
Đặt U + P.V = H = entanpi = hàm trạng thái
 QP = H2 - H1 = H = sự biến thiên entanpi của hệ.
* Nhiệt phản ứng:
Xét 1 hệ kín trong đó có phản ứng: aA + bB  cC + dD

23

Nhiệt phản ứng của phản ứng này là nhiệt lượng trao đổi với môi trường khi a mol A phản
ứng với b mol B tạo ra c mol C và d mol D ở T = const.
- Nếu phản ứng được thực hiện ở P = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt phản ứng
đẳng áp QP = H
- Nếu phản ứng được thực hiện ở V = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt phản ứng
đẳng tích QV=U
* Quan hệ giữa QP và QV
QP = H = (U + PV)P = U + P. V
 H = U + P . V = U + n .RT
QP = QV + n .RT
( n =  n khí sp -  n khí pư )
Khi n = 0  QP = QV hay H = U

U = QV = n .CV . T
H = QP = n .CP . T
* Nhiệt dung mol đẳng áp (CP) là nhiệt lượng cần cung cấp để làm 1 mol chất nóng thêm 1 o
trong điều kiện đẳng áp (mà trong q trình khơng có sự biến đổi trạng thái).
T2

T2

* Tương tự với CV: H = C P .dT ; U =
T1

C

T

.dT

T1

CP, CV là hàm của nhiệt độ.
H
U
; CV =
T
T
H
U
P.V
Mà U = H - P. V  CP =
=
+
= CV + R
T
T
T
Q, W: Không phải là hàm trạng thái
QV =  U; QP =  H  QV, QP là hàm trạng thái  chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và
trạng thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào q trình biến đổi là thuận nghịch hay
khơng thuận nghịch.
9) ĐỊNH LUẬT HESS: H (U) của 1 quá trình chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng
thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào đường đi.
Hpư = Hs (sản phẩm) - Hs (chất đầu) = Hc (chất đầu) - Hc (sản phẩm)
10) ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF:
H2
n1 A + n2 B
n3C + n4 D
T2

Với 1 mol khí lí tưởng: CP =

Hb

 Ha

H1
n3C + n4 D
T1
Theo định luật Hess: H2 = Ha + H1 + Hb
Mà:
n1 A + n2 B

T2

Ha =

T2

(n .C
1

PA

n2 .C Pb ).dT = -

T1

(n .C
1

PA

n2 .C PB ).dT

T1

T2

Hb =

(n .C
3

PC

n4 .C PD ).dT

T1

T2

 H2 = H1 + [(n3 .C PC n4 .C PD )  (n1C PA  n2 C PB )].dT = H1 +
T1

T2

C

P

.dT

T1

24