A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
CHỦ ĐỀ: PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ VÀ NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC
1. Phản ứng oxi hóa - khử
- Số oxi hóa của một nguyên tử một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó với giả định đây là hợp chất ion.
- Có hai cách để xác định số oxi hóa của các nguyên tử nguyên tố hóa học trong hợp chất.
+ Cách 1: Dựa theo số oxi hóa của một nguyên tử đã biết và điện tích của phân tử hoặc ion. Theo cách này có hai quy tắc:
Quy tắc 1: Số oxi hóa của nguyên tử nguyên tố trong đơn chất bằng 0.
Quy tắc 2: Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0, trong một ion đa nguyên tử bằng chính điện tích của ion đó.
+ Cách 2: Dựa theo công thức cấu tạo. Đây là cách tính điện tích các nguyên tử trong hợp chất với giả định đó là hợp chất ion dựa vào công thức cấu tạo.
- Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của ít nhất một nguyên tố hóa học.
- Một số khái niệm thường sử dụng đối với phản ứng oxi hóa – khử:
+ Chất khử (chất bị oxi hóa) là chất nhường electron.
+ Chất oxi hóa (chất bị khử) là chất nhận electron.
+ Quá trình oxi hóa (sự oxi hóa) là quá trình nhường electron.
+ Quá trình khử (sự khử) là quá trình nhận electron.
- Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo nguyên tắc: Trong một phản ứng, tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận.
+ Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa trước và sau phản ứng của các nguyên tử
+ Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa và quá trình khử
+ Bước 3: Thăng bằng electron bằng cách nhân thêm hệ số vào các quá trình nhường và nhận electron sao cho tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận. Cộng các quá trình (đã nhân hệ số) với nhau
- Ý nghĩa và một số phản ứng oxi hóa – khử quan trọng
+ Phản ứng liên quan đến việc cung cấp năng lượng: Quá trình oxi hóa các phân tử thường giải phòng một lượng lớn năng lượng.
+ Phản ứng liên quan đến việc lưu trữ năng lượng
+ Bên cạnh những phản ứng oxi hóa – khử quan trọng, có ích lợi đối với con người, còn có một loại phản ứng oxi hóa – khử diễn ra ngoài ý muốn.
2. Năng lượng hóa học
- Phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt gọi là phản ứng tỏa nhiệt.
- Phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt gọi là phản ứng thu nhiệt.
- Biến thiên enthalpy của phản ứng được xác định bằng hiệu số giữa tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm (sp) và tổng nhiệt tạo thành của các chất đầu (cđ).
Ở điều kiện chuẩn:
- Biến thiên enthalpy của phản ứng (mà các chất đều ở thể khí), bằng hiệu số giữa tổng năng lượng liên kết của các chất đầu và tổng năng lượng liên kết của các sản phẩm (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).
Ở điều kiện chuẩn:
Bài tập & Lời giải
B. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng 1: Phản ứng oxi hóa - khử
Bài tập 1: Số oxi hóa của nguyên tử N trong các ion NH4+, NO3−, NO2− lần lượt là?
Bài tập 2: Cho 19,2g Cu tác dụng hết với dung dịch HNO3. Tất cả lượng khí NO sinh ra đem oxi hóa thành NO2 rồi sục vào nước cùng với dòng khí oxi để chuyển hết thành HNO3. Tính thể tích Oxi (đktc) đã tham gia vào quá trình trên.
Bài tập 3: Cho H2SO4 loãng dư tác dụng với 6,660g hỗn hợp 2 kim loại X và Y đều hóa trị II thu được 0,1 mol khí đồng thời khối lượng giảm 6,5 g. Hòa tan phần rắn còn lại bằng H2SO4 đặc nóng thì thu được 0,16g SO2. Xác định X, Y?
Bài tập 4: Hòa tan 19,2 gam kim loại M trong H2SO4 đặc dư thu được khí SO2. Cho khí này hấp thụ hoàn toàn trong 1 lít dung dịch NaOH 0,6M, sau phản ứng đem cô cạn dung dịch thu được 37,8 gam chất rắn. Xác định M.
Xem lời giải
Dạng 2: Năng lượng hóa học
Bài tập 1: Cho phản ứng: 2Na (s) + O2 (g) ⟶ Na2O (s) có Δr
= − 418,0 kJ mol−1.
Nếu chỉ thu được 0,2 mol Na2O ở điều kiện chuẩn thì lượng nhiệt tỏa ra là
Bài tập 2: Đốt cháy hoàn toàn 1 gam C2H2 (g) ở điều kiện chuẩn, thu được CO2 (g) và H2O (l), giải phóng 50,01 kJ. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy 1 mol C2H2 (g) là
Bài tập 3: Khẳng định sai là
A. Nếu biến thiên enthalpy có giá trị âm thì phản ứng tỏa nhiệt
B. Nếu biến thiên enthalpy có giá trị dương thì phản ứng thu nhiệt
C. Biến thiên enthalpy càng âm thì phản ứng tỏa nhiệt càng ít
D. Biến thiên enthalpy càng dương thì phản ứng thu nhiệt càng nhiều