Giáo án Hóa học 11 - Sự điện li

m đặc, nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy:  0t C 2 2 3 2SiO +2NaOH Na SiO +H O Silic đioxit tan được trong axit flohidric:  0t C 2 4 2SiO +4HF SiF +2H O Axit silixic (H2SiO3) 2. Axit silixic (H2SiO3) dạng keo, không tan trong nước, dễ mất nước khi đun nóng, khi mất một phần nước, tạo thành vật liệu xốp là silicagen.  0t C 2 3 2 2H SiO SiO +H O Axit silixic là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic, nên dễ bị khí CO2 đẩy ra khỏi dung dịch muối của nó Na2SiO3 + CO2 + H2O → H2SiO3 + Na2CO3 Muối silicat 3. a. Tính tan: Axit silixic dễ tan trong dung dịch kiềm, tạo thành muối silicat. Chỉ có muối silicat kim loại kiềm tan được trong nước. Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3 và K2SiO3 được gọi là thuỷ tinh lỏng. Sản xuất vải hoặc gỗ khó cháy. Dùng để chế tạo keo dán thuỷ tinh, sứ và vật liệu xây dựng chịu nhiệt. Ở trong dung dịch, silicat kim loại kiềm bị thuỷ phân mạnh cho phản ứng kiềm. 2 3 2 2 3Na SiO + 2H O 2NaOH + H SiO Bài t p áp dụng 1 Từ SiO2 và các chất cần thiết khác, hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng điều chế axit silixic. Bài t p áp dụng 2 Cho hỗn hợp silic và than có khối lượng 20,0 g tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đặc, đun nóng. Phản ứng giải phóng ra 13,44 lít khí hiđro (đktc). Xác định thành phần phần trăm khối lượng của silic trong hỗn hợp ban đầu, biết rằng phản ứng xảy ra với hiệu suất 100%. CÔNG NGHIỆP SILICAT TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. THỦY TINH 1. Thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh Thủy tinh là chất rắn vô định hình đồng nhất, có gốc silicat, thường được pha trộn thêm các tạp chất để có tính chất theo ý muốn. Thủy tinh loại thông thường: Được dùng làm cửa kính, chai, lọ... Là hỗn hợp của natri silicat, canxi silicat và silic đioxit, Na2O.CaO.6SiO2 Có thành phần gần đúng viết dưới dạng các oxit là . Được sản xuất bằng cách nấu chảy mộthỗn hợp cát trắng, đá vôi và sođa ở 0 1400 C. ot 2 3 2 3 2 2 26SiO + CaCO + Na CO Na O.CaO.6SiO + 2CO Thủy tinh không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Khi đun nóng nó mềm dần rồi mới chảy, do đó có thể tạo ra những đồ vật và dụng cụ có hình dạng như ý muốn. 2. Một số loại thủy tinh Na2CO3 K2CO3 thủy tinh kaliKhi nấu thủy tinh nếu thay bằng thì được , có nhiệt độ hóa mềm và nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Thủy tinh kali được dùng làm dụng cụ thí nghiệm, lăng kính, thấu kính... Thủy tinh thạch anh được sản suất bằng cách nấu chảy silic đioxit tinh khiết. Có nhiệt độ hóa mềm cao, hệ số nở nhiệt rất nhỏ nên không bị nứt khi nóng lạnh đột ngột. Khi cho thêm oxit của một số kim loại, thủy tinh sẽ có màu khác nhau, do tạo nên các silicat có màu. Ví dụ: thủy tinh không màu có thêm crom (III) oxit cho màu xanh lục, có thêm coban oxit cho màu xanh nước biển. II. ĐỒ GỐM Đồ gốm là vật liệu được chế tạo chủ yếu từ đất sét và cao lanh. Tùy theo công dụng, người ta phân biệt: gốm xây dựng, gốm kĩ thuật và gốm dân dụng. 1. Gạch và ngói Gạch và ngói thuộc loại gốm xây dựng. Chúng thường có màu đỏ gây nên bởi sắt oxit có trong đất sét. 2. Gạch chịu lửa Gạch chịu lửa thường được dùng để lót lò cao, lò luyện thép, lò nấu thủy tinh... Có hai loại gạch chịu lửa chính: gạch đinat và gạch samôt. Gạch đinat Gạch samốt Phối liệu 93 – 96% SiO2, 4 – 7% CaO và đất sét. bột samôt (đất sét được nung ở nhiệt độ rất cao rồi nghiền nhỏ) trộn với đất sét và nước. Nhiệt độ nung khoảng 1300 – 1400oC. khoảng 1300 – 1400oC. Giới hạn chịu nhiệt chịu được nhiệt độ khoảng 1690 o – 1720 C. chịu được nhiệt độ khoảng 1690 o – 1730 C. 3. Sành, sứ và men a. Sành oĐất sét sau khi được nung ở nhiệt độ khoảng 1200 – 1300 C thì biến thành sành. Sành là vật liệu cứng, gõ kêu, có màu nâu hoặc xám. Để có độ bóng và lớp bảo vệ không thấm nước, người ta tạo một lớp men mỏng ở mặt ngoài của đồ sành. b. Sứ Sứ là vật liệu cứng, xốp, có màu trắng, gõ kêu. Phối liệu để sản xuất sứ gồm cao lanh, fenspat, thạch anh và một số oxit kim loại. Đồ sứ được nung hai lần: (1) khoảng 1000oC, sau đó tráng men và trang trí. Đất sét loại thường, cát , nước Nhào với nước thành khối dẻo Tạo hình Sấy khô và nung ở 0 900 – 1000 C (2) khoảng 1400 – 1450oC. Sứ có nhiều loại: Sứ dân dụng, Sứ kĩ thuật (chế tạo các loại vật liệu cách điện, tụ điện, bugi đánh lửa, các dụng cụ thí nghiệm). c. Men Có thành phần giống sứ, nhưng dễ nóng chảy hơn. Được phủ lên bề mặt sản phẩm, sau đó nung lên ở nhiệt độ thích hợp để biến thành một lớp thủy tinh che kín bề mặt sản phẩm. III. XI MĂNG 1. Thành phần hóa học Xi măng thuộc loại vật liệu kết dính, được dùng trong xây dựng. Quan trọng và thông dụng nhất là xi măng Pooclăng. Đó là chất bột mịn, màu lục Ca3SiO5xám, thành phần chính gồm canxi silicat và canxi aluminat: (hoặc 3CaO.SiO2 Ca2SiO4 2CaO.SiO2 Ca3(AlO3)2 3CaO.Al2O3 ), (hoặc ), hoặc ( ). 2. Phương pháp sản xuất SiO2Được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét có nhiều và một ít quặng sắt bằng phương pháp khô hoặc phương pháp ướt, rồi nung hỗn hợp trong lò oCquay hoặc lò đứng ở 1400 – 1600 . Sau khi nung thu được một hỗn hợp màu xám gọi là clanhke. Để nguội, rồi nghiền clanhke với một số phụ gia thành bột mịn, sẽ được xi măng. 3. Quá trình đông cứng của xi măng Quá trình đông cứng của xi măng chủ yếu là sự kết hợp của các hợp chất có trong xi măng với nước, tạo nên những tinh thể hiđrat đan xen với nhau tạo thành khối cứng và bền:  2 2 2 4 2 23CaO.SiO + 5H O Ca SiO .4H O + Ca OH 2 2 2 4 22CaO.SiO + 4H O Ca SiO .4H O  2 3 2 3 3 223CaO.Al O + 6H O Ca AlO .6H O LUYỆN TẬP TÍNH CHẤT CỦA NITƠ, PHOTPHO VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA CHÚNG TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. KIẾN THỨC NITƠ, PHOTPHO VÀ HỢP CHẤT NITƠ PHOTPHO - Cấu hình electron: 1s22s22p3 - Độ âm điện: 3,04 - Cấu tạo phân tử: N≡N - Các số oxi hóa:-3; 0; +1; +2; +3; +4; +5. Tăng lên +2  Tính khử N 0 2 Giảm xuống -3  Tính oxi hóa  Nitơ vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa - Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p3 - Độ âm điện: 2,19 - Dạng thù hình thường gặp: P trắng, P đỏ - Các số oxi hóa:-3; 0; +3; +5. Tăng lên +3; +5  Tính khử P 0 Giảm xuống -3  Tính oxi hóa  Photpho vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa, P trắng hoạt động hóa học mạnh hơn P đỏ. Amoniac (NH3) -Tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch có tính bazơ yếu. - Có tính khử (của N - 3 ). Muối amoni (NH + 4 ) - Tan nhiều trong nước. - Dễ bị phân hủy khi đun nóng. Axit nitric (HNO3) Axit photphoric (H3PO4) - Là một axit mạnh. - Là chất oxi hóa mạnh. Tính oxi hóa mạnh là do ion N +5 O3 ─ gây ra, nên sản phẩm là các - Là một axit ba nấc, độ mạnh trung bình, tác dụng với dung dịch kiềm cho ba loại muối: một muối photphat trung hòa và chất với mức oxi hóa thấp hơn khác nhau của nitơ hai muối photphat axit. - Không thể hiện tính oxi hóa. Muối nitrat (NO3 ─) Muối photphat - Dễ tan. - Trong dung dịch axit, N +5 O3 ─ thể hiện tính oxi hóa. - Muối rắn dễ bị nhiệt phân cho khí oxi thoát ra. - Phản ứng nhận biết: 3Cu 0 + 8H+ + 2N +5 O3 ─ → 3Cu2+ + 2N +2 O + 4H 2O (dung dịch màu xanh) 2NO + O2 (không khí) → 2NO2 (màu nâu) - Muối photphat trung hòa và photphat axit của natri, kali, amoni dễ tan. - Muối dihidrophotphat của các kim loại khác dễ tan. - Phản ứng nhận biết: 3Ag+ + PO4 3─ → Ag3PO4 ↓ (màu vàng) - Ag3PO4 tan trong dung dịch HNO3 loãng. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP: 1. Lý thuyết Bài 1: Hoàn thành các chuyển hóa theo sơ đồ: a. Lập các phương trình hóa học sau đây: (1) NH3 + Cl2 (dư) → N2 + (2) NH3 (dư) + Cl2 → NH4Cl + (3) NH3 + CH3COOH → (4) (NH4)3PO4  ot H3PO4 + (5) Zn(NO3)2  ot b. Lập phương trình hóa học ở dạng phân tử và dạng ion rút gọn của phản ứng giữa các chất sau đây trong dung dịch: (1) K3PO4 và Ba(NO3)2. (2) Na3PO4 và CaCl2. (3) Ca(H2PO4)2 và Ca(OH)2 với tỉ lệ mol 1:1. (4) (NH4)3PO4 và Ba(OH)2. Bài 2: Viết phương trình phản ứng thực hiện dãy chuyển hóa sau đây: a. N2 (1) NH3  (2) (3) NH4NO3 NO (5) NO2  (6) (7) HNO3 b. Photpho  o + Ca, t B + HCl C o+ Oxi, t P2O5 Bài 2: Phân biệt a. Bằng phương pháp hoá học, hãy phân biệt dung dịch HNO3 và dung dịch H3PO4. b. Có 4 lọ không dán nhãn đựng riêng biệt từng dung dịch loãng của các chất sau: H3PO4, BaCl2, Na2CO3, (NH4)2SO4. Chỉ sử dụng dung dịch HCl, hãy nêu các cách phân biệt chất trong mỗi lọ. Viết phương trình hóa học của các phản ứng. Bài 3: Điều chế Từ hidro, clo, nitơ, và các hóa chất cần thiết, hãy viết các phương trình hóa học (có ghi rõ điều kiện phản ứng) điều chế phân đạm amoni clorua. Bài 4: Giải thích hiện tượng: Câu 1: Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm cho kim loại Cu tác dụng với dung dịch HNO3 đặc. Hiện tượng quan sát nào sau đây là đúng? A. Khí không màu thoát ra, dung dịch chuyển sang màu xanh. B. Khí màu nâu đỏ thoát ra, dung dịch không màu. C. Khí màu nâu đỏ thoát ra, dung dịch chuyển sang màu xanh. D. Khí không màu thoát ra, dung dịch không màu. Câu 2: Nhỏ từ từ dung dịch AgNO3 vào ống nghiệm riêng biệt đựng: dung dịch K3PO4.dung dịch KCl. dung dịch KNO3. dung dịch KI. Hãy nêu hiện tượng và viết các phương trình hóa học (nếu có). Bài 5: Tách chất Câu hỏi: Hỗn hợp chất rắn X gồm hai muối là NaCl, NH4Cl. Hãy nêu cách để tách riêng được mỗi muối trong X. Viết các phương trình hóa học (nếu có). 2. Bài toán a. Kim loại tác dụng axit HNO3 Bài 1: Khi cho 2,95g hỗn hợp Cu và Al tác dụng với dung dịch HNO3 đặc dư, đun nóng, sinh ra 4,48 lít khí duy nhất là NO2 (đktc). Xác định phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp. b. Dung dịch bazơ tác dụng với H3PO4 ⇒ muối tạo thành H3PO4 + OH ─ → H2PO4 ─ + H2O H3PO4 + 2OH ─ → HPO 2 4 ─ + 2H2O (4) (8) H3PO4 + 3OH ─ → PO 3 4 ─ + 3H2O Xét t = 3 4 OH H PO n n  = 1 2 3 Muối H2PO4 ─ HPO 2 4 ─ PO 3 4 ─ Nếu t ≤ 1: chỉ tạo ra muối H2PO4 ─ (dihidrophotphat) Nếu 1 < t < 2: vừa đủ tạo ra 2 muối H2PO4 ─ và HPO 2 4 ─. t = 2: chỉ tạo ra muối HPO 2 4 ─. Nếu 2 < t < 3: vừa đủ tạo ra 2 muối HPO 2 4 ─ và PO 3 4 ─. Nếu t ≥ 3: chỉ tạo ra muối PO 3 4 ─. Bài 1: Rót dung dịch chứa 11,76 g H3PO4 vào dung dịch chứa 17,472 g KOH. Tính khối lượng của từng muối thu được sau khi cho dung dịch bay hơi đến khô. Bài 2: Tính khối lượng natri nitrat chứa 10% tạp chất trơ và H2SO4 98% để dùng điều chế 300 g dung dịch axit HNO3 6,3%. Giả thiết hiệu suất của quá trình là 90%. c. Toán hiệu suất Tính hiệu suất phản ứng: Cho phản ứng: mA + nB → pC + qD (Với: m, n, p, q là hệ số cân bằng tối giản của các chất) Đề cho biết: số mol các chất phản ứng (A, B) và sản phẩm (C, D) Các bước tính: Bước 1: So sánh tỉ số phản ứng, A n m với B n n  Hiệu suất phản ứng tính theo chất có tỉ số phản ứng nhỏ. Bước 2: Từ lượng sản phẩm, áp dụng ‘tam xuất’ tính lượng phản ứng của chất có tỉ số phản ứng nhỏ, rồi áp dụng công thức: 100% Löôïng (soá mol, khoái löôïng, theå tích) H = Löôïng (soá mol, khoái löôïng, theå tích) phaûn öùng ban ñaàu . Tính nguyên liệu hay sản phẩm tạo thành: Sơ đồ phản ứng: A1 H % B2 H % C3 H % n H % X MA MX mA mX Dạng xuôi: Cho A (đầu), tính X (cuối) A X 1 2 3 n X A m M H H H H m = ... M 100 100 100 100 . . . . Dạng ngược: Cho X (cuối), tính A (đầu) X A A X 1 2 3 n m M 100 100 100 100 m = ... M H H H H . . . . III. KIẾN THỨC CACBON, SILIC VÀ HỢP CHẤT CACBON SILIC ĐƠN CHẤT - Các dạng thù hình: kim cương, than chì, fuleren, ... - Cacbon chủ yếu thể hiện tính khử: C 0 + 2CuO ot 2Cu + C +4 O2 - Cacbon còn thể hiện tính oxi hóa: 3C 0 + 4Al ot Al4C -4 3 - Các dạng thù hình: silic tinh thể và silic vô định hình. - Silic thể hiện tính khử: Si 0 + 2F2 ot Si +4 F4 - Silic thể hiện tính oxi hóa: Si 0 + 2Mg ot Mg2Si - 4 CO SiO2 OXIT - CO là oxit trung tính (oxit không tạo muối). - Có tính khử mạnh. 4C +2 O + Fe3O4 ot 3Fe + 4C +4 O2 - Tác dụng với kiềm nóng chảy: SiO2 + 2NaOH otNa2SiO3 + H2O - Tác dụng với dung dịch axit HF: SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O CO2 - CO2 là oxit axit. - Có tính oxi hóa: C +4 O2 + 2Mg otC 0 + 2MgO - Tan trong nước tạo ra dung dịch axit cacbonic. Axit cacbonic (H2CO3) Axit silixic (H2SiO3) AXIT - Không bền, phân hủy thành CO2 và H2O. - Là axit yếu, trong dung dịch phân li hai nấc. - Ở dạng rắn, ít tan trong nước. - Là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic. Muối cacbonat (CO3 2─) Muối silicat MUỐI - Muối cacbonat của kim loại kiềm dễ tan trong nước và bền với nhiệt. Các muối cacbonat khác ít tan và bị nhiệt phân. CaCO3 ot CaO + CO2 - Muối hidrocacbonat dễ tan và dễ bị nhiệt phân. Ca(HCO3)2 ot CaCO3 + CO2 + H2O - Muối silicat của kim loại kiềm dễ tan trong nước. - Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3, K2SiO3 được gọi là thủy tinh lỏng, có nhiều ứng dụng trong thực tế. IV. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Lý thuyết Câu 1: Phản ứng hóa học không xảy ra ở những cặp chất nào sau đây? a) C và CO. b) K2CO3 và SiO2. c) CO và CaO. d) SiO2 và HCl. e) CO2 và NaOH. f) H2CO3 và Na2SiO3. g) CO2 và Mg. h) Si và NaOH. Câu 2: Viết các phương trình hoá học của phản ứng biểu diễn sơ đồ chuyển hoá sau: C(1) CO2 (2) Na2CO3  (3) H2SiO3 (4) Na2SiO3 Câu 3: Cho 5,94 gam hỗn hợp K2CO3 và Na2CO3 tác dụng với dung dịch H2SO4 dư thu được 7,74 gam hỗn hợp các muối khan K2SO4 và Na2SO4. Thành phần của hỗn hợp ban đầu là: A. 3,18 g Na2CO3 và 2,76 g K2CO3. B. 3,02 g Na2CO3 và 2,25 g K2CO3. C. 3,81 g Na2CO3 và 2,67 g K2CO3. D. 4,27 g Na2CO3 và 3,82 g K2CO3. CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. Công thức đơn giản nhất 1. Định nghĩa Công thức đơn giản nhất là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử. 2. Cách thiết lập công thức đơn giản Thiết lập công thức đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ CxHyOz là tìm tỉ lệ: : : : : : : 12 1 16 C OH C H O m mm x y z n n n  dưới dạng tỉ lệ giữa các số nguyên tối giản. Hay %C %H %O : : : : 12 1 16 x y z  II. Công thức phân tử 1. Định nghĩa Công thức phân tử là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử. 2. Quan hệ giữa công thức phân tử và công thức đơn giản nhất Ví dụ: Hợp chất Metan Axetilen Benzen Glucozơ Công thức phân tử CH4 C2H2 C6H6 C6H12O6 Công thức đơn giản nhất CH4 CH CH CH2O Nhận xét: Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong công thức phân tử gấp n lần số nguyên tử của nguyên tố đó trong công thức đơn giản nhất (với n = 1, 2, 3,) Trong nhiều trường hợp, công thức phân tử cũng là công thức đơn giản nhất. Ví dụ: Metan CH4 , ancol etylic C2H6O, Một số chất có công thức phân tử khác nhau nhưng có cùng 1 công thức đơn giản nhất. Ví dụ: axetilen C2H2 và benzen C6H6; axit axetic C2H4O2 và glucozơ C6H12O6 3. Cách thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ Xét sơ đồ: CxHyOz → xC + yH + zO a. Dựa vào thành phần phần trăm khối lượng các nguyên tố Ví dụ: Phenolphlatein gồm 3 nguyên tố C, H, O trong đó phần trăm khối lượng C, H lần lượt bằng 75,47% và 4,35% , còn lại là oxi. Khối lượng mol phân tử của phenolphlatein bằng 318,0 g/mol. Hãy lập công thức phân tử của phenolphlatein. b. Thông qua công thức đơn giản nhất Ví dụ: Chất hữu cơ X có công thức đơn giản nhất CH2O và có khối lượng mol phân tử bằng 60,0 g/mol. Xác định công thức phân tử của X. c. Tính trực tiếp theo khối lượng sản phẩm đốt cháy Ví dụ: Hợp chất Y chứa các nguyên tố C, H, O. Đốt cháy hoàn toàn 0,88 g Y thu được 1,76g CO2 và 0,72g H2O. Tỉ khối hơi của Y so với không khí xấp xỉ 3,04. Xác định công thức phân tử của Y. CẤU TRÚC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. Công thức cấu tạo 1. Khái niệm Công thức cấu tạo biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết (liên kết đơn, liên kết bội) của các nguyên tử trong phân tử. 2. Các loại công thức cấu tạo Công thức cấu tạo khai triển: Biểu diễn trên mặt phẳng giấy tất cả các liên kết Công thức cấu tạo thu gọn (2 loại) Cách 1: Các nguyên tử, nhóm nguyên tử cùng liên kết với một nguyên tử cacbon được viết thành 1 nhóm. Cách 2: Chỉ biểu diễn liên kết giữa các nguyên tử Cacbon và nhóm chức. Mỗi đầu đoạn thẳng, mỗi điểm gấp khúc ứng với một nguyên tử cacbon, không biểu thị số nguyên tử hidro liên kết với mỗi nguyên tử cacbon. Công thức cấu tạo khai triển Công thức cấu tạo thu gọn Công thức cấu tạo thu gọn nhất C C C C HH H H C H HH H H H C C C C HH H H H H H H H H C C C H HH H H O H H H CH3 CH CH CH3 CH2 hoặc CH CH3 CH3 CH3 hoặc CH3 – CH2 – CH2OH hoặc II. Thuyết cấu tạo hóa học 1. Nội dung Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị và theo 1 thứ tự nhất định. Thứ tự đó gọi là cấu tạo hóa học. Sự thay đổi thứ tự liên kết đó tức là thay đổi công thức cấu tạo, sẽ tạo ra hợp chất khác. Ví dụ: CH3-CH2-OH CH3-O-CH3 Rượu etylic, TS = 78,3 oC Đimethyl ete, TS = -23 oC Tan vô hạn trong nước Tan ít trong nước Tác dụng với Na giải phóng H Không tác dụng với natri Trong phân tử hợp chất hữu cơ, C có hóa trị 4. Nguyên tử carbon không những có thể liên kết với nguyên tử của các nguyên tố khác mà còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch C (mạch vòng, mạch không vòng, mạch có nhánh, mạch không nhánh). CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 3 Mạch hở không nhánh Mạch hở có nhánh Mạch vòng Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất, số lượng các nguyên tử) và cấu tạo hóa học (thứ tự liên kết các nguyên tử). 2. Ý nghĩa Thuyết cấu tạo hóa học giúp giải thích được hiện tượng đồng đẳng, hiện tượng đồng phân. III. Đồng đẳng, đồng phân 1. Đồng đẳng a. Xét các hidrocacbon: C2H4 (CH2 = CH2) C3H6 (CH2 = CH – CH3) C4H8 (CH2 = CH – CH2 – CH3, CH3 – CH = CH – CH3, CnH2n CH CH3 CH3 CH3 H2C CH2 CH2 CH2H2C CH2 C CH3 CH3 CH2  Công thức phân tử các chất trên hơn kém nhau một hay một số nhóm CH2 và chúng có tính chất hóa học tương tự nhau (giống etilen). Chúng được gọi là các chất đồng đẳng của nhau. b. Khái niệm Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH2 nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp thành dãy đồng đẳng. 2. Đồng phân a. Xét thí dụ Ancol etylic (CH3–CH2–OH) và đimetyl ete (CH3–O–CH3) đều có công thức phân tử C2H6O, nhưng có tính chất khác nhau. Ta nói ancol etylic và đimetyl ete là các chất đồng phân của nhau. b. Khái niệm Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử được gọi là các chất đồng phân của nhau. c. Các loại đồng phân: Đồng phân cấu tạo: Đồng phân mạch cacbon, đồng phân loại nhóm chức, đồng phân vị trí liên kết bội hoặc nhóm chức,. Đồng phân lập thể: đồng phân khác nhau về vị trí không gian của các nhóm nguyên tử. IV. Liên kết hóa học và cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ Liên kết chủ yếu: liên kết cộng hóa trị. Liên kết cộng hóa trị chia 2 loại: liên kết xich ma () và liên kết pi (). Sự tổ hợp liên kết  và liên kết  tạo thành liên kết đôi hoặc liên kết ba. 1. Liên kết đơn Liên kết đơn hay liên kết  do một cặp electron chung tạo nên và được biểu diễn bằng một gạch nối – giữa hai nguyên tử. Liên kết  là liên kết bền. Ví dụ: Trong phân tử metan, nguyên tử cacbon tạo được bốn liên kết đơn bằng bốn cặp electron dùng chung với bốn nguyên tử hidro. Bốn liên kết này hướng từ nguyên tử cacbon (nằm ở tâm của hình tứ diện đều) ra bốn đỉnh của tứ diện đều. Do đó, các nguyên tử trong phân tử metan không nằm trong cùng một mặt phẳng. 2. Liên kết đôi Liên kết hình thành do 2 cặp electron chung, tạo bởi 1liên kết và một liên kết , biểu diễn bằng kí hiệu “=”. Ví dụ: Các nguyên tử C, H trong phân tử etilen H2C = CH2 nằm trong cùng một mặt phẳng. 3. Liên kết ba Liên kết hình thành do 3 cặp electron chung, tạo bởi 1 liên kết  và 2 liên kết , biểu diễn bằng  Ví dụ: Các nguyên tử trong phân tử axetilen nằm trên một đường thẳng. Bài tập áp dụng 1 Những chất nào sau đây là đồng đẳng của nhau a. CH3 – CH = CH – CH3 b. CH3 – CH2 – CH2 – CH3 c. CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 d. CH3 – CH = CH – CH2 – CH3 e. CH2 = CH – CH3 f. CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 Bài tập áp dụng 2 Những chất nào sau đây là đồng phân của nhau a. CH3 – CH = CH – CH3 b. CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 c. d. CH3 – CH = CH – CH2 – CH3 e. CH2 = CH – CH2 – CH3 f. Bài tập áp dụng 3 Viết công thức cấu tạo có thể có của các chất có công thức phân tử như sau: C4H10 , C3H7Cl, C2H6O. Bài tập áp dụng 4 Khi cho 5,30 gam hỗn hợp gồm etanol C2H5OH và propan-1-ol CH3CH2CH2OH tác dụng với natri (dư) thu được 1,12 lít khí (đktc). a. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. b. Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp. ANKAN TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp 1. Đồng đẳng Ankan(hay parafin) là những hiđrocacbon no không có mạch vòng. CTTQ CnH2n+2(n≥ 1) CH4, C2H6, C3H8  dãy đồng đẳng của ankan. Trong phân tử ankan : Chỉ có liên kết đơn C – C; C – H. Mỗi nguyên tử C tạo được 4 liên kết đơn hướng về 4 đỉnh tứ diện. Góc liên kết CCC, HCH, CCH = 109,5o. Các nguyên tử C trong phân tử ankan (trừ C2H6) không cùng nằm trên 1 đường thẳng. 2. Đồng phân Đồng phân mạch cacbon (từ 4C trở lên): Ví dụ: Viết CTCT các đồng phân ankan của C5H12: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH2 – CH3 CH3 CH3 CH3 – C – CH3 CH3 3. Danh pháp Công thức và tên 1 số ankan mạch C không phân nhánh (SGK) Ankan - 1H gốc ankyl Mạch C có nhánh: Chọn mạch C dài nhất và có nhiều nhánh nhất làm mạch chính. Đánh số mạch C chính từ đầu gần nhánh nhất sao cho tổng số chỉ nhánh là số nhỏ nhất. Gọi tên : số chỉ nhánh + tên nhánh + tên ankan mạch chính. Chú ý khi gọi tên nhánh : Nếu có nhiều nhánh giống nhau : thêm đi (2), tri (3) trước tên nhánh. Nếu có nhiều nhánh là các gốc ankyl khác nhau thì đọc ưu tiên theo mẫu tự. Một số chất có tên thông thường: Iso (C thứ 2 có 1 nhánh CH3) + ankan Neo (C thứ 2 có 2 nhánh CH3) Bậc của C: là số liên kết của C với các nguyên tử C khác. C C số 1 là C bậc I C – C(4) – C(3) – C(2) – C(1) C số 2 là C bậc II C C C số 3 là C bậc III C số 4 là C bậc IV II. Tính chất vật lý Từ CH4 đến C4H10 : chất khí. Từ C5H12 đến C17H36 : chất lỏng. Từ C18H38 trở lên : chất rắn. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng tăng theo chiều M tăng. Nhẹ hơn nước, không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ. III. Tính chất hóa học 1. Phản ứng thế bởi halogen (phản ứng halogen hóa) CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl clometan (metylclorua) CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl điclometan (metylenclorua) CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl triclometan (clorofom) CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl tetraclometan (cacbon tetraclorua) Các đồng đẳng phản ứng tương tự, cho hh sản phẩm trong đó sản phẩm thế ưu tiên vào C có bậc cao hơn(ít hiđro hơn) chiếm tỉ lệ nhiều hơn(sản phẩm chính): as as as as CH3CH2CH2Cl+HCl CH3CH2CH3 + Cl2 1-clopropan (43%) CH3CHClCH3 + HCl 2-clopropan (57%) 2. Phản ứng tách Ở to, xúc tác thích hợp ankan có M nhỏ bị tách H thành hiđrocacbon không no: CH3 – CH3 CH2 = CH2 + H2 Ở to cao, xúc tác ankan ngoài pư tách còn có thể bị phân cắt mạch C tạo thành phân tử nhỏ hơn: CH4 + C3H6 CH3 – CH2 – CH2–CH3 C2H4 + C2H6 C4H8 + H2 3. Phản ứng oxi hóa Phản ứng cháy: CnH2n+2 + (3n+1/2)O2 n CO2 + (n+1) H2O Nếu thiếu oxi , phản ứng cháy không hoàn toàn ngoài CO2, H2O còn có C, CO Phản oxh CH4  HCHO: CH4 + O2 HCHO + H2O IV. Điều chế 1. Trong phòng thí nghiệm Đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút: CH3COONa + 2NaOH CH4 + Na2CO3 Thuỷ phân nhôm cacbua: Al4C3 + 12H2O 3CH4 + 4Al(OH)3 CaO,to as 500oC,xt to,xt to,xt to 2. Trong công nghiệp Từ dầu mỏ : chưng cất phân đoạn. Từ khí thiên nhiên và khí mỏ dầu. V. Ứng dụng Làm nhiên liệu, nguyên liệu cho công nghiệp : chất đốt, chất bôi trơn, dung môi, nến thắp Bài tập áp dụng 1 Gọi tên các chất sau đây theo danh pháp thay thế CH3 CH2 CH CH CH CH3 CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 CH CH3 CH C CH3 CH3 CH CH2 CH3 CH32 CH3 CH CH CH3 CH3 CH2 CH2 CH CH2 CH3 CH3 Bài tập áp dụng 2 Viết phương trình hoá học của các phản ứng sau a. Butan (C4H10) tác dụng với clo (theo tỉ lệ 1:1) khi chiếu sáng b. Tách một phân tử hiđro từ propan (C3H8) Bài tập áp dụng 3 Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon A thu được 10,8 gam H2O và 22 gam CO2. Xác định công thức phân tử