Tài liệu Các định luật và công thức quan trọng dùng trong giải toán Hóa học

Nội dung text: Tài liệu Các định luật và công thức quan trọng dùng trong giải toán Hóa học

1. Phần I CÁC ĐỊNH LUẬT & CÔNG THỨC QUAN TRỌNG DÙNG TRONG GIẢI TOÁN HOÁ HỌC *Đơn vị cacbon khốilượngnguyêntửcacbon 1 đvc= 12 *Số Avôgađrô N= 6,023.1023 *Khối lƣợng mol mA MA= mB *Phân tử trung bình của hỗn hợp ( M ) M = mh nh M .n +M .n + M = 1 1 2 2 n1+n2+ M V +M V + M = 1 1 2 2 v1+v2+ mh: Khối lượng hỗn hợp nh: Số mol hỗn hợp n1,n2 : Số mol các khí M1,M2 khối lượng mol các khí V1,V2 Thể tích các khí Tỉ khối hơi (D) của chất A đối với chất B ( đo cùng điều kiện V,T, P) MA mA D= = MB mB *Khối lƣợng riêng D: khốilượng_m D= (g/ml) hoặc (Kg/lit) thểtích_V Nồng độ phần trăm mCt C%= .100% mdd mct: Khối lượng chất tan (gam) mdd : Khối lượng dung dịch md_d= mct + m(dung môi) 1
2. *Nồng độ mol/lit nA(mol) CM= Vdd(lit) *Quan hệ giữa C% và CM 10.C%.D C = M M *Nồng độ % thể tích ( CV%) Vct CV% = .100% Vdd Vct: Thể tích chất tan (ml) Vd d : Thể tích dung dịch Độ tan T của một chất Là số gam chất đó khi tan trong 100g dung môi H2O tạo ra được dung dịch bão hòa 100.C% T= 100-C% *Độ điện ly : n = no n: Nồng độ mol chất điện li bị phân li hay số phân tử phân li no : Nồng đọ mol chất điện ly ban đầu hay tổng số phân tử hoà tan *Độ pH: pH = -lg [H+] pH 7 môi trường Bazơ Số mol khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn(đktc) VA(lit) nkhí A= 22,4 số_hạt_vi_mô n = N *Số mol khí ở điều kiện không tiêu chuẩn P.V n = khí A R.T 2
3. P: Áp suất khí ở toC ( atm) V: Thể tích khí ở toC (lit) T: Nhiệt độ tuyệt đối ( oK) T= to + 273 22,4 Hằng số khí lý tưởng R= ≈ 0,082 273 Phƣơng trình Menđêlêep- Claperon P.V = n.R.T Trƣờng hợp có 2 hệ thống khí khác nhau Nếu cùng V,T thì P tỉ lệ với n PA.V= nA.R T PB.V= nB.R.T PA nA => = PB nB - Nếu cùng P,T thì V tỉ lệ với số mol n P.VA = nA.R.T P.VB = nB.R.T nA VA => = nB VB - Nếu cùng V thì: PA.V = nA.R.TA PB .V = nA.R.TB PA nA.TA => = PB nB.PB * Áp suất chất khí chứa trong ống nghiệm úp trên chậu nƣớc. Nếu mực nƣớc trong ống cao hơn ngoài ống: h p= H - ( f - ) (mmHg) 13,6 p: Áp suất của khí chứa trong ống nghiệm H: Áp suất khí trời ở toC f: Áp suất hơi nước bão hoà ở toC 13,6 tỉ trọng của Hg Nếu mực nƣớc trong và ngoài ống ngang nhau ( h=0) p= H - f (mmHg) *Định luật Ra un: Độ tăng nhiệt độ sôi ( hoặc độ giảm nhiệt độ đông đặc) của một chất không điện ly khi hoà tan trong dung môi được biểu thị bằng công thức : 3
4. k.m ∆t = M k: Hằng số nghiệm sôi hay hằng số nghiệm lạnh m: Lượng chất tan trong 1000g dung môi M: Khối lượng mol phân tủ của chất tan *Khối lƣợng nguyên tử m= mp + mn + me *Số khối A=Z + N *Số điện tích hạt nhân= số e = số p *Công thức tính tốc độ phản ứng: C1-C2 ∆C mol v= = ( ) t t l.s v: Vận tốc phản ứng C1 :Nồng độ ban đầu của một chất tham gia phản ứng C2 : Nồng độ của chất đó sau t giây (s) xảy ra phản ứng - Xét phản ứng: A + B AB Ta có v = k. [A] . [B] Trong đó: [A] : nồng độ mol/lit của chất A [B] : Nồng độ mol/lit của chất B k: Hằng số tốc độ ( tuỳ thuộc vào mỗi phản ứng) - Xét phản ứng thuận nghịch aA + bB ↔ cC + dD Hằng số cân bằng [C]b.[D]d K = CB [A]a.[B]b A.I.t * Công thức dạng Faraday : m= nF 4
5. 1.A.I.t hay m= 96500.n m: Khối lượng chất thoát ra ở điện cực (gam) A: Khối lượng mol của chất đó n: Số electron trao đổi t: Thời gian điện phân (giây.S) I: Cường độ dòng điện ( Ampe.A) F: Số Farađây ( F= 96500) Tính nhiệt phản ứng ∆H: Nănglượngtiêuhao-Nănglượngtoara ∆H= Sốmolsảnphẩm ∆H > 0 : Phản ứng thu nhiệt ∆H < 0 : Phản ứng toả nhiệt -Chú ý : Khi trạng thái các chất thay đổi thì ∆H thay đổi 5
6. Viết cấu hình electron: Theo từng lớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p . Sắp xếp các electron theo mức năng lƣợng 1s 2s 2p 3p 4s 3d 4p 4f 5s 5p Sơ đồ phân bố các e trên các Obital P ví dụ 15 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Phân bố để có số độc thân tối đa (Quy tắc Hun, nguyên lý Pau_li) Hết phần I NHẬN BIẾT CÁC CHẤT A. TRẠNG THÁI, MÀU SẮC CÁC ĐƠN CHẤT, HỢP CHẤT Cr(OH)2 : vàng H2S : khí không màu Cr(OH) 3 : xanh SO2 : khí không màu 0 K2Cr2O7 : đỏ da cam SO3 : lỏng, khong màu, sôi 45 C KMnO4 : tím Br2 : lỏng, nâu đỏ CrO3 : rắn, đỏ thẫm I2 : rắn, tím Zn : trắng xanh Cl2 : khí, vàng Zn(OH)2 :  trắng CdS :  vàng Hg : lỏng, trắng bạc HgS :  đỏ HgO : màu vàng hoặc đỏ AgF : tan Mn : trắng bạc AgI :  vàng đậm MnO : xám lục nhạt AgCl :  màu trắng MnS : hồng nhạt AgBr :  vàng nhạt MnO2 : đen HgI2 : đỏ
7. CuS, NiS, FeS, PbS, : đen C : rắn, đen S : rắn, vàng P : rắn, trắng, đỏ, đen Fe : trắng xám FeO : rắn, đen Fe3O4 : rắn, đen Fe2O3 : màu nâu đỏ Fe(OH)2 : rắn, màu trắng xanh Fe(OH)3 : rắn, nâu đỏ Al(OH)3 : màu trắng, dạng keo tan trong NaOH Zn(OH)2 : màu trắng, tan trong NaOH Mg(OH)2 : màu trắng. Cu: : rắn, đỏ Cu2O: : rắn, đỏ CuO : rắn, đen Cu(OH)2 :  xanh lam CuCl2, Cu(NO3) 2, CuSO4.5H2O : xanh CuSO4 : khan, màu trắng FeCl3 : vàng CrO : rắn, đen Cr2O3 : rắn, xanh thẫm BaSO4 : trắng, không tan trong axit. BaCO3, CaCO3: trắng
8. B. NHẬN BIẾT CHẤT KHÍ Khí Thuốc thử Hiện tƣợng Phản ứng - Quì tím ẩm Hóa hồng - H S, CO, 2 Kết tủa vàng SO + H S 2S + 2H O Mg, 2 2 2 SO + Br + 2H O 2HBr + H SO SO2 - dd Br2, 2 2 2 2 4 ddI2, Mất màu SO2 + I2 + 2H2O 2HI + H2SO4 dd KMnO4 SO2 + 2KMnO4 + 2H2O 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 - nước vôi trong Làm đục SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O Lúc đầu làm mất màu, Cl2 + H2O HCl + HClO - Quì tím ẩm sau đó xuất hiện màu đỏ as HClO HCl + [O] ; [O]  O2 Cl2 - dd(KI + hồ tinh Cl2 + 2KI 2KCl + I2 Không màu xám bột) Hồ tinh bột + I2 dd màu xanh tím I2 - hồ tinh bột Màu xanh tím N2 - Que diêm đỏ Que diêm tắt - Quì tím ẩm Hóa xanh NH3 - khí HCl Tạo khói trắng NH3 + HCl NH4Cl - Oxi không khí Không màu nâu 2NH + O2 2NO2 NO - dd FeSO4 20% Màu đỏ thẫm NO + ddFeSO4 20% Fe(NO)(SO4) NO2 - Khí màu nâu, mùi hắc, làm quì tím hóa đỏ 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO - nước vôi trong Làm đục CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O CO2 - quì tím ẩm Hóa hồng - không duy trì sự cháy - dd PdCl2  đỏ, bọt khí CO2 CO + PdCl2 + H2O Pd + 2HCl + CO2 CO 0 t0 - CuO (t ) Màu đen đỏ CO + CuO (đen)  Cu (đỏ) + CO2 - Đốt có tiếng nổ. Cho sản phẩm vào CuSO4 khan không màu tạo thành màu CuSO4 + 5H2O CuSO4.5H2O H2 xanh 0 t0 - CuO (t ) CuO (đen) Cu (đỏ) H2 + CuO(đen)  Cu(đỏ) + H2O - Que diêm đỏ Bùng cháy O2 0 t0 - Cu (t ) Cu(đỏ) CuO (đen) Cu + O2  CuO - Quì tím ẩm Hóa đỏ HCl - AgCl Kết tủa trắng HCl + AgNO3 AgCl+ HNO3 - Quì tím ẩm Hóa hồng - O2 2H2S + O2 2S + 2H2O Cl2 H2S + Cl2 S + 2HCl SO 2H S + SO 3S + 2H O 2 Kết tủa vàng 2 2 2 H2S FeCl3 H2S + 2FeCl3 2FeCl2 + S + 2HCl 3H2S+2KMnO4 2MnO2+3S+2KOH+2H2O KMnO4 5H2S+2KMnO4+3H2SO4 2MnSO4+5S+K2SO4+8H2O - PbCl2 Kết tủa đen H2S + Pb(NO3)2 PbS+ 2HNO3
9. H2O(Hơi) CuSO4 khan Trắng hóa xanh CuSO4 + 5H2O CuSO4.5H2O O3 dd KI Kết tủa tím KI + O3 + H2O I2 + 2KOH + O2
10. C. NHẬN BIẾT ION DƢƠNG (CATION) Ion Thuốc thử Hiện tƣợng Phản ứng Li+ Ngọn lửa màu đỏ thẫm Na+ Ngọn lửa màu vàng tươi + Đốt K trên ngọn lửa Ngọn lửa màu tím hồng 2+ Ca vô sắc Ngọn lửa màu đỏ da cam 2+ Ngọn lửa màu lục (hơi Ba vàng) 2+ 2 2+ 2 2+ 2 2 Ca + SO4 CaSO4 ;Ca + CO3 Ca dd SO4 , dd CO3  trắng CaCO3 Ba2+ + SO2 BaSO ;Ba2+ + CO2 dd SO2 , dd CO2 4 4 3 2+ 4 3 Ba  trắng BaCO3 2+ 2 Na2CrO4 Ba + CrO4 BaCrO4  HCl, HBr, HI AgCl  trắng Ag+ + Cl AgCl  Ag+ NaCl, NaBr, AgBr  vàng nhạt Ag+ + Br AgBr  NaI AgI  vàng đậm Ag+ + I AgI  2+ 2+ Pb PbI2  vàng Pb + 2I PbI2  dd KI 2+ 2+ Hg HgI2  đỏ Hg + 2I HgI2  Pb2+ PbS  đen Pb2+ + S2 PbS  Hg2+ HgS  đỏ Hg2+ + S2 HgS  Fe2+ FeS  đen Fe2+ + S2 FeS  2+ 2+ 2 Cu Na2S, H2S CuS  đen Cu + S CuS  Cd2+ CdS  vàng Cd2+ + S2 CdS  Ni2+ NiS  đen Ni2+ + S2 NiS  Mn2+ MnS  hồng nhạt Mn2+ + S2 MnS   xanh, tan trong dd NH 2+ 3 Cu(OH) + 4NH [Cu(NH ) ](OH) Zn dư 2 3 3 4 2  trắng, tan trong dd NH 2+ dd NH 3 Zn(OH) + 4NH [Cu(NH ) ](OH) Cu 3 dư 2 3 3 4 2  trắng, tan trong dd NH + 3 AgOH + 2NH [Cu(NH ) ]OH Ag dư 3 3 2 2+ 2+ Mg  trắng Mg + 2OH Mn(OH)2   trắng, Fe2+ + 2OH Fe(OH)  Fe2+ 2 hóa nâu ngoài không khí 2Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 2Fe(OH)3  3+ 3+ Fe  nâu đỏ Fe + 3OH Fe(OH)3  3+ 3+  keo trắng Al + 3OH Al(OH)3  Al tan trong kiềm dư Al(OH)3 + OH AlO + 2H2O dd Kiềm 2 2+ 2+ Zn + 2OH Zn(OH)2  Zn 2 Zn(OH)2 + 2OH ZnO2 + 2H2O 2+ 2+  trắng Be + 2OH Be(OH)2  Be 2 tan trong kiềm dư Be(OH)2 + 2OH BeO2 + 2H2O 2+ 2+ Pb + 2OH Pb(OH)2  Pb 2 Pb(OH)2 + 2OH PbO2 + 2H2O
11. 3+ 3+ Cr + 3OH Cr(OH)3  Cr  xám, tan trong kiềm dư 3 Cr(OH)3 + 3OH Cr(OH)6 2+ 2+ Cu  xanh Cu + 2OH Cu(OH)2  + NH  NH + OH NH3 + H2O NH 4 3 4
12. D. NHẬN BIẾT ION ÂM (ANION) Ion Thuốc thử Hiện tƣợng Phản ứng OH Quì tím Hóa xanh Cl + Ag+ AgCl (hóa đen ngoài Cl  trắng ánh sáng) Br + Ag+ AgBr (hóa đen ngoài  vàng nhạt Br ánh sáng) I + Ag+ AgI (hóa đen ngoài ánh AgNO3  vàng đậm I sáng) 3 3 + PO4  vàng PO4 + 3Ag Ag3PO4  2 + S  đen S + 2Ag Ag2S CO2 + Ba2+ BaCO  (tan trong CO2  trắng 3 3 3 HCl) SO2 + Ba2+ BaSO  (tan trong SO2  trắng 3 3 3 HCl) BaCl2 2 2+ 2 SO + Ba BaSO  (không tan trong SO  trắng 4 4 4 HCl) 2 2 2+ CrO4  vàng CrO4 + Ba BaCrO4  2 2+ S Pb(NO3)2  đen S + Pb PbS CO2 + 2H+ CO  + H O (không CO2 Sủi bọt khí 3 2 2 3 mùi) 2 2 + SO3 Sủi bọt khí SO3 + 2H SO2 + H2O (mùi hắc) HCl  2 + S Sủi bọt khí S + 2H H2S (mùi trứng thối) 2 2 + SiO3  keo SiO3 + 2H H2SiO3 2 t0 2 HCO3 Sủi bọt khí 2 HCO3  CO2 + CO3 + H2O Đun nóng 2 t0 2 HSO3 Sủi bọt khí 2 HSO3  SO2 + SO3 + H2O + NO3 + H HNO3 Vụn Cu, 3Cu + 8HNO3 2Cu(NO3)2 + NO3 Khí màu nâu H2SO4 2NO+4H2O 2NO + O2 2NO2 
13. + 2 NO + H HNO2 Khí màu nâu 2 3HNO2 2NO + HNO3 + NO2 H2SO4 đỏ do HNO2 phân tích H2O 2NO + O2 2NO2 