MasterSchool

Hóa học lớp 11 · KNTT · Chương 1

Lý thuyết Hóa học 11 Bài 3: Ôn tập chương 1

Chương 1: Chương 1 · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11 Bài 3: Ôn tập chương 1 theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, phương trình phản ứng hóa học KaTeX chuẩn, bảng biểu trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp

I. Cân bằng hoá học

- Phân biệt phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch:

Phản ứng một chiều

Phản ứng thuận nghịch

aA + bB → cC + dD

Phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều từ chất đầu tạo thành sản phẩm.

aA + bB ⇌ cC + dD

Trong cùng điều kiện, phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau.

- Cân bằng hoá học:

Trạng thái cân bằng

vthuận = vnghịch; nồng độ các chất trong hệ phản ứng không đổi.

Hằng số cân bằng

KC=(C)c(D)d(A)a(B)bK_{C} = \frac{(C)^{c}(D)^{d}}{(A)^{a}(B)^{b}}

Trong đó: [A]; [B]; [C]; [D] là nồng độ mol của các chất ở trạng thái cân bằng.

Chất rắn không đưa vào biểu thức tính KC.

KC chỉ phụ thuộc vào bản chất phản ứng và nhiệt độ.

Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học

Nhiệt độ, nồng độ, áp suất

Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier

Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng, khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nhiệt độ, nồng độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó.

II. Cân bằng trong dung dịch nước

Sự điện li

- Quá trình phân li các chất trong nước tạo thành ion.

- Chất điện li mạnh: acid mạnh, base mạnh, hầu hết các muối.

- Chất điện li yếu: acid yếu, base yếu.

- Chất không điện li: nước, saccharose, ethanol,…

Thuyết acid – base của Bronsted – Lowry

- Acid là chất cho proton.

- Base là chất nhận proton.

pH = -log[H+] hoặc [H+] = 10-pH

Hình ảnh minh họa SGK Hóa học 11

Trong dung dịch nước, một số ion như Al3+, Fe3+ và CO32−CO_{3}^{2 -} phản ứng với nước tạo ra các dung dịch có môi trường acid/base.

III. Bảng tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học và thang pH

Hệ thống hoá kiến thức cốt lõi Chương 1 về Cân bằng hóa học và Cân bằng trong dung dịch nước:

Yếu tố tác động Chiều chuyển dịch cân bằng (Nguyên lí Le Chatelier) Ảnh hưởng tới hằng số KCK_C
Tăng nồng độ chất phản ứng Chuyển dịch theo chiều thuận (chiều làm giảm nồng độ chất đó) Không đổi
Tăng áp suất chung của hệ Chuyển dịch theo chiều làm giảm tổng số mol khí Không đổi
Tăng nhiệt độ Chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (ΔrH>0\Delta_r H > 0) Có thay đổi (tăng nếu thu nhiệt, giảm nếu tỏa nhiệt)
Chất xúc tác Không làm chuyển dịch cân bằng (chỉ tăng tốc đạt cân bằng) Không đổi

Công thức pH: pH=−log⁡[H+]\text{pH} = -\log[H^+]; Kw=[H+][OH−]=10−14K_w = [H^+][OH^-] = 10^{-14}; pH+pOH=14\text{pH} + \text{pOH} = 14 (ở 25∘C25^\circ\text{C}).

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Hệ thống hóa toàn bộ kiến thức Chương 1: Cân bằng hóa học động, biểu thức hằng số cân bằng KCK_C và nguyên lí chuyển dịch Le Chatelier.
  • Bản chất của dung dịch điện li: Phân loại chất điện li mạnh, chất điện li yếu, chất không điện li; thuyết proton Brønsted – Lowry cho các phân tử và ion trong nước.
  • Công thức cốt lõi về pH và cân bằng dung dịch: Kw=[H+][OH−]=10−14K_w = [H^+][OH^-] = 10^{-14}; pH=−log⁡[H+]\text{pH} = -\log[H^+]; định luật bảo toàn điện tích trong dung dịch: tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm.
  • Phương pháp giải toán tính hằng số cân bằng KCK_C (lập bảng 3 dòng: Ban đầu – Phản ứng – Cân bằng) và tính pH của dung dịch acid mạnh, base mạnh, dung dịch đệm.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Tóm tắt các yếu tố làm chuyển dịch cân bằng hóa học và yếu tố nào làm thay đổi hằng số cân bằng KCK_C?
1. Các yếu tố làm chuyển dịch cân bằng: - Nồng độ: Thêm chất này thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó. - Áp suất: Tăng áp suất thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm tổng số mol chất khí. - Nhiệt độ: Tăng nhiệt độ thì chuyển dịch theo chiều thu nhiệt, giảm nhiệt độ thì chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt. 2. Yếu tố làm thay đổi hằng số cân bằng KCK_C: Chỉ có duy nhất nhiệt độ làm thay đổi giá trị của KCK_C. Nồng độ, áp suất và chất xúc tác tuyệt đối không làm thay đổi giá trị KCK_C.
Định luật bảo toàn điện tích trong dung dịch điện li là gì? Cho một dung dịch chứa 0,05 mol Na+;0,1 mol Mg2+;0,15 mol Cl−0{,}05\text{ mol } Na^+; 0{,}1\text{ mol } Mg^{2+}; 0{,}15\text{ mol } Cl^- và x mol SO42−x\text{ mol } SO_4^{2-}. Tính giá trị của xx.
Định luật bảo toàn điện tích: Trong mọi dung dịch chất điện li, dung dịch luôn trung hòa về điện, do đó tổng số mol điện tích dương luôn bằng tổng số mol điện tích âm: ∑nion dương⋅z+=∑nion aˆm⋅z−\sum n_{\text{ion dương}} \cdot z_+ = \sum n_{\text{ion âm}} \cdot z_- Áp dụng vào bài toán: nNa+×1+nMg2+×2=nCl−×1+nSO42−×2n_{Na^+} \times 1 + n_{Mg^{2+}} \times 2 = n_{Cl^-} \times 1 + n_{SO_4^{2-}} \times 2 0,05×1+0,1×2=0,15×1+x×20{,}05 \times 1 + 0{,}1 \times 2 = 0{,}15 \times 1 + x \times 2 0,05+0,2=0,15+2x⇔0,25=0,15+2x⇒2x=0,10⇒x=0,05 mol0{,}05 + 0{,}2 = 0{,}15 + 2x \Leftrightarrow 0{,}25 = 0{,}15 + 2x \Rightarrow 2x = 0{,}10 \Rightarrow x = 0{,}05\text{ mol}. Vậy x=0,05 molx = 0{,}05\text{ mol}.
Cho phản ứng thuận nghịch trong bình kín: H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)H_2(g) + I_2(g) \rightleftharpoons 2HI(g) có KC=50K_C = 50 ở 450∘C450^\circ\text{C}. Nếu ban đầu nồng độ [H2]=[I2]=1,0 M[H_2] = [I_2] = 1{,}0\text{ M}, hãy tính nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng.
Phương trình phản ứng: H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)H_2(g) + I_2(g) \rightleftharpoons 2HI(g). Gọi xx (M) là nồng độ H2H_2 đã phản ứng (0<x<10 < x < 1). Lập bảng nồng độ (M): - Ban đầu: [H2]0=1,0;[I2]0=1,0;[HI]0=0[H_2]_0 = 1{,}0; [I_2]_0 = 1{,}0; [HI]_0 = 0 - Phản ứng: x        x        2xx \;\;\;\; x \;\;\;\; 2x - Cân bằng: [H2]=1−x;[I2]=1−x;[HI]=2x[H_2] = 1 - x; [I_2] = 1 - x; [HI] = 2x Thay vào biểu thức KCK_C: KC=[HI]2[H2][I2]=(2x)2(1−x)(1−x)=(2x1−x)2=50K_C = \frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]} = \frac{(2x)^2}{(1 - x)(1 - x)} = \left(\frac{2x}{1 - x}\right)^2 = 50 Lấy căn bậc hai hai vế: 2x1−x=50≈7,071\frac{2x}{1 - x} = \sqrt{50} \approx 7{,}071 2x=7,071−7,071x⇔9,071x=7,071⇒x≈0,78 M2x = 7{,}071 - 7{,}071x \Leftrightarrow 9{,}071x = 7{,}071 \Rightarrow x \approx 0{,}78\text{ M} Nồng độ cân bằng: [H2]=[I2]=1−0,78=0,22 M;[HI]=2×0,78=1,56 M[H_2] = [I_2] = 1 - 0{,}78 = 0{,}22\text{ M}; \quad [HI] = 2 \times 0{,}78 = 1{,}56\text{ M}.
Trộn 100 mL dung dịch HCl 0,1 MHCl\, 0{,}1\text{ M} với 100 mL dung dịch NaOH 0,08 MNaOH\, 0{,}08\text{ M}. Tính pH của dung dịch sau phản ứng.
Số mol các chất ban đầu: nH+=nHCl=0,1×0,1=0,01 moln_{H^+} = n_{HCl} = 0{,}1 \times 0{,}1 = 0{,}01\text{ mol} nOH−=nNaOH=0,1×0,08=0,008 moln_{OH^-} = n_{NaOH} = 0{,}1 \times 0{,}08 = 0{,}008\text{ mol} Phương trình ion rút gọn: H++OH−→H2OH^+ + OH^- \to H_2O Vì nH+>nOH−n_{H^+} > n_{OH^-} nên H+H^+ dư, OH−OH^- phản ứng hết: nH+ dư=0,01−0,008=0,002 moln_{H^+\text{ dư}} = 0{,}01 - 0{,}008 = 0{,}002\text{ mol} Tổng thể tích dung dịch sau trộn: V=100+100=200 mL=0,2 lıˊtV = 100 + 100 = 200\text{ mL} = 0{,}2\text{ lít}. Nồng độ H+H^+ trong dung dịch thu được: [H+]=0,0020,2=0,01 M=10−2 M[H^+] = \frac{0{,}002}{0{,}2} = 0{,}01\text{ M} = 10^{-2}\text{ M} ⇒pH=−log⁡[H+]=−log⁡(10−2)=2\Rightarrow \text{pH} = -\log[H^+] = -\log(10^{-2}) = 2.

Đề luyện tập theo bài