›
›

Bài giảng Hóa học vô cơ 1 - Chương II: Hiđro -oxi-nước - ThS Nguyễn Văn Quang

ppt 44 trang phuongnguyen 2190
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa học vô cơ 1 - Chương II: Hiđro -oxi-nước - ThS Nguyễn Văn Quang", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_hoa_hoc_vo_co_1_chuong_ii_hidro_oxi_nuoc_ths_nguye.ppt

Nội dung text: Bài giảng Hóa học vô cơ 1 - Chương II: Hiđro -oxi-nước - ThS Nguyễn Văn Quang

  1. HỌC PHẦN: HÓA HỌC VÔ CƠ 1 Giảng Viên: ThS Nguyễn Văn Quang Khoa Tự nhiên. Trường CĐSP Quảng Ninh - Số đơn vị học trình: 4 - Lí thuyết: 40 tiết; bài tập 20 tiết; kiểm tra 2 tiết
  2. CHƯƠNG II: HIĐRO - OXI - NƯỚC 11 tiết (8, 3) Bài 1: Hiđro Bài 2: Oxi Bài 3: Nước
  3. Bài 1: HIĐRO 1. Giới thiệu 2. Trạng thái tự nhiên và PP điều chế 3. Tính chất hóa học 4. Ứng dụng
  4. 1. Giới thiệu - Vị trí: STT= 1, CK: 1, Nhóm I hoặc VII - Cấu trúc electron: 1s1, hạt nhân có 1 proton mang điện tích dương. - R= 0,053 nm = 0,53 A0 - Năng lượng ion hóa: + H - 1e H , EH = 1316,28 kJ/mol - - Ái lực e: H + 1e H , IA= -67,2 kJ/mol - Độ âm điện = 2,1 0 - Thế điện cực chuẩn: E H+/H2= 0 (V)
  5. 2. Trạng thái tự nhiên và PP điều chế 2.1. Trạng thái TN, đồng vị (H) 99,984 %; (D) 0,016 %; (T) 10-4 % 2.2. Điều chế a. Phòng thí nghiệm - Kim loại + axit VD: Zn + 2 HCl ? Fe + H2SO4 ? - Hợp chất hiđrua + nước VD: CaH2 + H2O ?
  6. 2.2. Điều chế b. Trong công nghiệp - Từ khí than ướt: hỗn hợp khí 45% CO, 5% CO2, 45% H2, 5% hơi nước - Từ khí lò cốc: 50% H2, 30% CH4, 8% CO và một số hợp chất khác - Từ khí metan (thành phần chính của khí đốt thiên nhiên) tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao. - Điện phân nước (được hiđro tinh khiết nhưng giá cả đắt) H2O H2 + 1/2O2
  7. 3. Tính chất hóa học 3.1. Phản ứng với oxi 3. 2. Phản ứng với các phi kim khác 3. 3. Phản ứng với các kim loại tạo thành hiđrua 3. 4. Phản ứng với các oxit kim loại 3. 5. Phản ứng với các hợp chất hữu cơ
  8. Bài 2: Oxi 1. Giới thiệu 2. Trạng thái tự nhiên và PP điều chế 3. Tính chất hóa học của oxi 4. Ứng dụng 5. Vai trò sinh học của oxi 6. Chu trình oxi trong tự nhiên 7. Ozon
  9. 1. Giới thiệu - Vị trí oxi trong BTH? - Cấu trúc e của oxi? O + 2e O2-, E = 659,4 kJ/mol - Năng lượng ion hoá: I1= 1317,96 kJ/mol, I2= 3399,06 kJ/ mol - Độ âm điện = 3,5 ? Có nhận xét gì về năng lượng ion hóa và độ âm điện của oxi?
  10. 2. Trạng thái tự nhiên và PP điều chế 2.1. Trạng thái TN, thành phần đồng vị 16O: 99,76 %; 17O : 0,04 %; 18O : 0,2 % 2.2. Điều chế a. Trong phòng thí nghiệm Phân huỷ những hợp chất giàu oxi, kém bền với nhiệt b. Trong công nghiệp - PP peoxit (trước đây hay dùng cách này) VD: 2BaO + O2 2BaO2 ( ở 773K) 2BaO2 O2 + 2BaO (ở 973K) - Cất phân đoạn không khí lỏng
  11. 3. Tính chất hóa học của oxi Điều kiện thường tương đối thụ động, ở nhiệt độ cao hoạt động mạnh 1. Phản ứng với các phi kim 2. Tác dụng với kim loại ( hầu hết các kim loại trừ các kim loại quý) 3. Phản ứng với hợp chất
  12. 7. Ozon 7.1. Phương pháp điều chế a. Phương pháp phóng điện êm Phóng điện êm trong không khí khô dựa vào quá trình 3O2 → 2O3 b. Phương pháp hoá học - Cho H2SO4 đặc tác dụng với BaO2 BaO2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O2 3H2O2 → 3H2O + O3 - Đun nóng nhẹ trong ống nghiệm amonipesunfat với HNO3 đậm đặc
  13. 7.2. Cấu tạo phân tử
  14. 7.3. Tính chất hóa học Là chất oxi hoá mạnh, tính oxi hoá mạnh hơn oxi. - O3 oxi hoá hầu hết các kim loại ( trừ Au và Pt) VD: O3 + 2Ag → Ag2O + O2 ( đk thường) - Oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ 2+ + 3+ VD: O3 + Fe + H → Fe + H2O + O2 - - Oxi hoá I thành I2 VD: KI + O3 + H2O → I2 + KOH + O2 2- 2- - Oxi hoá S thành SO4 VD: PbS + O3 → PbSO4 + O2
  15. Bài tập vận dụng Câu 1: - Bằng PP hóa học hãy phân biệt ozon và oxi. - Viết các phương trình phản ứng minh họa. Thuốc thử O3 O2 C1 Ag Ag hoá đen Không hiện tượng 2Ag + O3 -> Ag2O + O2 C2 Dd KI, hồ Dd hóa xanh Không hiện tượng tinh bột 2KI+ O3+ H2O -> 2KOH+ O2+ I2 C3 PbS (màu Màu đen chuyển thành trắng Không hiện tượng đen) PbS + 2O3 -> PbSO4 + O2
  16. Câu 2: Hãy chọn phát biểu đúng về oxi và ozon: A. oxi và ozon đều có tính oxi hoá mạnh như nhau B. oxi và ozon đều có số proton và notron giống nhau trong phân tử C. oxi và ozon là các dạng thù hình của nguyên tố oxi D. cả oxi và ozon đều phản ứng được với các chất như Ag, KI, PbS ở nhiệt độ thường
  17. Câu 3: Trong số các chất sau, chất nào có thể tác dụng với dung dịch KI tạo I2? A. HF và HCl B. Na2SO4 và H2S C. O3 và Cl2 D. O3 và HF
  18. Câu 4: Sự hình thành lớp ozon trên tầng bình lưu của khí quyển là do: A. tia tử ngoại của mặt trời chuyển hoá các phân tử O2 B. sự phóng điện (sét) trong khí quyển C. sự oxi hoá một số hợp chất hữu cơ D. cả A và B đều đúng
  19. Bài 3: Nước 1. Trạng thái TN và PP tinh chế 2. Cấu tạo phân tử 3. Tính chất vật lý 4. Tính chất hóa học 5. Sự ô nhiễm môi trường nước. Xử lý nước thải 6. Nước nặng 7. Hiđropeoxit
  20. 1. Trạng thái TN và PP tinh chế 1.1. Trạng thái tự nhiên - ¾ bề mặt trái đất là nước, ¼ mặt đất còn lại chứa nhiều nước trong sông, hồ, suối, - Nước chiếm lượng đáng kể trong cơ thể ĐV, TV - Bầu khí quyển có thể chứa 4% hơi nước hoặc hơn nữa. 1.2. Phương pháp tinh chế - Dùng cho mục đích hóa học: chưng cất hơi nước - Dùng cho sinh hoạt, CN thực phẩm: thường gồm 5 bước: lọc thô, lắng, lọc qua cát sỏi, phun mưa và khử trùng. - Dùng cho các loại nồi hơi, cho sản xuất CN: thường dùng nhựa trao đổi ion
  21. Bài 3: Nước 1. Trạng thái TN và PP tinh chế 2. Cấu tạo phân tử 3. Tính chất vật lý 4. Tính chất hóa học 5. Sự ô nhiễm môi trường nước. Xử lý nước thải 6. Nước nặng 7. Hiđropeoxit
  22. 2. Cấu tạo phân tử  − H O  + H - CTPT: H2O - Góc HOH = 104,450 0 - dO-H = 0,9584A - Nước là phân tử phân cực (momen lưỡng cực = 1,84D)
  23. 3. Tính chất vật lý - Chất lỏng trong suốt, không màu, không mùi, không vị. Lớp nước sâu có màu xanh. - Khối lượng riêng của nước lớn nhất ở 4,150C (d=1 g/ml) 0 0 0 0 - Ở 1atm, t n/c= 0 C, t s= 100 C - Là dung môi hoà tan nhiều chất rắn, lỏng, khí.
  24. Liên kết hiđro giữa các phân tử nước
  25. Bài 3: Nước 1. Trạng thái TN và PP tinh chế 2. Cấu tạo phân tử 3. Tính chất vật lý 4. Tính chất hóa học 5. Sự ô nhiễm môi trường nước. Xử lý nước thải 6. Nước nặng 7. Hiđropeoxit
  26. 4. Tính chất hóa học - Phản ứng với kim loại VD: Na + H2O → ? Al + H2O → ? - Phản ứng với phi kim VD: F2 + H2O → ? Cl2 + H2O → ? - Phản ứng với một số oxit bazơ, oxit axit VD: CaO + H2O → ? P2O5 + H2O → ? - Phản ứng thuỷ phân VD: Al3C4 + H2O → ? CH3COOC2H5 + H2O → ?
  27. 5. Sự ô nhiễm môi trường nước. Xử lý nước thải
  28. a. Nguyên nhân sự ô nhiễm môi trường nước? - Nước thải công nghiệp - Nước thải từ các phòng thí nghiệm, kho hóa chất, - Nước thải từ các khu dân cư, nhà hàng, bệnh viện, - Các hoá chất độc hại: thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc kích thích tăng trưởng, chưa phân huỷ hết
  29. b. Cách xử lí nước thải
  30. b. Cách xử lý nước thải - Bước 1: Xử lí bằng phương pháp cơ học Có thể loại bỏ được 60% chất rắn dạng huyền phù và 35% chất thải hữu cơ - Bước 2: Xử lí bằng phương pháp sinh học Có thể loại bỏ được 90% chất rắn dạng huyền phù, 90% chất thải hữu cơ - Bước 3: Xử lí bằng phương pháp hoá học Bước này rất tốn kém, giá thành rất cao.
  31. 6. Nước nặng - CTPT: D2O; phân tử khối M=20 - Nước nặng chiếm 0,0146% nước bình thường - Ngoài nước nặng D2O trong nước còn có HDO, do: ⎯⎯→ H22 O+ D O⎯⎯ 2 HDO K = 3,87 - Do oxi có 3 đồng vị bền (16O, 17O, 18O) nên trong nước bình thường tồn tại 9 phân tử nước: 16 17 18 16 17 18 H2 O, H2 O, H2 O, D2 O, D2 O, D2 O, HD16O, HD17O, HD18O - Nước nặng rất cần trong các lò phản ứng hạt nhân.
  32. 7. Hiđropeoxit 7.1. Cấu trúc phân tử - CTPT: H2O2 - d = 0,148 nm O –O  − - dO-H = 0,101 nm - Momen lưỡng cực = 2,13D - Hằng số điện môi = 89 ở 00C 7.2. Tính chất vật lí - Chất lỏng, không màu, sánh  + - d= 1,27 g/ml ở 00C 0 0 0 0 - t n/c = -1 C, t s= 155,5 C ở 1 atm
  33. 7.3. Tính chất hóa học a. Tính axit (rất yếu) b. Phản ứng phân huỷ c. Tính oxi hoá d. Tính khử
  34. a. Tính axit (rất yếu) - Sự phân li của hiđro peoxit + - H2O2 + H2O → H3O + H2O pK=11,6 - Tác dụng với dung dịch kiềm mạnh tạo peoxit VD: H2O2 + NaOH → Na2O2 + H2O b. Phản ứng phân huỷ VD: H2O2 →H2O + 1/2O2 (xúc tác: C hoạt tính) H2O2 → H2 + O2 (nhiệt độ cao)
  35. c. Tính oxi hoá Trong cả môi trường axit và môi trường bazơ VD: KI + H2O2 → ? KOH + I2 d. Tính khử Khi gặp chất oxi hóa mạnh hơn VD: KMnO4 + H2O2 + H2SO4→ ? K2SO4 + MnSO4 + O2+ H2O
  36. 7.4. Điều chế a. Trong PTN: Cho peoxit tác dụng với axit VD: BaO2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O2 b. Trong công nghiệp - PP điện phân H2SO4 2- 2- 2SO4 → S2O8 + 2e H2S2O8 + 2H2O → 2H2SO4 + H2O2 - PP oxi hóa hiđroquinol: oh o o 2 + h2o2 oh o
  37. 7.5. Ứng dụng dùng làm chất tẩy trắng bột giấy dùng chế tạo nguyên liệu Hàng năm, 16% tẩy trắng trong bột giặt 28% trên thế giới dùng tẩy trắng tơ sản xuất sợi,lông,len,vải 720.000 17% dùng làm chất bảo vệ môi trường,khai thác mỏ tấn H2O2 dùng trong các ngành công 20% nghệ hoá chất,khử trùng 19% hạt giống,bảo quản nước giải khát,chất sát trùng
  38. BÀI TẬP Câu 1: Cho phản ứng: H2O2 + 2KI → I2 + 2KOH Vai trò của từng chất tham gia phản ứng là gì? A. KI là chất oxi hoá, H2O2 là chất khử B. KI là chất khử, H2O2 là chất oxi hoá C. H2O2 là chất bị oxi hoá, KI là chất bị khử D. H2O2 vừa là chất oxi hoá, vừa là chất khử
  39. Câu 2: Trong phản ứng hoá học: Ag2O + H2O2 → Ag + H2O + O2 Các chất tham gia phản ứng có vai trò là gì? A. H2O2 là chất oxi hoá, Ag2O là chất khử B. H2O2 vừa là chất oxi hoá, vừa là chất khử C. Ag2O là chất bị khử, H2O2 là chất bị oxi hoá D. Ag2O là chất bị oxi hoá, H2O2 là chất bị khử
  40. Câu 3: Trong phản ứng nào sau đây H2O2 đóng vai trò chất khử? A. H2O2 + KI → I2 + KOH B. H2O2 + KCrO2 + KOH → K2CrO4 + H2O C. H2O2 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O D. H2O2 + Cl2 → O2 + HCl
  41. Câu 4: Tính chất của H2O2 được diễn tả đúng nhất là: A. H2O2 chỉ có tính oxi hoá B. H2O2 chỉ có tính khử C. H2O2 không có tính oxi hoá, không có tính khử D. H2O2 vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử
  42. CHÂN THÀNH CẢM ƠN CÁC THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN SINH VIÊN!