Bài giảng Chương 1: chất, nguyên tử và phân tử

HỆ THỐNG HĨA KIẾN THỨC - Hĩa học lớp 8 Kỳ I CHƯƠNG I: CHẤT, NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ 1/ Vật thể : Vật thể do một hay nhiều chất tạo nên, chia thành hai dạng: Vật thể tự nhiên là những vật thể có sẵn trong tự nhiên, ví dụ: không khí, nước, cây mía, … Vật thể nhân tạo do con người tạo ra, ví dụ: quyển vở, quyển SGK, cái ấm, cái xe đạp … 2/ Chất là một dạng của vật thể, chất tạo nên vật thể. Ở đâu có vật thể là ở đó có chất. Mỗi chất có những tính chất nhất định, gồm: a) Tính chất vật lí : Trạng thái, màu sắc, mùi vị, tính tan trong nước, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, tính dẫn điện, dẫn nhiệt, khối lượng riêng … b) Tính chất hoá học: Chính là khả năng biến đổi từ chất này thành chất khác: ví dụ khả năng bị phân huỷ, tính cháy được… Để biết được tính chất của chất ta phải : Quan sát, dùng dụng cụ đo, làm thí nghiệm… Việc nắm tính chất của chất giúp chúng ta: - Phân biệt chất này với chất khác (nhận biết các chất). - Biết cách sử dụng chất. - Biết ứng dụng chất thích hợp trong đời sống và sản xuất ; + Chất nguyên chất = Chất tinh khiết là chất không lẫn các chất khác, có tính chất vật lí và hoá học nhất định. + Hỗn hợp gồm hai hay nhiều chất trộn vào nhau, có tính chất thay đổi ( phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp). - Để tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp, ta có thể dựa vào sự khác nhau về tính chất vật lí của chúng; - Tách 1 chất ra khỏi hỗn hợp = pp vật lý thông thường : lọc, đun, chiết, nam châm … 3/ Nguyên tử: - Nguyên tử là hạt vô cùng nhỏ trung hoà về điện, đại diện cho nguyên tố hoá học và không bị chia nhỏ hơn trong phản ứng hoá học. - Nguyên tử gồm 1 hạt nhân mang điện tích dương và vỏ tạo bởi 1 hay nhiều electron mang điện tích âm. - Hạt electron kí hiệu: e. Điện tích: -1. Khối lượng vô cùng nhỏ: 9,1095 .10-28gam. Cấu tạo của hạt nhân: gồm hạt cơ bản prôton và nơtron. * Hạt proton: kí hiệu: p. mang điện tích dương: +1. Khối lượng: 1,6726.10-24g. * Hạt nơtron: kí hiệu: n. Không mang điện có khối lượng:1,6748.10-24g. * Các nguyên tử có cùng số prôton trong hạt nhân gọi là các nguyên tử cùng loại. * Vì nguyên tử luôn trung hoà về điện nên: số prôton = số electron. * Vì khối lượng của e nhỏ hơn rất nhiều so với khối lượng của n và p vì vậy khối lượng của hạt nhân được coi là khối lượng nguyên tử. mnguyên tử ≈ mhạt nhân. 4/ Nguyên tố hóa học : - Nguyên tố hoá học là tập hợp các nguyên tử cùng loại có cùng số hạt prôton trong hạt nhân. Số prôton trong hạt nhân là đặc trưng của nguyên tố. - Kí hiệu hoá học là cách biểu diễn ngắn gọn nguyên tố hoá học bằng 1 hoặc 2 chữ cái (chữ cái đầu viết hoa); Ví dụ: 20 nguyên tố thường dung. Stt Tên n. tố ( tiếng Việt) Tên La-tin Kí hiệu hóa học Nguyên tử khối Stt Tên nguyên tố (t.Việt) Tên La-tin Kí hiệu h. học Nguyên tử khối 1 Hiđro H 1 8 Canxi Ca 40 2 Heli He 4 9 Đồng Cuprum Cu 64 3 Thủy ngân Hydrargyrum Hg 201 10 Crom Cr 52 4 Nitơ N 14 11 Coban Co 59 5 Natri Na 23 12 Clo Cl 35,5 6 Niken Ni 59 13 Săt Ferrum Fe 56 7 Cacbon C 12 14 Flo F 19 Stt Tên n. tố (tiếng Việt) Tên La-tin Kí hiệu hóa học Nguyên tử khối Stt Tên nguyên tố (t.Việt) Tên La-tin Kí hiệu h. học Nguyên tử khối 15 Kẽm Zink Zn 65 20 Thiếc Sfannum Sn 119 16 Agon Argon Ar 40 21 Chì Plumbum Pb 207 17 Bạc Argentium Ag 108 22 Vàng Autrum Au 197 18 Nhôm Aluminum Al 27 23 Lưu huỳnh Sulfur S 32 19 Asen As 75 24 Silic Si 28 - Có hơn 100 nguyên tố trong vỏ trái đất (118 nguyên tố) trong đó 4 nguyên tố nhiều nhất lần lượt là: ôxi, silic, nhôm và sắt. Nguyên tử khối là khối lượng của nguyên tử tính bằng đơn vị cacbon. Một đơn vị cacbon = 1/12 khối lượng của nguyên tử Cacbon. Khối lượng của nguyên tử Cacbon = 12 đơn vị cacbon ( đvC )= 1,9926.10- 23 g Một đơn vị cacbon = 1,9926.10- 23 : 12 = 0,166.10 -23 g = 1 đvC. Aùp dụng : 1/ Khi viết: Na có ý nghĩa hoặc cho ta biết hoặc chỉ ra : - KHHH của nguyên tố natri; - Một nguyên tử natri; - có NTK = 23 đvC Cl có ý nghĩa hoặc cho ta biết hoặc chỉ ra : - KHHH của nguyên tố clo; - Một nguyên tử clo; - có NTK = 35,5 đvC 5C chỉ 5 nguyên tử Cacbon; 2H chỉ 2 nguyên tử Hiđro; 3O chỉ 3 nguyên tử Oxi; Zn chỉ 1 nguyên tử kẽm; 8 Ag chỉ 8 nguyên tử Bạc; 6 Na chỉ 6 nguyên tử Natri 2/ Tính khối lượng = gam của nguyên tử : nhôm, canxi, hidro Khối lượng tính = gam của nguyên tử nhôm : 27 x 0,166.10 -23 = 4,482.10 -23 Khối lượng tính = gam của nguyên tử canxi : 40 x 0,166.10 -23 = 6,64.10 -23 Khối lượng tính = gam của nguyên tử hidro : 1 x 0,166.10 -23 = 0,166.10 -23 3/ Hãy so sánh xem nguyên tử canxi nặng hay nhẹ hơn, bằng bao nhiêu lần so với Nguyên tử kẽm; Ta có: Vậy nguyên tử Ca nặng = 8/13 nguyên tử Zn 5/ Đơn chất và hợp chất – Phân tử: - Đơn chất là những chất tạo nên từ một nguyên tố hoá học. + Đơn chất kim loại các nguyên tử sắp xếp khít nhau và theo một trật tự nhất định (H1.9; 1.10) + Đơn chất phi kim các nguyên tử liên kết với nhau theo từng nhóm xác định thường là 2 nguyên tử. (H 1.11; ) - Hợp chất là những chất được tạo nên từ 2 nguyên tố hoá học trở lên. Trong hợp chất các nguyên tử của các nguyên tố liên kết với nhau theo một tỉ lệ nhất định không đổi. (H 1.12; 1.13) - Phân tử là hạt đại diện cho chất, gồm 1 số nguyên tử liên kết với nhau và thể hiện đầy đủ tính chất hóa học của chất. - Phân tử khối là khối lượng của phân tử tính bằng đơn vị cacbon, = tổng nguyên tử khối của các nguyên tử trong phân tử. - Tuỳ theo điều kiện về nhiệt độ và áp suất mà vật chất có ba trạng thái tồn tại: rắn, lỏng và khí. Aùp dụng: 1/ Theo mô hình ta có: Khí hidro có hạt hợp thành gồm 2 H liên kết với nhau nên có PTK = 2.1 = 2(đvC); Khí oxi có hạt hợp thành gồm 2 O liên kết với nhau nên có PTK = 2.16 = 32(đvC); Nước có hạt hợp thành gồm 2 H liên kết với 1O nên có PTK = 2x1 + 16 =18 (đvC) Muối ăn có hạt hợp thành gồm 1 Na liên kết với 1Cl nên có PTK = 23 + 35,5 = 58,5 (đvC) 2/ Hãy so sánh phân tử khí oxi nặng hay nhẹ hơn, bằng bao nhiêu lần so với phân tử khí hidro; Ta có Vậy phân tử khí oxi nặng = 32 lần phân tử khí hidro 6/ Công thức hóa học : Cơng thức hĩa học dùng để biểu diễn chất, gồm một hay nhiều KHHH và chỉ số ở chân mỗi KHHH. Cơng thức hĩa học của đơn chất: Tổng quát: Ax. Với A là KHHH của nguyên tố. X là chỉ số, cho biết 1 phân tử của chất gồm mấy nguyên tử A. *Với kim loại x = 1 ( khơng ghi ) – ví dụ: Cu, Zn, Fe, Al, Mg, … *Với phi kim; thơng thường x = 2. ( trừ C, P, S cĩ x = 1 ) - Ví dụ: Stt Tên chất CTHH Stt Tên chất CTHH 1 Khí hidro H2 5 Khí flo F2 2 Khí oxi O2 6 Brom Br2 3 Khí nitơ N2 7 Iot I2 4 Khí clo Cl2 8 Khí ozon O3 Cơng thức hĩa học của hợp chất: Tổng quát: AxByCz … Với A, B, C… là KHHH của các nguyên tố. x, y, z …là số nguyên cho biết số nguyên tử của A, B, C… - ví dụ: Stt Tên chất CTHH Stt Tên chất CTHH 1 Nước H2O 8 Canxioxit (vơi sống) CaO 2 Muối ăn (Natriclorua) NaCl 9 Đồng sunpat CuSO4 3 Canxicacbonat –(đá vơi) CaCO3 10 Khí cacbonic CO2 4 Axit sunpuric H2SO4 11 Axety len C2H2 5 Amoniac NH3 12 Đường C11H12O6 6 Kẽmclorua ZnCl2 13 Đất đèn CaC2 7 Khí Metan CH4 14 Ý nghĩa của cơng thức hĩa học: CTHH cho biết: 1. Nguyên tố nào tạo nên chất. 2. Số nguyên tử mỗi nguyên tố cĩ trong một phân tử chất. 3. Phân Tử Khối của chất. *Chú ý: 2H2O: 2 phân tử nước. H2O: cĩ 3 ý nghĩa : Do nguyên tố H & O tạo nên. Cĩ 2 H & 1 O trong một phân tử nước(cĩ 2H liên kết với 1O)- nếu nĩi trong phân tử H2O cĩ phân tử hidro là sai PTK = 2x1 + 16 = 18 (đvC) Một hợp chất chỉ cĩ một CTHH. - Áp dụng : 1/ Khi viết NaCl có ý nghĩa cho ta biết hoặc chỉ ra : - do nguyên tố Na và Cl tạo nên; - Cĩ 1Na; 1Cl - PTK = 23 + 35,5 = 58,5 đvC H2SO4 có ý nghĩa cho ta biết hoặc chỉ ra : - do nguyên tố H, S, O tạo nên; - cĩ 2H, 1S, 4O - PTK = 2x1 + 32 + 4x16 = 98 đvC 2/ Lưu ý : Viết Cl2 chỉ 1 phân tử khí clo cĩ 2 nguyên tử Cl (2Cl)liên kết với nhau ≠ 2Cl (2 n.tử Cl tự do) Viết H2 chỉ 1 phân tử khí hidro cĩ 2 H liên kết với nhau ≠ 2H (2 n.tử H tự do) Muốn chỉ 3 phân tử khí hidro thì phải viết 3H2; 5 phân tử khí oxi thì phải viết 5O2; số đứng trước CTHH là hệ số 2 phân tử nước thì phải viết 2H2O; Khi viết CO2 thì đĩ là 1 p.tử CO2 cĩ 1C liên kết với 2O chứ khơng phải là 1C liên kết với p. tử oxi 7/ Hĩa trị: 7.1/ Hĩa trị của ng.tố ( hay nhĩm nguyên tử ) là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tố này với nguyên tố khác, được xác định theo hĩa trị của H được chọn làm đơn vị và hĩa trị của O là 2 đơn vị. Ví dụ: Trong hợp chất HCl: H ( I ) và Cl ( I ) H2O => O ( II ) NH3 => N ( III ) H2SO4 => SO4 ( II ) Quy tắc về hĩa trị: Trong CTHH, tích của chỉ số và hĩa trị của nguyên tố này bằng tích của hĩa trị và chỉ số của nguyên tố kia. Tổng quát: AxaByb x.a = y.b 7.2/.Vận dụng: a/.Tính hĩa trị của nguyên tố: Ví dụ : Tính hĩa trị của nguyên tố N trong N2O5 biết Oxy hĩa trị 2? Giải: gọi a là hĩa trị của nguyên tố N trong N2O5: Theo quy tắc về hĩa trị ta cĩ : 2. a = 5.II = 10 => a = V b/. Lập CTHHH khi biết hĩa trị của hai nguyên tố hoặc nhĩm nguyên tử. Tổng quát: AxaByb Theo qui tắc hĩa trị: x . a = y . b Lập CT. Lấy x = b hay b/ , y = a hay a/. (Nếu a// b/ là phân số tối giản hơn so với a & b.) Vd 1: Lập CTHH cuả hợp chất gồm S (IV) & O (II) Giải: CTHH cĩ dạng: SxOy Theo qui tắc hĩa trị: x.IV = y. II ; x= 1; y = 2 Do đĩ CTHH cuả hợp chất là SO2 Vd 2: Lập CTHH cuả hợp chất gồm Na (I) & SO4 (II) Giải: I II CTHH cĩ dạng: Nax(SO4)y Theo qui tắc hĩa trị: x.I = y.II x = 2 & y = 1 Do đĩ CTHH cuả hợp chất là Na2SO4 Luyện tập : Lập cơng thức hĩa học của : -Cax O y x = 1 ; y = 1 CaO ; (vậy khi a = b thì x = y = 1) -Fe xIIIOyII x = 2 ; y = 3 Fe2O3 ; (khi ƯCLN(a,b) =1 thì x = b; y = a) -AlxIII(NO3)yI x= 1 ; y = 3 Al (NO3)3 ; (khi a b thì x = 1; y = a:b) CHƯƠNG II: PHẢN ỨNG HĨA HỌC 1/ Sự biến đổi chất: 1.1/ Hiện tượng vật lí: Là hiện tượng xảy ra khi chất biến đổi mà vẫn giữ nguyên là chất ban đầu. VD … 1.2/ Hiện tượng hĩa học là hiện tượng chất biến đổi cĩ tạo ra chất khác. Ví dụ … 2/ Phản ứng hĩa học : là quá trình làm biến đổi chất này thành chất khác. * Chất ban đầu ( chất tham gia) là chất bị biến đổi trong phản ứng. * Chất mới được tạo ra là sản phẩm. * Phản ứng hĩa học được biểu diễn bằng phương trình chữ như sau: Tên các chất phản ứng àTên các sản phẩm t0 t0 Vd: Lưu huỳnh + Sắt à Sắt Sunfua ; Đường à Nước + than 3/ Định luật bảo tồn khối lượng : Trong một PỨHH, tổng khối lượng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng. Áp dụng: Giả sử cĩ phản ứng: A + B ==> C + D; Cơng thức về khối lượng: (theo ĐLBTKL) 4/. Phương trình hĩa học: 4.1/ Phương trình hĩa học : * Phương trình chữ : Khí Hidro + khí Oxi à Nứơc. * Sơ đồ PỨ: H2 + O2 ------> H2O * Chọn hệ số để số nguyên tử mỗi nguyên tố ở 2 vế bằng nhau (Cân bằng phương trình HH). * Viết thành PTHH: 2H2 + O2 à 2H2O 4.2/.Các bước lập PTHH: (SGK) 1* Viết Phương trình chữ : Khí Hidro + khí Oxi à Nứơc. 2* Lập Sơ đồ PỨ: H2 + O2 ------> H2O 3* Cân bằng phương trình: Chọn hệ số để số nguyên tử mỗi nguyên tố ở 2 vế bằng nhau:. 4* Viết thành PTHH: 2H2 + O2 à 2H2O 4.3/.Luyện tập: a. Viết PTHH của các PỨ: Al + O2 - - > Al2O3 (theo số nguyên tử của oxi ở 2 vế; BCNN (2,3) = 6; 6:2=3; 6:3=2) Vậy 4Al + 3O2 à 2 Al2O3 Na2CO3 + Ca (OH)2 -- > NaOH + CaCO3 ; Na2CO3 + Ca (OH)2 2 NaOH + CaCO3 ; b. Viết PTHH cho các sơ đồ sau: N2 + O2 - -> N2O5 (theo số NT của O ở 2 vế; BCNN (2,5) = 10; 10:2=5; 10: 2 = 5) 2N2 + 5O2 2 N2O5 P2O5 + H2O - -> H3PO4 (theo số NT của P) P2O5 + 3H2O 2 H3PO4 4.4/Ý nghĩa của PTHH: PTHH cho biết tỉ lệ về số nguyên tử, phân tử giữa các chất cũng như từng cặp chất trong PỨHH. Vd 1: 2H2 + O2 à 2H2O Số p.tử H2 : số p.tử O2 : số p.tử H2O = 2 : 1 : 2 Nghĩa là cứ 2 phân tử H2 cháy với 1 phân tử O2 tạo ra 2 phân tử H2O Hay 2 phân tử H2 cháy với 1 phân tử O2; hay 2 phân tử H2 tạo ra 2 phân tử H2O . Mg + O2 - - > MgO a/. PTHH: 2Mg + O2 2MgO b/. Số n.tử Mg : số p.tử O2 : số p.tử MgO = 2 : 1 : 2 * Bài 6/58 SGK: a. PTHH: 4P + 5O2 à 2P2O5 b/. Số n.tử P : số p.tử O2 = 4 : 5 Số n.tử P : số p.tử P2O5 = 4 : 2 CHƯƠNG III: MOL VÀ TÍNH TỐN HĨA HỌC 1/ Mol: 1.1/. Mol là lượng chất gồm N nguyên tử, hay N phân tử chất đĩ. N được gọi là số Avơgađro. N = 6 . 1023 nguyên tử, hay phân tử. Ví dụ: + 1 mol nguyên tử sắt gồm cĩ N hay 6 . 1023 nguyên tử sắt. + 1 mol phân tử H2O gồm cĩ N hay 6 . 1023 phân tử H2O. 1.2/. Khối lượng mol (M) là khơí lượng tính bằng gam của N nguyên tử, hay N phân tử một chất (cĩ cùng số trị với NTK hay PTK của chất đĩ). Ví dụ: + Khối lượng mol nguyên tử Hidro: H = 1 đvc => MH = 1g + Khối lượng mol phân tử Hidro: H2 = 2 đvc => 1.3/ Thể tích mol của chất khí là thể tích chiếm bởi N phân tử của chất khí đĩ. Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, 1mol của bất kỳ chất khí nào cũng cĩ thể tích bằng nhau. Nếu ở nhiệt độ 00C & áp suất là 1 atm (đktc) thì thể tích đĩ là: 22,4 lít (dm3) Ở nhiệt độ thường là 200C & áp suất là 1atm thì thể tích đĩ là: 24 lít. 2/ Chuyển đổi giữa khối lượng, thể tích và lượng chất: 2.1/. Cơng thức chuyển đổi giữa lượng chất (n) & khối lượng chất (m): n = m : M Với M là khối lượng mol của chất. . Áp dụng: a/. Tính số mol cĩ trong 32g Cu? Ta cĩ : mCu = 32g. Cu = 64 đvc => Mcu = 64g. – Giải : a/ nCu = mCu : MCu = 32 : 64 = 0,5 (mol) b/. Tính khối lượng mol của hợp chất A, biết rằng 0,125 mol chất này cĩ khối lượng là 12,25g? MA = mA : nA = 12,25 : 0,25 = 98(g/mol) 2.2/.Chuyển đổi giữa lượng chất & thể tích của chất khí (V) ở (đktc): Cơng thức: mol .Áp dụng: * Tính thể tích ở đktc của: 0,175 mol CO2; 1,25 mol H2;. - Giải: * x 22,4 = 0,175 x 22,4 = 3,92(l) * x 22,4 = 1,25 x 22,4 = 28(l) * x 22,4 = 3 x 22,4 = 67,2(l) * Nếu hai chất khí khác nhau mà cĩ thể tích bằng nhau (đo cùng nhiệt độ và áp suất) thì chúng cĩ cùng số mol chất & cĩ cùng số phân tử. * Thể tích mol chất khí phụ thuộc vào nhiệt độ & áp suất của chất khí. 3/ Tỷ khối của chất khí: 3.1/. Cơng thức tính tỉ khối của khí A đối với khí B để biết được khí A nặng hơn hay nhẹ hơn khí B 3.2/. So sánh khối lượng mol của A & khơng khí để biết khí A nặng hơn hay nhẹ khơng khí. 4/ Tính theo cơng thức hĩa học: 4.1/ .Biết CTHH của hợp chất AxByCZ, xác định thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố hĩa học tạo nên chất. - Gồm 3 bước: 1, Tìm khối lượng mol phân tử của hợp chất MABC. 2, Tìm số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố nA, nB, nC cĩ trong hợp chất . 3, Tìm thành phần phần trăm về khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất % mA = (nA x MA x 100%) : MABC. 4.2/.Biết thành phần các nguyên tố, xác định CTHH của hợp chất: 1, Tìm khối lượng của mỗi nguyên tố cĩ trong chất. 2, Tìm số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố cĩ trong hợp chất. 3, Tìm số mol nguyên tối thiểu mỗi nguyên tố trong hợp chất( mol tối thiểu = 1). 4, Viết CTHH với chỉ số là số mol tối thiểu nguyên. Ví dụ: Một hợp chất cĩ thành phần % về khối lượng mỗi nguyên tố là:% Cu = 40; % S = 40 & % O = 20 Hãy xác định CTHH của hợp chất, biết khối lựơng mol là 160g. Giải: + Khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất là: mO = 160 - (64+32) = 64(g) + Số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong hợp chất là: nCu = 64: 64 = 1(mol) nS = 32: 32 = 1(mol) nCu = 64: 16 = 4(mol) +Một phân tử hợp chất cĩ 1 nguyên tử Cu, 1 nguyên tử S & 4 nguyên tử O.CTHH của chất: CuSO4 5/ Tính theo phương trình hĩa học: 1/ Viết phương trình hố học của phản ứng ( Đã cân bằng). 2/ Quy đổi khối lượng chất hoặc thể tích chất đề bài cho ra số mol. 3/ Theo PTHH đã biết, tìm ra số mol tương ứng cho các chất trong phương trình phản ứng . 4/ Từ số mol đã tìm được tính ra khối lượng chất (m= nxM) hoặc thể tích chất V= 22.4 x n (đktc) theo yêu cầu của bài ra. Tĩm tắt đề: CaCO3 à CaO + CO2 Hướng dẫn HS: Muốn tìm = ? Áp dụng CT : = n. = ? Nhưng nCaO = (PTHH) Ta phải đi tìm Giải : Số mol CaCO3 cĩ trong 50 g là Viết phương trình hĩa học CaCO3 à CaO + CO2 1 mol 1 mol 1 mol 0,5 mol 0,5 mol 0,5 mol Khối lượng CaO thu được là : mCaO = nCaO . MCaO = 0,5 . 56 = 2,8(g)