Tóm tắt lý thuyết Hóa 10 Chương 4: Phản ứng oxi hóa - khử
Hóa 10 Chương 4: Phản ứng oxi hóa - khử
Tóm tắt lý thuyết Hóa 10 - Chương 4: Phản ứng oxi hóa - khử giúp các bạn học sinh hệ thống lại kiến thức Hóa vô cơ chương 4 lớp 10, từ đó biết cách xác định loại phản ứng, trên cơ sở đó có thể viết và cân bằng phương trình phản ứng và giải thích hiện tượng thực tế. Mời các bạn cùng tham khảo.
A. Tóm tắt lý thuyết chương 4 Phản ứng oxi hóa khử
I. Số oxi hóa
1. Khái niệm số oxi hóa
Số oxi hóa của một nguyên tử một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó với giả định đây là hợp chất ion.
Ví dụ:
Trong hợp chất ion:
K+Cl–: Số oxi hóa của K là +1, của Cl là –1.
Mg2+O2-: Số oxi hóa của Mg là +2, của O là –2.
Trong hợp chất cộng hóa trị:
H–S–H: Với giả định là hợp chất ion, hai cặp electron chung sẽ lệch hoàn toàn về phía nguyên tử S (có độ âm điện cao hơn), mỗi liên kết đơn có 1 electron của H bị chuyển sang S nên hợp chất ion giả định là H+S2–H+.
Vậy số oxi hóa của H là +1, của S là –2.
2. Cách xác định số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất
Có hai cách để xác định số oxi hóa của các nguyên tử nguyên tố hóa học trong hợp chất:
Cách 1: Dựa theo số oxi hóa của một số nguyên tử đã biết và điện tích của phân tử hoặc ion. Theo cách này, có hai quy tắc:
Quy tắc 1:
Số oxi hóa của nguyên tử nguyên tố trong đơn chất bằng 0.
Trong các hợp chất: Số oxi hóa của H là +1 (trừ một số hydride: NaH, CaH2, …); Số oxi hóa của O là –2 (trừ một số trường hợp như: OF2, H2O2, …);
Số oxi hóa của các kim loại kiềm (nhóm IA: Li, Na, K, …) luôn là +1, của kim loại kiềm thổ (nhóm IIA: Be, Mg, Ca, Ba, …) luôn là +2; Số oxi hóa của Al luôn là +3.
Quy tắc 2: Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0, trong một ion đa nguyên tử bằng chính điện tích của ion đó.
Ví dụ 1: Xác định số oxi hóa của S trong H2SO4.
Hướng dẫn trả lời
Gọi số oxi hóa của S trong H2SO4 là x.
Trong hợp chất, số oxi hóa của H là +1, của O là –2.
Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0.
→ 2.(+1) + x + 4.(–2) = 0 → x = +6.
Vậy S có số oxi hóa +6 trong H2SO4.
Ví dụ 2: Xác định số oxi hóa C trong K2CO3.
Hướng dẫn trả lời
Gọi số oxi hóa của C trong K2CO3 là x.
Trong hợp chất, số oxi hóa của K là +1, của O là –2.
Ta có: 2.(+1) + x + 3.(-2) = 0 → x = +4.
Vậy số oxi hóa của C trong K2CO3 là +4.
Ví dụ 3: Xác định số oxi hóa của N trong ion NO3−.
Hướng dẫn trả lời
Gọi số oxi hóa của N trong ion NO3− là x.
Tổng các số oxi hóa của các nguyên tử trong một ion đa nguyên tử bằng chính điện tích của ion đó.
→ x + 3.(-2) = -1 →x = +5.
Vậy số oxi hóa của N trong ion NO3− là +5.
Cách 2: Dựa theo công thức cấu tạo.
Đây là cách tính điện tích các nguyên tử trong hợp chất với giả định đó là hợp chất ion dựa vào công thức cấu tạo.
Cách này có ưu điểm là áp dụng được cho mọi trường hợp, tuy nhiên, cần phải biết công thức cấu tạo của chất.
Ví dụ 4: Xác định số oxi hóa của C và O trong CO2.
Hướng dẫn trả lời
CO2 có công thức cấu tạo là O=C=O.
Trong mỗi liên kết đôi C=O, góp 2 electron, khi giả định CO2 là hợp chất ion thì 2 electron này chuyển sang O. Vì có hai liên kết C=O nên CO2 có công thức ion giả định là O2-C4+O2-. Từ đó xác định được số oxi hóa của O là –2, của C là +4.
Ví dụ 5: Xác định số oxi hóa của O và F trong OF2.
Hướng dẫn trả lời
OF2 có công thức cấu tạo là F–O–F, công thức ion giả định của OF2 là F-O2+F- . Từ đó xác định được số oxi hóa của O là +2, F là –1.
II. Phản ứng oxi hóa – khử
1. Một số khái niệm
Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của ít nhất một nguyên tố hóa học.
Đối với phản ứng oxi hóa – khử, một số khái niệm sau thường được sử dụng:
Chất khử (chất bị oxi hóa) là chất nhường electron.
Chất oxi hóa (chất bị khử) là chất nhận eletron.
Quá trình oxi hóa (sự oxi hóa) là quá trình nhường electron.
Quá trình khử (sự khử) là quá trình nhận electron.
Ví dụ: Đưa mẩu than gỗ nóng đỏ vào bình đựng khí oxygen, mẩu than cháy sáng.
C0 + O20 
\(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) C+4O−22
Trong phản ứng trên, nguyên tử C nhường 4 electron, là chất khử; phân tử oxi nhận 4 electron, là chất oxi hóa.
Quá trình oxi hóa: C0 → C+4 + 4e
Quá trình khử: O20 + 4e → 2O−2
III. Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử
Phương pháp thăng bằng electron được dùng để lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo nguyên tắc:
Tổng số electron chất khử nhường = tổng số electron chất oxi hóa nhận.
Các bước lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron:
- Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa, chất khử.
- Bước 2: Biểu diễn các quá trình oxi hóa, quá trình khử.
- Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa dựa trên nguyên tắc: Tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.
- Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng, từ đó tính hệ số của chất khác có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
Ví dụ 1: Lập phương trình hóa học của phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron.
KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa trước và sau phản ứng của các nguyên tử.
\(KMn^{+7} O_{4} + HCl^{-1} → KCl + Mn^{+2}Cl_{2} + Cl_{2}^{0}↑ + H_{2}O\)
Chất khử: HCl
Chất oxi hóa: KMnO4
Bước 2: Biểu diễn các quá trình oxi hóa, quá trình khử.
Quá trình oxi hóa: \(2Cl^{-1} → Cl_{2}^{0} + 2e\)
Quá trình khử: \(Mn^{+7} +5e → Mn^{+2}\)
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa dựa trên nguyên tắc: Tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.
5× 2× |
|
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
Ví dụ 2: Lập phương trình hóa học của phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron.
Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa trước và sau phản ứng của các nguyên tử.
\(Fe_{3}^{+8/3} O_{4} + HN^{+5}O_{3} → Fe^{+3}(NO_{3})_{3} + N^{+2} O↑ + H_{2}O\)
Chất khử: Fe3O4
Chất oxi hóa: HNO3
Bước 2: Biểu diễn các quá trình oxi hóa, quá trình khử.
Quá trình oxi hóa: \(3Fe^{+\frac{8}{3} } \overset{}{\rightarrow} Fe^{+3} +1e\)
Quá trình khử: \(N^{+5} +3e\overset{}{\rightarrow} N^{+2}\)
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa dựa trên nguyên tắc: Tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.
3× 1× |
|
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
IV. Ý nghĩa và một số phản ứng oxi hóa – khử quan trọng
Phản ứng oxi hóa – khử có ý nghĩa rất quan trọng, hầu hết các quá trình tự nhiên và nhân tạo trên Trái Đất đều có liên quan đến phản ứng oxi hóa – khử.
Một số oxi hóa – khử quan trọng:
1. Phản ứng liên quan đến việc cung cấp năng lượng:
Phản ứng sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt khi đốt than là:
C + O2 → CO2.
Phản ứng này là tỏa năng lượng.
Các hoạt động của cơ thể đều cần năng lượng, sự hô hấp đã cung cấp oxygen để oxi hóa các chất, chẳng hạn đường glucose, sinh ra năng lượng:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O.
Phản ứng này tỏa năng lượng.
2. Phản ứng liên quan đến việc lưu trữ năng lượng:
Pin lithium – ion trong điện thoại, máy tính cũng như acquy trong ô tô, xe máy có thể dự trữ năng lượng dưới dạng điện năng dựa vào các phản ứng oxi hóa – khử.
Phản ứng quang hợp cũng là một trong những phản ứng oxi hóa – khử quan trọng nhất trên Trái Đất, năng lượng được lấy từ ánh sáng mặt trời và tích trữ trong tinh bột.
6CO2 + 6H2O →hv C6H12O6 + 6O2
B. BÀI TẬP PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
Phần I. Trắc nghiệm khách quan
Câu 1. Chất oxi hoá còn gọi là
- Chất bị khử.
- Chất bị oxi hoá.
- Chất có tính khử.
- Chất đi khử.
Câu 2: Chất khử còn gọi là
- Chất bị khử.
- Chất bị oxi hoá.
- Chất có tính khử.
- Chất đi oxi hoá.
Câu 3: Quá trình oxi hoá là
- Quá trình nhường electron.
- Quá trình nhận electron.
- Quá trình tăng electron.
- Quá trình giảm số oxi hoá.
Câu 4: Chất khử là chất
- Nhường e, chứa nguyên tố có số oxi hóa tăng sau phản ứng.
- Nhường e, chứa nguyên tố có số oxi hóa giảm sau phản ứng.
- Nhận e, chứa nguyên tố có số oxi hóa tăng sau phản ứng.
- Nhận e, chứa nguyên tố có số oxi hóa giảm sau phản ứng.
Câu 5: Phát biểu nào dưới đây không đúng?
- Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng luôn xảy ra đồng thời sự oxi hoá và sự khử.
- Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của ít nhất một nguyên tố.
- Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá của tất cả các nguyên tố.
- Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng có sự chuyển electron giữa các chất tham gia.
Phần II. Câu hỏi trắc nghiệm đúng sai
Phần III. Câu hỏi trắc nghiệm dạng đáp án ngắn
>> Chi tiết nội dung tài liệu mời các bạn ấn vào link TẢI VỀ
...........................................
