A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

CHỦ ĐỀ: TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC VÀ NGUYÊN TỐ NHÓM VIIA (NHÓM HALOGEN)

1. Tốc độ phản ứng hóa học

- Khái niệm: Tốc độ phản ứng của một phản ứng hóa học là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi nồng độ của chất phản ứng hoặc sản phẩm phản ứng trong một đơn vị thời gian.

- Tốc độ phản ứng được kí hiệu là v, có đơn vị là (đơn vị nồng độ) (đơn vị thời gian)^-1

- Tốc độ trung bình của phản ứng là tốc độ được tính trong một khoảng thời gian phản ứng.

aA + bB → bC + dD

- Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

-  Khi nồng độ các chất tham gia phản ứng càng lớn thì tốc độ phản ứng càng lớn. Định luật tác dụng khối lượng áp dụng cho các phản ứng đơn giản, biểu thị sự phụ thuộc tốc độ phản ứng theo nồng độ các chất phản ứng.

- Mối quan hệ giữa nồng độ và tốc độ tức thời của phản ứng hoá học được biểu diễn bằng biểu thức: 

- Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng

+ Nồng độ: Khi nồng độ chất tan trong dung dịch tăng, tốc độ phản ứng tăng.

+ Áp suất: Đối với phản ứng có sự tham gia của chất khí, khi áp suất tăng, tốc độ phản ứng tăng.

+ Nhiệt độ: Khi nhiệt độ phản ứng tăng dẫn đến số va chạm hiệu quả giữa các chất phản ứng tăng, làm tốc độ phản ứng tăng.

+ Diện tích bề mặt tiếp xúc: Để tăng tốc độ phản ứng, ta có thể tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng bằng cách làm giảm kích thước hạt rắn hoặc tạo những hạt xốp.

+ Chất xúc tác: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng nhưng nó không bị biến đổi về lượng và chất sau phản ứng.

2. Nguyên tố nhóm VIIA (nhóm halogen)

- Các nguyên tố nhóm VIIA gồm fluorine, chlorine, bromine, iodine và hai nguyên tố phóng xạ astatine, tennessine.

- Mỗi nguyên tử nguyên tố nhóm VIIA đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng, dạng ns2np5. Vì vậy chúng là các phi kim.

- Nguyên tử halogen: Cấu hình lớp electron ngoài cùng của các nguyên tử halogen có dạng: ns2np5 (có 7 electron ở lớp ngoài cùng).

→ Xu hướng: dễ nhận thêm 1 electron để đạt được cấu hình electron bền của khí hiếm gần nhất: X + 1e → X-

Sơ đồ tổng quát: X + 1e → X-

- Tính chất hóa học:

+ Halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2np5, nên nguyên tử có xu hướng nhận thêm 1 electron hoặc dùng chung electron với nguyên tử khác để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm tương ứng.

+ Tính chất hóa học đặc trưng của halogen là tính oxi hóa mạnh, tính oxi hóa giảm dần từ fluorine đến iodine.

+ Tác dụng với kim loại

+ Tác dụng với hydrogen

+ Tác dụng với dung dịch muối halide

+ Tác dụng với dung dịch kiềm

- Hợp chất gồm nguyên tố halogen và nguyên tố hydrogen, có dạng HX, được gọi chung là hydrogen halide.

+ Xu hướng phân cực giảm dần từ HF đến HI.

+ Ở điều kiện thường, các hydrogen halide là chất khí.

+ Nhiệt độ sôi tăng dần từ HCl đến HI

+ Các hydrogen halide dễ tan trong nước vì phân tử phân cực.

+ Hydrofluoric acid là acid yếu do chỉ phân li một phần trong nước.

+ Hydrochloric acid, hydrobromic acid và hydroiodic acid được xếp vào loại acid mạnh do phân li hoàn toàn trong nước.

- Trước đây, ứng dụng phổ biến của hydrogen fluoride là sản xuất các hợp chất chlorofluorocarbon hay còn gọi là các hợp chất CFC được sử dụng cho các hệ thống làm lạnh (ví dụ: điều hòa, tủ lạnh, ...). Tuy nhiên, các hợp chất này phá hủy tầng ozone nên đầu thế kỉ XXI, các hợp chất CFC đã bị cấm sản xuất.

- Gần đây, hydrogen fluoride được dùng để sản xuất hydrochlorofluorocarbon (HCFC) thay thế CFC.

- Một lượng đáng kể hydrogen fluoride được dùng trong sản xuất cryolite (thành phần chính là Na₃AlF₆), đóng vai trò “chất chảy” trong quá trình sản xuất nhôm (aluminium) từ aluminium oxide.

- Hydrogen fluoride còn được sử dụng trong quá trình chế biến dầu mỏ, trong công nghiệp hạt nhân, trong sản xuất fluoride, ...

- Dung dịch nước của hydrogen fluoride là hydrofluoric acid có khả năng hòa tan silicon dioxide nên được sử dụng để khắc các chi tiết lên thủy tinh