Giáo án KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 7: Hóa trị và công thức hóa học

Các hợp chất thông dụng

Nguyên tố hóa học tạo nên hợp chất

Số nguyên tử của mỗi nguyên tố

Khối lượng phân tử

Ammonia, NH₃

Saccarose (Đường ăn), C₁₂H₂₂O₁₁

Sodium chloride (Muối ăn), NaCl

Nước, H₂O

Sodium bicarbonate, NaHCO₃

Các hợp chất thông dụng

Nguyên tố hóa học tạo nên hợp chất

Số nguyên tử của mỗi nguyên tố

Khối lượng phân tử

Ammonia, NH₃

N, H

1 N, 3 H

17 amu

Saccarose (Đường ăn), C₁₂H₂₂O₁₁

C, H, O

12 C, 22 H, 11 O

342 amu

Sodium chloride (Muối ăn), NaCl

Na, Cl

1 Na, 1 Cl

58,5 amu

Nước, H₂O

H, O

2 H, 1 O

18 amu

Sodium bicarbonate, NaHCO₃

Na, H, C, O

1 Na, 1 H, 1 C, 3 O

84 amu

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung

*Chuyển giao nhiệm vụ học tập.

- Yêu cầu học sinh hoạt động cá nhânđọc thông tin và trả lời câu hỏi:

? Hóa trị là gì? Trong chất cộng hóa trị, hóa trị của nguyên tố được xác định như thế nào?

? Quan sát ?2/42- Mô hình sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử HCl. Hãy xác định hóa trị của chlorine trong mô hình?

*Thực hiện nhiệm vụ học tập.

- Học sinh hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi.

- GV quan sát tổng quát.

*Báo cáo kết quả và thảo luận.

GV gọi ngẫu nhiên một HS trình bày, các HS khác bổ sung.

*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ.

- Học sinh nhận xét, bổ sung, đánh giá.

- Giáo viên nhận xét, đánh giá.

- GV nhận xét và chốt nội dung.

II. Hoá trị

1. Khái niệm hoá trị

- Hóa trị là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử nguyên tố này với nguyên tử nguyên tố khác.

- Trong chất cộng hóa trị, hóa trị của nguyên tố được xác định bằng số cặp electron dùng chung của nguyên tử nguyên tố đó với nguyên tử khác.

- Trong phân tử HCl, nguyên tử Cl có 1 cặp eletron dùng chung với nguyên tử H. Do vậy Cl có hóa trị I.

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung

*Chuyển giao nhiệm vụ học tập 1.

- Yêu cầu học sinh hoạt động cá nhân đọc thông tin bảng 7.1 và trả lời câu hỏi:

? Xét phân tử H₂S, hãy so sánh tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố lưu huỳnh với tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố hydrogen?

? Xét phân tử CH₄, hãy so sánh tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố carbon với tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố hydrogen?

? Từ kết quả so sánh trên hãy rút ra quy tắc hóa trị với hợp chất 2 nguyên tố.

*Thực hiện nhiệm vụ học tập.

- Học sinh thảo luận nhóm trả lời trả lời câu hỏi:

- GV bao quát tổng quát, theo dõi hoạt động của các nhóm, ghi chép làm căn cứ đánh giá sự tích cực của các nhóm.

*Báo cáo kết quả và thảo luận.

GV yêu cầu một nhóm báo cáo, các nhóm khác bổ sung.

*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ.

- Học sinh nhận xét, bổ sung, đánh giá.

- Giáo viên nhận xét, đánh giá chuẩn hoá kiến thức.

*Chuyển giao nhiệm vụ học tập 2.

- GV sử dụng kỹ thuật các mảnh ghép yêu cầu HS hoàn thành ? 1,2,3/43.

? 1: Xác định hóa trị của lưu huỳnh trong hợp chất sulfur dioxide (một nguyên tử S liên kết với 2 nguyên tử O).

? 2: Hãy xác định hóa trị của carbon trong hợp chất methane có trong hình 5.3b.

? 3: Dựa vào quy tắc hóa trị và bảng 7.2, cho biết công thức hóa học của potassium oxide là KO hay K₂O

*Thực hiện nhiệm vụ học tập.

+ Vòng chuyên gia:

Nhóm 1, 2 hoàn thành câu 1.

Nhóm 3, 4 hoàn thành câu 2.

Nhóm 5, 6 hoàn thành câu 3.

+ Vòng mảnh ghép: Các nhóm mảnh ghép thảo luận hoàn thành 3 câu hỏi/ 43

*Báo cáo kết quả và thảo luận.

- Các nhóm báo cáo, nhận xét, bổ sung.

- Gv nhận xét và chốt lại.

*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ.

- Học sinh nhận xét, bổ sung, đánh giá.

- Giáo viên nhận xét, đánh giá.

- GV nhận xét và chuẩn hoá kiến thức.

2. Quy tắc hoá trị

- Xét phân tử H₂S

Ta thấy: 1.II = 2.I

⇒ Tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố lưu huỳnh bằng tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố hydrogen.

- Xét phân tử CH₄.

Ta thấy: 1.IV = 4.I

⇒ Tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố carbon bằng tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố hydrogen.

Nhận xét: Trong công thức hóa học của hợp chất hai nguyên tố tích, chỉ số và hóa trị của nguyên tố này bằng tích chỉ số và hóa trị của nguyên tố kia.

? 1: Oxygen được quy ước có hóa trị II.

Hợp chất sulfur dioxide (SO₂), nguyên tử nguyên tố S liên kết được với hai nguyên tử O nên có hóa trị IV

? 2: Quy ước nguyên tố H có hóa trị I.

Nguyên tử C liên kết được với 4 nguyên tử H nên nguyên tử C có hóa trị IV.

?3: Theo bảng 7.2, nguyên tố K có hóa trị I, nguyên tố O có hóa trị II.

Giả sử, công thức hóa học của potassium oxide là KO.

Theo quy tắc hóa trị: 1.I ≠ 1.II

⇒ Giả sử sai.

⇒ Công thức hóa học của potassium oxide là K₂O

Theo quy tắc hóa trị: 2.I = 1.II (thỏa mãn).

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung

*Chuyển giao nhiệm vụ học tập.

- Yêu cầu HS hoạt động cá nhân đọc ví dụ SGK về lập CTHH của lưu huỳnh hóa trị IV và oxygen hóa trị II.

*Thực hiện nhiệm vụ học tập.

- HS tìm hiểu cách lập CTHH của S(IV) và O(II)

- HĐ theo nhóm, mỗi nhóm làm 1 ý: Vận dụng: Lập công thức hóa học của các chất tạo nên bởi:

1. Al(III) và O(II)

2. Fe(III) và Cl(I)

3. K(I) nhóm SO₄(II)

*Báo cáo kết quả :

-Học sinh trả lời, HS khác bổ sung

*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ.

- Học sinh nhận xét, bổ sung, đánh giá.

- GV hướng dẫn HS lập nhanh CTHH theo quy tắc chéo như sau:

+ Viết kí hiệu hóa học của nguyên tố hay nhóm nguyên tử đứng cạnh nhau.

+ Viết hóa trị tương ứng lên phía trên.

+ Rút gọn tỉ lệ hóa trị thành phân số tối giản.

+ Quy tắc chéo: Hóa trị rút gọn nguyên tố này là chỉ số của nguyên tố kia, hóa trị rút gọn nguyên tố kia là chỉ số nguyên tố này.

III. Lập công thức hoá học của hợp chất

1. Lập công thức hoá học của hợp chất khi biết hoá trị

1. Đặt công thức của Al(III) và O(II)

là ${\stackrel{III}{Al}}_x{\stackrel{II}{O}}_y$

Theo quy tắc hóa trị: x.III = y.II

⇒$\frac{x}{y}=\frac{II}{III}=\frac{2}{3}$

Lấy x = 2 và y = 3.

Vậy công thức cần lập là Al₂O₃.

2. Đặt công thức của Fe(III) và Cl(I)

là ${\stackrel{III}{Fe}}_x{\stackrel{I}{Cl}}_y$

Theo quy tắc hóa trị: x.III = y.I

⇒$\frac{x}{y}=\frac{I}{III}=\frac{1}{3}$

Lấy x = 1 và y = 3.

Vậy công thức cần lập là FeCl₃.

3. Đặt công thức của K(I) và SO₄(II)

là ${\stackrel{I}{K}}_x{\stackrel{II}{\left(S{O}_4\right)}}_y$

Theo quy tắc hóa trị: x.I = y.II

⇒$\frac{x}{y}=\frac{II}{I}=\frac{2}{1}$

Lấy x = 2 và y = 1.

Vậy công thức cần lập là K₂SO₄.

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung

*Chuyển giao nhiệm vụ học tập.

- Yêu cầu HS hoạt động cá nhân tìm hiểu cách lập công thức hóa học của hợp chất tạo bởi carbon và hydrogen.

Sau đó thảo luận nhóm hoàn thành bài tập trong sách:

?1: Khí carbondioxide luôn có thành phần như sau: Cứ 1 phần khối lượng carbon tương ứng với 2,667 phần khối lượng oxygen. Hãy lập CTHH của khí carbon dioxide, biết khối lượng phân tử của nó là 44 amu.

?2: Hãy lập công thức phân tử của khí hydrogen sulfide, biết lưu huỳnh trong hợp chất này có hóa trị II. Tính phần trăm về khối lượng của lưu huỳnh và hydrogen trong hợp chất đó.

*Thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm bài tập.

*Báo cáo kết quả

- Học sinh trả lời, hs khác bổ sung.

*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

- Học sinh nhận xét, GV chuẩn hoá kiến thức.

2. Lập công thức hoá học của chất theo phần trăm các nguyên tố

?1: Đặt công thức của khí carbon dioxide là C_xO_y.

Khối lượng phân tử của khí carbon dioxide là: 12.x + 16.y = 44

Ta có: ⇒$\frac{12x}{16y}=\frac{1}{2,667}$$\Rightarrow \frac{x}{y}=\frac{1}{2}$⇒ y = 2x

Thay y = 2x vào phương trình khối lượng phân tử được:

12.x + 16.2x = 44 ⇒ x = 1, vậy y = 2.

Vậy công thức của khí carbon dioxide là CO₂.

?2: Đặt công thức của khí hydrogen sulfide là ${\stackrel{I}{H}}_x{\stackrel{II}{S}}_y$

Theo quy tắc hóa trị: x.I = y.II

⇒$\frac{x}{y}=\frac{II}{I}=\frac{2}{1}$

Lấy x = 2 và y = 1.

Vậy công thức của khí hydrogen sulfide là H₂S.

⇒ Khối lượng phân tử của khí hydrogen sulfide là: 2.1 + 32 = 34 (amu).

Phần trăm về khối lượng của lưu huỳnh và của hydrogen trong H₂S là:

$\%H=\frac{\mathrm{2.1.100}\%}{34}=5,88\%$

$\%S=\frac{\mathrm{1.32.100}\%}{34}=94,12\%$