Công thức hóa 10: tổng hợp đầy đủ kèm ví dụ giải nhanh

Trả lời nhanh

Công thức Hóa học lớp 10 xoay quanh bảy nhóm: thành phần nguyên tử (Z, N, A), nguyên tử khối trung bình, quy luật bảng tuần hoàn (oxit cao nhất R₂O_n, hợp chất khí RH_8−n), hiệu độ âm điện, số oxi hóa và bảo toàn electron, tính nhanh khối lượng muối, cùng tốc độ phản ứng – cân bằng hóa học. Bài này gom các công thức đó kèm ví dụ giải nhanh.

Học Hóa 10 mà chỉ thuộc công thức thì chưa đủ, em cần biết công thức dùng khi nào và hay sai ở đâu. Vì vậy mỗi nhóm dưới đây đều có một ví dụ nhỏ do thầy tự đặt để em kiểm tra cách áp dụng. Phần cuối là mục lục dẫn tới từng bài công thức chi tiết.

1. Công thức về thành phần nguyên tử và ion

Nguyên tử trung hòa: số proton (P) = số electron (E) = số hiệu nguyên tử Z.
Số khối: A = Z + N (N là số neutron).
Tổng số hạt trong nguyên tử: S = 2Z + N.
Ion Xⁿ⁺: số electron = Z − n. Ion X^m−: số electron = Z + m. Số proton và neutron không đổi.
Điều kiện bền (với Z ≤ 82): Z ≤ N ≤ 1,52Z, nên 3,5Z ≤ S ≤ 3,52Z.

Ví dụ: nguyên tử X có tổng số hạt là 52, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16. Ta có 2Z + N = 52 và 2Z − N = 16, suy ra Z = 17, N = 18, A = 35. X là clo.

Lỗi hay gặp: quên rằng “hạt mang điện” gồm cả proton và electron nên phải tính 2Z, không phải Z.

2. Nguyên tử khối trung bình và phần trăm đồng vị

Với nguyên tố có hai đồng vị, số khối A₁, A₂ và phần trăm số nguyên tử a%, b%:

Ā = (a·A₁ + b·A₂) / 100, với a + b = 100.

Ví dụ: clo có hai đồng vị ³⁵Cl và ³⁷Cl, nguyên tử khối trung bình 35,5. Gọi x là % của ³⁵Cl thì 35x + 37(100 − x) = 3550, suy ra x = 75. Vậy ³⁵Cl chiếm 75%, ³⁷Cl chiếm 25%.

Mẹo: dùng sơ đồ đường chéo. Hiệu của Ā với số khối đồng vị này cho tỉ lệ của đồng vị kia: (37 − 35,5) : (35,5 − 35) = 1,5 : 0,5 = 3 : 1.

3. Bán kính và thể tích nguyên tử

Thể tích 1 mol nguyên tử (kể cả khe rỗng) = M / D (cm³), D là khối lượng riêng.
Thể tích thực của 1 nguyên tử = (M / D) · (độ đặc khít) / N_A, với N_A = 6,022·10²³.
Nguyên tử coi là hình cầu: V = (4/3)πr³, suy ra r = ∛(3V / 4π).

Ví dụ: đồng có M = 64, D = 8,96 g/cm³, độ đặc khít 74%. Thể tích thực của 1 mol nguyên tử là 64/8,96 × 0,74 ≈ 5,29 cm³. Mỗi nguyên tử có V ≈ 8,78·10⁻²⁴ cm³, nên r ≈ 1,28·10⁻⁸ cm = 0,128 nm.

Lỗi hay gặp: quên nhân độ đặc khít, hoặc đổi sai đơn vị giữa cm, nm và Å (1 nm = 10 Å = 10⁻⁷ cm).

4. Quy luật trong bảng tuần hoàn

Với nguyên tố nhóm A thuộc nhóm số n (n là số thứ tự nhóm, cũng là số electron lớp ngoài cùng):

Nhóm	IVA	VA	VIA	VIIA
Oxit cao nhất R₂O_n	RO₂	R₂O₅	RO₃	R₂O₇
Hợp chất khí với H: RH_8−n	RH₄	RH₃	H₂R	HR
Ví dụ nguyên tố	Si	P	S	Cl
Hiđroxit cao nhất	H₂SiO₃	H₃PO₄	H₂SO₄	HClO₄

Cách dùng ngược: nếu oxit cao nhất chứa a% oxi thì lập phương trình theo khối lượng, tìm R, rồi đối chiếu bảng. Ví dụ hợp chất khí với hiđro của R có 5,88% H về khối lượng: R có dạng H₂R, 2/(2 + R) = 0,0588, suy ra R = 32 (lưu huỳnh).

Hai nguyên tố liên tiếp:

Hai nguyên tố cùng nhóm A, ở hai chu kì liên tiếp: hiệu số hiệu nguyên tử Z_B − Z_A bằng 8 (nhóm IA, IIA khi từ chu kì 2 lên 3 hoặc 3 lên 4) hoặc 18 (các nhóm IIIA–VIIIA khi từ chu kì 3 lên 4).
Hai nguyên tố ở hai nhóm A liên tiếp, cùng chu kì: Z_B = Z_A + 1.

Ví dụ: A, B cùng nhóm IIA, thuộc hai chu kì liên tiếp, tổng Z = 32. Với Z_B − Z_A = 8 ta có Z_A = 12 (Mg), Z_B = 20 (Ca).

5. Hiệu độ âm điện và loại liên kết

Δχ = |χ_A − χ_B|. Quy ước thường dùng trong SGK:

Δχ	Loại liên kết
0 ≤ Δχ < 0,4	Cộng hóa trị không phân cực
0,4 ≤ Δχ < 1,7	Cộng hóa trị phân cực
Δχ ≥ 1,7	Ion

Ví dụ: Cl₂ có Δχ = 0 (không cực). HCl có Δχ = 3,16 − 2,20 = 0,96 (phân cực). NaCl có Δχ = 3,16 − 0,93 = 2,23 (ion). Nhớ rằng đây là quy ước gần đúng; một vài hợp chất sát ngưỡng vẫn cần xét thêm bản chất liên kết.

6. Số oxi hóa và bảo toàn electron

Đơn chất: số oxi hóa bằng 0. Trong hợp chất: tổng số oxi hóa các nguyên tử bằng 0. Trong ion: tổng bằng điện tích ion.
Thường gặp: H là +1, O là −2 (trừ peoxit, OF₂), kim loại nhóm IA là +1, nhóm IIA là +2.
Bảo toàn electron: tổng số mol electron chất khử nhường = tổng số mol electron chất oxi hóa nhận.

Ví dụ 1: số oxi hóa Cr trong K₂Cr₂O₇: 2(+1) + 2x + 7(−2) = 0, suy ra x = +6.

Ví dụ 2: hòa tan 2,7 g Al trong H₂SO₄ đặc, nóng, sản phẩm khử duy nhất là SO₂. Al (0,1 mol) nhường 0,3 mol e. Mỗi SO₂ nhận 2e (S⁺⁶ → S⁺⁴), nên n(SO₂) = 0,15 mol, V = 3,36 lít (đktc).

Lỗi hay gặp: viết sai số e trao đổi, ví dụ Fe lên Fe³⁺ hay Fe²⁺ phụ thuộc chất oxi hóa (Cl₂, HNO₃ cho Fe³⁺; HCl, S cho Fe²⁺).

7. Tính nhanh khối lượng muối

Phản ứng	Công thức
Kim loại + HCl	m_muối = m_KL + 71·n(H₂)
Oxit kim loại + HCl	m_muối = m_oxit + 27,5·n(HCl) = m_oxit + 55·n(H₂O)
Kim loại + H₂SO₄ loãng	m_muối = m_KL + 96·n(H₂)
Oxit kim loại + H₂SO₄ loãng	m_muối = m_oxit + 80·n(H₂SO₄)
Kim loại + H₂SO₄ đặc, sản phẩm khử SO₂	m_muối = m_KL + 96·n(SO₂)

Vì sao đúng? Mỗi mol H₂ tạo ra từ 2 mol H⁺ thì kéo theo 2 mol Cl⁻ (71 g) hoặc 1 mol SO₄²⁻ (96 g) vào muối. Với oxit, mỗi nguyên tử O (16) được thay bằng 2Cl (71) hoặc SO₄ (96), nên khối lượng tăng 55 hoặc 80.

Ví dụ: 8,0 g hỗn hợp Mg, Fe tan hết trong HCl dư, thu 4,48 lít H₂ (đktc, 0,2 mol). Khối lượng muối = 8,0 + 71 × 0,2 = 22,2 g.

8. SO₂, H₂S tác dụng với dung dịch kiềm

Đặt T = n(OH⁻) / n(SO₂). Lưu ý n(OH⁻) = n(NaOH) + 2n(Ba(OH)₂) + …

T ≤ 1: chỉ tạo muối axit (HSO₃⁻), SO₂ có thể dư.
1 < T < 2: tạo cả hai muối HSO₃⁻ và SO₃²⁻.
T ≥ 2: chỉ tạo muối trung hòa SO₃²⁻, kiềm có thể dư.

H₂S làm tương tự, thay bằng HS⁻ và S²⁻.

Ví dụ: dẫn 0,1 mol SO₂ vào dung dịch chứa 0,15 mol NaOH. T = 1,5 nên có hai muối. Gọi x = n(NaHSO₃), y = n(Na₂SO₃): x + y = 0,1 và x + 2y = 0,15, suy ra x = y = 0,05 mol.

9. Năng lượng hóa học (chương trình mới)

Theo năng lượng liên kết: Δ_rH = ΣE_b(chất đầu) − ΣE_b(sản phẩm).
Theo nhiệt tạo thành: Δ_rH = ΣΔ_fH(sản phẩm) − ΣΔ_fH(chất đầu).

Ví dụ (số liệu giả định gần thực tế): H₂ + Cl₂ → 2HCl với E_b(H–H) = 436, E_b(Cl–Cl) = 243, E_b(H–Cl) = 431 kJ/mol. Δ_rH = 436 + 243 − 2×431 = −183 kJ, phản ứng tỏa nhiệt.

Mẹo nhớ: hai công thức “ngược chiều” nhau. Năng lượng liên kết lấy chất đầu trừ sản phẩm (bẻ liên kết cần năng lượng); nhiệt tạo thành lấy sản phẩm trừ chất đầu.

10. Tốc độ phản ứng và hằng số cân bằng

Tốc độ trung bình: v̄ = |ΔC| / Δt, đơn vị mol/(L·s).
Phản ứng đơn giản aA + bB → sản phẩm: v = k·[A]^a·[B]^b.
Ảnh hưởng nhiệt độ: v₂/v₁ = γ^{(t₂ − t₁)/10}, γ là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.
Với aA + bB ⇌ cC + dD: K_C = [C]^c[D]^d / ([A]^a[B]^b). Chất rắn và dung môi không viết vào biểu thức.

Ví dụ 1: γ = 2, tăng nhiệt độ từ 30 °C lên 60 °C thì tốc độ tăng 2³ = 8 lần.

Ví dụ 2: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, lúc cân bằng [H₂] = [I₂] = 0,2 M, [HI] = 0,8 M. K_C = 0,8² / (0,2 × 0,2) = 16.

Lỗi hay gặp: quên số mũ bằng hệ số cân bằng, hoặc đảo tử – mẫu (sản phẩm luôn ở tử số).

Bài luyện tập có đáp án

Nguyên tố Br có hai đồng vị ⁷⁹Br và ⁸¹Br với nguyên tử khối trung bình 79,92. Tính phần trăm mỗi đồng vị.
Đáp án: gọi x% là ⁷⁹Br: 79x + 81(100 − x) = 7992, suy ra x = 54. Vậy ⁷⁹Br chiếm 54%, ⁸¹Br chiếm 46%.
Hòa tan 11,6 g hỗn hợp Fe, Mg vào H₂SO₄ loãng dư thu 6,72 lít H₂ (đktc). Tính khối lượng muối sunfat.
Đáp án: n(H₂) = 0,3 mol; m = 11,6 + 96 × 0,3 = 40,4 g.
Dẫn 0,2 mol H₂S vào 0,5 mol NaOH. Muối nào tạo thành, bao nhiêu mol?
Đáp án: T = 2,5 ≥ 2 nên chỉ có Na₂S: 0,2 mol, NaOH còn dư 0,1 mol.

Mục lục công thức Hóa học lớp 10 chi tiết

Chọn bài để xem phương pháp giải đầy đủ và bài tập có lời giải:

Công thức xác định thành phần nguyên tử
Công thức xác định thành phần các hạt trong ion
Công thức tính nguyên tử khối trung bình
Công thức tính phần trăm số nguyên tử mỗi đồng vị
Công thức tính bán kính nguyên tử
Công thức tính thể tích nguyên tử
Công thức oxit cao nhất, hợp chất khí với hiđro các nguyên tố nhóm A
Công thức hiđroxit cao nhất
Xác định hai nguyên tố thuộc hai chu kì liên tiếp trong cùng một nhóm A
Xác định hai nguyên tố thuộc hai nhóm A liên tiếp trong cùng một chu kì
Công thức tính hiệu độ âm điện
Công thức xác định số oxi hóa
Công thức bảo toàn electron
Tính nhanh khối lượng muối clorua tạo thành sau phản ứng
Tính nhanh khối lượng muối sunfat
Tính nhanh số mol OH− khi cho SO2 với dung dịch kiềm
Tính nhanh số mol OH− khi cho H2S tác dụng với dung dịch kiềm
Công thức tính tốc độ phản ứng
Công thức tính hằng số cân bằng

Công thức Hóa học các lớp khác và nội dung bổ trợ

Tổng hợp công thức Hóa học lớp 8 + 9
Tổng hợp công thức Hóa học lớp 11
Tổng hợp công thức Hóa học lớp 12
Cấu hình electron của các nguyên tố
Cấu hình electron các ion thường gặp
Công thức Lewis của một số chất thường gặp
Cách đọc danh pháp hóa học
Cách nhận biết các chất hóa học thường gặp
Tổng hợp kiến thức môn Hóa học

Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Giải SGK Hóa học 10 Cánh diều: lời giải đủ 18 bài, 7 chủ đề. Bài sau: Tổng hợp công thức Hóa học quan trọng thường gặp từ lớp 8 đến lớp 12.

Câu hỏi thường gặp

Công thức hóa 10 gồm những phần chính nào?

Gồm thành phần nguyên tử và đồng vị, quy luật bảng tuần hoàn, độ âm điện và liên kết, số oxi hóa – bảo toàn electron, tính nhanh khối lượng muối, SO2/H2S với kiềm, năng lượng hóa học, tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học.

Công thức tính nhanh khối lượng muối clorua khi kim loại tác dụng HCl là gì?

m muối = m kim loại + 71 × n(H2). Mỗi mol H2 sinh ra kéo theo 2 mol Cl− (71 g) vào muối.

Khi nào chất tạo muối axit, khi nào tạo muối trung hòa với SO2 và kiềm?

Tính T = n(OH−)/n(SO2). T ≤ 1 tạo muối axit; 1 < T < 2 tạo hai muối; T ≥ 2 tạo muối trung hòa.

Cách phân biệt liên kết ion và cộng hóa trị bằng độ âm điện?

Δχ < 0,4: cộng hóa trị không cực; 0,4 ≤ Δχ < 1,7: cộng hóa trị phân cực; Δχ ≥ 1,7: liên kết ion. Đây là quy ước gần đúng thường dùng trong SGK.