Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức Bài 7: Hoá trị và công thức hoá học

- Công thức hoá học của một chất là cách biểu diễn chất bằng kí hiệu hoá học của nguyên tố kèm theo chỉ số ở chân bên phải kí hiệu hoá học.

Ví dụ: Công thức hoá học của oxygen và carbon dioxide lần lượt là O₂ và CO₂.

b. Cách viết công thức hoá học

c. Ý nghĩa của công thức hoá học

- Công thức hoá học cho biết:

+ Các nguyên tố hoá học tạo nên chất.

+ Số nguyên tử hay tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố hoá học có trong phân tử.

+ Khối lượng phân tử của chất.

Ví dụ: Công thức hoá học của calcium carbonate là CaCO₃ cho biết:

- Calcium carbonate gồm ba nguyên tố là Ca, C, O.

- Trong một phần tử calcium carbonate có một nguyên tử Ca, một nguyên tử C, ba nguyên tử O và tỉ lệ số nguyên tử Ca : C : O là 1 : 1 : 3.

- Khối lượng phân tử bằng 40 + 12 + 3+ 16 = 100 (amu).

- Biết công thức hoá học, tính được phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất:

+ Bước 1: Tính khối lượng phân tử hợp chất.

+ Bước 2: Tính phần trăm khối lượng các nguyên tố trong hợp chất:

% khối lượng nguyên tố  = (khối lượng nguyên tử . số nguyên tử của nguyên tố . 100%) : khối lượng phân tử

Ví dụ: Tính phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong phân bón KNO₃

- Khối lượng phân tử KNO₃ bằng: 39.1+ 1+ 1+ 16:3 = 101 (amu).

- Phần trăm khối lượng các nguyên tố trong KNO₃:

\(\% K = \frac{{39.1.100\% }}{{101}} = 38,6\% \)

\(\% N = \frac{{14.1.100\% }}{{101}} = 13,9\% \)

%O = 100% - 38,6% - 13,9% = 47,5%.

a. Khái niệm hóa trị

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

b. Cách xác định hoá trị

- Người ta quy ước nguyên tố H luôn có hoá trị I. Nguyên tử của nguyên tố khác liên kết được với bao nhiêu nguyên tử H thì nguyên tố đó có hoá trị bằng bấy nhiêu.

Ví dụ: Trong phân tử nước (H₂O), nguyên tử của nguyên tố O liên kết được với hai nguyên tử H nên có hoá trị II.

- Oxygen cũng được quy ước có hoá trị II. Từ đó người ta xác định được hoá trị cho các nguyên tố khác trong các hợp chất có chứa H hoặc O.

Ví dụ: Trong phân tử carbon dioxide (CO₂), nguyên tử của nguyên tố C liên kết được với hai nguyên tử O nên có hoá trị IV.

- Hoá trị của nhóm nguyên tử được xác định tương tự như cách xác định hoá trị của nguyên tố.

Ví dụ: Trong phân tử sulfuric acid (H₂SO₄), nhóm (SO₄) liên kết với 2 nguyên tử hydrogen nên có hoá trị II.

c. Quy tắc hoá trị

- Quy tắc hóa trị:

+ Trong công thức hoá học của hợp chất hai nguyên tố, tích của chỉ số và hoá trị của nguyên tố này bằng tích của chỉ số và hoá trị của nguyên tố kia.

Ví dụ: \({P_2}^V{O_5}^{II}\), ta có: 2 x = 5 x II.

+ Quy tắc được vận dụng chủ yếu cho các hợp chất vô cơ.

- Hoá trị của một số nguyên tố hoá học và nhóm nguyên tử được cho trong Bảng 7.2 và Bảng 7.3.

Bảng 7.2. Hóa trị thường gặp của một số nguyên tố hóa học

Bảng 7.3. Hóa trị của một số nguyên tử

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

Ví dụ: Lập công thức hoá học của hợp chất tạo bởi lưu huỳnh có hoá trị IV và oxygen.

- Viết công thức dạng chung: \({S_x}^{IV}{O_y}^{II}\)

- Theo quy tắc hoá trị: x.IV = y.II.

- Chuyển biểu thức này thành tỉ lệ: \(\frac{x}{y} = \frac{{II}}{{IV}} = \frac{1}{2}\)

- Thường thì tỉ lệ số nguyên tử trong phân tử là những số nguyên đơn giản nhất, vì vậy lấy: x =1 và y = 2.

- Công thức hoá học của hợp chất: SO₂.

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

Ví dụ: Lập công thức hoá học của hợp chất tạo bởi carbon và hydrogen, biết phần trăm khối lượng của C, H lần lượt là 75%, 25% và khối lượng phân tử của hợp chất là 16 amu.

- Bước 1: Viết công thức hợp chất là C_xH_y

- Bước 2: Khối lượng phân tử của hợp chất là: 12 x + y = 16.

- Bước 3: Lập biểu thức tính phần trăm khối lượng của C, H để tìm x và y:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{\% C = \frac{{12.x.100\% }}{{16}} = 75\% }\\
{\% H = \frac{{1.y.100\% }}{{16}} = 25\% }
\end{array}\)

→ x = 1; y = 4.

Vậy công thức của hợp chất là CH₄

- Nguyên tố H có hoá trị I. Hoá trị của nguyên tố khác được xác định từ hoá trị của H.

Bài 1: Đường glucose là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho hoạt động sống của con người. Đường glucose có công thức hóa học là C₆H₁₂O₆.

Hãy cho biết:

a) Glucose được tạo thành từ những nguyên tố nào?

b) Khối lượng mỗi nguyên tố trong một phân tử glucose là bao nhiêu?

c) Khối lượng phân tử glucose là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a) Glucose được tạo thành từ những nguyên tố: C, H và O

b) Nguyên tố C: Có 6 nguyên tử C (khối lượng nguyên tử: 12 amu)

→ Khối lượng nguyên tố C trong 1 phân tử glucose = 12 amu x 6 = 72 amu

- Nguyên tố H: Có 12 nguyên tử H (khối lượng nguyên tử: 1 amu)

→ Khối lượng nguyên tố H trong 1 phân tử glucose = 1 amu x 12 = 12 amu

- Nguyên tố O: Có 6 nguyên tử O (khối lượng nguyên tử: 16 amu)

→ Khối lượng nguyên tố O trong 1 phân tử glucose = 16 amu x 6 = 96 amu

c) Khối lượng phân tử glucose = khối lượng nguyên tố C + khối lượng nguyên tố H + khối lượng nguyên tố O

= 72 amu + 12 amu + 96 amu = 180 amu

Bài 2: Xác định hóa trị của mỗi nguyên tố có trong các hợp chất sau đây, biết trong các hợp chất H có hóa trị I còn O có hóa trị II. 

a) NH₃, H₂S, H₃PO₄ 

b) FeO, Na₂O, SiO₂

Hướng dẫn giải

a) 

- Trong phân tử NH3, N có hóa trị III do một nguyên tử N liên kết được với ba nguyên tử H.

- Trong phân tử H2S, S có hóa trị II do một nguyên tử S liên kết được với hai nguyên tử H.

- Trong phân tử H3PO4 , nhóm PO4 có hóa trị III do nhóm PO4 liên kết được với ba nguyên tử H.

b)

- Trong phân tử FeO, Fe có hóa trị II do một nguyên tử Fe liên kết với một nguyên tử O.

- Trong phân tử Na2O, Na có hóa trị I do hai nguyên tử Na mới liên kết được với một nguyên tử O.

- Trong phân tử SiO2, Si có hóa trị IV do một nguyên tử Si liên kết được với hai nguyên tử O.

Bài 3: Tính hóa trị của Fe trong hợp chất.

a) FeCl₂ biết Cl có hóa trị I

b) Fe₂(SO₄)₃ biết nhóm SO₄ có hóa trị II.

Hướng dẫn giải

a) Gọi hoá trị của sắt là a:

1. a = 2.I ⇒ a = II

Vậy hóa trị của Fe trong hợp chất FeCl₂ là II

b. Gọi hoá trị của sắt là b:

2.b = 3.II ⇒ a = III

Vậy hóa trị của Fe trong hợp chất Fe2(SO4)3 là III

Bài 4: Lập công thức hóa học của các hợp chất sau:

a) Hợp chất tạo bởi S (VI) và oxi

b)  Hợp chất tạo bởi Na (I) và (SO₄) (II)

c)  Hợp chất tạo bởi P (III) và H

d)  Hợp chất tạo bởi Cu(II) và (SO₄) (II)

e)  Hợp chất tạo bởi Ca(II) và (NO₃) (I)

Hướng dẫn giải

Các bước lập công thức hóa học:

- Viết CTHH dạng chung A_xB_y

- Gọi a,b là hóa trị lần lượt của A, B 

- Áp dụng quy tắc hóa trị: x.a = b.y 

- Chuyển thành tỉ lệ \(\frac{{\rm{x}}}{{\rm{y}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{b}}}{{\rm{a}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{b'}}}}{{{\rm{a'}}}}\)

- Lấy x = b hay b’ và y = a hay a’ ( nếu a’, b’ là những số nguyên đơn giản hơn so với a, b) 

- Viết Công thức hóa học của hợp chất

a) Hợp chất tạo bởi S (VI) và oxi là SO₂

b) Hợp chất tạo bởi Na (I) và (SO₄) (II) là Na₂SO₄

c) Hợp chất tạo bởi P (III) và H là là PH₃

d) Hợp chất tạo bởi Cu(II) và (SO₄) (II) là CuSO₄

e) Hợp chất tạo bởi Ca(II) và (NO₃) (I) là Ca(NO₃)₂

Bài 5: Hợp chất A chứa Ca, C và O. Biết thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố Ca, C, O lần lượt là: 40%, 12%, 48%. Lập công thức hóa học của A biết khối lượng phân tử của hợp chất là 100 amu.

Hướng dẫn giải  

CTHH của hợp chất A có dạng Ca_xC_yO_z 

Khối lượng phân tử của A là: 40x + 12y + 16z = 100

Theo đề ta có:

\(\begin{array}{l}
{\rm{\% Ca  =  }}\frac{{{\rm{40x}}{\rm{.100}}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{  =  40}}\\
 \Rightarrow {\rm{x  = 1}}
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
{\rm{\% C  =  }}\frac{{{\rm{12y}}{\rm{.100}}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{  =  12}}\\
 \Rightarrow {\rm{y  = 1}}
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
{\rm{\% O  =  }}\frac{{{\rm{16z}}{\rm{.100}}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{  =  48}}\\
 \Rightarrow {\rm{z  = 3}}
\end{array}\)

Vậy CTHH của hợp chất A là CaCO₃

Học xong bài học này, em có thể:

- Trình bày được khái niệm về hoá trị cho chất công hoá trị.

- Biết cách viết công thức hoá học và viết được công thức hoá học của một số đơn chất và hợp chất đơn giản, thông dụng.

- Nêu được mối liên hệ giữa hoá trị của nguyên tố với công thức hoá học của hợp chất.

- Tính được phần trăm nguyên tố trong hợp chất khi biết công thức hoá học của nó.

- Xác định được công thức hoá học của hợp chất dựa vào phần trăm nguyễn tố và khối lượng phân tử.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức Chương 2 Bài 7 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Chọn câu sai

  • A. Hóa tri là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử nguyên tố này với nguyên tử nguyên tố kia
  • B. Hoá trị của một nguyên tố được xác định theo hóa trị của H chọn làm đơn vị và hóa trị của oxi là 2 đơn vị
  • C. Quy tắc hóa trị : x.a=y.b
  • D. Photpho chỉ có hóa trị IV

• Câu 2:

  Cho hợp chất của X là XO và hợp chất của Y là Na₂Y. Công thức của hợp chất tạo bởi X và Y là

  • A. XY
  • B. X₂Y
  • C. X₃Y
  • D. Tất cả đáp án.

• Câu 3:

  Lập công thức hóa học biết hóa trị của X là I và số p = e là 13 và Y có nguyên tử khối là 35.5

  • A. NaCl
  • B. BaCl₂
  • C. NaO
  • D. MgCl

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức Chương 2 Bài 7 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Giải câu hỏi trang 41 SGK Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi trang 42 SGK Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Hoạt động trang 42 SGK Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 1 trang 43 SGK Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 2 trang 43 SGK Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 3 trang 43 SGK Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 1 trang 44 SGK Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu hỏi 2 trang 44 SGK Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.1 trang 26 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.2 trang 26 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.3 trang 26 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.4 trang 26 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.5 trang 26 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.6 trang 26 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.7 trang 27 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7. 8 trang 27 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.9 trang 27 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.10 trang 27 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.11 trang 27 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.12 trang 28 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.13 trang 28 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.14 trang 28 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.15 trang 28 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.16 trang 28 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Giải bài 7.17 trang 28 SBT Khoa học tự nhiên 7 Kết nối tri thức - KNTT

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Khoa học tự nhiên HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!