Dạng bài tập hóa 11 _ Chương II

DangtoanchuongII_Nito_NTB
CÁC DẠNG BÀI TẬP HÓA HỌC 11( Nâng cao ).
CHƯƠNG II: NITƠ
Dạng 1: Cách tính hiệu suất của một phản ứng:
Ví dụ 1: Cần lấy bao nhiêu lít khí N
2
và bao nhiêu lít khí H
2
đo ở đkc để điều chế 51 gam NH
3
. Biết hiệu suất
phản ứng là 25%.
Giải: Số mol NH
3
: nNH
3
= 51/17=3 (mol ).
N
2
+ 3H
2

→
2NH
3
Theo lý thuyết: số mol N
2
và H
2
cần dùng là:
nN

2
= 3/2 =1,5 ( mol ).
nH
2
=
3∗3
2
= 4,5 (mol ).
Thực tế :số mol N
2
và H
2
cần dùng là:
nN
2
=1,5*100/25 = 6 (mol ).
⟹
V
N2
= 134,4 ( lít ).
nH
2
=4,5*100/25 = 18 (mol ).
⟹
V
H2
= 403,2 ( lít ).
Ví dụ 2: Trong một bình kín dung tích 11,2 lít chứa N
2
, H

2
theo tỉ lệ mol 1:4 ở 0
0
C, 200atm, có bột sắt xúc
tác. Nung nóng bình một thời gian rồi đưa bình về 0
0
C, áp suất giảm 10% so với áp suất ban đầu. Tìm hiệu
suất phản ứng tạo ra NH
3
.
Nhắc lại công thức: n =
PV
RT
. trong đó: p: áp suất (atm ) R=22,4/273
V: thể tích (lít ). T=t
0
C + 273 (
0
K).
Giải : Tổng số mol N
2
và H
2
ban đầu là: n=
200∗11,2
22,4
273
∗273
= 100(mol). Trong đó nN
2

=20(mol). nH
2
=80(mol).
Đặt x là số mol N
2
đã phản ứng.
1

DangtoanchuongII_Nito_NTB
N
2
+ 3H
2

→
2NH
3
Trước phản ứng 20 80
Phản ứng x 3x 2x
Sau phản ứng 20 – x 80 – 3x 2x
Hỗn hợp sau phản ứng có tổng số mol là: n’ = 100 – 2x ( mol ).
Áp suất sau giảm 10% so với áp suất ban đầu
⇒
P
sau
= 90% P
đầu

⇒
n’=0,9n=90(mol).

⇒
x=5. Hiệu suất là: H=5/20*100%=25%.
Ví dụ 3: Một hỗn hợp khí gồm N
2
và H
2
có tỉ lệ thể tích là 1:3 có khối lượng 2 tấn đem tổng hợp ammoniac
ở 400
0
C, 1atm. Tính lượng NH
3
thu được biết rằng ở điều kiện này NH
3
chiếm 0,4% thể tích của toàn hệ.
Giải: N
2
+ 3H
2

→
2NH
3
Trước phản ứng a mol 3a mol
Phản ứng x 3x 2x
Sau phản ứng a – x 3a – 3x 2x

⇒
2x= 0,4/100*[ ( a – x) + ( 3a – 3x) + 2x ]
⇒
200,8x=1,6a (1).

m
hỗn

hợp đầu
= 28a + 6a =2*10
6
(gam)
⇒
a=2/34*10
6
(2).
(1).(2).
⇒
x= 468,713 ( mol).
⇒
Lượng ammoniac thu được là: m=2x*17=15936,24
(gam ).
2

DangtoanchuongII_Nito_NTB
Bài tập :1/ Một hỗn hợp gồm 1 V
N2
và 3 V
H2
cho qua bột sắt nung ở 400
0
C. Khí tạo thành được hòa tan
trong nước thành 500 gam dung dịch ammoniac 5 %. Tính lượng N
2
đã sử dụng biết rằng hiệu suất phản

ứng là 20%.
2/ Một hỗn hợp khí gồm N
2
và H
2
có tỉ khối đối với H
2
là 4,9. Cho hỗn hợp đi qua chất xúc tác
nung nóng, người ta thu được hỗn hợp mới có tỉ khối đối với H
2
là 6,125. Tính hiệu suất của phản ứng N
2
→
NH
3.

3/Một hỗn hợp khí gồm N
2
và H
2
. Cho hỗn hợp khí này vào bình có thể tích không đổi, ở đk thích
hợp ( Fe, 400
0
C) nung nóng bình một thời gian rồi đưa về nhiệt độ lúc đầu thì thấy áp suất trong bình giảm
5% so với ban đầu. Tính thành phần phần trăm thể tích của N
2
và H
2
trong hỗn hợp ban đầu, biết rằng nito
phản ứng với hiệu suất 10%.

Dạng 2: Các tính hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch.
Xét phản ứng thuận nghịch: N
2
+ 3H
2

⇌
2NH
3
(
∆ H
= - 92kJ ). {
∆ H <0 :tỏanhiệt , . ∆ H> 0:thunhiệt.
}
Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng hóa học thì trong hỗn hợp có NH
3
, N
2
còn lại và H
2
còn lại. Hằng số
cân bằng K
c
=
[
NH3
]
2
[
N2

]
∗
[
H2
]
3
.
Sự dời đổi cân bằng của phản ứng thuận nghịch này xảy ra theo chiều hướng chống lại ảnh hưởng của các
yếu tố bên ngoài ( nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê ).
3

DangtoanchuongII_Nito_NTB
Ví dụ 1: Nén 2 mol N
2
và 8 mol H
2
vào bình kín dung tích 2 lít( chỉ chứa sẵn chất xúc tác với thể tích không
đáng kể ) đã được giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, áp suất trong bình bằng
0,8 lần áp suất ban đầu đo cùng nhiệt độ.
2/Cân bằng dời chuyển:
a>.Tăng [NH
3
] cân bằng dới chuyển
theo chiều giảm [NH
3
]: chiều nghịch
b>.Giảm nhiệt độ cân bằng dời
chuyển theo chiều tỏa nhiệt độ: chiều
thuận. c>.Tăng áp suất:
cân bằng dời chuyển theo chiều

giảm áp suất ( chiều giảm số
phân tử khí ): chiều thuận.
Dạng 3: Phản ứng oxi hóa khử
Vấn đề 1: Nhiệt phân muối nitrat.
Chú ý: Muối nitrat tan hoàn toàn trong nước , là chất điện li mạnh.
R(NO
3
)
n
t
0
KL đứng trước Mg
R(NO
2
)
n
+ O
2
( Na, K, Ba, Ca,….)
KL từ Mg đến Cu
R
2
O
n
+ NO
2
+ O
2

KL đứng sau Cu

R + NO
2
+ O
2
(Ag,Hg,…)

Chú ý: Số mol khí NO
2
luôn bằng 4 lần số mol O
2
. Dãy hoạt động của kim loại:
Li
+
K
+
Ba
2+
Ca
2+
Na
+
Mg
2+
Al
3+
Mn
2+
Zn
2+
Cr

3+
Fe
2+
Ni
2+
Sn
4+
Pb
2+
2H
+
Cu
2+
Fe
3+
Hg
+
Ag
+
Hg
2+
Pt
2+
Au
3+

4

N
2

+ 3H
2

→
2NH
3
Trước phản ứng 2 mol 8mol
Phản ứng x 3x 2x
Sau phản ứng 2 – x 8 – 3x 2x
1.Tìm hằng số cân bằng của phản ứng
2.Cân bằng dời đổi theo chiều nào khi:
-Tăng nồng độ mol NH
3
-Giảm nhiệt độ
-Tăng áp suất
1/.Gọi x là số mol N
2
tham gia phản ứng:

P sau
P trước
=
n sau
ntrước

⇔

2x +2−x+ 8−3x
10
=0,8

⇔
x=1
⇒
[NH
3
]=1M, [N
2
]=0,5M, [H
2
]=2,5M.
⇒
K
C
=
[NH 3]2
[
N 2
]
∗[ H 2] 3
=0,128
DangtoanchuongII_Nito_NTB
Li

K

Ba

Ca Na

Mg

Al

Mn Zn Cr Fe Ni Sn

Pb

H
2
Cu

Fe Hg Ag Hg Pt Au
( Cách nhớ: Lúc kia ba cô nàng may áo mùa zét cần phải nhớ sang phố hỏi cửa sắt hiệu á hậu phi âu ).
Ví dụ 1: Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp nhôm nitrat và natri nitrat được 1,89 gam chất rắn và
1,064 lít khí (dkc) thoát ra. Tìm m và % thể tích mỗi khí có trong 1,064 lít.
Ta có : 2Al(NO
3
)
3
Al
2
O
3
+ 6NO
2
+ 3/2 O
2
X 0,5x 3x 0,75x
NaNO
3

NaNO
2
+ 0,5O
2
Y y 0,5y


Theo đề bài ta có:


51x + 69y =1,89
}
⇒
{
X=0,01
3x + 0,75x + 0,5y = 0,0475 Y=0,02

⇒
{
m=3,83
⇒
%NO
2
=63,16%
n
NO2
=0,03
n
O2
=0,0175 % O

2
=36,84%
Bài tập: 1/Nung 27,25 gam hỗn hợp các muối NaNO
3
và Cu(NO
3
)
2
khan người ta được một hỗn hợp khí
a. Dẫn to àn bộ khí A và 89,2ml H
2
O thì thấy có 1,12 lít khí (dkc) không bị nước hấp thụ.
a.Tính thành phần phần trăm( theo khối lượng ) các muối trong hỗn hợp.
b.Tính nồng độ % của dung dịch tạo thành, coi rằng độ tan của oxi trong nước là không đáng kể.
Vấn đề 2: Kim loại tác dụng với axit HNO
3
( trừ Au, Pt ).
Chú ý: HNO
3
đặc nguội không phản ứng với Fe, Al.
Kim loại + HNO
3
đặc Muối nitrat + NO
2
( màu nâu đỏ ) + H
2
O
Kim loại + HNO
3
loãng Muối nitrat +

NO : không màu, hóa nâu trong không khí
N
2
O: khí gây cười
N
2
: không màu, không duy trì sự cháy
NH
4
NO
3
: muối tan
Nước cường thủy ( 1V HNO
3
+ 3VHCl ) làm tan cả Au, Pt:
Au + HNO
3
+ 3HCl AuCl
3
+ NO + H
2
O
Phương pháp thường dùng: bảo toàn số mol electron: n
e do kim loại nhường
= n
e do chất oxi hóa (HNO3) thu được để tạo ra các sản phẩm
khử.

5

t
0
t
0
t
0
t
0
DangtoanchuongII_Nito_NTB
Ví dụ 1: Hòa tan 62,1 gam kim loại vào dung dịch HNO
3
2M loãng thu được 16,8 lít hỗn hợp khí ( N
2
, N
2
O)
có tỉ khối so với H
2
là 17,2. Tìm kim loại và thể tích HNO
3
đã dùng.
Đặt số mol N
2
là x:mol, N
2
O là y:mol. Ta có: x + y =16,8/22,4 ; (28x + 44y )/0,75=17,2*2
⇒
x=0,45, y=0,3.
Cách 1: Đặt kim loại là M hóa trị n ( 1
≤

n
≤
3 )
10M + 12nHNO
3
10M(NO
3
)
n
+ nN
2
+ 6nH
2
O
8M + 10nHNO
3
8M(NO
3
)
n
+ nN
2
O + 5nH
2
O
⇒
n
M
=6,9/n (mol )
⇒

M=9n
⇒
n=3, M=27 (Al). Số mol HNO
3
: 12*0,45 + 10 *0,3 =8,4
⇒V
HNO3
= 4,2 lít.
Cách 2: Dùng một phản ứng với: n
N2O
:n
N2
=0,3:0,45=2:3.
46 * M M
n+
+ ne
n * 10N
5+
+ 46e 2N
2
+1
+ 3 N
2
0
. Ta có phương trình phản ứng sau
46M + 56nHNO
3
46M(NO
3
)

n
+ 2nN
2
O + 3nN
2
+ 5nH
2
O .
Số mol M=46/2n lần số mol N
2
O =46/2n*0,3=6,9/n
⇒
Khối lượng nguyên tử M: M=9n
⇒
n=3, M=27 (Al). Số mol HNO
3
= 56/2 lần số mol N
2
O=56*0,3/2=8,4 (mol ).
⇒V
HNO3
= 4,2 lít
Cách 3: Đặt n
M
=x M M
n+
+ ne
X mol nx
2NO
-

3
+ 10e +12H
+
N
2
0
+ 6H
2
O
4,5 mol 5,4 mol 0,45 mol
2NO
-
3
+ 8e +10H
+
N
2
O + 5H
2
O
2,4 mol 3 mol 0,3mol Theo định luật bảo toàn số mol electron ta có:
nx=4,5+2,4
⇒
x = 6,9/n………
6