Lí thuyết bài tập cơ bản Hóa 11 - Nito - Amoniac và muối Amoni - Axit Nitrit và muối Nitrat

CHƯƠNG II: NITƠ - PHOTPHO

HÓA HỌC 11

@chauuido


NITƠ

AMONIAC - MUỐI AMONI

AXIT NITRIT - MUỐI NITRAT



TĨM TẮT LÍ THUYẾT

Cơng thức phân tử Cơng thức electron Cơng thức cấu tạo
N2 (M = 28)
1s22s22p3
N≡N

Vị trí Nitơ: ơ thứ 7, chu kì 2, nhóm VA.
Cấu hình e: 1s22s22p3.
=> Có 3e độc thân ở phân lớp 2p có thể tạo được ba
liên kết cộng hóa trị với nguyên tử khác.
CTPT: N2
CT cấu tạo: N ≡ N.

Tính chất vật lí
Ở điều kiện thường:

• Khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị
• Hơi nhẹ hơn khơng khí
• Hóa lỏng ở -196oC
Khí nitơ tan it trong nước và khơng duy trì sự cháy
và sự hô hấp.


Tính chất hóa học
Trong các hợp chất Nitơ có các số oxi hóa: -3 ; 0; +1 ; +2 ; +3 ; +4 ; +5.
Các mức số oxi hóa tùy thuộc vào các nguyên tố khác trong hợp chất.

Tính oxi hóa

a. Tác dụng với kim loại (Ca, Mg, Al,...)  tạo thành nitrua kim loại.
0

( No + 3e → N-3)

-3

Nhận xét 
b. Tác dụng với hiđro tạo ra khí amoniac
Điều kiện: Nhiệt độ cao, áp suất cao và có mặt chất xúc tác

Tính khử

Số oxi hóa của nguyên tố
nitơ giảm từ 0 đến - 3
=> Thể hiện tính oxi hóa

Khoảng 3000oC ( hoặc nhiệt độ lò hồ quang điện),
Nitơ phản ứng trực tiếp với oxi tạo ra nitơ monooxit NO

Nhận xét 
Số oxi hóa tăng
=> Nitơ thể hiện tính khử

Điều kiện thường, khí NO khơng màu tác dụng ngay với oxi
trong khơng khí tạo ra nitơ đioxit NO2 có màu nâu đỏ:


Ứng dụng – Trạng thái tự nhiên
• Là thành phần dinh dưỡng chính của thực vật.
• Trong cơng nghiệp: phần lớn dùng để tổng hợp
NH3, HNO3, phân đạm,…
• Trong tự nhiên, Nitơ tồn tại ở dạng tự do và hợp chất:
 Ở dạng tự do khí nitơ chiếm 78,16% thể tích của
khơng khí
 Ở dạng hợp chất, nitơ có nhiều trong hợp chất
(NaNO3)

Điều chế

1. Trong cơng nghiệp
Khơng khí hóa lỏng -196oC → Nitơ
2. Trong phịng thí nghiệm
Đun nóng nhẹ dung dịch bão hịa muối amoni nitrit
to

NH4NO2   →    N2 + 2H2O

Đun nóng dung dịch
bão hòa của amoni clorua và natri nitrit
o
NH4Cl + NaNO2 

t

→  N2 + NaCl + 2H2O


BÀI TẬP SGK HĨA tr.31
Bài 1. Trình bày cấu tạo của phân tử N2. Vì sao ở điều kiện thường,
nitơ là một chất trơ? Ở điều kiện nào nitơ trở nên hoạt động hơn?
Phân tử nitơ gồm 2 nguyên tử, giữa chúng hình thành một liên kết ba. Liên kết ba
trong phân tử nitơ rất bền nên nitơ trơ ở điều kiện thường. Ở nhiệt độ cao (trên
3000°C), nitơ hoạt động hơn và có thể phản ứng với nhiều chất khác.
Bài 2 Nitơ khơng duy trì sự hơ hấp, nitơ có phải là khí độc
khơng?
Nitơ khơng duy trì sự cháy và sự hơ hấp, tuy nhiên nitơ KHƠNG phải là khí độc
Bài 3
a) Cặp cơng thức của liti nitrua và nhôm nitrua là:
A. LiN3 và Al3N.
B. Li3N và AlN.
C. Li2N3 và Al2N3.
D. Li3N2 và Al3N2.
b) Viết phương trình hóa học của phản ứng tạo thành liti nitrua
và nhôm nitrua khi cho liti và nhôm tác dụng trực tiếp với nitơ.
Trong các phản ứng này nitơ là chất oxi hóa hay chất khử?

b) 6Li + No2 → 2Li3N-3

2Al + No2 → 2AlN-3
Trong 2 phản ứng với liti và nhơm, nitơ là
chất oxi hóa vì số OXH giảm từ 0 xuống -3.


BÀI TẬP SGK HĨA tr.31
Bài 4 Ngun tố nitơ có số oxi hóa là bao nhiêu trong các hợp chất
sau: NO, NO2, NH3, NH4Cl, N2O, N2O3, N2O5, Mg3N2?
Số oxi hóa của nitơ trong các hợp chất lần lượt là: +2; +4; -3; -3; +1; +3; +5; -3.

Bài 5 Cần lấy bao nhiêu lít khí nitơ và khí hiđro để điều chế được 67,2
lít khí amoniac? Biết rằng thể tích của các khí đều được đo trong cùng
điều kiện nhiệt độ, áp suất và hiệu suất của phản ứng là 25%.
N2  + 3H2  ⇔ 2NH3
1l →
3l →
2l
33,6 l ← 100,8 l ← 67,2 l
H= 25/100
VN2 cần = 33,6 l : 25% = 134,4 l
VH2 cần = 100,8 l . 100/25 = 4003,2 l


1.

Trộn 3 lít NO với 10 lít khơng khí .Tính thể tích NO 2 tạo thành về thể tích hỗn hợp khí sau phản ứng (Biết O 2
chiếm 1/5 thể tích khơng khí ,phản ứng xảy ra hồn tồn ,các thể tích khí đo trong cùng đk).
2*. Trộn 200 ml dung dịch natri nitrat 3M với 200 ml dung dịch amoniclorua 2M rồi đun
nóng cho đến khi phản ứng thực hiện xong. Xác định thể tích khí sinh ra (đkc) và nồng độ
mol của các muối trong dung dịch sau phản ứng.

3. Dẫn khơng khí có lẫn H2S và hơi nước lần lượt qua dung dịch NaOH, H2SO4 đđ và vụn đồng nung đỏ.Chất
nào sẽ bị từng chất trên hấp thụ? Khí cịn lại sau cùng là gì ?Viết các phương trình hóa học dạng phân tử và
ion thu gọn.
4. Bơm 2 lít khí NO vào một lọ đựng 10 lít khơng khí.
a) Tính thể tích NO tạo thành.
b) Tính thành phần % theo thể tích hỗn hợp thu được.
5. Nguyên tố nitơ có số oxi hóa là bao nhiêu trong các hợp chất sau: NO, NO 2, NH3, NH4Cl, N2O , N2O3
, N2O5 , Mg3N2.?
6. Trộn 50ml hỗn hợp A gồm N2 và NO với 25ml khơng khí thu được 70ml hỗn hợp B.Trộn 145ml khơng khí vào
B thu được 200ml hỗn hợp C. Tính % theo thể tích các khí trong hỗn hợp A.
7. Một hỗn hợp N2 và H2 có tỉ khối đối với H2 là 4,9. Cho hỗn hợp đi qua chất xúc tác nung nóng, người ta được
một hỗn hợp mới có tỉ khối đối với H2 = 6,125. Tính hiệu suất N2 chuyển thành NH3.
( H%=33,33%)


GIẤY NHÁP
0

0

+6

-6

3Ca + N2 → Ca3N2
3Ca → 3Ca 2++ 6e
N + 3e → N
+5

-2

NO3

3-

Tính OXH

Tính KHỬ

Tác dụng
CHẤT KHỬ

Tác dụng
CHẤT OXH

Hidro
Kim loại
Oxi
Clo


TĨM TẮT LÍ THUYẾT
A. Amoniac
• N liên kết với H bằng liên kết cộng hóa trị có cực.
• Phân tử NH3 có cấu tạo hình chóp với N ở đỉnh. Đáy
là một tam giác mà đỉnh là ba nguyên tử H.
N có cặp electron hóa trị tham
gia liên kết với nguyên tử khác.

TÍNH CHẤT
VẬT LÍ

Mùi khai của nước tiểu phát sinh từ chất amoniac,
đây là một loại chất độc có hại cho cơ thể 

• Amoniac là chất khí khơng màu, có
mùi khai và sốc, nhẹ hơn khơng khí.
• Khí amoniac tan nhiều trong nước


THÍ NGHIỆM
Nạp đầy khí NH3 vào bình thủy tinh trong suốt, đậy bình
bằng ống cao su có ống thủy tinh vuốt nhọn xuyên qua.
Nhúng dần ống thủy tinh vào một chậu thủy tinh chứa nước có pha
vài giọt dung dịch phenolphtalein, ta thấy nước trong chậu phun vào
bình thành những tia màu hồng.
Đó là do khí NH3 tan nhiều trong nước làm giảm áp suất trong bình và nước
bị hút vào bình. Tia nước có màu hồng chứng tỏ dung dịch có tính bazơ


A. Amoniac

TÍNH
CHẤT
HĨA
HỌC

1. Tính bazơ yếu

a) Tác dụng với H2O
NH3 kết hợp với H+ của nước , tạo thành ion amoni NH4+,
giải phóng OH- và dẫn điện
Amoniac là bazơ yếu. Có thể làm quỳ tím ẩm hóa xanh.

b) Tác dụng với dung dịch muối
Dung dịch amoniac tác dụng với dung dịch muối của
nhiều kim loại tạo thành kết tủa hiđroxit.
NH4OH

AlCl3 + 2NH3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3NH4Cl

Trong phân tử NH3 nguyên tử N có
số oxi hóa là -3 là số oxi hóa thấp
nhất → Amoniac có tính khử.

2. Tính khử
a) Tác dụng với
oxi
o
t

4NH3 + 3O2  →  2N2+ 6H2O

Amoniac cháy trong oxi cho ngọn lửa màu
vàng, tạo ra khí nitơ và hơi nước

c) Tác dụng với axit 
Khí amoniac cũng như dung dịch amoniac tác dụng với
axit tạo muối amoni

NH3 + HCl → NH4Cl Amoni clorua

NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Amoni sunfat
NH3 + HNO3 → NH4NO3 Amoni nitrat

b) Tác dụng với clo

2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl
Đông thời NH3 kết hợp ngay với HCl tạo thành khói trắng NH4Cl


ỨNG DỤNG

ĐIỀU CHẾ
1. Trong phịng thí nghiệm
to

2NH4Cl + Ca(OH)2  → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O

2. Trong công nghiệp

Phản ứng thuận của phản ứng tổng hợp amoniac là
phản ứng tỏa nhiệt. Vì vậy muốn cân bằng chuyển
dịch sang phải thì ta đồng thời phải giảm nhiệt độ
và tăng áp suất.


B. MUỐI AMONI
Muối amoni là chất tinh thể ion, gồm cation amoni NH 4+ và anion gốc axit.
VD: NH4Cl (amoni clorua),....

Tính chất vật lí
Tất cả các muối amoni đều tan nhiều trong nước,
khi tan điện li hoàn toàn tạo thành các ion.
1. Tác dụng với dung dịch kiềm

Tính chất hóa học

Dung dịch đậm đặc muối amoni
+ dung dịch kiềm → khí amoniac
o
t

NH4Cl + NaOH →   NH3 + NaCl + H2O

=> Đây là phản ứng nhận biết ion amoni.

2. Phản ứng nhiệt phân
Muối amoni chứa gốc axit khơng có tính oxi hóa
to

(NH ) CO    →   2NH  + CO  + H O
4 2

3

3

2

2

Muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa
to

NH4NO2  →   2N + 2H2O
to

NH4NO3  →   N2O + 2H2O


Giải bài tập SGK hóa 11 trang
37, 38 
Bài 1 trang 37 SGK Hóa 11
Mơ tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm chứng minh
rằng ammoniac tan nhiều trong nước.

Nạp đầy khí NH3 vào bình thủy tinh trong suốt, đậy bình
bằng ống cao su có ống thủy tinh vuốt nhọn xuyên qua.
Nhúng dần ống thủy tinh vào một chậu thủy tinh chứa
nước có pha vài giọt dung dịch phenolphtalein, ta thấy
nước trong chậu phun vào bình thành những tia màu
hồng. Đó là do khí NH3 tan nhiều trong nước làm giảm
áp suất trong bình và nước bị hút vào bình. Tia nước có
màu hồng chứng tỏ dung dịch có tính bazơ


Bài 2 trang 37 SGK Hóa 11

Bài 3 trang 37 SGK Hóa 11

Hiện nay, để sản xuất ammoniac, người ta điều chế nitơ và hiđro
bằng cách chuyển hóa có xúc tác một hỗn hợp gồm khơng khí,
hơi nước và khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên).
Phản ứng giữa khí metan và hơi nước tạo ra hiđro và cacbon
đioxit. Để loại khí oxi và thu khí nitơ, người ta đốt khí metan
trong một thiết bị kín chứa khơng khí.
Hãy viết các phương trình hóa học của phản ứng điều chế hiđro,
loại khí oxi và tổng hợp khí ammoniac.

Chọn A: NH3
Phương trình hóa học:
NH3 + H2O   →    NH4+ + OH- 
NH3 + HCl → NH4Cl
NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O
to  → NH NO
NH3 + HNO
3
4
3
NH4NO3  → N2O + 2H2O


Bài 4 trang 38 SGK Hóa 11
Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt các
dung dịch: NH3, Na2SO4, NH4Cl, (NH4)2SO4. Viết
phương trình hóa học của các phản ứng đã dùng.

Để phân biệt các dung dịch: NH3, Na2SO4, NH4Cl,
(NH4)2SO4, có thể dùng thuốc thử lần lượt là:
Dung dịch BaCl2, dung dịch NaOH.

Bài 5 trang 38 SGK Hóa 11
Muốn cho cân bằng của phản ứng tổng hợp amoniac
chuyển dịch sang phải, cần phải đồng thời:
A. Tăng áp suất và tăng nhiệt độ.
B. Giảm áp suất và giảm nhiệt độ.
C. Tăng áp suất và giảm nhiệt độ.
D. Giảm áp suất và tăng nhiệt độ.

Bài 6 trang 38 SGK Hóa 11
Trong phản ứng nhiệt phân các muối NH4NO2 và NH4NO3, số
oxi hóa của nitơ biến đổi như thế nào? Nguyên tử nitơ trong
ion nào của muối đóng vai trị chất khử và ngun tử nitơ
trong ion nào của muối đóng vai trị chất oxi hóa?
to

NH4NO2  →   N2 + 2H2O
to

NH4NO3  →   N2O + 2H2O
N có số oxi hóa +3 và +5 trong NO2- và NO3-: Đóng vai trị chất oxi hóa.
N có số oxi hóa -3 trong NH4+: Đóng vai trị chất khử.


Bài 7 trang 38 SGK Hóa 11
Cho dung dịch NaOH dư vào 150,0 ml dung dịch
(NH4)2SO4 1,00 M, đun nóng nhẹ.
a) Viết phương trình hóa học ở dạng phân tử và dạng
ion rút gọn.
b) Tính thể tích khí (đktc) thu gọn.

a) n(NH4)2SO4 = 0,15.1 = 0,15 mol => nNH+ = 0.3 mol
(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3 ↑ + 2H2O
NH4+  + OH- → NH3 ↑ + H2O
0,3
0,3 (mol)
b) Vậy VNH3 = 0,3.22,4 = 6,72 lít
Thể tích NH3 thu được (đktc): 6,72 lít.
Bài 8 trang 38 SGK Hóa 11
Phải dùng bao nhiêu lít khí nitơ và bao nhiêu lít khí hiđro để điều chế 17,0 gam NH 3? Biết rằng hiệu
suất chuyển hóa thành amoniac là 25,0 %. Các thể tích khí được đo ở đktc.
A. 44,8 lít N2 và 134,4 lít H2
B. 22,4 lít N2 và 134,4 lít H2
C. 22,4 lít N2 và 67,2 lít H2
D. 44,8 lít N2 và 67,2 lít H2
N2 + 3H2 → 2NH3 
0,5 1,5
1
Số mol của NH3 là: nNH3 (thực tế) = 17/17 = 1 mol
Do thực tế NH3 sinh ra chỉ bằng 25% lượng NH3 có thể
sinh ra. Vậy ta có:
nNH  (100%) được sinh ra = nNH  (thực tế).4 = 1.4 = 4 mol
nN  (thực tế) = 2 mol; nH  (thực tế) = 6 mol
=> V N  thực tế = 44,8 lít; V H  (thực tế) = 134,4 lít
2

3

2

2

2

2


TĨM TẮT LÍ THUYẾT

Axit nitric (HNO3, M = 63)
Tính chất vật lý
Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc
khói mạnh trong khơng khí ẩm. Axit HNO3 tan tốt
trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.

Trong điều kiện thường, dung dịch có màu hơi vàng do HNO3 bị phân hủy chậm:
4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2 → phải đựng dung dịch HNO3 trong bình tối màu.


TÍNH CHẤT HĨA HỌC

a. Axit HNO3 là một trong các axit
mạnh:
•Làm quỳ tím hóa đỏ,
•Tác dụng với bazơ và oxit bazơ
•Tác dụng với muối của axit yếu
•Tác dụng với kim loại (khơng giải phóng khí H 2)

VD: CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + 2H2O

CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

• Tác dụng với oxit bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → muối + H2O:
2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
• Tác dụng với bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → muối + H2O:
2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O
• Tác dụng với muối (trong muối kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → muối mới + axit mới:
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O


b. Axit HNO3 là chất oxi hóa mạnh (vì N có số oxi hóa là +5)

Lưu ý
+ HNO3 đặc sản phẩm khử là NO2
+ HNO3 lỗng:
 Kim loại có tính khử trung bình, yếu (Fe, Cu, Ag,...) sản
phẩm khử là NO
 Kim loại có tính khử mạnh như (Mg, Al,Zn,...) sản phẩm
khử là NO, N2O, N2, NH4NO3
VD: Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
 HNO3 đặc nguội khơng tác dụng với Al, Fe, Cr
• Một số phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.
(Một số hợp chất hữu cơ bốc cháy khi gặp HNO3 đặc)
VD: C + 4HNO3 (đ) → CO2 + 4NO2 + 2H2O
3FeO + 10HNO3 (đ) → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O


a. Trong phịng thí nghiệm

 

2NaNO3(tinh thể) + H SO (đ)   → Na SO  + 2HNO
2

4

b. Trong công nghiệp
Được sản xuất theo sơ đồ sau

ĐIỀU CHẾ

2

4

3



MUỐI NITRAT

Tính chất vật
lý

M(NO3)n

Tất cả muối nitrat đều tan và là chất điện li mạnh.
M(NO3)n → Mn+ + nNO3-