Phân loại và phương pháp giải bài tập nitơ và hợp chất của nitơ dùng trong ôn thi trung học phổ thông quốc gia
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1 MB, 80 trang )
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT BÌNH XUN
BÁO CÁO KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN
Tên sáng kiến:
PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NITƠ VÀ
HỢP CHẤT CỦA NITƠ DÙNG TRONG ƠN THI TRUNG
HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA
Tác giả sáng kiến: Nguyễn Thị Thu Nga
Bình Xuyên, năm 2019
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT BÌNH XUYÊN
BÁO CÁO KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN
Tên sáng kiến:
PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NITƠ
VÀ HỢP CHẤT CỦA NITƠ DÙNG TRONG ÔN THI
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA
Tác giả sáng kiến: Nguyễn Thị Thu Nga
Mã sáng kiến: 31.55.01
Bình Xuyên, năm 2019
BÁO CÁO KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN
I. LỜI GIỚI THIỆU
Tại hội nghị Trung ương Đảng lần thứ 8 khóa XI, Ban chấp hành Trung
ương Đảng đã ban hành Nghị quyết số 29: “Đổi mới căn bản, tồn diên
Giáo dục và Đào tạo”, trong đó có các nhiệm vụ, giải pháp là :
“a Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo
dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người
học.
b Đổi mới căn bản hình thức và phương pháp thi, kiểm tra và đánh giá
kết quả giáo dục, đào tạo bảo đảm trung thực khách quan;
c Hồn thiện hệ thống giáo dục quốc dân theo hướng hệ thống giáo
dục mở, học tập suốt đời và xây dựng xã hội học tập.
d Đổi mới căn bản cơng tác quản lý giáo dục, đào tạo, đảm bảo dân
chủ, thống nhất; tăng quyền tự chủ và trách nhiệm xã hội cho các cơ sở giáo
dục, đào tạo; coi trọng quản lý chất lượng.
e Phát triển đội ngũ nhà giáo và cán bộ quản lý, đáp ứng u cầu đổi
mới giáo dục, đào tạo.
g Nâng cao chất lượng, hiệu quả nghiên cứu và ứng dụng khoa học
cơng nghệ, đặc biệt là khoa học giáo dục và khoa học quản lý”.
Trong những năm gần đây, với hình thức thi trắc nghiệm u cầu học
sinh trong một khoảng thời gian ngắn các em phải giải quyết một số lượng
bài tập tương đối lớn. Hầu như với khoảng thời gian đó các em chỉ đủ để
phân tích đề phân loại bài tốn. Do vậy, giáo viên phải có những hình thức
phân chia các dạng bài để các em nhạy bén hơn trong việc nhận dạng và cách
xử sự đối với mỗi dạng bài tốn đó, đặc biệt là những bài tốn hố khá phức
tạp có nhiều phản ứng xảy ra, hoặc có nhiều giai đoạn phản ứng.
Để giải quyết tốt các bài tốn trắc nghiệm trong hố học, chúng ta phải
biết vận dụng linh hoạt các định luật bảo tồn, có các mẹo thay thế chất để
có thể chuyển đổi từ hỗn hợp phức tạp thành dạng đơn giản hơn, một trong
5
số dạng bài tốn hố phức tạp hay gặp trong các đề thi trung học phổ thơng
quốc gia hay thi học sinh giỏi là các bài tập về Nitơ và hợp chất của Nitơ.
Trong chương trình phổ thơng dạng bài tốn hóa về Nitơ và hợp chất của
Nitơ học sinh bắt đầu học ở lớp 11. Với lớp 11 học sinh vẫn chủ yếu giải
theo phương pháp tự luận và học sinh dần tiếp cận đến các định luật, đặc
biệt áp dụng các phương pháp giải nhanh.
Tuy nhiên đối tượng học sinh có thể vận dụng tốt phương pháp giải
nhanh là các học sinh khá, giỏi. Các em được làm quen dần với cách làm bài
trắc nghiệm, các em được trang bị rất nhiều phương pháp giải nhanh, tuy
nhiên các em lại khơng thành thạo trong việc phân loại phương pháp để áp
dụng trong các trường hợp cụ thể. Để giúp học sinh giải quyết tốt các bài tập
về Nitơ và hợp chất của Nitơ một cách nhanh chóng tơi thường phân loại với
từng dạng cụ thể. Đó là nội dung mà chun đề này tơi muốn đề cập đến.
“PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NITƠ VÀ HỢP
CHẤT CỦA NITƠ DÙNG TRONG ÔN THI TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
QUỐC GIA”
Chuyển từ hình thức thi tự luận sang trắc nghiệm, học sinh bối rối trước
việc giải các loại bài tập này vì theo phương pháp truyền thống mất rất
nhiều thời gian viết phương trình phản ứng, lập và giải hệ phương trình. Học
sinh thường có thói quen viết và tính theo phương trình phản ứng nên ít nhanh
nhạy với bài tốn dạng trắc nghiệm. Tơi hi vọng chun đề này là một tài
liệu tham khảo hữu ích và bổ ích cho các em học sinh và đồng nghiệp.
1. Tên sáng kiến: phân loại và phương pháp giải bài tập nitơ và hợp
chất của nitơ dùng trong ơn thi trung học phổ thơng quốc gia
3. Tác giả sáng kiến:
Họ tên: Nguyễn Thị Thu Nga
Địa chỉ tác giả: giáo viên dạy hóa Trường THPT Bình Xun, huyện
Bình Xun, tỉnh Vĩnh Phúc.
Số điện thoại: 0987467693. Email:
4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Nguyễn Thị Thu Nga
5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Các trường trung học phổ thơng
6
6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: Ngày
12/10/2018 được áp dụng lớp 11A1, 11A2,11A3.
7. Mơ tả bản chất của sáng kiến:
Về nội dung của sáng kiến: NITƠ VÀ HỢP CHẤT CỦA NITƠ
A. LÝ THUYẾT
I. KHÁI QT VỀ NHĨM NITƠ
Nhóm nitơ (nhóm VA) gồm các ngun tố: N, P, As, Sb, Bi.
7
14,01
2s22p3
Phot
pho
15
30,97
3s23p3
33
74,92
4s24p3
51
121,75
5s25p3
83
208,98
6s26p3
0,070
3,04
1402
0,110
2,19
1012
0,121
2,18
947
0,140
2,05
834
0,146
2,02
703
Nitơ
Số hiệu ngun tử
Ngun tử khối
Cấu hình electron lớp ngồi
cùng
Bán kính ngun tử (nm)
Độ âm điện
Năng lượng ion hóa khử ion
thứ nhất
Asen Antimon Bitmut
Cấu hình e lớp ngồi cùng: ns2np3.
Trong các hợp chất, các ngun tố nhóm nitơ có mức oxi hóa cao nhất là
+5, ngồi ra cịn có các mức 3 và +3. Riêng N cịn có thêm các mức oxi hóa
+1, +2 và +4.
Từ N đến Bi: tính phi kim của các ngun tố giảm dần, đồng thời tính
kim loại tăng dần; tính axit của các oxit và hidroxit giảm dần đồng thời tính
bazơ của chúng tăng dần.
Hợp chất với H của các ngun tố nhóm VA đều có dạng RH3. Độ bền
nhiệt giảm dần từ NH3 đến BiH3. Dung dịch của chúng khơng có tính axit.
II. NITƠ
1. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí
Cấu tạo phân tử: N2 (N ≡ N).
Liên kết ba trong phân tử N2 có năng lượng lớn, lớn gấp 6 lần liên kết
đơn N – N (EN – N = 169 kJ/mol), nên là liên kết rất bền. Ở 3000 0C nó mới bắt
đầu bị phân huỷ thành ngun tử nitơ, do đó ở nhiệt độ thường nitơ phân tử là
một trong những chất trơ nhất. Cịn ở nhiệt độ cao, nitơ trở nên hoạt động
hơn, nhất là khi có mặt chất xúc tác.
N ≡ N
109,76pm
7
Cấu tạo phân tử N2
Chất khí, khơng màu, khơng mùi, khơng vị, khơng duy trì sự sống, sự
cháy.
2. Tính chất hóa học
Các mức oxi hóa có thể có của N: 3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.
Vì phân tử chứa liên kết ba rất bền vững nên ở điều kiện thường, nitơ là
một chất ít hoạt động chỉ tham gia phản ứng ở nhiệt độ cao. Nitơ vừa là chất
khử vừa là chất oxi hóa.
a. Nitơ là chất oxi hóa
Tác dụng với kim loại → muối nitrua.
+ Nhiệt độ thường chỉ tác dụng với Li:
6Li + N2 → 2Li3N
+ Nhiệt độ cao phản ứng với một số kim loại như Mg, Ca và Al ...
2Al + N2 → 2AlN
3Ca + N2 → Ca3N2
Tác dụng với H2 → Amoniac
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 (> 4000C; Fe, p); ΔH = 92kJ
b. Nitơ là chất khử
N2 + O2 ↔ 2NO (Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ > 3.0000C hoặc có
tia lửa điện)
(khí khơng màu)
2NO + O2 → 2NO2
(khí màu nâu đỏ)
3. Điều chế
Trong phịng thí nghiệm: nhiệt phân muối amoni nitrit
NH4NO2 → N2 + 2H2O (t0)
NH4Cl + NaNO2 → N2 + NaCl + 2H2O (t0)
Trong cơng nghiệp: chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng, dùng màng lọc
rây phân tử.
Nitơ được điều chế bằng phương pháp chưng cất phân đoạn khơng khí
lỏng cịn chứa khí hiếm và những vết oxi. Trong nhiều trường hợp, tạp chất
khí hiếm khơng gây trở ngại gì cả, nhưng oxi thì khơng được lẫn. Để loại tạp
chất oxi, người ta cho nitơ đi qua một hệ thống chứa đồng kim loại đốt nóng.
Khi đó tất cả oxi đều phản ứng tạo thành CuO.
4. Nhận biết
8
Trong các bài tốn nhận biết, N2 thường được để lại để nhận biết sau
cùng.
5. Trạng thái tự nhiên và ứng dụng
Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở dạng tự do và trong hợp chất:
+ Dạng tự do: Nitơ chiếm 80% thể tích khơng khí.
+ Dạng hợp chất: có nhiều ở dạng NaNO3 (diêm tiêu natri), trong thành
phần protein, axit nucleic...
Ứng dụng: phần lớn được dùng để tổng hợp amoniac từ đó sản xuất ra
các loại phân đạm, axit nitric... Dùng làm mơi trường trơ cho các ngành cơng
nghiệp luyện kim; nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các các mẫu sinh
học khác....
Nitơ lỏng
6. Bài tập vận dụng.
6.1. bài tập trắc nghiệm
Câu 1. Chọn cấu hình electron lớp ngồi cùng của ngun tố nhóm VA:
A. ns2np5
B. ns2np3
C. ns2np2
D. ns2np4
Câu 2. Nitơ phản ứng được với tất cả các chất trong nhóm nào sau đây
để tạo ra hợp chất khí.
A. Li, Mg, Al
C. Li, H2, Al
B. H2 ,O2
D. O2
,Ca,Mg
Câu 3. Trong phịng thí nghiệm, Nitơ tinh khiết được điều chế từ .
A. Khơng khí
B. NH3 ,O2
C. NH4NO2
HNO3
Câu 4. N2 thể hiện tính khử trong phản ứng với :
D. Zn và
A. H2
D. Mg
B. O2
C. Li
9
Câu 5. Một oxit Nitơ có CT NOx trong đó N chiếm 30,43% về khối
lượng. Cơng thức của oxit Nitơ đó là :
A. NO
B. NO2
C. N2O2
D. N2O5
Câu 6. Thể tích khí N2 (đkc) thu được khi nhiệt phân 10g NH4NO2 là
A. 11,2 l
B. 5,6 l
C. 3,56 l
D. 2,8 l
Câu 7. Một ngun tố R có hợp chất với Hidrơ là RH3 oxit cao nhất của R
chứa 43,66 % khối lượng R .Ngun tố R đó là :
A. Nitơ
quả khác
B. Photpho
C. Vanadi
D. Một kết
Câu 8. Dãy chất nào sau đây trong đó nitơ có số oxi hóa tăng dần:
A. NH3, N2, NO, N2O, AlN
NO
B. NH4Cl, N2O5, HNO3, Ca3N2,
C. NH4Cl, NO, NO2, N2O3, HNO3
D. NH4Cl, N2O, N2O3, NO2, HNO3
Câu 9. Xác định chất (A) và (B) trong chuỗi sau :
N2 NH3 (A) (B) HNO3
A. (A) là NO, (B) là N2O5
B. (A) là N2, (B) là N2O5
C. (A) là NO, (B) là NO2
D. (A) là N2, (B) là NO2
6.2. bài tập tự luận
Câu 1. Tại sao trong khơng khí có Nitơ và Oxi nhưng khơng phản ứng với
nhau?
Câu 2. Bằng phản ứng hóa học hãy giải thích hiện tượng mưa axit trong tự
nhiên.
Câu 3. Viết các phương trình phản ứng chứng minh Nitơ vừa có tính khử và
oxi hóa.
Câu 4. Trộn 6 lít Hiđro với một lượng dư khí Nitơ và bình kín cho phản ứng.
biết hiệu suất phản ứng là 40% hãy tính:
a.
Thể tích khí amoniac tạo thành?
b.
thể tích Nitơ đã phản ứng?
c.
thể tích bình phản ứng giảm bao nhiêu?
d. Thể tích Hiđro cần thêm vào để thu được 2 lít NH3?(các thể tích được
đo ở cùng một điều kiện)
10
Câu 5. 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.
Câu 6. Ngun tố nitơ có số oxi hóa là bao nhiêu trong các hợp chất sau:
NO, NO2, NH3, NH4Cl, N2O , N2O3 , N2O5 , Mg3N2.?
Câu 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.
Câu 8. Cho hỗn hợp đồng thể tích N2 và H2 được cho qua bột sắt nung
nóng thì có 60% H2 tham gia phản ứng.Hảy xác định thành phần % theo thể
tích các khí trong hỗn hợp tạo thành.
Câu 9. Cần lấy bao nhiêu lít N2 và H2 (đkc) để điều chế được 51g NH3.
Biết hiệu suất phản ứng là 25%.
III. AMONIAC
1. Cấu tạo và tính chất vật lí
Cơng thức phân tử: NH3.
Là chất khí khơng màu, mùi khai và xốc. Tan nhiều trong nước.
11
2. Tính chất hóa học
a. Tính bazơ yếu (do cặp e chưa tham gia liên kết ở ngun tử N)
Ba(OH)2 > NaOH > NH3 > Mg(OH)2 > Al(OH)3
Các phản ứng minh họa:
+ Phản ứng với nước: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH
Đây là phản ứng thuận nghịch, ở lạnh nó chuyển dịch từ trái sang phải,
khi đun nóng trong bình hở nó chuyển sang dịch từ phải sang trái.
Hằng số phân li bazơ của amoniac trong dung dịch ở 250C:
Kb = [NH] [OH] / [ NH3] = 1,8.105
→ Dung dịch NH3 làm cho quỳ tím chuyển màu xanh, phenolphtalein khơng
màu chuyển màu hồng.
Trước đây, người ta cho rằng tính bazơ là do NH3 kết hợp với H2O tạo
thành phân tử NH4OH, nhưng thực tế khơng có những bằng chứng minh sự
tồn tại của phân tử này. Khi nghiên cứu nhiệt độ hố rắn của dung dịch
NH3 người ta thấy có ba dạng hiđrat bền ở nhiệt độ thấp là 2NH3.H2O (tnc =
78,80C); NH3.H2O (tnc = 790C) và NH3.2NH3 (tnc = 980C). Trong các hợp chất
hiđrat đó, phân tử NH3 liên kết với phân tử H2O bằng liên kết hiđro, chứ
khơng có các ion NH4+, OH và phân tử NH4OH.
+ Phản ứng với axit → muối amoni:
NH3 (k) + HCl (k) → NH4Cl (khói trắng)
NH3 + H2SO4 → NH4HSO4
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
12
+ Tác dụng với dung dịch muối của các kim loại mà hiđroxit không
tan → bazơ và muối:
* Khả năng kết hợp của amoniac với nước và với axit tạo thành ion
NH4+ và với các ion kim loại như Zn2+, Cu2+, Ag+ v.v… tạo thành cation phức
(gọi chung là amoniacat kim loại [Zn(NH3)4]2+, [Cu(NH3)4]2+, [Ag(NH3)2]+,
v.v… là do có sự hình thành các liên kết cho – nhận (cịn gọi là liên kết phối
trí) giữa cặp electron tự do chưa sử dụng của ngun tử N trong phân tử
NH3 và obitan lai hố cịn trống của ion kim loại (theo thuyết liên kết hóa trị).
2H2O + 2NH3 + MgCl2 → Mg(OH)2 + 2NH4Cl
Chú ý: Với muối của Cu2+, Ag+ và Zn2+ có kết tủa sau đó kết tủa tan do
tạo phức chất tan Cu(NH3)4(OH)2; Ag(NH3)2OH; Zn(NH3)4(OH)2.
CuSO4 + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2 + (NH4)2SO4
Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2
xanh thẫm
Khi NH3 dư thì: CuSO4 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]SO4
b. Tính khử mạnh (do N trong NH3 có mức oxi hóa thấp nhất 3)
Amoniac cịn có tính khử, mặc dù khơng đặc trưng bằng phản ứng kết
hợp. Tính khử của NH3 là do ngun tử nitơ có số oxi hố thấp nhất (3) gây
ra. Ngồi O2 và oxit kim loại ra, clo và brom oxi hố mãnh liệt amoniac ở trạng
thái khí và trạng thái dung dịch ngay ở nhiệt độ thường.
Tác dụng với O2
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O (t0 thường)
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (8500C – 9000C và có Pt làm xúc tác)
Tác dụng với Cl2
2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl (t0)
8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl
Tác dụng với oxit của kim loại
3CuO + 2NH3 → Cu + 3H2O + N2 (t0)
3. Điều chế
Trong cơng nghiệp: tổng hợp từ N2 và H2
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 (4500C; Fe, p)
Trong phịng thí nghiệm:
+ Cho muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm cho khí có mùi khai:
NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + H2O
13
+ Nhiệt phân muối amoni
NH4Cl → NH3 + HCl (t0)
NH4HCO3 → NH3 + H2O + CO2 (t0)
4. Nhận biết
Khí khơng màu có mùi khai.
Khí làm cho quỳ tím chuyển màu xanh hoặc làm cho phenolphtalein
khơng màu chuyển màu hồng.
Tạo khói trắng với HCl đặc.
IV. MUỐI AMONI
1. Khái niệm và cơng thức tổng qt
Muối amoni là muối của NH3 với axit.
Cơng thức tổng qt: (NH4)xA.
2. Tính chất vật lí
Tất cả các muối amoni đều tan và là những chất điện li mạnh.
(NH4)xA → xNH4+ + Ax
Nếu muối amoni của axit mạnh (A là gốc axit của một axit mạnh) thì
thủy phân tạo mơi trường axit.
NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+
3. Tính chất hóa học
Tác dụng với dung dịch axit → muối mới và bazơ mới
NH4HCO3 + HCl → NH4Cl + H2O + CO2
Tác dụng với dung dịch bazơ → muối mới + NH3 + H2O
NH4Cl + NaOH → NH3 + H2O + NaCl
Tác dụng với dung dịch muối → 2 muối mới
(NH4)2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NH4Cl
Muối amoni cịn dễ bị phân hủy bởi nhiệt → NH3 và axit tương ứng.
NH4Cl → NH3 + HCl
NH4HCO3 → NH3 + H2O + CO2
Nếu axit tạo ra có tính oxi hóa mạnh thì axit đó sẽ oxi hóa NH 3 để tạo
thành các sản phẩm khác:
NH4NO2 → N2 + 2H2O NH4NO3 → N2O + 2H2O
4. Điều chế
a NH3 + axit. b Dùng phản ứng trao đổi ion.
5. Nhận biết
Muối amoni tạo khí mùi khai với dung dịch kiềm
14
NH4+ + OH → NH3 + H2O
6. Bài tập vận dụng.
a. bài tập trắc nghiệm
Câu 1. NH3 có thể phản ứng được với tất cả các chất trong nhóm nào sau
đây (các đk coi như có đủ ):
A. HCl ,O2 , Cl2 , CuO ,dd AlCl3.
B. H2SO4 , PbO, FeO ,NaOH .
C. HCl , KOH , FeCl3 , Cl2.
D. KOH , HNO3 , CuO , CuCl2 .
Câu 2. Dung dịch NH3 có thể tác dụng được với các dung dịch :
A. NaCl , CaCl2
AgNO3.
B. CuCl2 , AlCl3. C. KNO3 , K2SO4 D. Ba(NO3)2 ,
Câu 3. Cho dd KOH dư vào 50 ml dd (NH4)2SO4 1M. Đun nóng nhẹ thu
được thể tích khí thốt ra (đkc)
A. 2,24 lít
B.1,12 lít
C. 0,112 lít D. 4,48 lít
Câu 4. Cho sơ đồ: NH4)2SO4 + A NH4Cl + B
NH4NO3
Trong sơ đồ A, B lần lượt là các chất :
A. HCl , HNO3
AgNO3
B. CaCl2 , HNO3 C. BaCl2 , AgNO3 D. HCl ,
Câu 5. Khi cho NH3 dư tác dụng với Cl2 thu được:
A. N2 , HCl
N2
B. HCl , NH4Cl
C. N2 , HCl ,NH4Cl
D. NH4Cl,
Câu 6. Cho các phản ứng sau :
H2S + O2 dư Khí X + H2O
NH3 + O2 8500C,Pt Khí Y + H2O
NH4HCO3 + HCllỗng Khí Z + NH4Cl + H2O
Các khí X ,Y ,Z thu được lần lượt là:
A. SO2, NO, CO2 B. SO3, NO, NH3
CO2
C. SO2, N2, NH3 D. SO3, N2,
Câu 7. Cho các oxit: Li2O, MgO, Al2O3, CuO, PbO, FeO. Có bao nhiêu oxit
bị khí NH3 khử ở nhiệt độ cao ?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Câu 8. Cho 1,32g (NH4)2SO4 tác dụng với dd NaOH dư, đun nóng thu được
một sản phẩm khi. Hấp thụ hồn tồn lượng khí trên vào dd chứa 3,92g
H3PO4. Muối thu được là:
A. NH4H2PO4.
B. (NH4)2HPO4 C. (NH4)3PO4
D.
NH4H2PO4và(NH4)2HPO4
15
Câu 9. có những tính chất đặc trưng nào trong số các tính chất sau:
1) Hịa tan tốt trong nước.
3) Tác dụng với axit.
lọai.
5) Khử được hidro.
Những câu đúng:
2) Nặng hơn khơng khí.
4) Khử được một số oxit kim
A. 1, 2, 3
C. 1, 3, 4, 6
6) Dung dịch làm xanh quỳ tím.
B. 1, 4, 6
D. 2, 4, 5
Câu 10. Thêm 10ml dung dịch NaOH 0.1M vào 10ml dung dịch NH4Cl
0.1M vài giọt quỳ tím, sau đó đun sơi. Dung dịch sẽ có màu gì trước sau khi
đun sơi ?
A. Đỏ thành tím
màu xanh
B. Xanh thành đỏ
C. Xanh thành tím
D. Chỉ có
b. bài tập tự luận
Câu 1. Thực hiện chuỗi phản ứng sau (ghi đk nếu có).
a) N2 → NH3 → NO → NO2 → HNO3 → KNO3
b) NH3 → HCl → NH4Cl → NH3 → Cu → Cu(NO3)2
c) Khí A → dd A → B →
Khí A → C → D + H2O
Câu 2. Hồn thành các phương trình phản ứng hóa học sau đây
a) ? + OH NH3 + ?
b) (NH4)3PO4 NH3 + ?
c) NH4Cl + NaNO2 ? + ? + ?
d) ? N2O + H2O
e) (NH4)2SO4 ? + Na2SO4 + H2O
f) ? NH3 + CO2 + H2O
Câu 3. Cho lượng dư khí NH3 đi từ từ qua ống sứ chứa 3,2g CuO nung
nóng đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn ,thu được chất rắn A và hỗn hợp
khí .Chất A phản ứng vừa đủ với 20 ml dd HCl 1 M.
a) Viết phương trình hóa học của phản ứng?
b) Tính thể tích khí nitơ (đkc) được tạo thành sau phản ứng?
Câu 4. Dẫn 1,344 lít NH3 vào bình chứa 0,672 lít khí Clo (các khí đo ở
đktc).
a) Tính % V hỗn hợp khí sau phản ứng ?
b) tính khối lượng muối amoni clorua thu được?
16
Câu 5. Cho dung dịch NH3 (dư) vào 20ml dung dịch Al2(SO4)3, lọc lấy kết
tủa và cho vào 10ml dung dịch NaOH 2M thì tan hết.
a) Viết phương trình hóa học xảy ra dưới dạng phân tử và ion rút gọn.
b) Tính nồng độ mol/lít của các ion Al3+ , SO42– và của Al2(SO4)3 trong
dung dịch.
Câu 6. Cho dd Ba(OH)2 đến dư vào 50 ml dd A có chứa các ion NH 4+, SO42
,NO3. Có trong 11,65g một kết tủa được tạo ra và đun nóng thì có 4,48 lít
(đkc) một chất khí bay ra.
a) Viết phương trình phân tử và phương trình ion của các phản ứng xảy
ra
b) Tính nồng độ mol/lít của mỗi muối trong dd A?
Câu 7. Cho 1,12 lít NH3 ở đktc tác dụng với 16g CuO nung nóng, sau phản
ứng cịn một chất rắn X cịn lại.
a) Tính khối lượng chất rắn X cịn lại.
b) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M đủ để tác dụng với X.
Câu 8: Cho 9 lít N2 và 6 lít H2 và bình tổng hợp NH3. Tính thành phần %
theo thể tích của các khí có trong hỗn hợp sau phản ứng và hiệu suất của
phản ứng trong hai trờng hợp sau:
1. Hỗn hợp sau phản ứng có thể tích là 14 lít.
2. Thể tích của khí NH3 trong hỗn hợp sau phản ứng chiếm 20% tồn
bộ thể tích của hỗn hợp này
Câu 9: Một hỗn hợp khí N2 và H2 (đo ở đktc) có tỷ lệ thể tích VN2/ VH2 =
1/3 và khối lợng hỗn hợp là 40,8 gam đem tổng hợp NH3, sau phản ứng đa
hỗn hợp về đktc. Tính hiệu suất của phản ứng và thành phần % về khối
lợng, thành phần % về thể tích của từng khí sau phản ứng. Biết rằng ở điều
kiện này NH3 chiếm 20% tồn bộ thể tích của hỗn hợp sau phản ứng.
Câu 10: Trong một bình kín dung tích 11,2 lít chứa N2 đưa nhiệt độ về 0oC.
1. Tính % về thể tích của các khí trong hỗn hợp sau phản ứng và áp
suất trong bình lúc sau phản ứng. Biết H% = 60%
2. Nếu áp suất trong bình lúc sau phản ứng bằng 14atm, tính % về thể
tích của các khí trong hỗn hợp sau phản ứng và H% của phản ứng.
Câu 11: Trong một bình kín dung tích khơng đổi chứa N2 và H2 theo tỉ lệ
số mol 1:3 ở 4500C có một ít xúc tác, áp suất trong bình là 8 atm. Đun nóng
bình một thời gian, sau đó đưa về nhiệt độ ban đầu thì áp suất trong bình là p.
Biết hiệu suất phản ứng là H%
1. Lập biểu thức tính áp suất sau phản ứng p và tỉ khối hơi d của hỗn
hợp khí sau phản ứng so với khơng khí theo hiệu suất H%
17
2. Tìm khoảng xác định của p và d.
Câu 12: Trong một bình kín dung tích 56lít chứa N2 và H2 theo tỉ lệ 1:4, ở
00C và 200atm và một ít chất xúc tác. Đun nóng bình một thời gian sau đó đưa
nhiệt độ về 00C thấy áp suất trong bình giảm 10% so với áp suất ban đầu
1. Tính H% điều chế NH3
2. Lấy 1/2 lượng NH3 tạo thành có thể điều chế được bao nhiêu lít dung
dịch NH3 25% (d=0,907 g/ml)?
3. Nếu lấy 1/2 lượng H3 t ạo thành có th ể đi ều ch ế đ ược bao nhiêu lít
dung dịch HNO3 67% (d=1,40g/ml), biết hiệu suất q trình điều chế HNO3 là
80%
4. Lấy Vml dung dịch HNO3 ở trên pha lỗng bằng nước đợc dung dịch
mới, dung dịch này hồ tan vừa đủ 4,5 gam Al và giải phóng hỗn hợp khí NO
và N2O có tỉ khối so với H2 là 16,75. Tính thể tích các khí và thể tích V ( ở
đktc)
Câu 13: Một hỗn hợp gồm 1V N 2 và 3V H2 cho qua bột Fe nung ở 400 0C.
Khí tạo thành được hồ tan trong H2O thành 500 g dung dịch NH3 5%. Tính
lượng N2 đã sử dụng, biết H phản ứng là 20%
Câu 14: Cần dùng bao nhiêu lít N2 và H2 để điều chế được 34 g NH3 nếu
H = 25%. Muốn trung hồ lượng NH3 ở trên cần dùng bao nhiêu ml dung dịch
HCl 20% (d=1,1)
ĐS: VH2 =268,8 l; Vdd HCl 331,8 ml
Câu 15: Đun nóng hỗn hợp gồm 200g NH4Cl và dung 200g CaO. Từ lượng
khí NH3 tạo ra điều chế được 224 ml dung dịch NH 3 30% (d= 0,892 g/ml).
Tính H% = ?
ĐS: 94,3%
Câu 16: Trong bình phản ứng có 100 mol hỗn hợp N 2 và H2 theo thỉ lệ 1:3
về số mol. Áp suất lúc đầu là 300 atm, áp suất sau phản ứng là 285 atm.
Nhiệt độ trong bình được giữ khơng đổi. Tính số mol các khí sau trong hỗn
hợp sau phản ứng và H% = ?
ĐS:NH3(5mol), N2(22,5 mol); H=10%
Câu 17: Một hỗn hợp khí A gồm N2 và H2 theo tỉ lệ thể tích 1:3. Cho phản
ứng để tạo ra NH3, sau phản ứng thu được hỗn hợp khí B . dA/B = 0,6
1. Tính H%=?
2. Cho hỗn hợp khí B qua nước thì cịn lại hỗn hợp khí C. Tính dA/C
ĐS: H=80%; dA/C = 1
18
Câu 18:Thực hiện phản ứng trong bình kín có V = 500 ml với 1 mol N 2 và
4 mol H2 và 1 ít xúc tác. Khi phản ứng đạt tới cân bằng thì psau tăng 0,8 lần so
với pban đầu ở cùng nhiệt độ
1. Tính H% = ? 2. Tính Kcb của phản ứng xảy ra trong
bình
ĐS: H(N2) = 50%; Kcb = 0,032
Câu 19: Cho dung dịch NH3 đến d vào 20 ml dung dịch Al2(SO4)3. Lọc lấy
kết tủa và cho vào 10 ml dung dịch NaOH 2M thì kết tủa tan hết. Tính
[Al2(SO4)3] =?
ĐS: 0,5M
Câu 20: Trộn 3 lít N2 và 14 lít H2 vào bình phản ứng. Hỗn hợp thu được
sau phản ứng có thể tích bằng 16,4 lít (thể tích các khí được đo ở cùng điều
kiện về nhiệt độ và áp suất. Tính thể tích NH3 tạo thành và hiệu suất phản
ứng.
ĐS: V(NH3)=1,6 lít; H=20%
Câu 21: Trong một bình kín chứa 40 mol N2 và 160 mol H2. Áp suất của
hỗn hợp lúc đầu là 400 atm, nhiệt độ trong bình giữ khơng đổi. Biết rằng khi
phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng thì tỉ lệ N2 đã phản ứng là 25% (H% =
25%)
1. Tính số mol các khí trong hỗn hợp sau phản ứng.
2. Tính p sau phản ứng?
ĐS: NH3(20mol); H2(130), =180;p=360
Câu 22: Hỗn hợp N2 và H2 có tỉ lệ về số mol là 1:3 được lấy vào bình
phản ứng có dung tích 20 lít. Áp suất của hỗn hợp khí lúc đầu là 372 atm và
nhiệt độ là 4270C
1. Tính số mol của N2 và H2 có lúc đầu
2. Tính số mol hỗn hợp sau phản ứng, biết H%=20%
3. Tính p sau phản ứng biết nhiệt độ được giữ khơng đổi.
ĐS: nhh = 116,64; p2 = 334,8 atm
Câu 23: Một hỗn hợp N2 và H2 được lấy vào bình phản ứng có nhiệt độ
được giữ khơng đổi. Sau thời gian phản ứng áp suất của các khí giảm 5% so
với áp suất lúc đầu. Biết rằng tỉ lệ số mol N2 đã phản ứng là 10%. Tính % số
mol N2 và H2 trong hỗn hợp đầu?
ĐS: %N2 = 25%; %H2 = 75%
Câu 24: Biết rằng cứ từ 2 m3 (đktc) hỗn hợp N2 và H2 (tỉ lệ 1:3 về thể
tích) thu được một lượng NH3 đủ điều chế 3,914 l dung dịch NH3 20%
(d=0,923 g/ml). Tính H% =?
19
ĐS: 95,2%
Câu 25: Cho 1,5 lít NH3 (đktc) đi qua ống đựng 16 gam CuO nung nóng thu
được một chất rắn X.
1. Tính khối lượng CuO đã bị khử
2. Tính thể tích dung dịch HCl 2M đủ để tác dụng hết với X
ĐS: m=8g; VHCl = 0,1 lít
Câu 26: Tính thể tích O2 cần dùng để oxi hố 6 lít NH 3, biết rằng sinh ra
cả hai khí N2 và NO với tỉ lệ số mol là 1:4 (các V đo ở cùng điều kiện)
ĐS: V = 6,5 lít
Câu 27: Dẫn 1,344 l NH3 vào bình có chứa 0,672 lít Cl2 (V đo ở cùng ĐK)
1. Tính % theo thể tích của hỗn hợp khí sau phản ứng?
2. Tính khối lượng NH4Cl được tạo ra.
ĐS: %N2(33,3%); %HCl (66,7%).m=2,14g
Câu 28: Hỗn hợp A gồm 3 khí NH3, N2, H2. Dẫn hỗn hợp A vào bình có
nhiệt độ cao. Sau phản ứng phân hủy NH3 (coi như hồn tồn) thu được hỗn
hợp khí B có thể tích tăng 25% so với A. Dẫn B đi qua ống đựng CuO nung
nóng sau đó loại nước thì chỉ cịn một chất khí có thể tích giảm 75% so với B.
Phần trăm thể tích của các khí NH3, N2, H2 trong A lần lượt là:
A. 25%; 20%; 55%
B. 25%; 18,75%; 56,25%
C. 20%; 25%; 55%
D. 30,5%; 18,75%; 50,75%
Câu 29: Cho dung dịch NH3 đến d vào 20 ml dung dịch Al2(SO4)3. Lọc kết
tủa và cho vào 10ml dung dịch NaOH 2M thì kết tủa vừa tan hết.
1. Viết PT phân tử và ion rút gọn của các phản ứng xảy ra
2. Tính CM của Al2(SO4)3
3. Tính V dung dịch NaOH cần thêm vào 20 ml dung dịch Al 2(SO4)3 ở
trên để thu được 0,78 gam kết tủa.
ĐS: b. CM = 0,5M; c. 15 ml và 35ml
Câu 30: Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào 50 ml dd A có chứa các ion có
sinh ra 11,56 g một chất kết tủa và đun nóng thu được 4,48 lít khí thốt ra
(đktc)
1. Viết PT phân tử và phương trình ion của phản ứng xảy ra
2. Tính CM của mỗi muối trong dung dịch A
ĐS: (NH4)2SO4 1M; NH4NO3 2M
Câu 31: Cho dung dịch A chứa NaOH có pH = 13
1. Cần pha lỗng dung dịch A bao nhiêu lần để thu được dung dịch B có
pH = 12
20
2. Cho 1,177 g NH4Cl vào 200 ml dung dịch B và đun sơi dung dịch sau
đó để nguội. Hỏi dung dịch có màu gì nếu ta cho thêm vào 1 ít quỳ tím
ĐS: NH4Cl d 0,02 mol;dd có tính axit
Câu 32: Trong một bình kín dung tích 2 lít có chứa 2 mol N 2 và 8 mol H2
(có thêm một ít xúc tác) được giữ ở nhiệt độ khơng đổi. Khi phản ứng đạt cân
bằng thì thấy áp suất khí trong bình bằng 0,8 lần áp suất lúc đầu. Tính hằng
số cân bằng của phản ứng.
HD: ns = 8
Gọi số mol N2 phản ứng là x ns = (2x) + (83x) + 2x = 8 > x = 1
Tính nồng độ của các chất ở TTCB
Câu 33: Thực hiện phản ứng trong một bình kín có dung tích 500 ml có
chứa 1 mol N2 và 4 mol H2 (có một ít XT). Khi phản ứng đạt cân bằng thì thấy
áp sất khí trong bình bằng 0,8 lần áp suất lúc đầu chưa phản ứng ở cùng
nhiệt độ. Tính hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong bình.
ĐS: KCB = 0.032
Câu 34: Trong một bình kín chứa 1 mol H2; 1 mol N2. Khi phản ứng đạt
tới TTCB thì có 0,4 mol NH3 được tạo thành.
1. Tính KCB của phản ứng tổng hợp NH3.
2. Khi hệ đang ở TTCB nếu tăng áp suất cân bằng của hệ sẽ chuyển
dịch theo chiều nào? Tại sao? ĐS: KCB =
3,125
Câu 35: Cho m gam một hỗn hợp gồm NH 4HCO3 và (NH4)2CO3 vào một
bình kín có dung tích V ml rồi đốt nóng đến 9000C. Áp suất trong bình lúc đó
là p1. Cũng m g hỗn hợp trên cho tác dụng với khí NH3 dư rồi cho hỗn hợp
sản phẩm sau phản ứng vào bình kín dung tích V ml và đun nóng đến 9000C.
Áp suất trong bình lúc đó là p2 với p2 = 1,2 p1. Xác định % theo khối lợng của
hỗn hợp. ĐS: NH4HCO3
(62,2%)
Câu 36: Trong một bình kín có dung tích 56 lít chứa N2 và H2 theo tỉ lệ thể
tích 1:4, ở 00C và 200 atm và một ít chất XT. Nung nóng bình một thời gian
sau đó đưa về nhiệt độ 00C thấy áp suất trong bình giảm 10% so với áp suất
ban đầu. Tính H%?
ĐS: H=25%
Câu 37: Một hỗn hợp A gồm 2 khí N2 và H2 theo tỉ lệ thể thể tích là 1 : 3.
Tạo phản ứng giữa N2 và H2 cho ra NH3. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí
B. Tỉ khối hơi của A đối với B là 0,6
21
1. Tính H% của phản ứng tổng hợp NH3
2. Cho hỗn hợp khí B qua hớc thì cịn lại khí hỗn hợp khí C. Tính dA/C?
ĐS: H = 80%; dA/C = 1
Câu 38: Một hỗn hợp gồm N2 và H2 có tỉ khối đối với H2 bằng 3,6. Sau
khi nung nóng một thời gian để hệ đạt trạng thái cân bằng thì tỉ khối của hỗn
hợp sau phản ứng đối với H2 bằng 4,5. Xác định %V của hỗn hợp trước và
sau phản ứng. Tính H%?
ĐS: Trước 20%N2; 80%H2; sau 12,5%N2; 62,5%H2; H% = 50%
Câu 39: Cho hỗn hợp N2 và H2 vào một bình kín có t = 150C, áp suất p1.
Tạo điều kiện để phản ứng xảy ra. Tại thời điểm t = 663 0C thì p = 3p1. Tính
H% =?
ĐS: x = 2 mol H% =
Câu 40: Một hỗn hợp gồm 8 mol N 2 và 14 mol H2 được nạp vào một bình
kín có dung tích 4 lít và giữ ở nhiệt độ khơng đổi. Khi phản ứng đạt TTCB thì
psau = 10/11ptrớc. Tính H% = ? HD: Tương tự bài trên. Sau phản ứng số mol
khí mất đi 2 mol:
ĐS: H% = (4 : 22)100 = 18,18%
V. AXIT NITRIC
1. Giới thiệu
Axit Nitric là một hợp chất hóa học có cơng thức hóa học (HNO 3), là
một dung dịch nitrat hyđrơ (axít nitric khan). Trong tự nhiên, axít nitric hình
thành trong những cơn mưa giơng kèm sấm chớp và hiện nay chúng là một
trong những tác nhân gây ra mưa axit
Mưa axit
Nó là một chất axít độc và ăn mịn có thể dễ gây cháy. Axit nitric tinh
khiết khơng màu sắc cịn nếu để lâu sẽ có màu hơi vàng do sự tích tụ của các
ơxít nitơ. Nếu một dung dịch có hơn 86% axít nitric, nó được gọi là axít nitric
bốc khói. Axít nitric bốc khói có đặc trưng axít nitric bốc khói trắng và axít
nitric bốc khói đỏ, tùy thuộc vào số lượng điơxít nitơ hiện diện.
Ăn mịn tượng đá do HNO3
22
Ăn mịn đá vơi do axit HNO3
23
2. Lịch sử
Sự tổng hợp axít nitric đã được ghi nhận lần đầu vào khoảng năm 800
bởi một nhà giả kim người Ả Rập tên là Jabir ibn Hayyan.
3. Lý tính
Axít nitric khan tinh khiết (100%) là một chất lỏng với tỷ trọng khoảng
1.522 kg/m3 đơng đặc ở nhiệt độ 42 °C tạo thành các tinh thể trắng, sơi ở
nhiệt độ 830C. Khi sơi trong ánh sáng, kể cả tại nhiệt độ trong phịng, sẽ xảy
ra một sự phân hủy một phần với sự tạo ra nitơ điơxít theo phản ứng sau:
4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2 (72 °C)
Điều này có nghĩa axít nitric khan nên được cất chứa ở nhiệt độ dưới 0 °C
để tránh bị phân hủy. Chất nitơ điơxít (NO2) vẫn hịa tan trong axít nitric tạo
cho nó có màu vàng, hoặc đỏ ở nhiệt độ cao hơn. Trong khi axít tinh khiết có
xu hướng bốc khói trắng khi để ra khơng khí, axít với điơxít nitơ bốc khói hơi
có màu nâu hơi đỏ cho nên mới có tên axít bốc khói trắng và axít bốc khói đỏ
như nêu trên.
Axít nitric có thể pha trộn với nước với bất kỳ tỷ lệ nào và khi chưng cất
tạo ra một azeotrope một nồng độ 68% HNO3 và có nhiệt độ sơi ở 120,5 °C
tại áp suất 1 atm. Có hai chất hydrat được biết đến: monohydrat (HNO 2.H2O)
và trihydrat (HNO3∙3H2O).
Ơxít nitơ (NOx) tan được trong axít nitric và đặc điểm này ảnh hưởng ít
nhiều đến tất cả các đặc trưng lý tính phụ thuộc vào nồng độ của các ơxít
này, chủ yếu bao gồm áp suất hơi trên chất lỏng và nhiệt độ sơi cũng như
màu sắc được đề cập ở trên. Axít nitric bị phân hủy khi có nhiệt độ cao hoặc
ánh sáng với nồng độ tăng lên mà điều này có thể làm tăng lên sự biến đổi
tương đối áp suất hơi trên bề mặt chất lỏng do các ơxít nitơ tạo ra một phần
hoặc tồn bộ trong axít.
Là chất lỏng, khơng màu, tan tốt trong nước (C < 65%).
Trong điều kiện thường, dung dịch có màu hơi vàng do HNO3 bị phân
hủy chậm:
24
4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2
→ phải đựng dung dịch HNO3 trong bình tối màu.
4. Tính chất hóa học
Giới thiệu hóa tính
* Tính axit:
Axít nitric là một monoaxít mạnh, một chất ơxi hóa mạnh có thể nitrat hóa
nhiều hợp chất vơ cơ và là một axít monoproton vì chỉ có một sự phân ly.
Các tính chất axít
Là một axít điển hình, axít nitric phản ứng với chất kiềm, ơxít bazơ và
cacbonat để tạo thành các muối, trong số đó quan trọng nhất là muối amoni
nitrat. Do tính chất ơxi hóa của nó, axít nitric khơng (ngoại trừ một số ngoại
lệ) giải phóng hiđrơ khi phản ứng với kim loại và tạo ra các muối thường có
trạng thái ơxi hóa cao hơn. Vì lý do này, tình trạng ăn mịn nặng có thể xảy ra
và cần phải bảo vệ thích hợp bằng cách sử dụng các kim loại hoặc hợp kim
chống ăn mịn khi chứa axít này.
Ví dụ: HNO3 là một axit mạnh
Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.
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
Axít nitric là một axít mạnh với một hắng số cân bằng axít (Ka) = −2:
trong dung dịch nước, nó hồn tồn điện ly thành các ion nitrat NO3− và một
proton hydrat, hay cịn gọi là ion hiđrơni, H3O+.
HNO3 + H2O → H3O+ + NO3
* Các đặc tính ơxi hóa
Phản ứng với kim loại
Là một chất ơxi hóa mạnh, axít nitric phản ứng mãnh liệt với nhiều chất
hữu cơ và phản ứng có thể gây nổ. Tùy thuộc vào nồng độ axít, nhiệt độ và
25
