4 hoa hoc 11 moi c2 giai

Chương trình hóa học 11 tổng hợp mới nhất từ ba bộ Cánh diều- Chân trời sáng tạo-Kết nối tri thức, quý thầy cô và các bạn có thể tham khảo

Chương 2: NITROGEN - SULFUR

A HỆ THỐNG LÝ THUYẾT

B BÀI TẬP Phần 1: Bài tập tự luận

DẠNG 1: NITROGEN : N 2

Dạng 1.1: Tính chất vật lí, tính chất hóa học của nitrogen

Dạng 1.2: Ứng dụng, trạng thái tự nhiên nitrogen

Dạng 1.3 Bài toán về nitrogen (có thể gặp ở bài toán về NH 3 )

DẠNG 2: AMMONIA: NH 3 - AMMONIUM: +

4 NH Dạng 2.1: Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí ammonia: NH 3 - ammonium: NH + 4

Dạng 2.2 Tính chất hóa học ammonia: NH 3 - ammonium: NH + 4

Dạng 2.3 Ứng dụng ammonia: NH 3 - ammonium: NH + 4

Dạng 2.4: Bài toán về ammonia

Dạng 2.5: Bài toán về ammonium

DẠNG 3: MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NITROGEN VỚI OXYGEN

Dạng 3.1: các oxide của nitrogen và mưa acid

Dạng 3.2: Nitric acid & hiện tượng phú dưỡng

Dạng 3.3: Viết phương trình hóa học về nitrogen và hợp chất nitrogen

Dạng 3.4: Điều chế nitrogen và hợp chất nitrogen

Dạng 3.5: Nhận biết nitrogen và hợp chất nitrogen

Dạng 3.6: Bài toán hỗn hợp kim loại, oxide kim loại phản ứng với HNO 3

Dạng 3.7 Bài toán hỗn hợp kim loại , oxide kim loại + HNO 3 (tính nhanh)

DẠNG 4: SULFUR (S) VÀ SULFUR DIOXIDE (SO 2 )

Dạng 4.1: Cấu tạo, tính chất vật lí, lý thuyết tính chất hóa học

Dạng 4.2 Trạng thái tự nhiên, ứng dụng , xử lí khi thải vào môi trường của sulfur (S) và sulfur dioxide (SO 2 )

Dạng 4.3: Tính chất hóa học của sulfur (S) và sulfur dioxide (SO 2 )

Dạng 4.4: Bài toán về sulfur (S) v sulfur dioxide (SO à sulfur dioxide (SO 2 )

Dạng 4.5: SO 2 tác dụng với dung dịch NaOH/KOH

DẠNG 5: SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE

Dạng 5.1: Đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lí sulfuric acid và muối sulfate

Dạng 5.2: Sản xuất, ứng dụng, an toàn khi sử dụng sulfuric acid và muối sulfate

Dạng 5.3: Tính chất hóa học sulfuric acid và muối sulfate

Dạng 5.4: Bài toán về sulfuric acid và muối sulfate

DẠNG 6: BÀI TẬP TỔNG HỢP SULFUR & HỢP CHẤT SULFUR

Dạng 6.1: Viết phương trình hóa học sulfur & hợp chất sulfur

Dạng 6.2 : Nhận biết & điều chế

Dạng 6.3: Bài toán hỗn hợp kim loại + H 2 SO 4

Phần 2: Bài tập trắc nghiệm

MỨC ĐỘ 1: BIẾTDẠNG 1: NITROGEN: N 2

Dạng 1.1: Đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lí

Dạng 1.2: Điều chế, ứng dụng, trạng thái tự nhiên

Dạng 1.3: Tính chất hóa học

DẠNG 2: AMMONIA: NH 3 - AMMONIUM: +

4 NH DẠNG 3: MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NITROGEN VỚI OXYGEN

Dạng 3.1: các oxide của nitrogen và mưa acid

Dạng 3.2: Nitric acid & hiện tượng phú dưỡng

DẠNG 4: SULFUR (S) VÀ SULFUR DIOXIDE (SO 2 )

DẠNG 5: SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE

MỨC ĐỘ 2 : HIỂUDẠNG 1: NITROGEN: N 2

DẠNG 2: AMMONIA: NH 3 - AMMONIUM: NH + 4

DẠNG 3: MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NITROGEN VỚI OXYGEN

DẠNG 4: SULFUR (S) VÀ SULFUR DIOXIDE (SO2)

DẠNG 5: SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE

MỨC ĐỘ 3 : VẬN DỤNGDẠNG 1: NITROGEN: N 2 & AMMONIA (NH3) - MUỐI AMMONIUM

DẠNG 2: MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NITROGEN VỚI OXYGEN

DẠNG 3: SULFUR (S) VÀ SULFUR DIOXIDE (SO2)

DẠNG 4: SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE

MỨC ĐỘ 4 : VẬN DỤNG CAODẠNG 1: NITROGEN & MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NITROGEN

DẠNG 2: SULFUR (S) VÀ HỢP CHẤT SULFUR

C ĐỀ KIỂM TRA CHƯƠNG 2

ĐIỂM KHÁC BIỆT KIẾN THỨC GIỮA 3 BỘ SÁCH

ĐIỂM KHÁC BIỆT KIẾN THỨC GIỮA 3 BỘ SÁCH

Điểm khác biệt kiến thức giữa 3 bộ sách

Trong đất và nước : không đề cập

Trong đất và nước : không đề cập

Trong đất và nước : tồntại ion nitrate (NO3 ),nitrite (NO2 ) vàamamonium (NH4)chorophyll (chất diệp

lục : không đề cập

chorophyll (chất diệp lục : không

đề cập

chorophyll (chất diệp lục : có đề cập

II Tính chất vật lí

Có đề cập , có hình ảnh minh họa lưu trữ

tế bào gốc trong nitrogen lỏng

Có đề cập , có hình ảnh minh họakhông duy trì sự cháy

Không nói tính chất vật lí

III Tính chất hóa học

1.Tác dụng với hydrogen : chỉ ghi t0,

p, xt, không ghi

1.Tác dụng với hydrogen :

t0(3800C - 4500C,

1.Tác dụng với hydrogen : t0(4000C -

6000C, p (200bar) xt

r 298

H =-92kJ. p (25bar -200bar)

xt (Fe) có ghi0

r 298

H =-92kJ.

(Fe) có ghi0

r 298

H =-91,8kJ.

2.Tác dụng với oxygen ghi hiệu suất rất thấp

0 r

H = 180,6kJ.

2.Tác dụng với oxygen ghi0

r 298

H = 180kJ.

2.Tác dụng với oxygen ghi H = 182,6kJ.r 0298

Quá trình tạo nitrate :ghi sơ đồ

Quá trình tạo nitrate : hình ảnh minh họa chu trình nitrogen trong tự nhiên và tách thành mục 4

Quá trình tạo nitrate : ghi phương trình cụ thể

IV Ứng dụng Không có hình ảnh

minh họa

Có hình ảnh minh họa

Nói rõ đặc điểm cácliên kết và liên kếthydrogen và có biểuliên kết hydrogen

Chỉ nói dạng hình học của phân tử

Nói dạng hình học của phân tử và liên kết hydrogen, nhưng không biểu liên kết hydrogen

Tính base Không nói phản ứng

với muối, không giảithích rõ sự tạo thànhion ammonium

Không nói phản

muối,không giảithích rõ sự tạo

ammonium

Nói phản ứng với muối,giải thích rõ sự tạo thànhion ammonium

Tổng hợp NH3

450-500oC, xúc tác

Fe, áp suất 150-200bar

400-600oC, xúc tác Fe, áp suất 200bar

380-450oC, xúc tác Fe,

áp suất 25-200 bar

Sách kết nối trí thức trình bày ứng dụng ammnonia riêng rồi đến muối ammonium ; sách Chân trời sáng tạo và Cánh diều trình bày ứng dụng ammnonia và muối ammonium chung

- Sách kết nối tri thức tách ra thành bài 6

- Sách Cánh diều là mục IV,V,VI của bài 5

- Sách Chân trời sáng tạo là bài 5

Mưa acid Khái niệm mưa acid :

CO2 hòa tan tạo môitrường pH < 5,6

Lại nói tác nhânchính là SO2, NOx

Khái niệm mưaacid : sự oxi hóa

SO2, NOx tạo H2SO4, HNO3môi trường pH <

5,6

Có đề cập mưa acid, nhưng không kết luận được mưa acid là gì ?

Hiện tượng Do sự thứa dinh là sự tích tụ lượng là hiện tượng ao hồ dư

phú dưỡng dưỡng đã cung cấp

nguồn thức ăn dồidào cho sinh vật ohù

du phát triển mạnh

Đưa ra chỉ tiêu cụthể : ion nitrate,nitrite, amamonium :

300  g/L ; các dạngion phosphate : 20 g/L ; không nói cáchkhắc phục

lớn các chất dinhdưỡng, bao gồm

cả hợp chấtnitrogen và hợpch6át phosphorustrong các nguồnnước, do tác động

từ con người

Nói cách khắcphục

quá nhiều chất dinhdưỡng (nitrogen,phosphorus)

có phương trình pảnứng S +F2

Không có phươngtrình pản ứng S+F2

Không có phương trìnhpản ứng S +F2

Tính chất

Sulfur dioxide

Nói thêm H2SO4loãng làm môi trườngphản ứng ; H2SO4 đặc

có phương trình minhhọa đầy đủ

H2SO4 đặc cóphương trìnhminh họa khôngđầy đủ

H2SO4 đặc có phươngtrình minh họa đầy đủ

ứng dụng muối sulfate

Không nói rõ Nói rõ nhưng

I TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN : Nitrogen tồn tại ở dạng đơn chất và hợp chất.

- Đơn chất: Nitrogen chiếm 75,5% khối lượng, 78% thể tích không khí Nguyên tố Nitrogen có 2 đồng

II CẤU TẠO NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ

1 Cấu tạo nguyên tử

- Nguyên tố nitrogen ở ô số 7, nhóm VA, chu kì 2 trong bảng tuần hoàn.

- Có độ âm điện lớn (3,04), là phi kim điển hình

- Các số oxi hoá thường gặp của nitrogen : -3,0,+1,+2,+3,+4,+5

3

3 4

NH ;NH+

2

N N O2 NO N O2 3 NO2 N O ;NO2 5 3

-2 Cấu tạo phân tử

- Phân tử nitrogen gồm 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng một liên kết ba (1 +2 ), không phân cực.

- Công thức phân tử : N2

- Công thức electron: N N ; Công thức Lewis: ;

- Công thức cấu tạo: N N, E N N =945kJ/mol

III TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Ở điều kiện thường, nitrogen là chất khí, không màu, không mùi, không vị, khó hoá lỏng (hóa lỏng ở

-1960C), hóa rắn -2100C.Tan rất ít trong nước :1 lít nước hòa tan được 0,012 (0,015) lít nitrogen

- Khí nitrogen không duy trì sự cháy và sự hô hấp

IV TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

- Khí N2 ở nhiệt độ thường khá trơ, nhiệt độ cao hoạt động hơn Thể hiện cả tính khử và tính oxi hoá

Số oxi hóa N: -3 0 +1 +2 +4 +5 Chất NH3, Na3N, N2 N2O , NO, NO2 HNO3

- t0(3800C - 4500C, p (25bar -200bar) xt (Fe) : Sách Chân Trời sáng tạo

- t0(4000C - 6000C, p (200bar) xt (Fe) : Sách cánh Diều

2 Tác dụng với oxygen

- Ở 30000C (hoặc tia lửa điện), nitrogen kết hợp với oxygen tạo nitrogen monoxide

o 3000

- Trong tự nhiên, phản ứng trên xảy ra trong cơn mưa dông kèm sấm chớp, khởi đầu quá trình tạo và

cung cấp đạm nitrate cho đất từ nước mưa:

rH = -116,2kJ.298

4NO2(g) + O2(g) + 2H2O(l)   HNO3(aq)

- Thực tế, quá trình đốt cháy nhiên liệu ở nhiệt độ cao, các hoạt động giao thông vận tải, sản xuất công

nghiệp gây phát thải các oxide của nitrogen vào khí quyển

V ỨNG DỤNG

- Là một trong những nguyên tố dinh dưỡng chính của thực vật

- Trong công nghiệp : tổng hợp ammonia(NH3), sản xuất HNO3, sảnxuất phân đạm…làm môi trường trơ trong luyện kim, điện tử, hạn chế cháy nổ…

- Trong y tế và nghiên cứu khoa học: Nitrogen lỏng làm môi trường đông lạnh để bảo quản máu, tế

bào, trứng, tinh trùng, các mẫu vật sinh học khác, đông lạnh thực phẩm…

CHỦ ĐỀ 2: AMMONIA - MUỐI AMMONIUM

I AMMONIA (NH3)

1 Cấu tạo phân tử

- Phân tử ammonia được tạo bởi 1 nguyên tử nitrogen liên kết với 3 nguyên tử hydrogen → Phân tử códạng hình chóp tam giác

- Đặc điểm cấu tạo của phân tử:

+ Nguyên tử N còn 1 cặp e không liên kết, tạo ra vùng có mật độ điện tích âm trên nguyên tử N

+ Liên kết N-H phân cực về phía N → Nguyên tử H mang một phần điện tích dương => tạo được liênkết hydrogen giữa các phân tử ammonia và với nước

HNH

H

HNHH

OH

HNHHH

OHH

Liên kết hydrogen giữa các phân tử NH 3 Liên kết hydrogen giữa các phân tử NH 3 và H 2 O

+ Liên kết N-H tương đối bền, EN-H = 386 kJ/mol

2 Tính chất vật lí

- NH3 tồn tại trong cả môi trường đất, nước và không khí

- NH3 là chất khí, không màu, nhẹ hơn không khí, mùi khai và xốc

- Tan nhiều trong nước, dung dịch ammonia đặc thường có nồng độ 25%

  (NH4)2HPO4 :ammonium hydrogen phosphate3NH3 + H3PO4 3:1

b Tính khử: N trong NH3 có số oxi hóa -3 (mức oxi hóa thấp nhất của N) → Tính khử

- Tác dụng với oxygen không có xúc tác: to

5 Sản xuất trong công nghiệp

Thực hiện ở 450-500oC, xúc tác Fe, áp suất 150-200 bar:

2 Tác dụng với kiềm : Nhận biết ion ammonium

Đun nóng muối ammonium với dung dịch kiềm, sinh ra khí ammonia có mùi khai

Phương trình ion rút gọn: + to

NH + OH NH +H O

  (OH- nhận proton)

NH4HCO3(s) t o

  NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)(NH4)2CO3(s) t o

  2NH3(g) + CO2(g)+H2O(g)

NH4NO3(s) t o

  N2O(g) + H2O(g) rH0298= -36kJNH4NO2(s) t0 N2(g) + 2H2O(g)

4 Ứng dụng

- Làm phân bón hóa học

- Làm chất phụ gia thực phẩm

- Làm thuốc long đờm, thuốc bổ sung chất điện giải

- Chất đánh sạch bề mặt kim loại trước khi hàn: ZnO +2NH4Cl   ZnCl2 +2NH3 +H2O

- NH4HCO3 : Làm bột nở sản xuất bánh bao

I-CÁC OXIDE CỦA NITROGEN

1.Công thức, tên gọi

- Kí hiệu: NOx(là hợp chất gây ô nhiễm không khí điển hình)

- Gồm N2O, NO, NO2, N2O4

Tên gọi Dinitrogen oxide Nitrogen monoxide Nitrogen dioxide Dinitrogen tetroxide

2.Ngồn gốc phát sinh NOx trong không khí

-Trong tự nhiên: NOx sinh ra do sự phun trào núi lửa, cháy rừng, mưa dông có sấm sét, phân hủy hợpchất hữu cơ

-Ngoài ra do các hoạt động của con người như: hoạt động giao thông vận tải, sản xuất công nghiệp,nông nghiệp, nhà máy điện và trong đời sống

Loại NOx NOx nhiệt

(theral-NOx)

NOx nhiên liệu (fuel-NOx)

NOx tức thời (prompt- NOx) Nguyên

nhân tạo

thành

Nhiệt độ rất cao (trên

30000C) hoặc tia lửađiện làm nitrogen trongkhông khí bị oxi hóa

Nitrogen trong nhiên liệuhoặc sinh khối (vật chấthữu cơ có nguồn gốc sinhvật) kết hợp với oxygen

Nitrogen trong không khí tácdụng với các gốc tự do ( lànguyên tử hoặc nhóm nguyên tử

có electron tự do , chưa ghép

N2 + O2  2NO trong không khí đôi), gốc hydrocacbon, gốc

hydroxyl

*NOx là một trong các nguyên nhân gây mưa acid, sương mùa quang hóa, hiệu ứng nhà kính, thủngtầng ozone và hiện tượng phú dưỡng , làm ô nhiễm môi trường

3 Mưa acid

-Nước mưa thường có pH=5,6 Khi nước mưa có pH< 5,6 gọi là hiện tượng mưa acid

+ Tác nhân: do SO2 và NOx phát thải chủ yếu do các hoạt động công nghiệp, nhiệt điện, giao thông ,khai thác và chế diến dầu mỏ

+ Quá trình tạo acid : với sự xúc tác của ion kim loại trong khói bụi, khí SO2 và NOx bị oxi hóa bởioxygen , ozone, hydrogen peroxide, gốc tự do…rồi hòa tan vào nước tạo thành sulfuric acid và nitricacid

+ Tác hại: Mưa acid gây tác hại xấu với môi trường và con người Mưa acid ăn mòn công trình xâydựng, kiến trúc bằng đá …

Tác hại mưa acid

II NITRIC ACID

1.Cấu tạo

Nitric acid (HNO3) có công thức :

Công thức Lewis Công thức cấu tạo Mô hình phân tử dạng rỗng Đặc điểm cấu tạo :

- Số oxi hóa của N là +5

- Liên kết O-H phân cực mạnh về phía oxygen

- Liên kết N → O là liên kết cho nhận

2.Tính chất vật lí

- Nitric acid tinh khiết là chất lỏng,không màu, có khối lượng riêng D=1,53 g/mL

- Nitric acid nóng chảy ở -42oC và sôi ở 830C

- Nitric acid bốc khối mạnh trong không khí ẩm và tan vô hạn trong nước

+ Tác dụng oxide base, base , muối

CuO + 2HNO3   Cu(NO3)2 + H2ONaOH + HNO3   NaNO3 + H2OBaCO3 + 2HNO3  Ba(NO3)2 +CO2 +H2O-Trong công nghiệp , nitric acid được sử dụng để sản xuất phân bón giàu dinh dưỡng : ammoniumnitrate, calcium nitrate

NH3 + HNO3   NH4NO3CaCO3 + 2HNO3  Ca(NO3)2 +CO2 +H2O

b)Tính oxi hóa : (bổ sung các phương trình hóa học).

Nitric acid có tính oxi hóa rất mạnh do chứa nguyên tử N có số oxi hóa cao nhất (+5) →HNO3 có khả năng nhận electron

- Tác dụng với kim loại: với hầu hết kim loại trừ Au, Pt

Tùy vào độ mạnh yếu của kim loại + acid loãng hay đặc mà có thể tạo ra: NH 4 NO 3 , N 2 , N 2 O , NO, NO 2

* Chỉ có Mg, Al, Zn tác dụng với HNO3 loãng thì mới có khả năng tạo ra sản phẩm khử là NH4NO3,

N2, N2O

* Không có gợi ý gì thì HNO3 đặc => NO2; KL yếu+ HNO3 loãng =>NO

10Al+36HNO3loãng   10 Al(NO3)3+3N2 +18H2O8Al+30HNO3 loãng   8Al(NO3)3 +3N2O+15H2O8Al+30HNO3loãng   8Al(NO3)3+3NH4NO3+9H2OFe+ 4HNO3 loãng dư   Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Fe +6HNO3 đặc nóng dư   Fe(NO3)3+ 3NO2+ 3H2O

- Tác dụng với phi kim: C=> CO2; S => H2SO4; P => H3PO4

- Sản xuất thuốc nổ: Trinitrotoluene (TNT), nitroglycerin và thuốc súng không khói: cellulosetrinitrate.

- Thuốc nhuộm, dược phẩm,…

- Do có tính oxi hóa mạnh, nitric acid thường được sử dụng để phá mẫu quặng trong việc nghiên cứu , xác định hàm lượng trong quặng

III HIỆN TƯỢNG PHÚ DƯỠNG

- Khái niệm: là hiện tượng nguồn nước dư quá nhiều chất dinh dưỡng (nitrogen, phosphorus).

- Nguyên nhân: Do sự dư thừa sinh dưỡng

+ Khi làm lượng nitrogen trong nước đạt 300 μg/L và hàm lượng phosphorus đạt 20 μg/L sẽ gâyg/L và hàm lượng phosphorus đạt 20 μg/L và hàm lượng phosphorus đạt 20 μg/L sẽ gâyg/L sẽ gâyhiện tượng phú dưỡng

+ Nước thải, hay các đầm nuôi trồng thủy sản, sự dư thừa thức ăn chăn nuôi, phân bón hóa học

- Tác hại: Cản trở sự hấp thụ ánh sáng mặt trời vào nước, giảm sự quang hợp của thực vật thủy sinh.

Rong, tảo phát triển mạnh gây thiếu oxygen, gây mất cân bằng sinh thái Ngoài ra, xác rong tảo phânhủy gây ô nhiễm môi trường nước, không khí và tạp chất bùn lắng xuống lòng ao hồ

- Để hạn chế hiện tượng phú dưỡng cần:

+Tạo điều kiện để nước trong kênh rạch, ao, hồ được lưu thông

+ Xử lí nước thải trước khi cho chảy vào kênh rạch, ao, hồ

+ Sử dụng phân bón đúng liều lượng, đúng cách, đúng thời điểm trong năm để hạn chế sự rửa trôi ion3

NO , PO34 từ nguồn phân bón dư thừa vào kênh rạch, ao, hồ

Hiện tượng phú dưỡng ở ao hồCHỦ ĐỀ 4: SULFUR VÀ SULFUR DIOXIDE

I SULFUR

1 Trạng thái tự nhiên

- Sulfur (lưu huỳnh) là nguyên tố phổ biến thứ 17 trên vỏ Trái Đất, tồn tại ở 4 dạng đồng vị bền là 32S, 33S , 34S và 36S

- Trong tự nhiên, sulfur tồn tạo ở cả dạng đơn chất và hợp chất

+ Đơn chất sulfur được phân bố ở vùng lân cận núi lửa và suối nước nóng,…

+ Hợp chất sulfur gồm các khoáng vật sulfide, sulfate, protein,… như pyrite (FeS2), chalcopyrite(CuFeS2), chu sa, thần sa (HgS), thạch cao (CaSO4.2H2O),…

- Trong cơ thể người, sulfur chiểm khoảng 0,2% khối lượng cơ thể, có trong thành phần nhiều protein

2 Cấu tạo nguyên tử, phân tử

- Nguyên tố sulfur nằm ở ô số 16, nhóm VIA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn.

- Nguyên tử sulfur có độ âm điện 2,58, có tính phi kim, tạo ra nhiều hợp chất với các số oxi hóa khácnhau từ -2 đến +6

- Phân tử sulfur gồm 8 nguyên tử (S8) có dạng vòng khép kín, mỗi nguyên tử liên kết với 2 nguyên tửbên cạnh bằng 2 liên kết cộng hóa trị không phân cực

- Trong phản ứng hóa học, phân tử sulfur được viết đơn giản là S

Bột sulfur Phân tử sulfur ở điều kiện thường (S 8 )

3 Tính chất vật lí

- Đơn chất sulfur có 2 dạng thù hình: dạng tà phương và dạng đơn tà.

- Sulfur không tan trong nước, ít tan trong alcohol, tan nhiều trong carbon disulfide, nóng chảy ở

1130C và sôi ở 4450C

Tinh thể sulfur

4 Tính chất hoá học

Số oxi hóa S: -2 0 +4 +6 Chất FeS, H2S, (S) SO2 SF6

Tính chất S: tính oxi hóa Tính khử

a Tác dụng với hydrogen và kim loại => thể hiện tính oxi hóa

- Ở nhiệt độ cao, sulfur tác dụng với hydrogen tạo hydrogen sulfide, tác dụng với nhiều kim loại(trừ

Au,Pt, Ag) tạo muối sulfide

H2 + S  t0 H2S: Hydrogen sulfide

2Al + 3S  t0 Al2S3 Aluminiumsulfide

Fe + S  t0 FeS: Iron (II) sulfide

- Sulfur tác dụng với thủy ngân (mercury) ở ngay nhiệt độ thường: phản ứng này được dùng để xử límercury rơi vãi

Hg + S   HgS : mercury (II) sulfide

Trong phản ứng với hydrogen và với kim loại, sulfur thể hiện tính oxi hóa: bị khử từ số oxi hóa 0 về

-2

b Tác dụng với phi kim => thể hiện tính khử

- Ở nhiệt độ thích hợp, sulfur tác dụng với một số phi kim như fluorine, oxygen,…

Sản xuất diêm Sản xuất H 2 SO 4 Sản xuất thuốc trừ sâu Lưu hóa cao su

II SULFUR DIOXIDE: SO2

1 Tính chất vật lí

- Là chất khí, không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí, tan nhiều trong nước

- Là khí độc, hít phải khí SO2 vượt ngưỡng cho phép sẽ gây viêm đường hô hấp

2 Tính chất hóa học : Oxide acid (acidic oxide) + chất oxi hóa + chất khử

a) SO2 là oxide acid:

SO2 + H2O‡ ˆˆ Hˆ ˆ† 2SO3 : sulfurous acid

SO2 + NaOH 1:1

  NaHSO3

SO2 +2NaOH 1:2

  Na2SO3 + H2O

b) SO2 là chất oxi hóa:

- Sulfur dioxide tác dụng với hydrogen sulfide tạo sulfur và nước: phản ứng được dùng để chuyển hóahydrogen sulfide trong khí thiên nhiên thành sulfur

5SO +2KMnO +2H O 2H SO +2MnSO +K SO

=>mất màu thuốc tím : KMnO 4 (SO 2 khác CO 2 ).

3 Ứng dụng

- Dùng để tẩy trắng bột giấy, khử màu trong sản xuất đường, chống nấm mốc cho sản phẩm mây tređan,

- Là chất trung gian trong quá trình sản xuất sulfuric acid

- SO2 được dùng để sản xuất H2SO4; tẩy trắng vải sợi, giấy; chống nấm mốc

- Sử dụng làm chất tẩy trắng bột giấy và dung dịch đường:

+ Trong quá trình tiếp xúc với lignin và một số hợp chất khác trong bột giấy hay giấy, SO2 sẽ làm mấtmàu của một số hợp chất tạo ra hợp chất hữu cơ màu trắng sáng

+ Khi sản xuất đường tinh luyện từ mía, một chút nước vôi trong sẽ được cho vào nước mía và sục khí

SO2 vào Sulfur Dioxide sẽ làm trong nước mía bằng cách kết tủa nước vôi trong và khi cô đặc thuđược đường tinh luyện màu trắng

- Ứng dụng trong làm chất bảo quản cho các loại thực phẩm sấy khô:

+ Làm chất bảo quản cho các loại hoa quả sấy khô như vải, mơ, nho, với khả năng giúp ngăn cản sựphát triển của một số loại vi khuẩn và nấm gây hư hại cho thực phẩm

+ Giúp thực phẩm không bị hư hỏng, thối rữa, giữ màu sắc tươi ngon trong một thời gian dài

- Trong ngành sản xuất rượu:

+ Sử dụng sulfur dioxide trong sản xuất rượu với tỷ lệ rất nhỏ

+ Nồng độ SO2 dưới 50 ppm, rượu vẫn giữ được vị thơm ngon đặc trưng của rượu

+ Ứng dụng trong làm sạch các thiết bị trong nhà máy sản xuất rượu

- Trong phòng thí nghiệm:

+ Sử dụng làm thuốc thử để nhận biết các chất khác và được dùng như một dung môi trơ

+ SO2 lỏng dùng để chạy một số máy làm lạnh và làm dung môi để chiết một số dầu thảo

4 Sulfur dioxide và ô nhiễm môi trường

a Nguồn phát sinh sulfur dioxide

- SO2 là nguyên nhân gây mưa acid

- Một số nguồn phát thải khí sulfur dioxide vào khí quyển:

+ Nguồn tự nhiên: Khí thải núi lửa, trên toàn thế giới, nguồn sulfur dioxide tự nhiên chiếm ưu thế,nhưng ở các khu vực đô thị và công nghiệp, nguồn nhân tạo chiếm ưu thế

+Nguồn nhân tạo: Chủ yếu sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu có chứa tạp chất sulfur (than đá,dầu mỏ), đốt quặng sulfide (galen, blend) trong luyện kim, đốt sulfur và quặng pyrite trong sản xuấtsulfuric acid, …

b Tác hại

- Sulfur dioxide là một trong các tác nhân gây ô nhiễm khí quyển, gây mưa acid,…

- Sulfur dioxide gây viêm đường hô hấp ở người

c Biện pháp cắt giảm phát thải sulfur dioxide vào khí quyển

- Thay thế dần các nhiên liệu hóa thạch bằng nhiên liệu thân thiện môi trường như ethanol,hydrogen, kết hợp với khai thác các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượnggió, mưa, sóng biển, thủy triều, địa nhiệt

- Dẫn khí thải các nhà máy vào tháp hoặc bồn chứa các chất hấp phụ phù hợp, như than hoạt tính, hấpphụ khí sulfur dioxide, trước khi thải ra môi trường

- Chuyển hóa sulfur dioxide thành các chất ít ô nhiễm hơn bằng các hóa chất như vôi sống (CaO), vôitôi (dạng rắn), nước vôi trong (dung dịch): (Ca(OH)2) hoặc đá vôi nghiền (CaCO3)

CHỦ ĐỀ 5: SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE

H

H O

OSO

O

H

H O

OSO

Ohay

a Bảo quản: Sufuric acid được bảo quản trong chai, lọ có nút đậy chặt, đặt ở vị trí chắc chắn, đặt

cách xa các chất dễ gây cháy, nổ như chlorate, perchlorate, permanganate, dichromate

Kí hiệu cảnh bào sự nguy hiểm của Sufuric acid

b Sử dụng:

Khi sử dụng sulfuric acid cần tuân thủ nguyên tắc:

(1) Sử dụng găng tay, đeo kính bảo hộ, mặc áo thí nghiêm

(2) Cầm dụng cụ chắc chắn, thao tác cẩn thận

(3) Không tì, đề chai đựng aicd lên miệng cốc, ống đong khi rót acid

(4) Sử dụng lượng acid vừa phải, lượng acid còn dư thừa phải thu hồi vào lọ đựng

(5) Không được đổ nước vào dung dịch acid đặc

c Sơ cứu khi bỏng acid

Khi bị bỏng sulfuric acid cần thực hiện sơ cứu theo các bước

(1) Nhanh chống rửa ngay với nước lạnh nhiều lần để làm giảm lượng aicd bám trên da

(2) Sau khi ngâm rửa bằng nước, cần tiến hành trung hoà acid bằng dung dịch NaHCO3 loãng

(3) Băng bó tạm thời vết bỏng bằng băng sạch, cho người bị bỏng uống bù nước điện giải rồi đưađến cở sở y tế gần nhất

4 Tính chất hoá học

a Dung dịch H2SO4 loãng: Có đầy đủ tính chất của 1 acid mạnh, tương tự acid HCl

H2SO4 + Fe  FeSO4 + H2

H2SO4 + MgO  MgSO4 + H2O

4H2SO4loãng + Fe3O4  FeSO4 +Fe2(SO4)3 + 4H2O

H2SO4loãng + Fe(OH)2  FeSO4 + 2H2O

H2SO4 + Na2CO3  Na2SO4 + H2O + CO2

H2SO4 + BaCl2  BaSO4 + 2HCl

* Tạo môi trường acid cho nhiều phản ứng trong công nghiệp và nghiên cứu:

- Sản xuất copper (II) sulfate : 2Cu + O2 + 2H2SO4 loãng  2CuSO4 + 2H2O

- Chuẩn độ permanganate:

5HOOC-COOH + 2KMnO4 +3H2SO4 loãng   10CO2 +K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

- Sản xuất acquy lead: Pb + PbO2 +2H2SO4loãng  2PbSO4 +2 H2O

  C CaSO4 + 2HF

H2SO4 đặc + NaNO3 tinh thể t0

  NaHSO4 + HNO3 

 Tính oxi hoá mạnh:

- Tác dụng với kim loại: oxi hóa hầu hết kim loại (trừ Au, Pt)

Kim loại (trừ Au,Pt)  tạo muối SULFATE hóa trị cao +sản phẩm khử (SO2 , S, H2S) + H2O

  3MgSO4 + S + 4H2O

* CHÚ Ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa (không tác dụng) với H 2SO4 đặc nguội.

- Phi kim: oxi hóa nhiều phi kim: C CO2; S SO2; P H3PO4

5 Ứng dụng: Sản xuất

- Thuốc nhuộm, phân bón, thuốc trừ sâu, giấy,chất dẻo, tơ sợi, thuốc nổ

- Muối acid, chế biến dầu mỏ, chất tẩy rửa, sơn màu,

Sản xuất acquy Sản xuất chất tẩy rửa Sản xuất phân bón Sản xuất sơn màu

6 Sản xuất H2SO4:

Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc,nguyên liệu chính là sulfur, quặng pyrite (chứa FeS2)

Quá trình sản xuất gồm 3 giai đoạn:

a Sản xuất SO2: sulfur dioxide

S(s)+ O2 (g) t 0

  SO2 (g)

Hoặc 4FeS2(s) + 11O2(g) t0

  2Fe2O3(s) + 8SO2 (g)

b Sản xuất SO3: sulfur trioxide

2SO2 (g) + O2 (g)           V O ,450 C 2 5 o  2SO3 (g)

c Sản xuất H2SO4:

- Dùng H2SO4 98% hấp thụ SO3 => oleum H2SO4.nSO3

H2SO4 + nSO3   H2SO4.nSO3

=> Vậy oleum là hỗn hợp của SO3 với H2SO4 nguyên chất.

- Dùng nước pha loãng oleum => H2SO4 đặc

H2SO4.nSO3 +nH2O → (n+1) H2SO4

II MUỐI SULFATE

1 Ứng dụng:

- Calcium sulfate (CaSO4) dùng trong vật liệu xây dựng,chất phụ gia,…

- Barium sulfate (BaSO4) dùng làm phụ gia pha màu cho công nghiệp sơn,thủy tinh,gốm sứ cách điện

và cao su chất lượng cao,

- Magnesium sulfate (MgSO4) sản xuất muối tắm, làm giảm dịu cơ bắp khi sưng tấy, giảm hiện tượngchuột rút cho con người, mỗi phân tử magnesium sulfate kết hợp với 7 phân tử H2O tạoMgSO4.7H2O nên MgSO4 sử dụng làm chất hút ẩm, chất hút mồ hôi tay của các vận động viên thểdục dụng cụ, bổ sung magnesium cơ thể, cho tôm, cá, động vật thủy sinh,…

- Ammonium sulfate (NH4)2SO4 là thành phần của thuốc trừ sâu hòa tan, thuốc diệt nấm, phân bón,

sử dụng kết hợp với chlorine để tạo monochloramine để khử trùng nước uống,

- Muối Calcium sulfate dihydrate CaSO4.2H2O (thạch cao tự nhiên); CaSO4.H2O (thạch cao nung) làm phụ gia làm đông, làm mềm, mịn, mượt hình thái các sản phẩm như đậu hũ, đậu non Làm

vật liệu xây dựng, kỹ thuật nặn tượng, bó bột hoặc dùng làm khung xương

- Muối Barium sulfate BaSO4: làm chất phụ gia trong sản xuất sơn, giúp nâng cao độ trắng bóng của

bề mặt giấy, thuốc cản quang khi chụp X- quang

BaCl +Na SO2 2 4  BaSO4 +2NaCl

CHỦ ĐỀ 6: ÔN TẬP CHƯƠNG 2

 Nitrogen là nguyên tố phổ biến, góp phần tạo

nên sự sống trên Trái Đất

 Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên

 Đơn chất nitrogen khá trơ ở nhiệt độ thường,

hoạt động hóa học mạnh hơn khi đun nóng và

 Cấu hình electron lớp ngoài cùng: 3s23p4

 Số oxi hóa thường gặp: -2; 0; +4; +6

 Phân tử dạng mạch vòng gồm 8 nguyên tử(S8) và tương đối bền

 Sulfur thể hiện cả tính oxi hóa và tính khử

t C

   Al2S3

 Sulfur dioxide có tính chất của oxide acid, có

 Phân tử ammonia có dạng chóp tam giác, phân

tử còn 1 cặp electron không liên kết

 Khí ammonia có mùi khai, dễ tan trong nước,

dễ hóa lỏng: ammonia có tính base và tính

o C Pt



    4NO + 6H2O

 Ammonia được sản xuất từ nitrogen và

hydrogen quá trình Haber-Bosch

 Ion ammonium được nhận biết bằng phản ứng

với kiềm, sinh ra khí có mùi khai

(NH4)2SO4 + 2KOH t o

  K2SO4+ 2NH3 + 2H2OPhương trình ion rút gọn:

2H2SO4 đặc + S o

t

  3SO2 + 2H2O2H2SO4 đặc + 2KBr t o

  Br2 + SO2 +2H2O +

K2SO4

Dung dịch sulfuric acid đặc có tính háo nước, cókhả năng gây bỏng, có tính acid mạnh và tính oxi hoá mạnh

Bảo quản, sử dụng sulfuric acid đặc phải tuântheo quy tắc đảm bảo an toàn, phòng chống cháy,nổ

Sulfuric acid được sản xuất từ các nguyên liệuchính: sulfur, quặng pyrite

4FeS2 + 11O2 t o

  2Fe2O3 + 8SO22SO2 (g) + O2 (g) V O ,450 C 2 5 o

Ion sulfate trong dung dịch được nhận biết bằngion Ba2+

Ba2+ + SO24

  BaSO4

MỘT SỐ HỢP CHẤT VỚI OXYGEN CỦA NITROGEN

Oxide của nitrogen

 Các oxide của nitrogen là một trong số tác nhân chính gây ô nhiễm không khí và gây mưa acid.

Nitric acid

 Nitric acid là chất lỏng, tan tốt trong nước, bốc khói trong không khí ẩm

 Nitric acid có tính acid mạnh và tính oxi hóa mạnh

B BÀI TẬP CHỦ ĐỀ 1: NITROGEN VÀ HỢP CHẤT Phần 1: Bài tập tự luận

DẠNG 1: NITROGEN : N2

Dạng 1.1: Tính chất vật lí, tính chất hóa học của nitrogen

Câu 1 [KNTT – SGK] Dựa vào tương tác van der Waals, hãy giải thích tại sao đơn chất N2 khó hóalỏng và ít tan trong nước

a) Tại sao nitrogen lỏng được dùng để bảo quản mẫu vật phẩm trong y học?

b) Tại sao dùng khí nitrogen để làm căng vỏ bao bì thực phẩm mà không dùng không khí?

Hydrogen tăng từ 0 lên +1  hydrogen đóng vai trò chất khử trong phản ứng này

Nitrogen giảm từ 0 xuống -3  nitrogen đóng vai trò là chất oxi hóa trong phản ứng này

Câu 4 [KNTT – SGK] Trong phương trình hóa học của phản ứng giữa nitrogen và oxygen:

a) Hãy xác định các nguyên tử có sự thay đối số oxi hóa

b) Tại sao thực tế không sử dụng phản ứng để tạo ra NO, một hợp chất trung gian quan trọng trongcông nghiệp sản xuất nitric acid?

Hướng dẫn giải

Oxygen giảm từ 0 xuống -2  oxygen đóng vai trò chất oxi hóa trong phản ứng này.

Nitrogen tăng từ 0 lên +2  nitrogen đóng vai trò là chất khử trong phản ứng này

b) Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ cao trên 3000oC hoặc có tia lửa điện nhưng hiệu suất tạo NO rấtthấp nên thực tế không dùng để tạo NO

Câu 5 [KNTT – SGK] Viết các phương trình hóa học minh họa quá trình hình thành đạm nitratetrong tự nhiên xuất phát từ nitrogen

b) Fluorine hoạt động hóa học mạnh hơn, vì năng lượng liên kết của nitrogen > fluorine (946 > 159) nên liên kết phân tử nitrogen khó phá vỡ, hoạt động kém.

Câu 9 [CD - SGK] Dựa vào các giá trị năng lượng liên kết, hãy dự đoán ở nhiệt độ thường thì đơn chất nitrogen hay chlorine dễ phản ứng với hydrogen hơn Cho biết năng lượng liên kết Cl-Cl trong phân tử chlorine là 243 kJ mol-1.Năng lượng liên kết N N trong nitrogen 946 kJ mol-1

Hướng dẫn giải

Năng lượng liên kết chlorine 243 kJ mol-1

Năng lượng liên kết nitrogen 946 kJ mol-1

 Ở nhiệt độ thường thì đơn chất chlorine dễ phản ứng hydrogen hơn

Câu 10 [CD - SGK] Viết phương trình hóa học của phản ứng giữa nitrogen với hydrogen và vớioxygen Nêu ứng dụng của mỗi phản ứng này trong thực tế

a) Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì trong thiết bị sẽ có các khí nào?

b) Hãy tìm hiểu về nhiệt độ hóa lỏng của mỗi khí có trong thiết bị Từ đó cho biết, nếu giữ nguyên ápsuất và làm lạnh thiết bị thì khí nào sẽ hóa lỏng đầu tiên

Nếu giữ nguyên áp suất và làm lạnh thiết bị thì khí NH3 sẽ hóa lỏng đầu tiên

Câu 12 (SBT - KNTT) Sau mỗi chu trình tổng hợp ammonia đều thực hiện tách ammonia khỏi hỗnhợp khí gồm: nitrogen, hydrogen và ammonia Sau đó, nitrogen và hydrogen lại được dẫn về thực hiệnvòng tuần hoàn mới

Cho biết nhiệt độ sôi nitrogen, hydrogen và ammonia lần lượt là -196 °C, -253 °C và -33 °C

Đề xuất phương pháp vật lí tách ammonia khỏi hỗn hợp đó

Câu 13 (SBT - CTST): Viết phản ứng chứng minh nitrogen hoạt động hóa học ở nhiệt độ cao ?

Câu 14 (SBT - CTST): * Tại sao ở điều kiện thường (25oC, 1 bar), nitrogen tồn tại ở dạng phân tử N2,trong khi đó phosphorus lại tồn tại ở dạng P4 mà không xảy ra trường hợp ngược lại ? Biết:

- Năng lượng liên kết ba N≡N là 941 kJ/mol

- Năng lượng liên kết ba P≡P là 490 kJ/mol

- Năng lượng liên kết đơn N-N là 160 kJ/mol

- Năng lượng liên kết đơn P-P là 209 kJ/mol (*)

Năng lượng được Hướng dẫn giải phóng khi tạo thành 2 phân tử N2 từ bốn nguyên tử N là: 2x941 =

1882 (kJ)

=> Phân tử N2 bền hơn N4 ở điều kiện thường

Dạng 1.2: Ứng dụng, trạng thái tự nhiên nitrogen

Câu 1.[CTST - SGK] Quan sát hình bên dưới, cho biết con người có thể can thiệp vào chu trình củanitrogen trong tự nhiên bằng cách nào Nếu sự can thiệp đó vượt ngưỡng cho phép thì ảnh hưởng gìđến môi trường?

Hướng dẫn giải

Con người có thể can thiệp vào chu trình của nitrogen trong tự nhiên bằng cách sử dụng phân bón hóahọc để thay đổi lượng nitrogen trong đất Nếu sự can thiệp đó vượt ngưỡng cho phép sẽ gây ô nhiễmmôi trường

Câu 2 [CTST - SGK] Quan sát hình bên dưới và dựa vào tính chất của nitrogen, hãy giải thích vì saonitrogen có những ứng dụng đó

Hướng dẫn giải

Nitrogen có tính trơ về mặt hóa học, nhiệt độ hóa lỏng thấp nên nitrogen lỏng được dùng để bảo quảnmáu, tế bào, dịch cơ thể, tinh trùng,…

Nhờ đặc tính nén cao nên hỗn hợp khí N2, CO2 được bơm vào bể chứa dầu mỏ tạo áp suất đẩy dầu dư

bị kẹt lại lên trên

Câu 3 [CD - SGK] Hãy nêu quan điểm của em về phát biểu “Nitrogen là nguyên tố đặc trưng cho sựsống “

Hướng dẫn giải

Nguyên tố nitrogen có trong cơ thể của mọi sinh vật chủ yếu ở dạng các hợp chất hữu cơ như aminoacid, nucleid acid, protein, chlorophyll (chất diệp lục),… Các hợp chất này đóng vai trò quan trọngtrong những quá trình sinh hóa của sinh vật

Câu 4 [CD - SGK] Sử dụng kiến thức hóa học để giải thích câu ca dao sau:

“Lúa chiêm lấp ló đầu bờ

Hễ nghe tiếng sấm, phất cờ mà lên”

2NO +O(g) 2(g)  2NO2(g) ΔH=-91,8kJ H = -116,2kJr 2980

Tiếp theo là quá trình nitrogen dioxide chuyển thành acid trong nước mưa, có thể được mô tả qua phảnứng:

4NO2(g)+2H O +O2 (l) 2(g) 4HNO3(aq)

Nước mưa với nồng độ acid phù hợp sẽ giúp cung cấp đạm cho đất ở dạng ion nitrate cần thiết cho câytrồng

Câu 5 (SBT - CTST):

a) Tại sao nitrogen là phi kim mạnh lại tồn tại được trong tự nhiên dưới dạng tự do?

b) Tại sao nitrogen phản ứng được với nhiều kim loại, nhưng trong vỏ Trái Đất không gặp một nitride(N3-) kim loại nào cả ?

Hướng dẫn giải

a) Nitrogen là phi kim mạnh, nhưng đơn chất nitrogen hoạt động hoá học kém ở nhiệt độ thường, tồntại được trong tự nhiên (khí quyển) vì phân tử N2 CÓ liên kết ba (N≡N) rất bền, không thể phân huỷthành nguyên tử khi ở nhiệt độ thấp hoặc không có xúc tác

b) N2 phản ứng với nhiều kim loại (với Li ở nhiệt độ thường và với Ca, Mg khi nóng) tạo ra các nitridekim loại (Li3N, Ca3N2, Mg3N2, ) Khi hình thành Trái Đất, thời kì đầu rất nóng là điều kiện chonitrogen có thể tạo với một số kim loại mạnh thành những nitride

Nhưng ở nhiệt độ này hydrogen và oxygen cũng đã hoá hợp với nhau tạo thành nước Khi có mặtnước, các nitride kim loại đều bị thuỷ phân thành base kiềm và ammonia Ví dụ:

Ca3N2 + 6H2O 2NH3 + 3Ca(OH)2

Ammonia tạo ra có thể cháy, nghĩa là bị oxygen của không khí oxi hoá cho trở lại nitrogen:

4NH3 + 3O2

t o 2N2 + 6H2O

Vì các lí do trên nên vỏ Trái Đất không tồn tại các hợp chất nitride

Câu 6 (SBT - CTST): Xác định cụm từ phù hợp trong các ô từ (1) đến (7) để hoàn thành chu trình của

nitrogen trong tự nhiên

Hướng dẫn giải

(1) Quá trình cố định đạm

(2) Quá trình nitrate hóa bởi vi khuẩn

(3) Quá trình hấp thu đạm của rễ cây

Hướng dẫn giải

Dựa trên tính chất là khí nitrogen không duy trì sự cháy, gần như trơ ở nhiệt độ thường và nhiệt độ không quá cao (chỉ hoạt động ở nhiệt độ rất cao) nên nitrogen được dùng trong phòng cháy, chữa cháy,bảo quản thực phẩm, ngăn thực phẩm bị oxi hóa nhanh hỏng, ngăn ethanol trong bia bị oxi hóa thành acid gây ra vị chua Nitrogen lỏng có nhiệt độ rất thấp -196oC Ngoài giúp trữ đông mô, việc đưa một lượng khí nitrogen ở nhiệt độ rất thấp vào mô ung thư có thể làm đông đặc mô bệnh, sau đó rã đông, quá trình lặp lại nhiều lần mô bệnh sẽ chết và được loại bỏ; phương pháp này ít gây đau đớn và ít mất máu cho bệnh nhân hơn so với phẫu thuật truyền thống

Dạng 1.3 Bài toán về nitrogen (có thể gặp ở bài toán về NH 3 )

Câu 1 (SBT - KNTT) Tính phân tử khối trung bình của không khí, giả thiết thành phần không khí:78% nitrogen, 21% oxygen và 1% argon

Hướng dẫn giải

MKK = 28,014 0,78 + 31,998 0,21 + 39,948 0,01 = 28,970

(Giá trị phân tử khối trung bình của không khí thường lấy bằng 29)

Câu 2 (SBT - KNTT) Tính khối lượng riêng (g/L) của không khí ở điều kiện chuẩn, giả thiết thànhphần không khí: 78% nitrogen, 21% oxygen và 1% argon

Hướng dẫn giải

Giả thiết số mol ban đầu: N2 = 1 mol, H2 = 3 mol

=> Tổng số mol khí ban đầu là 4 mol

Câu 5 (SBT - KNTT) Cho cân bằng ở 1 650 °C: N2(g) + O2(g)     2NO(g) Kc = 4.10-4

Thực hiện phản ứng trên với một hỗn hợp nitrogen và oxygen có tỉ lệ mol tương ứng là 4:1 Tính hiệu suất của phản ứng khi hệ cân bằng ở 1 650 °C

Nồng độ của N2 ban đầu là = 1 (M)

Nồng độ của H2 ban đầu là = 3 (M)

=> [NH3] = = 0,4 (M)

PTHH : N2 (g) + 3H2 (g) t

o , xt

2NH3(g) Ban đầu: 1 3 (M)

Phản ứng: 0,2 0,6 0,4 (M)

Cân bằng: 0,8 2,4 0,4 (M)

KC =

2 3

0,40,8.2,4 = 0,014

Câu 7 [CD - SBT] Cho hai phương trình hóa học sau:

ΔH=-91,8kJ ΔH=-91,8kJ

Những phát biểu nào sau đây về hai phương trình hóa học trên là đúng?

(a) Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt, phản ứng (2) là phản ứng tỏa nhiệt

(b) Phản ứng (2) tạo NO2 từ NO, là quá trình thuận lợi về mặt năng lượng Điều này cũng phù hợp với thực tế là khí NO (không màu) nhanh chóng bị oxi hóa thành khí NO2 (màu nâu đỏ)

(c) Enthalpy tạo thành chuẩn của NO2 là 80kJ mol-1

(d) Từ giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (1) và năng lượng liên kết trong phân tử O2,

N2 lần lượt là 498kJ mol-1 và 946kJ mol-1, tính được năng lượng liên kết trong phân tử NO ở cùng điều kiện là 632kJ mol-1

Hướng dẫn giải

(a), (b), (d)

Câu 8 [CD - SBT] Cho bảng giá trị năng lượng của một số liên kết ở điều kiện chuẩn sau:

a) Tính giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng theo năng lượng liên kết:

N ( ) 3H ( ) g  g  2NH ( ) g

b) Từ kết quả tính ở a) thì có thể suy ra giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của khí ammonia là bao nhiêu kJ mol-1?

c) Kết quả thực nghiệm xác nhận giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của khí ammonia là -45,9kJ mol-1 Hãy cho biết vì sao có sự khác biệt về giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của khí ammonia theo kết quả tính ở b) và kết quả thực nghiệm

Hướng dẫn giải

a) rHo298= 1.946 + 3.436 – 6.389 = -80 (kJ)

b) với kết quả tính được từ a) thì enthalpy tạo thành chuẩn của ammonia là -40 kJ mol-1

c) Giá trị enthalpy tạo thành chuẩn tính theo năng lượng liên kết thường khác biệt nhiều với giá trị thựcnghiệm Đó là do giá trị năng lsượng của một liên kết cộng hóa trị giữa A và B thường chỉ là giá trị năng lượng liên kết trung bình của liên kết giữa A và B trong nhiều hợp chất khác nhau Trong bài tập này , giá trị 389 kJ mol-1 được hiểu là giá trị trung bình năng lượng liên kết N và H trong nhiều hợp chất khác nhau, như NH3, CH3-NH2, …

Câu 9:

a) Cho biết năng lượng liên kết trong các phân tử O2 N2 và NO lần lượt là 494 kJ/mol, 945 kJ/mol và

607 kJ/mol Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng

N2(g) + O2(g)   2NO(g)b) Giải thích vì sao nitrogen chỉ phản ứng với oxygen ở nhiệt độ cao hoặc khi có tia lửa điện

Tìm nhiệt tạo thành chuẩn của HF và NO dựa vào năng lượng liên kết của F2, H2, HF, N2, O2, NO.

Gi i thích s khác nhau v nhi t t o th nh c a HF v NO ải thích sự khác nhau về nhiệt tạo thành của HF và NO ự khác nhau về nhiệt tạo thành của HF và NO ề nhiệt tạo thành của HF và NO ệt tạo thành của HF và NO ạo thành của HF và NO ành của HF và NO ủa HF và NO ành của HF và NO.

=945 +498 – 2.631 = +181 kJ > 0 => phản ứng không tự xảy ra => cần cung cấp nhiệt độ.

Phản ứng tạo thành NO từ các đơn chất khó khăn hơn phản ứng tạo thành HF từ các đơn chất do liên kết của N2 và O2 có năng lượng lớn hơn H2 và F2 nên cần cung cấp năng lượng rất lớn để phá vỡ liên kết N2 và O2

DẠNG 2: AMMONIA: NH3 - AMMONIUM: NH + 4

Dạng 2.1: Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí ammonia: NH 3 - ammonium: NH + 4

Câu 1 [KNTT - SGK]

1.Viết cấu hình electron của các nguyên tử H (Z = 1) và N (Z = 7)

2 Trình bày các bước lập công thức Lewis của phân tử ammonia

Hướng dẫn giải

1 Cấu hình electron của H: 1

1s ; cấu hình electron của N: 2 2 3

1s 2s 2p

2 Các bước lập công thức Lewis của phân tử ammonia:

Đặt 3 cặp electron giữa N và 3H (a), đặt cặp electron vào nguyên tử N, thu được công thức electron (b), thay mỗi cặp electron liên kết bằng một gạch hóa trị, thu được công thức Lewis (c)

Câu 2 [KNTT - SGK] Từ đặc điểm cấu tạo của phân tử ammonia, hãy giải thích tại sao các phân tửammonia có khả năng tạo liên kết hydrogen mạnh với nhau

HNHH

HNHH

HNHH

Liên kết hydrogen giữa các phân tử NH3

OH

HNHHH

OHH

Liên kết hydrogen giữa các phân tử NH3 với H2O

Câu 4 [KNTT - SGK]

a) So sánh phân tử ammonia và ion ammonium về dạng hình học, số liên kết cộng hóa trị, số oxi hóacủa nguyên tử nitrogen.

b) Viết phương trình hóa học minh họa tính acid/base của ammonia và ammonium

Hướng dẫn giải

a)

Dạng hình học Hình chóp tam giác Hình tứ diện đều

Tính acid: NH Cl NaOH 4   NH NaCl H O3  2

Câu 5 [CTST - SGK] Quan sát hình bên dưới, mô tả cấu tạo của phân tử ammoria

Dự đoán tính tan (trong nước) và tính oxi hóa - khử của ammonia.Giải thích

Hướng dẫn giải

Cấu tạo phân tử của NH3 là hình chóp với nguyên tử N ở đỉnh liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử H ởđáy tam giác (3 liên kết N – H đều là liên kết cộng hóa trị có phân cực)

Dự đoán: Khí NH3 tan nhiều trong nước,

Khi tan trong nước, NH3 kết hợp với ion H+ của nước, tạo thành ion NH4+ và ion OH−, làm cho dungdịch có tính base và dẫn điện

Câu 6 [CTST - SGK] Quan sát hình bên dưới

Giải thích hiện tượng thí nghiệm Từ đó cho biết, tại sao không thu khí ammonia bằng phương pháp đẩy nước.

Hướng dẫn giải

Hiện tượng: nước trong chậu phun vào bình thành những tia màu hồng Đó là do khí NH3 tan nhiềutrong nước làm giảm áp suất trong bình và nước bị hút vào bình Tia nước có màu hồng chứng tỏ dungdịch có tính base

Giải thích: Khí ammonia tan rất nhanh trong nước là giảm áp suất trong bình nên áp suất ngoài khôngkhí nén vào mặt thoáng của chậu nước làm nước phun lên trong ống thuỷ tinh thành dòng Ammoniatan trong nước tạo thành dung dịch có tính base làm cho phenolphtalein không màu chuyển thành màuhồng

Do N2 hoà tan nhiều trong nước nên không thu khí ammonia bằng phương pháp đẩy nước

Câu 7 [CTST - SGK] Tính tỉ khối của NH3 so với không khí Từ kết quả đó, hãy giải thích vì sao cóthế thu khí NH3 bằng phương pháp đẩy không khí (úp ngược bình)

OH

HNHHH

OHH

Liên kết hydrogen giữa các phân tử NH 3 và H 2 O

Câu 9 (SBT - KNTT): Sự phụ thuộc của độ

tan khí ammonia trong nước vào nhiệt độ được

mô tả ở hình bên

Dựa vào đồ thị ở hình bên, hãy xác định:

a) Độ tan của ammonia ở 300C Nhận xét về

tính tan của ammonia ở nhiệt độ này

b) Nồng độ phần trăm của dung dịch ammonia

bão hòa ở 300C

c) Độ tan của ammonia ở 600C So sánh với độ

tan của ammonia ở 300C Giải thích

Hướng dẫn giải

a) Ở 300C, độ tan của ammonia là 40 gam NH3/100 gam nước

Nhận xét: Ở nhiệt độ này, ammonia tan tốt trong nước

b) Nồng độ phần trăm của ammonia bão hòa:

c) Độ tan của ammonia ở 600C đã giảm mạnh so với 300C

Giải thích: Ở nhiệt độ cao hơn, các phân tử ammonia chuyển động nhiệt mạnh hơn, thoát khỏi dungdịch nhiều hơn, dẫn đến độ tan giảm

Câu 10 (SBT - KNTT): Trong công nghiệp, nitrogen được sản xuất từ nguồn nguyên liệu dồi dào làkhông khí Giả thiết không khí chứa 78% N2, 21%O2 và 1% Ar về thể tích Cho biết nhiệt độ sôi củacác chất trên lần lượt là -1960C, -1830C và -1860C Em hãy nêu nguyên tắc sản xuất N2 từ không khí

Hướng dẫn giải

Nguyên tắc sản xuất nitrogen từ không khí là chưng cất phân đoạn không khí lỏng Đầu tiên sẽ hóa lỏng không khí bằng cách tăng áp suất và làm lạnh xuống dưới -1960C Sau đó tăng dần nhiệt độ, đến -

1960C thì nitrogen sôi và thoát ra, đến -1860C thì Argon sôi và thoát ra; chất lỏng còn lại là oxygen

Dạng 2.2 Tính chất hóa học ammonia: NH 3 - ammonium: NH + 4

Câu 1 [CTST - SGK] Từ sự kết hợp giữa NH3 với nước, nhận xét tính acid - base của NH3 trongdung dịch Nêu cách nhận biết khí NH3 bằng quỳ tím Giải thích

Chất nhận proton chất cho proton

Câu 3 [KNTT - SGK] Vận dụng kiến thức về cân bằng hóa học, tốc độ phản ứng, biến thiên enthalpy

để giải thích các điều kiện của phản ứng sản xuất ammonia, cụ thể:

1 Nếu tăng hoặc giảm nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng và tốc độ phản ứng như thếnào?

2 Nếu giảm áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều nào? Tại sao không thực hiện ở áp suất cao hơn?

3 Vai trò của chất xúc tác trong phản ứng là gì?

3 Vai trò chất xúc tác là làm tăng tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch với số lần bằng nhau

Câu 4 [CTST - SGK] Dựa vào nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, hãy cho biết để tănghiệu suất phản ứng tổng hợp NH3, cần điểu chỉnh nhiệt độ và áp suất như thế nào Điếu đó có gây trởngại gì cho phản ứng tổng hợp NH3 trên thực tế hay không? Vì sao?

Dựa theo phản ứng điều chế ammonia thì khi tăng áp suất cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm

số mol khí (chiều thuận) => tăng hiệu suất phản ứng

Phản ứng tỏa nhiệt => giảm nhiệt độ thì cân bằng dịch chuyển theo chiêu thuận

Vậy trong công nghiệp sản xuất NH3, để hiệu suất cao người ta sử dụng biện pháp giảm nhiệt độ vàtăng áp suất

Tuy nhiên nếu nhiệt độ quá thấp thì phản ứng sẽ xảy ra rất chậm và khi áp suất quá cao thì đòi hỏi thiết

bị cồng kềnh, phức tạp

Câu 5 [CTST - SGK]Cho cân bằng hoá học: t ,p, xt0

N (g) 3H (g)          2NH rH029892 kJCân bằng chuyển dịch theo chiểu nào (có giải thích) khi:

b) Khi tách Ammonia ra khỏi hỗn hợp phản ứng thì cân bằng xảy ra theo chiều làm tăng chất sản phẩm

 cân bằng xảy ra theo chiều thuận

c) Giảm thể tích của hệ phản ứng  tăng áp suất  cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm số phân tửkhí (chiều thuận)

Câu 6 (SBT - CTST): Xét phản ứng tổng hợp ammonia theo phương trình hóa học:

Ở nhiệt độ T, phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng

a Cân bằng chuyển dịch theo chiều nào khi thêm H2? Khi thêm NH3?

b Khi tăng thể tích của hệ thì cân bằng dịch chuyển như thế nào?

c Giá trị của hằng số cân bằng thay đổi như thế nào trong trường hợp a và trường hợp b?

Hướng dẫn giải

a Khi thêm H2, cân bằng chuyển dịch sang phải Khi thêm NH3, cân bẳng chuyển dịch sang trái

b Khi tăng thể tích thì nồng độ của tất cả các chất đều giảm Cân bằng chuyển dịch sang trái, tức là

về phía tạo ra số mol phân tử lớn hơn

c Trong trường hợp a cũng như b, giá trị hằng số cân bằng KC đều không đổi vì hằng số cân bằng chỉthay đổi theo nhiệt độ mà ở đây nhiệt độ không đổi

Câu 7 (SBT - CD) Phưong trình hoá học của phản ứng tổng họp ammonia từ nitrogen và hydrogenbằng quá trình Haber như sau:



                  400 600 , 200bar, Fe

N ( ) g H (g) o C 2NH (g) r H2980 -92kJNhững phát biểu liên quan tới quá trình Haber nào sau đây là đúng?

(a) Là quá trình thuận nghịch nên tại thời điểm cân bằng, hỗn hợp trong buồng phản ứng gồmammonia, nitrogen và hydrogen

(b) Do ammonia dễ hoá lỏng hon nên khi làm lạnh hỗn hợp sẽ tách được ammonia lỏng ra khỏi hỗnhọp khí

(c) Nếu không sử dụng chất xúc tác thì không thể tạo thành ammonia

(d) Nếu giảm áp suất của hệ thì phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận

(e) Phản ứng thuận là phản ứng toả nhiệt Vì vậy, để phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận, cần phảigiảm nhiệt độ Tuy nhiên, nếu giảm nhiệt độ xuống thấp thì tốc độ phản ứng lại nhỏ

(g) Từ giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng trên và năng lượng liên kết H—H, N—H lầnlượt là 436 kJ moi-1 và 389 kJ mol-1 sẽ xác định được năng lượng liên kết trong phân tử N2 ở cùng điềukiện là 934 kJ mol-1

Hướng dẫn giải

Phát biểu đúng là (a), (b), (e), (g)

Câu 8 (SBT - CD) Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc của hiệu suất tổng hợp ammonia (theo phươngtrình hoá học (1), Câu 5.3) vào áp suất và nhiệt độ của phản ứng được thể hiện ở giản đồ trong Hình 5dưới đây:

Hiệu suất thu ammonia có thể được tính theo công thức:

b) Vì sao nhiệt độ phản ứng càng cao thì hiệu suất thu ammonia càng thấp?

c) Ở một nhiệt độ, vì sao áp suất tăng cao thì hiệu suất thu ammonia tăng?

d) Từ giản đồ Hình 5, hãy cho biết nên chọn nhiệt độ phản ứng là bao nhiêu để hiệu suất phản ứng đạtkhoảng 44% ở 200 atm

d) Khoảng 400°C

Câu 9 [CD - SGK]: Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng tổng hợp ammonia từ nitrogen vàhydrogen có giá trị âm nhưng vì sao quá trình Haber lại chọn nhiệt độ phản ứng khá cao, vào khoảng400°C – 600°C?

Hướng dẫn giải

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng tổng hợp ammonia từ nitrogen và hydrogen có giá trị âmnhưng quá trình Haber lại chọn nhiệt độ phản ứng khá cao, vào khoảng 400°C – 600°C vì nếu thựchiện ở nhiệt độ thấp quá thì tốc độ phản ứng tạo thành NH3 chậm

Câu 10 [KNTT - SGK]

 0

t

4 N H 3O    2 N 6 H O 1

 0

t

4 N H 5O    4 N O 6 H O 2 

Trong hai phản ứng oxi hóa ammonia bằng oxygen ở trên, hãy:

a) Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa

b) Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử

Hướng dẫn giải

Phản ứng:

 0

Ammonia thể hiện tính base, tính khử ở quá trình nào dưới đây ?Giải thích.

(1) Cho ammonia phản ứng với nitric acid (HNO3) để tạo phân bón ammonium nitrate (NH4NO3).(2) Dùng ammonia tẩy rửa lớp copper (II) oxide phủ trên bề mặt kim loại copper, tạo kim loại nước vàkhí nitrogen

N + 3H2O => số oxi hóa N trong NH3 tăng => NH3 là chất khử

a đun nóng dung dịch một hồi lâu.

b thêm dung dịch HCl với số mol HCl bằng số mol NH3 có trong dung dịch (A)

c thêm vài giọt dung dịch Na2CO3

d thêm từ từ dung dịch AlCl3 tới dư

3

CO  + H2O    HCO3

a) Tính chất vật lí 1 Làm quỳ tím hoá xanh

b) Tính base 2 Tan trong nước tạo môi trường có pH > 7

c) Tính khử 3 Tan vô hạn trong nước

4 Phản ứng với acid tạo muối ammonium

Khi làm bánh bao người ta thường cho ít bột nở NH4HCO3 vào bột mì Khi nướng bánh,

NH4HCO3 phân hủy thành các chất khí và hơi thoát ra nên làm cho bánh xốp và nở

NH4HCO3(r) NH3↑ + CO2↑ + H2O↑

Câu 2 [CTST - SGK] Khi thải rác thải sinh hoạt chứa một lượng lớn ion ammonium vào ao, hổ sẽxảy ra quá trình oxi hoá ammonium thành ion nitrate dưới tác dụng của vi khuẩn Quá trình này làmgiảm oxygen hoà tan trong nước, gây ngạt cho sinh vật sống dưới nước Người ta phải xử lí nguồnnước gây ô nhiễm đó bằng cách chuyển ion ammonium thành ammonia, rồi chuyển tiếp thành nitrogen