Lý thuyết bài nitơ

Bi ging được tài trợ bởi: Thành Công Study – www.thanhcongstudy.edu.vn. Địa chỉ: 6A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội. Để đăng ký học, quý phụ huynh và học sinh gọi điện tới: 0977.333.961 hoặc gửi email tới hòm thư: thanhcongstudy@gmail.com. Trân trọng! BI GING 2. NITƠ Biên tậ p : Nguyễ n Thị Thọ I. CẤ U TẠ O PHÂN TƢ̉  Cấu hình e: 7 N : 1s 2 2s 2 2p 3  Cấu tạo phân tử: N 2 do 2 nguyên tử Nitơ liên kết với nhau bằng 3 liên kết không cực.  Liên kiết ba rất bền vững nên ở nhiệt độ thƣờng N 2 rất trơ về hóa học. 7 N : 1s 2 2s 2 2p 3 II. TNH CHT VT L  Là chất khí không màu, không mùi, không vị, không duy trì sự cháy, sự sống.  Rất ít tan trong nước (1 lít nước chỉ tan 0,015ml N 2 )  Chiếm 4/5 thể tích không khí, nhẹ hơn không khí.  Hóa lỏng ở  196 0 C, hóa rắn ở  210 0 C. Tnh chất vt lí ca Nitơ Nitơ ở trạng thi lỏng III. TNH CHT HA HC 1. Tính oxi hóa (Tác dụng với chất khử mạnh):      2 Moâ hình phaântöû N Bi ging được tài trợ bởi: Thành Công Study – www.thanhcongstudy.edu.vn. Địa chỉ: 6A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội. Để đăng ký học, quý phụ huynh và học sinh gọi điện tới: 0977.333.961 hoặc gửi email tới hòm thư: thanhcongstudy@gmail.com. Trân trọng! a. Với hiđro: b. Với kim loại hoạt động mạnh: - Ở nhiệt độ thường, nitơ chỉ tác dụng được với Liti (Li) 23 6Li N 2Li N  (Liti nitrua) - Ở nhiệt độ cao, nitơ chỉ tác dụng được với: Ca, Ma, Al, …   0 t 2 3 2 3Ca N Ca N (Canxi nitrua)   0 t 2 2A N 2A Nll (Nhôm nitrua) 2. Tính khử (Tác dụng với chất oxi hóa): 0 t 22 N O 2NO ; H 180kJ         22 2NO O 2NO Chú ý: Các oxit khác ca nitơ như: N 2 O, N 2 O 3 , N 2 O 5 không điều chế đƣợc trực tiếp giữa oxi và nitơ. IV. TRNG THI T NHIÊN: Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở hai dạng:  Dạng tự do: nitơ chiếm khoảng 80% thể tích ca không khí. Nitơ trong tự nhiên là hỗn hợp ca hai đồng vị: 14 7 N (99,63%) và 15 7 N (0,37%) tồ n tạ i ở trong độ ng vậ t , thự c vậ t và cc hợp chất cha Nitơ  Dạng hợp chất: có trong diêm tiêu (NaNO 3 ), protein, axit nucleic, … C Chu trnh biế n đổ i Nitơ trong tự nhiên V. ĐIỀ U CHẾ 1. Trong công nghiệp:         0 23 200 300atm 400 550 C xt: boät Fe Al O 2 2 3 N 3H 2NH ; H 92kJ Bi ging được tài trợ bởi: Thành Công Study – www.thanhcongstudy.edu.vn. Địa chỉ: 6A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội. Để đăng ký học, quý phụ huynh và học sinh gọi điện tới: 0977.333.961 hoặc gửi email tới hòm thư: thanhcongstudy@gmail.com. Trân trọng! Không khí hóa lỏng (sau khi loại bỏ CO 2 và H 2 O) Chöng phaân ñoaïn   196 0 C N 2   183 0 C O 2  2. Trong phòng thí nghiệm: a. Nhiệt phân muối: 0 t 4 2 2 2 NH NO N 2H O   (Phương pháp tinh khiết nhất) 0 350 500 C 4 3 2 2 2 2NH NO 2N O 4H O      0 t 4 2 2 7 2 2 7 2 (NH ) Cr O N Cr O 4H O    b. Oxi hóa NH 3 : 0 t 3 2 2 2 4NH 3O 2N 6H O    0 t 3 2 2 2NH 3C N 6HC   ll 0 t 3 2 2 2NH 3CuO N 3Cu 3H O     0 t 3 2 2 2NH N 3H    c. Khử oxit của nitơ: 0 350 500 C 2 2 2 2N O 4N O     2 2 2 2 N O H N H O    2 3 2 2 3N O 2NH 4N 3H O    2 2 2 2NO 2H S N 2S 2H O      d. Phương pháp khác: 0 t 4 2 2 2 NH C NaNO N NaC 2H O    ll 0 t 4 3 2 2 2 2NH C 2KNO 2N O 2KC 4H O     ll 0 t 3 2 2 2 2KNO 3C S N K S 3CO (75%) (15%) (10%)       (Thuoác noå ñen) 0 t 3 2 2 2 3 6KNO 10Fe 3N 3K O 5Fe O     0 t 4 2 2 2NH C 3CuO N 3Cu 2HC 3H O     ll VI. NG DNG Mộ t số hì nh ả nh về ứ ng dụ ng củ a Nitơ trong cuộ c số ng Bi ging được tài trợ bởi: Thành Công Study – www.thanhcongstudy.edu.vn. Địa chỉ: 6A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội. Để đăng ký học, quý phụ huynh và học sinh gọi điện tới: 0977.333.961 hoặc gửi email tới hòm thư: thanhcongstudy@gmail.com. Trân trọng! Bnh bo qun nitơ lng Tạo môi trưng chân không Sn xuất phân đạm L ngun dinh dưng chnh ca thc vt  Nguyên tố Nitơ là mộ t trong nhữ ng thà nh phầ n dinh dưỡ ng chí nh củ a thự c vậ t, v vy nên để cung cấp chất dinh dưng cho cây trồng ngườ i ta thườ ng bó n phân, đạ m chứ a Nitơ…  Trong công nghiệp, dùng để tổng hợp amoniac, từ đó sản xuất phân đạm, axit nitric, …  Trong luyện kim, thực phẫm, điện tử, … nitơ được dùng làm môi trường trơ.  Nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các mẫu vt sinh học khác. BI TP VN DNG Bi 1. Phản ng xảy ra đầu tiên khi quẹt que diêm vào vỏ bao diêm là: A. 4P + 3O 2 -> 2P 2 O 3 B. 4P + 5O 2 -> 2P 2 O 5 C. 6P + 5KClO 3 -> 3P 2 O 5 + 5KCl D. 2P + 3S -> P 2 S 3 Bi 2. Thực hiện phản ng giữa H2 và N2 (tỉ lệ mol 4 : 1), trong bnh kín có xúc tc, thu được hỗn hợp khí có áp suất giảm 9% so với ban đầu (trong cùng điều kiện). Hiệu suất phản ng là A. 20%. B. 22,5%. C. 25%. D. 27%. Hướ ng dẫ n giả i: Lấy 1 mol hh n N2 = 0,2 mol; n H2 = 0,8 mol N 2 + 3H 2 2NH 3 0,2 0,8 x 3x 0,2-x 0,8-3x 2x số mol lúc sau = (0,2-x) + (0,8-3x) + 2x = 1 - 2x (mol) Bi ging được tài trợ bởi: Thành Công Study – www.thanhcongstudy.edu.vn. Địa chỉ: 6A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội. Để đăng ký học, quý phụ huynh và học sinh gọi điện tới: 0977.333.961 hoặc gửi email tới hòm thư: thanhcongstudy@gmail.com. Trân trọng! ta có trong cùng đk, chỉ có áp suất thay đổi nên n1/n2=p1/p2 n2 = 0,91 mol x = 0,045 mol xét phương trnh ban đầu ta lấy số mol chia hệ số thì rõ ràng 0,2/1 < 0,8/3 N 2 hết vy 0,045 .100% .100% 22,5% 0,2 0,2 x H    ĐÁP ÁN. B Bi 3. Dùng dung dịch NaOH và H 2 SO 4 (đ) để tách N 2 ra khỏi hỗn hợp với HCl, với Cl 2 và với H 2 S Hướ ng dẫ n là m bà i: cho cả hỗn hợp khí lội qua NaOH sẽ có các phản ng: NaOH+ HCl → NaCl +H 2 O NaOH + Cl 2 → NaCl + NaClO + H 2 O NaOH + H 2 S → Na 2 S + H 2 O sau đó cho khí còn lại lội qua H 2 SO 4 đ, hơi H 2 O ở các pu trên sẽ bị H 2 SO 4 giữ lại, vy là thu được N 2 tinh khiết. Bi 4. Đốt cháy 5 lít hỗn hợp khí gồm H 2 , O 2 , N 2 Để nguội, hỗn hợp khí còn lại 3,2 lít. Thêm vào đó 5 lít không khí và đốt lần nữa. Để nguội, hỗn hợp khí còn lại 6,4 lít. Các thể tích đo cùng điệu kiện. Xc định % thể tích các khí trong hỗn hợp đầu. A. 48%; 12%; 40% B. 12%; 48%, 40% C. 40%; 12%; 48% D.20%; 48%; 32% Hướ ng dẫ n giả i: Gọi x,y,z là thể tích H 2 , O 2 , N 2 trong 5 lít hh ==> x + y + z = 5 thêm không khí rồi đốt chy và để nguội thì thể tích khí giảm => trong hh sau phản ng đầu thì hydro dư và oxy hết H 2 +1/2 O 2 → H 2 O => y + 2y = 5-3,2 = 1,8 => y = 0,6 lượng hydro dư là x - 1,2 lít Khi thêm tiếp vào đó 5 lít không khí, rồi đốt, thể tích khí chỉ giảm 3,2 + 5 - 6,4 = 1,8 lit => hydro đã hết H 2 +1/2 O 2 → H 2 O ==> x - 1,2 + 0,5 (x - 1,2) = 1,8 ==> x = 2,4 lit ==> z = 2 lit Bi 5. trộn 30ml hỗn hợp X gồm N 2 và NO với 30ml không khí được 54cm 3 hỗn hợp Y. Cho vào hỗn hợp Y 50 cm 3 không khí được 100cm 3 hỗn hợp Z. tính % thể tích ca N 2 và NO trong hỗn hợp X (biế t oxi chiế m 20% thể tí ch không khí). Bi ging được tài trợ bởi: Thành Công Study – www.thanhcongstudy.edu.vn. Địa chỉ: 6A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội. Để đăng ký học, quý phụ huynh và học sinh gọi điện tới: 0977.333.961 hoặc gửi email tới hòm thư: thanhcongstudy@gmail.com. Trân trọng! A. 33,33%; 66,67% B. 66,67%; 33,33% C. 60%; 40% D. 30%; 70% Hướ ng dẫ n là m bà i: Lần trộn đầu tiên, thể tích hh khí giảm 6cm 3 do phản ng. NO + ½ O 2 → NO 2 Lần trộn sau, thể tích khí cũng giảm, chng tỏ ở lần đầu NO vẫn còn dư  oxi hế t, tính theo thể tích ca oxi: V O2 =1/5*30 = 6ml NO + ½ O 2 → NO 2 12ml 6ml Nhưng ở lần trộn sau, nếu NO sau cùng vẫn còn dư, th thể tích giảm tối đa sẽ bằng thể tích oxy thêm vào = 50.1/5 = 10ml. Nhưng ở đây chỉ giảm 4ml => NO ở lần sau đã hết. NO + ½ O 2 → NO 2 x 1/2x x ta thấ y thể tí ch sau phả n ứ ng giả m là 1/2x=4ml → x= 8ml → tổ ng thể tí ch NO: 20 12 8 20 % .100% 66,67% 30 ml NO     Tính % thể tí ch N 2 Là phần còn lại → đp n A. Bi 6. Cho 13,8 gam kim loại M tác dụng với khí N 2 , thu đk chất rắn X. Cho X vào nước dư thu đk 5,6 lít hỗn hợp Y(đktc) gồm khí NH 3 và H 2 . Tỉ khối ca Y so với H 2 là 4. Kim loại M là ? A. Na B. K C. Ba D. Ca Hướ ng dẫ n là m bà i. M Y =8 theo quy tắ c đường chéo n NH3 =0,1 Giả sử kim loại hoá trị I. Gọi x là mol kim loạ i Áp dụng bảo toàn điện tích ta có . x=6*n NH3 =0,6 mol M kl =13,8/0,6=23 đp n là Natri Bi 7. Cho vào bình kín 0,7 mol N 2 và 1,6 mol O 2 . Bt tia lửa điện để các phản ng xảy ra hoàn toàn, đưa về nhiệt độ thường, thu được hỗn hợp khí X. Dẫn toàn bộ X vào nước dư, thu được 2 lít dung dịch. Nồng độ mol/l ca chất tan trong dung dịch là: A.0,7 B. 0,6 C. 0,4 D. 0,47 Hướ ng dẫ n giả i N 2 +O 2 →2NO nNO=1,4; nO2=0,9 2NO+O 2 →2NO 2 nNO 2 =1,4; nO 2 =0,2 4NO 2 +O 2 +2H 2 O→4HNO 3 →nHNO 3 = nNO 2 = 0,8 → CM = 0,4 Chọn C Bi ging được tài trợ bởi: Thành Công Study – www.thanhcongstudy.edu.vn. Địa chỉ: 6A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội. Để đăng ký học, quý phụ huynh và học sinh gọi điện tới: 0977.333.961 hoặc gửi email tới hòm thư: thanhcongstudy@gmail.com. Trân trọng! Bi 8. Hỗn hợp gồm O 2 và N 2 có tỉ khối hơi so với H 2 là 15,5.thành phần phần trăm ca N 2 và O 2 lần lượt là bao nhiêu ? A. 20%; 80% B. 25%; 75% C. 30%; 70% D. 19%; 21% Hướng dẫn làm bài. Sử dụng sơ đồ đường cho, tm tỉ lệ ca oxi và nitơ từ đó tính ra phần trăm theo tỉ lệ (tỉ lệ có thể là tỉ lệ số mol, tỉ lệ thể tích). BI TP T LUYN Bi 11. Viế t PTHH theo sơ đồ sau a. NH 4 NO 2  N 2  NO NO 2  HNO 3  Cu(NO 3 ) 2  CuO b. (NH 4 ) 2 SO 4  NH 3  NH 4 NO 3  NH 3  [Cu(NH 3 ) 4 ] (OH) 2 (chú  sử dụng cc kiến thc đã học về Nitơ để hoàn thành chuỗi phản ng). Bi 12. Cho hỗn hợp cc khí N 2 , Cl 2 , SO 2 , CO 2 , H 2 . Sục từ từ hỗn hợp qua dung dịch NaOH dư th thu được hỗn hợp khí còn lại có thành phần là: A. Cl 2 , H 2 B. Cl 2 , SO 2 C. N 2 , CO 2 D. N 2 , H 2 Bi 13. Cặp chất khí nào không tc dụng với nhau trong mọi điều kiện ? A. H 2 , Cl 2 B. O 2 , H 2 C. H 2 , N 2 D. O 2 , Cl 2 . oxit khác ca nitơ như: N 2 O, N 2 O 3 , N 2 O 5 không điều chế đƣợc trực tiếp giữa oxi và nitơ. IV. TRNG THI T NHIÊN: Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở hai dạng:  Dạng tự do: nitơ chiếm. m chứ a Nitơ  Trong công nghiệp, dùng để tổng hợp amoniac, từ đó sản xuất phân đạm, axit nitric, …  Trong luyện kim, thực phẫm, điện tử, … nitơ được dùng làm môi trường trơ.  Nitơ lỏng. Với kim loại hoạt động mạnh: - Ở nhiệt độ thường, nitơ chỉ tác dụng được với Liti (Li) 23 6Li N 2Li N  (Liti nitrua) - Ở nhiệt độ cao, nitơ chỉ tác dụng được với: Ca, Ma, Al, …   0 t 2