Dạng bài tập hóa 11 _ Chương II

DangtoanchuongII_Nito_NTB CÁC DẠNG BÀI TẬP HÓA HỌC 11( Nâng cao ). CHƯƠNG II: NITƠ Dạng 1: Cách tính hiệu suất của một phản ứng: Ví dụ 1: Cần lấy bao nhiêu lít khí N 2 và bao nhiêu lít khí H 2 đo ở đkc để điều chế 51 gam NH 3 . Biết hiệu suất phản ứng là 25%. Giải: Số mol NH 3 : nNH 3 = 51/17=3 (mol ). N 2 + 3H 2 → 2NH 3 Theo lý thuyết: số mol N 2 và H 2 cần dùng là: nN 2 = 3/2 =1,5 ( mol ). nH 2 = 3∗3 2 = 4,5 (mol ). Thực tế :số mol N 2 và H 2 cần dùng là: nN 2 =1,5*100/25 = 6 (mol ). ⟹ V N2 = 134,4 ( lít ). nH 2 =4,5*100/25 = 18 (mol ). ⟹ V H2 = 403,2 ( lít ). Ví dụ 2: Trong một bình kín dung tích 11,2 lít chứa N 2 , H 2 theo tỉ lệ mol 1:4 ở 0 0 C, 200atm, có bột sắt xúc tác. Nung nóng bình một thời gian rồi đưa bình về 0 0 C, áp suất giảm 10% so với áp suất ban đầu. Tìm hiệu suất phản ứng tạo ra NH 3 . Nhắc lại công thức: n = PV RT . trong đó: p: áp suất (atm ) R=22,4/273 V: thể tích (lít ). T=t 0 C + 273 ( 0 K). Giải : Tổng số mol N 2 và H 2 ban đầu là: n= 200∗11,2 22,4 273 ∗273 = 100(mol). Trong đó nN 2 =20(mol). nH 2 =80(mol). Đặt x là số mol N 2 đã phản ứng. 1 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB N 2 + 3H 2 → 2NH 3 Trước phản ứng 20 80 Phản ứng x 3x 2x Sau phản ứng 20 – x 80 – 3x 2x Hỗn hợp sau phản ứng có tổng số mol là: n’ = 100 – 2x ( mol ). Áp suất sau giảm 10% so với áp suất ban đầu ⇒ P sau = 90% P đầu ⇒ n’=0,9n=90(mol). ⇒ x=5. Hiệu suất là: H=5/20*100%=25%. Ví dụ 3: Một hỗn hợp khí gồm N 2 và H 2 có tỉ lệ thể tích là 1:3 có khối lượng 2 tấn đem tổng hợp ammoniac ở 400 0 C, 1atm. Tính lượng NH 3 thu được biết rằng ở điều kiện này NH 3 chiếm 0,4% thể tích của toàn hệ. Giải: N 2 + 3H 2 → 2NH 3 Trước phản ứng a mol 3a mol Phản ứng x 3x 2x Sau phản ứng a – x 3a – 3x 2x ⇒ 2x= 0,4/100*[ ( a – x) + ( 3a – 3x) + 2x ] ⇒ 200,8x=1,6a (1). m hỗn hợp đầu = 28a + 6a =2*10 6 (gam) ⇒ a=2/34*10 6 (2). (1).(2). ⇒ x= 468,713 ( mol). ⇒ Lượng ammoniac thu được là: m=2x*17=15936,24 (gam ). 2 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB Bài tập :1/ Một hỗn hợp gồm 1 V N2 và 3 V H2 cho qua bột sắt nung ở 400 0 C. Khí tạo thành được hòa tan trong nước thành 500 gam dung dịch ammoniac 5 %. Tính lượng N 2 đã sử dụng biết rằng hiệu suất phản ứng là 20%. 2/ Một hỗn hợp khí gồm N 2 và H 2 có tỉ khối đối với H 2 là 4,9. Cho hỗn hợp đi qua chất xúc tác nung nóng, người ta thu được hỗn hợp mới có tỉ khối đối với H 2 là 6,125. Tính hiệu suất của phản ứng N 2 → NH 3. 3/Một hỗn hợp khí gồm N 2 và H 2 . Cho hỗn hợp khí này vào bình có thể tích không đổi, ở đk thích hợp ( Fe, 400 0 C) nung nóng bình một thời gian rồi đưa về nhiệt độ lúc đầu thì thấy áp suất trong bình giảm 5% so với ban đầu. Tính thành phần phần trăm thể tích của N 2 và H 2 trong hỗn hợp ban đầu, biết rằng nito phản ứng với hiệu suất 10%. Dạng 2: Các tính hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch. Xét phản ứng thuận nghịch: N 2 + 3H 2 ⇌ 2NH 3 ( ∆ H = - 92kJ ). { ∆ H <0 :tỏanhiệt , . ∆ H> 0:thunhiệt. } Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng hóa học thì trong hỗn hợp có NH 3 , N 2 còn lại và H 2 còn lại. Hằng số cân bằng K c = [ NH3 ] 2 [ N2 ] ∗ [ H2 ] 3 . Sự dời đổi cân bằng của phản ứng thuận nghịch này xảy ra theo chiều hướng chống lại ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài ( nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê ). 3 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB Ví dụ 1: Nén 2 mol N 2 và 8 mol H 2 vào bình kín dung tích 2 lít( chỉ chứa sẵn chất xúc tác với thể tích không đáng kể ) đã được giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, áp suất trong bình bằng 0,8 lần áp suất ban đầu đo cùng nhiệt độ. 2/Cân bằng dời chuyển: a>.Tăng [NH 3 ] cân bằng dới chuyển theo chiều giảm [NH 3 ]: chiều nghịch b>.Giảm nhiệt độ cân bằng dời chuyển theo chiều tỏa nhiệt độ: chiều thuận. c>.Tăng áp suất: cân bằng dời chuyển theo chiều giảm áp suất ( chiều giảm số phân tử khí ): chiều thuận. Dạng 3: Phản ứng oxi hóa khử Vấn đề 1: Nhiệt phân muối nitrat. Chú ý: Muối nitrat tan hoàn toàn trong nước , là chất điện li mạnh. R(NO 3 ) n t 0 KL đứng trước Mg R(NO 2 ) n + O 2 ( Na, K, Ba, Ca,….) KL từ Mg đến Cu R 2 O n + NO 2 + O 2 KL đứng sau Cu R + NO 2 + O 2 (Ag,Hg,…) Chú ý: Số mol khí NO 2 luôn bằng 4 lần số mol O 2 . Dãy hoạt động của kim loại: Li + K + Ba 2+ Ca 2+ Na + Mg 2+ Al 3+ Mn 2+ Zn 2+ Cr 3+ Fe 2+ Ni 2+ Sn 4+ Pb 2+ 2H + Cu 2+ Fe 3+ Hg + Ag + Hg 2+ Pt 2+ Au 3+ 4 Nguyentrungbao92@yahoo.com N 2 + 3H 2 → 2NH 3 Trước phản ứng 2 mol 8mol Phản ứng x 3x 2x Sau phản ứng 2 – x 8 – 3x 2x 1.Tìm hằng số cân bằng của phản ứng 2.Cân bằng dời đổi theo chiều nào khi: -Tăng nồng độ mol NH 3 -Giảm nhiệt độ -Tăng áp suất 1/.Gọi x là số mol N 2 tham gia phản ứng: P sau P trước = n sau ntrước ⇔ 2x +2−x+ 8−3x 10 =0,8 ⇔ x=1 ⇒ [NH 3 ]=1M, [N 2 ]=0,5M, [H 2 ]=2,5M. ⇒ K C = [NH 3]2 [ N 2 ] ∗[ H 2] 3 =0,128 DangtoanchuongII_Nito_NTB Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H 2 Cu Fe Hg Ag Hg Pt Au ( Cách nhớ: Lúc kia ba cô nàng may áo mùa zét cần phải nhớ sang phố hỏi cửa sắt hiệu á hậu phi âu ). Ví dụ 1: Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp nhôm nitrat và natri nitrat được 1,89 gam chất rắn và 1,064 lít khí (dkc) thoát ra. Tìm m và % thể tích mỗi khí có trong 1,064 lít. Ta có : 2Al(NO 3 ) 3 Al 2 O 3 + 6NO 2 + 3/2 O 2 X 0,5x 3x 0,75x NaNO 3 NaNO 2 + 0,5O 2 Y y 0,5y Theo đề bài ta có: 51x + 69y =1,89 } ⇒ { X=0,01 3x + 0,75x + 0,5y = 0,0475 Y=0,02 ⇒ { m=3,83 ⇒ %NO 2 =63,16% n NO2 =0,03 n O2 =0,0175 % O 2 =36,84% Bài tập: 1/Nung 27,25 gam hỗn hợp các muối NaNO 3 và Cu(NO 3 ) 2 khan người ta được một hỗn hợp khí a. Dẫn to àn bộ khí A và 89,2ml H 2 O thì thấy có 1,12 lít khí (dkc) không bị nước hấp thụ. a.Tính thành phần phần trăm( theo khối lượng ) các muối trong hỗn hợp. b.Tính nồng độ % của dung dịch tạo thành, coi rằng độ tan của oxi trong nước là không đáng kể. Vấn đề 2: Kim loại tác dụng với axit HNO 3 ( trừ Au, Pt ). Chú ý: HNO 3 đặc nguội không phản ứng với Fe, Al. Kim loại + HNO 3 đặc Muối nitrat + NO 2 ( màu nâu đỏ ) + H 2 O Kim loại + HNO 3 loãng Muối nitrat + NO : không màu, hóa nâu trong không khí N 2 O: khí gây cười N 2 : không màu, không duy trì sự cháy NH 4 NO 3 : muối tan Nước cường thủy ( 1V HNO 3 + 3VHCl ) làm tan cả Au, Pt: Au + HNO 3 + 3HCl AuCl 3 + NO + H 2 O Phương pháp thường dùng: bảo toàn số mol electron: n e do kim loại nhường = n e do chất oxi hóa (HNO3) thu được để tạo ra các sản phẩm khử. 5 Nguyentrungbao92@yahoo.com t 0 t 0 t 0 t 0 DangtoanchuongII_Nito_NTB Ví dụ 1: Hòa tan 62,1 gam kim loại vào dung dịch HNO 3 2M loãng thu được 16,8 lít hỗn hợp khí ( N 2 , N 2 O) có tỉ khối so với H 2 là 17,2. Tìm kim loại và thể tích HNO 3 đã dùng. Đặt số mol N 2 là x:mol, N 2 O là y:mol. Ta có: x + y =16,8/22,4 ; (28x + 44y )/0,75=17,2*2 ⇒ x=0,45, y=0,3. Cách 1: Đặt kim loại là M hóa trị n ( 1 ≤ n ≤ 3 ) 10M + 12nHNO 3 10M(NO 3 ) n + nN 2 + 6nH 2 O 8M + 10nHNO 3 8M(NO 3 ) n + nN 2 O + 5nH 2 O ⇒ n M =6,9/n (mol ) ⇒ M=9n ⇒ n=3, M=27 (Al). Số mol HNO 3 : 12*0,45 + 10 *0,3 =8,4 ⇒V HNO3 = 4,2 lít. Cách 2: Dùng một phản ứng với: n N2O :n N2 =0,3:0,45=2:3. 46 * M M n+ + ne n * 10N 5+ + 46e 2N 2 +1 + 3 N 2 0 . Ta có phương trình phản ứng sau 46M + 56nHNO 3 46M(NO 3 ) n + 2nN 2 O + 3nN 2 + 5nH 2 O . Số mol M=46/2n lần số mol N 2 O =46/2n*0,3=6,9/n ⇒ Khối lượng nguyên tử M: M=9n ⇒ n=3, M=27 (Al). Số mol HNO 3 = 56/2 lần số mol N 2 O=56*0,3/2=8,4 (mol ). ⇒V HNO3 = 4,2 lít Cách 3: Đặt n M =x M M n+ + ne X mol nx 2NO - 3 + 10e +12H + N 2 0 + 6H 2 O 4,5 mol 5,4 mol 0,45 mol 2NO - 3 + 8e +10H + N 2 O + 5H 2 O 2,4 mol 3 mol 0,3mol Theo định luật bảo toàn số mol electron ta có: nx=4,5+2,4 ⇒ x = 6,9/n……… 6 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB n HNO3 = n H+ = 5,4 + 3 = 8,4 . ⇒V HNO3 = 4,2 lít. Ví dụ 2: Tìm khối lượng của muối thu được. Trường hợp 1: Cho m gam kim hỗn hợp kim loại (A, B, C,…) tan hoàn toàn vào dung dịch HNO 3 thu được a mol số electron nhường ( sản phẩm khử không có NH 4 NO 3 ) thì khối lượng muối khan thu được là: m muối khan = m kim loại + m NO3 = m + a*62 Nếu sản phẩm khử có chứa NH 4 NO 3 thì khối lương muối khan là: m muối khan =m kim loại + a*62 + m NH4NO3. Chứng minh: Giả sử trường hợp đơn giản nhất: Cho m gam kim kim loại Fe tan hoàn toàn vào dung dịch HNO 3 thu được b mol khí NO( sản phẩm khử duy nhất ). N 5+ + 3e N 2+ Fe Fe 3+ + 3e b 3b b b 3b ⇒n Fe3+ =b=n Fe(NO3)3 ⇒ n NO3 =3b. m muối khan =m kim loại + m NO3 =m + (3b)*62 ⇒đpcm . Tương tự ta dễ dàng cm trường hợp tổng quát. Trường hợp 2: Cho a mol Fe vào dung dịch chứa b mol HNO 3 . Fe + 4HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O (1). 3Fe + 8HNO 3 Fe(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O (2). Nếu b ≤ 8a/3: chỉ có xảy ra phản ứng (2). ⇒ m muối = b*3/8*(56+62*2)=67,5b (gam). Nếu 4a<b<8a/3: (1) và (2) đều xảy ra. Gọi x, y lần lượt là số mol của Fe(NO 3 ) 3 , Fe(NO 3 ) 2 . x,y là nghiêm của hệ: x+y=a; 4x+8y/3=b ⇒ x, y. Nếu b ≥ 4a: chỉ có xảy ra phản ứng (1). ⇒ m muối =242a.( gam). Bài tập:1/: Cho 11,2 g Fe tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc thu được 11,2 lít khí màu nâu đỏ( là sản phẩm khử duy nhất ). Tổng khối lượng muối thu được là? A.42,2 g B.48,4 g C.36 g D.46,4 g 2/ Cho a mol Fe vào dung dịch chứa b mol H 2 SO 4 đặc nóng thu được ( 56a+48b ) gam muối sunfat. Số mol Fe đã nhường để thực hiện phản ứng trên là? 7 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB A. 2a B. 3a C. b D. 2b 3/ Cho 36,4 gam sắt vào dung dịch chứa 0,7 mol H 2 SO 4 đặc nóng . Phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn không tan M. Cho M vào 750 ml dung dịch HNO 3 1,2M. Tổng khối lượng muối thu được từ thí nghiệm trên là: A.107,2 g B.125,8 g C.121,15 g D. 111,85 g 4/: Hòa tan hết m gam Ca vào dung dịch HNO 3 thu được dung dịch X và 4,48 lít hỗn hợp Y gồm 2 chất khí( điều kiện tiêu chuẩn ). Y có tỉ khối so với hidro là 4,75. Cô cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam rắn khan? A.55,75 B. 47,55 C. 65,25 D. 77,5 5/ Cho 1,92gam Cu vào dung dịch KNO 3 0,16M và H 2 SO 4 0.4 M thấy sinh ra khí NO và dung dich A.Tính V khí NO(dkc) sinh ra và Vdd NaOH 0,5M tối thiểu cần dùng để kết tủa hết ion Cu 2+ trong ddA. 6/Cho 2 lượng Cu bằng nhau và bằng 6,4gam vào lọ thứ nhất đựng 120ml dd HNO 3 1M, lọ 2 đựng 120ml dd hỗn hợp HNO 3 1M và H 2 SO 4 0,5 M. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.Tính V khí NO(dkc) thoát ra ở mỗi lọ. Cô cạn dd ở lọ thứ 2 thì ? gam muối khan. Vấn đề 3 : Oxit tác dụng với HNO 3 ( tham khảo chuyên đề công thức kinh nghiệm ). Cách 1: Phương pháp bảo toàn khối lượng: Cách 2: Phương pháp bảo toàn nguyên tố: 8 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB Cách 3: Phương pháp bảo toàn điện tích kết hợp với phương pháp trung bình: Cách 4: Phương pháp bảo toàn electron Cách 5: Hóa trị trung bình kết hợp với bảo toàn electron: 9 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB Cách 6: Công thức phân tử trung bình kết hợp với bảo toàn electron. Cách 7: Quy đổi công thức phân tử 10 Nguyentrungbao92@yahoo.com [...]...DangtoanchuongII_Nito_NTB Cách 8: Cách 9: Phương pháp quy đổi nguyên tử: Phương pháp quy đổi tác nhân oxi hóa 11 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB 12 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB 13 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB Dạng 4: Cách thiết lập công thức phân tử chất vô cơ: Phương pháp: Với... lượng nguyên tử các nguyên tố ) Nếu bài toán cho % khối lượng các nguyên tố thì lập tỉ lệ x : y : z : t = %A/A : %B/B : %C/C : %D/D Tỉ lệ x:y:z:t phải nguyên dương và đơn giản nhất Bài tập: 1/ Một oxit A của nito có chứa 30,43% N về khối lượng Tỉ khối của A đối với không khí là 1,59 Tìm CTPT của A 2/Đốt chấy hoàn toàn 4,4 gam muối MS ( M là kim loại có hóa trị II và III ) trong O2 lấy dư Chất rắn thu... chứa 0,6 mol NaOH Số mol phot pho đã dùng là? 3/Cho sơ đồ phản ứng sau: 14 Nguyentrungbao92@yahoo.com DangtoanchuongII_Nito_NTB X + HNO 3 → Fe(NO 3)3 + NO + H2O Số chất X thỏa mãn phản ứng trên là? { Ôn tập cuối chương: Kiểm tra 40 câu trắc nghiệm:60% bài toán, 40% lý thuyết } Nguyentanloi_1989@ 15 Nguyentrungbao92@yahoo.com ... ngậm nước Dạng 5: Các dạng bài tập của Photpho Chú ý: Phot pho tác dụng với các phi kim trong điều kiện thiếu thì ra P3+ trong điều kiện đủ thì ra P5+ Axit H3PO4 tác dụng với kiềm: H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O H3PO4 + 2NaOH Na2 HPO4 + 2H2O H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + 2H2O Đặt a=nNaOH/nH3PO4 Muối là Na3PO4 ⇒ Na2 HPO4 Na3PO4 a=2 ⇒ Na2 HPO4 1 . DangtoanchuongII_Nito_NTB CÁC DẠNG BÀI TẬP HÓA HỌC 11( Nâng cao ). CHƯƠNG II: NITƠ Dạng 1: Cách tính hiệu suất của một phản. xảy ra phản ứng (1). ⇒ m muối =242a.( gam). Bài tập: 1/: Cho 11, 2 g Fe tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc thu được 11, 2 lít khí màu nâu đỏ( là sản phẩm khử duy