Bài 11: Amoniac và muối amoni

Bài 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI (Tiết 1) I. Mục tiêu bài học 1.Về kiến thức * Học sinh hiểu được: - Tính chất hoá học của amoniac - Vai trò quan trọng của amoniac trong đời sống và trong kỹ thuật * Học sinh biết: Phương pháp điều chế amoniac trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm. 2. Về kĩ năng: - Dựa vào cấu tạo phân tử để giải thích tính chất vật lí, tính chất hoá học của amoniac. - Vận dụng nguyên lí chuyển dịch cân bằng để giải thích các điều kiện kĩ thuật trong sản xuất amoniac. - Rèn luyện khả năng lập luận logic và khả năng viết các phương trình trao đổi ion. II. Chuẩn bị - Dụng cụ, hoá chất biểu diễn tính tan của NH 3 ; dung dịch NH 4 Cl; dung dịch NaOH; dung dịch AgNO 3 ; dung dịch CuSO 4 . - Tranh (hình 3.6): NH 3 khử CuO; tranh ( hình 3.7): Sơ đồ thiết bị tổng hợp NH 3 trong công nghiệp. III. Tổ chức hoạt động dạy học: 1. Kiểm tra bài cũ: GV đặt câu hỏi: Trình bày tính chất hoá học của N 2 . GV gọi 1 HS lên bảng trả lời câu hỏi, gọi 1 HS khác nhận xét và bổ sung. GV nhận xét và cho điểm. 2. Tiến trình: Các em có nhận thấy là khi chúng ta đến gần nhà vệ sinh thì thường thấy có mùi khó chịu không? Đó là mùi khai của amoniac. Để hiểu đầy đủ về amoniac chúng ta cùng đi nghiên cứu bài học hôm nay: Bài 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI (Tiết 1) 1 Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung ghi bảng Hoạt động 1: - GV nêu câu hỏi: Dựa vào cấu tạo của nguyên tử N và H hãy mô tả sự hình thành phân tử amoniac? Viết công thức electron và công thức cấu tạo phân tử amoniac? - HS dựa vào kiến thức đã biết ở lớp 10 và SGK để trả lời. - GV bổ sung: Phân tử NH 3 có cấu tạo hình tháp, nguyên tử N ở đỉnh tháp, còn 3 nguyên tử H nằm ở 3 đỉnh của tam giác đều là đáy của hình tháp Có cấu tạo không đối xứng lên phân tử NH 3 phân cực. Hoạt động 2: - GV: Chuẩn bị một ống nghiệm chứa sẵn khí amoniac. Cho HS quan sát trạng thái , màu sắc, có thể hé mở nút cho HS phẩy nhẹ để ngửi. - Tìm tỉ khối của amoniac đối với không khí. - HS: Dựa trên các thông tin thu nhận được nhận xét: + Amoniac là chất khí không màu, mùi khai, xốc. + Tỉ khối 3/NH kk d = 17/29 = 0,59 Vậy amoniac nhẹ hơn không khí. - GV: làm thí nghiệm thử tính tan của ammoniac + Chuẩn bị một lọ thu đầy khí NH 3 . + Đậy lọ bằng nút cao su có ống thuỷ tinh vuốt nhọn. Đầu nhọn quay vào trong lọ. + Chuẩn bị một chậu nước, nhỏ vào đó một vài giọt dung dịch phenolphtalein. + Nhúng ống thuỷ tinh vào chậu A. AMONIAC (NH 3 ) I. Cấu tạo phân tử - Trong phân tử NH 3 nguyên tử N lien kết với 3 nguyên tử H bằng 3 liên kết cộng hoá trị có cực, ở nguyên tử N còn một cặp electron chưa tham gia liên kết. - NH 3 là phân tử phân cực. - Nguyên tử N trong phân tử NH 3 có số oxi hoá -3 là thấp nhất trong các số oxi hoá có thể có của N. II. Tính chất vật lí - Là chất khí không màu, mùi khai, xốc, nhẹ hơn không khí. - Tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch có tính bazơ. 2 nước. Thoạt đầu nước dâng lên từ từ trong ống thuỷ tinh. Sau đó nước phun mạnh vào lọ, và nước trong lọ có màu hồng. - HS: Quan sát hiện tượng, giải thích. + Nước phun rất mạnh vào lọ. Nguyên nhân là do khí NH 3 tan rất nhiều trong nước, làm giảm áp suất trong lọ. Nước phun vào lọ để cân bằng áp suất. + Dung dịch trong lọ có màu hồng là do phenolphthalein không màu hoá hồng trong dung dịch kiềm. Vì vậy dung dịch ammoniac có tình kiềm. - GV bổ sung : Khí NH 3 tan rất nhiều trong nước, ở điều kiện thường 1 l nước hoà tan được khoảng 800l NH 3 . Hoạt động 3: 1. Tính bazơ yếu - GV yêu cầu HS: Dựa vào thuyết axit- bazơ của Bron- stet, tính chất hoá học chung của bazơ và SGK để giải thích tính bazơ của NH 3 . a) Tác dụng với nước - GV: Dung dịch amoniac có biểu hiện tính chất của 1 bazơ yếu như thế nào? - HS: Khi tan trong nước, một phần nhỏ các phân tử NH 3 kết hợp với H + của nước  NH 4 + + OH - . - GV bổ sung: K b của NH 3 ở 25 0 C là 1,8.10 -5 nên là một bazơ yếu. - GV: NH 3 khí cũng như dung dịch dễ dàng nhận H + của dung dịch axit tạo muối amoni. III. Tính chất hoá học: 1) Tính bazơ yếu: a. Tác dụng với nước Khi hoà tan khí NH 3 vào nước một phần các phân tử NH 3 phản ứng: 3 2 4 NH H O NH OH + − + +€ b K =1,8.10 -5 → là một bazơ yếu. 3 - Dung dịch amoniac làm cho phenolphthalein từ không màu chuyển sang màu hồng, quỳ tím chuyển sang màu xanh. Nên ngưòi ta dung quỳ tím ẩm để nhận ra khí amoniac. b) Tác dụng với axit - GV mô tả thí nghiệm giữa khí NH 3 và khí HCl. - HS: quan sát, giải thích hiện tượng thí nghiệm và viết phương trình phản ứng: NH 3(k) + HCl (k) NH 4 Cl (r) Phản ứng này dùng để nhận ra khí amoniac c) Tác dụng với dung dịch muối - GV: Khi cho dung dịch Al 3+ vào dung dịch NH 3 sẽ xảy ra phản ứng nào giữa các ion trong hai dung dịch này? - HS: xảy ra phản ứng: Al 3+ + OH -  Al(OH) 3  - GV hướng dẫn HS thiết lập nên phương trình hoá học. Hoạt động 4: - GV đặt vấn đề: Ngoài những tính chất hóa học kể trên, NH 3 còn có tính chất đặc biệt khác. - GV làm thí nghiệm 1: Nhỏ từ từ dung dịch NH 3 đến dư vào 2ml dung dịch CuSO 4 . - HS quan sát, nhận xét hiện tượng: Lúc đầu có kết tủa sau đó kết tủa tan, thu được dung dịch xanh thẫm trong suốt. - GV giải thích hiện tượng bằng các phương trình hỗn hợp. - GV bổ sung: dung dịch NH 3 còn hoà tan một số kết tủa như: AgCl, Zn(OH) 2 , tạo ra các ion b. Tác dụng với axit VD: NH 3(k) + HCl (k) NH 4 Cl (r) (không màu) (khói trắng) c.Tác dụng với dung dịch muối VD: Al 3+ + 3NH 3 + 3H 2 O 3NH 4 + + + Al(OH) 3 2. Khả năng tạo phức: Cu(OH) 2 + 4NH 3  [Cu(NH 3)4 ](OH) 2 Cu(OH) 2 + 4NH 3  [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ + 2OH - (ion phức màu xanh thẫm) AgCl + 2NH 3 [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl AgCl +2NH 3 [Ag(NH 3 ) 2 ] +Cl - 4 phức [Ag(NH 3 ) 2 ] + , [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ - GV làm thí nghiệm 2: Nhỏ vài giọt dung dịch AgNO 3 vào ống nghiệm chứa 1 ml dung dịch NaCl. - HS: Quan sát - GV: Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch NH 3 cho đến khi kết tủa trắng tan hoàn toàn. - GV: Ion phức được tạo thành là nhờ liên kết cho nhận giữa cặp electron tự do ở N trong phân tử NH 3 với các obitan trống của ion kim loại. - HS: Hoàn thành các phương trình phản ứng Hoạt động 5: - GV yêu cầu HS cho biết: Số oxi hoá của N trong NH 3 và nhắc lại các số oxi hoá của N. Từ đó dự đoán tính chất hoá học tiếp theo của NH 3 dựa vào sự thay đổi số oxi hoá của N. - HS: Trong phân tử NH 3 , N có số oxi hoá -3 và các số oxi hoá có thể có của N là: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Như vậy trong các phản ứng hóa học khi có sự thay đổi số oxi hoá, số oxi hoá của N trong ammoniac chỉ có thể tăng lên. Vậy ammoniac có tính khử. - GV bổ sung: NH 3 thể hiện tính khử yếu hơn H 2 S - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK cho biết tính khử của NH 3 biểu hiện như thế nào? Viết các phương trình phản ứng. - HS: + Tác dụng với Oxi + Tác dụng với Clo 3. Tính khử a) Tác dụng với Oxi 4NH 3 + 3O 2 0t → 2N 2 + 6H 2 O 4NH 3 + 5O 2 0t → 4NO + 6H 2 O b) Tác dụng với Clo 2NH 3 + 3Cl 2  N 2 + 6HCl c) Tác dụng với oxit kim loại 2NH 3 + 3CuO 0t → 3Cu + N 2 +3H 2 O 5 + Tác dụng với một số oxit kim loại. - GV bổ sung các hiện tượng có thể quan sát đựơc. - GV: từ phản ứng NH 3 tác dụng với Cl 2 ở điều kiện thường, còn với O 2 thì cần đốt cháy lên Cl 2 có tính oxihoá mạnh hơn O 2 . - GV kết luận: + Amoniac ở trạng thái khí hay dung dịch đều thể hiện tính bazơ yếu. Tác dụng với axit tạo thành muôí amoni và kết tủa được hiđroxit của nhiều kim loại. + Amoniac có tính khử: Phản ứng được với O 2 , Cl 2 và khử một số oxit kim loại. Trong các phản ứng này số oxi hoá của N trong ammoniac tăng từ -3 lên 0 hoặc +2. + Amoniac có tính chất đặc biệt: Có khả năng tạo phức với nhiều ion kim loại nhờ liên kết cho- nhận. Hoạt động 6: GV hướng dẫn HS nghiên cứu SGK. NH 3 còn dùng để chống ngất xỉu. NH 3 còn được dùng để loại bỏ khí SO 2 trong khí thải của các nhà máy có quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch (than, dầu) và sản phẩm amoni sunfat thu hồi của các quá trình này có thể được sử dụng làm phân bón. Hoạt động 7: - HS nghiên cứu SGK cho biết NH 3 được điều chế trong phòng thí nghiệm như thế nào? Viết phương trình phản ứng hoá học? - GV yêu cầu Hs sử dụng nghuyên lí Lơ Sa-tơ-li-e để làm cho cân bằng chuyển dịch về IV. Ứng dụng: SGK/44 V. Điều chế: 1. Trong phòng thí nghiệm 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 2NH 3 + CaCl 2 + H 2 O NH 4 + + OH -  NH 3 + H 2 O - Đun nóng dung dịch NH 3 đậm đặc. 2. Trong công nghiệp: Tổng hợp trực tiếp từ các nguyên tố: N 2 +H 2 0,t xt ¬ →2NH 3 H = - 92 kJ 6 phía tạo NH 3 . - gV gợi ý: Có thể áp dụng yếu tố p, t 0 , xúc tác, nồng độ được không? Vì sao? - HS: Tăng áp suất cho hệ, giảm nhiệt độ, dung chất xúc tác. - GV bổ sung: + Tăng áp suất: 300- 1000 atm. + Giảm nhiệt độ: 450- 500 0 C. + Chất xúc tác: Fe trộn thêm Al 2 O 3 , K 2 O… + Vận dụng chu trình khép kín để nâng cao hiệu suất phản ứng. Các biện pháp khoa học đã áp dụng: - Tăng áp suất:200- 300 atm. - Giảm nhiệt độ; 450- 500 0 C - Chất xúc tác: Fe. - Vận dụng chu trình khép kín để nâng cao hiệu suất phản ứng 7 . của amoniac. Để hiểu đầy đủ về amoniac chúng ta cùng đi nghiên cứu bài học hôm nay: Bài 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI (Tiết 1) 1 Hoạt động của giáo viên và. Bài 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI (Tiết 1) I. Mục tiêu bài học 1.Về kiến thức * Học sinh hiểu được: - Tính chất hoá học của amoniac - Vai trò