Hoá học 11 Bài 7: Nitơ

- Vị trí nitơ: ô thứ 7, chu kỳ 2, nhóm VA.

- Cấu hình e: 1s²2s²2p³

- Cấu tạo phân tử nitơ:

+ CTPT: N₂.

+ Công thức electron: 

+ CTCT: N≡N

⇒ 2 nguyên tử trong phân tử nitơ có 3 liên kết cộng hóa trị không cực.

Ở đk thường:

- Là chất khí không màu, không mùi, không vị.

- dN₂/ kk = 28/29 ⇒ hơi nhẹ hơn kk.

- Hóa lỏng ở -196⁰C, hóa rắn ở -210⁰C.

- Rất ít tan trong nước.

- Không duy trì sự cháy và sự sống.

- Số oxi hóa của nitơ trong hợp chất với hidro, kim loại là -3, trong hợp chất với oxi, flo là từ +1 → +5.

- Tùy thuộc vào sự thay đổi số oxi hóa, nitơ có thể thể hiện tính khử hay tính oxi hóa. (chủ yếu là tính oxi hóa).

a. Tính oxi hóa

* Tác dụng với kim loại: (kim loại mạnh như Li, Na, K, Mg, Ba...)

- Liti là kim loại duy nhất tác dụng được với Nitơ ở nhiệt độ thường: 6Li + N₂ → 2Li₃N (Liti nitrua)

- Ở nhiệt độ cao, Nitơ tác dụng được với một số kim loại hoạt động như Ca, Mg, Al tạo nitrua kim loại:

3Mg + N₂ → Mg₃N₂  (Magie nitrua)

*Tác dụng với hidro: 3H₂ + N₂ ⇔ 2NH₃ (đk: 450^oC, xt Fe) 

b. Tính khử

- Ở nhiệt độ khoảng 3000⁰C (hoặc hồ quang điện, hoặc tia lửa điện hình thành sấm sét) đã cung cấp năng lượng cho phản ứng nitơ kết hợp trực tiếp với O₂ tạo nitơ monoxit NO

N₂ + O₂ ⇔ 2NO  (xt: hồ quang điện)

- NO kết hợp dễ dàng với oxi:  2NO + O₂ ⇔ 2NO₂

- Một số oxit khác của nitơ như: N₂O, N₂O₃, N₂O₅ chúng ko điều chế trực tiếp từ nitơ và oxi.

* Kết luận: N₂ thể hiện tính khử khi td với nguyên tố có độ âm điện lớn hơn (như O₂), thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn như (kim loại mạnh, H₂).

- Là thành phần cấu tạo nên protêin, thành phần dinh dưỡng chính của thực vật. N₂ có nhiệt độ sôi thấp nên dùng làm lạnh trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm. 

- Công nghiệp:

+ Tổng hợp NH₃, sản xuất HNO₃, phân đạm…

+  Môi trường trơ trong luyện kim, thực phẩm, điện tử…

- Y tế: N₂ lỏng: bảo quản mẫu máu, các mẫu vật sinh học khác…

+ Dựa vào tính trơ của nitơ mà bảo quan tranh vẽ trong viện bảo tàng chứa đầy khí nitơ trong ống của cuộn tranh tránh các phân tử khác bị oxi hóa hư màu vẽ.

+ Bơm vào bóng đèn điện để giảm sự bốc hơi kim loại trên bề mặt dây tóc.

+ Bơm nitơ vào phổi bệnh nhân lao để ép lá phổi cho nó nghỉ ngơi…

- Ở dạng hợp chất, nitơ có nhiều trong khoáng chất natri nitrat NaNO₃ với tên gọi là diêm tiêu natri

a. Trong công nghiệp

b. Trong phòng thí nghiệm

NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

NH₄Cl + NaNO₂ → NaCl + N₂ + 2H₂O

a) Na₂CO₃; (NH₄)₃PO₄; NH₄Cl; NaNO₃.

b) NH₄Cl; (NH₄)₂SO₄; BaCl₂; KNO₃.

Hướng dẫn giải

Lấy mẫu thử đánh số

a. Cho Ba(OH)₂ vào từng mẫu thử

- Na₂CO₃ có kết tủa trắng BaCO₃

- (NH₄)₃PO₄ có khí mùi khai thoát ra và có kết tủa trắng BaSO₄

- NH₄Cl có khí mùi khai thoát ra NH₃

- NaNO₃ không có hiện tượng.

b. Cho Ba(OH)₂ vào từng mẫu thử.

- NH₄Cl có khí mùi khai thoát ra NH₃

- (NH₄)₂SO₄ có khí mùi khai thoát ra và có kết tủa trắng BaSO₄

- 2 chất còn lại ko có hiện tượng.

+ Lấy (NH₄)₂SO₄ cho vào 2 chất đó

* Cái nào có kết tủa trắng đó là BaCl₂ còn lại là KNO₃ không hiện tượng

Bài 2: Chỉ được dùng một kim loại, làm thế nào phân biệt những dung dịch sau đây: NaOH, NaNO₃, HgCl₂, HNO₃, HCl.

Hướng dẫn giải

Dùng kim loại Al, cho Al tác dụng lần lượt với các mẫu thử

Nếu có khí màu nâu bay ra là HNO₃:

Al + 4HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O

2NO + O₂ → 2NO₂ (màu nâu)

Nếu có kim loại trắng sinh ra là HgCl₂

2Al + 3HgCl₂ → 3Hg + 2AlCl₃

Có bọt khí bay ra, có kết tủa và tủa tan ra là:

NaOH + 2Al + 2H₂O + 2NaOH → 2NaAlO₂ + 3H₂

Có bọt khí bay ra là HCl

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

Còn lại là NaNO₃

Bài 1: Hoàn thành các phương trình hóa học giữa các chất sau.cho biết phản ứng nào thể hiện tính oxi hóa mạnh?phản ứng thể hiện tính axit.

a) HNO₃ + NaOH

b) HNO₃(l) + CuO

c) HNO₃(l) + FeCO₃

d) HNO₃(đặc,nóng) + S

e) HNO₃(đặc nóng) + Fe(OH)₂

Hướng dẫn giải

a) HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O

b) 2HNO₃ + CuO → Cu(NO₃)₂ + H₂O

c) 10HNO₃ loãng + 3FeCO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + 3CO₂ + NO + 5H₂O

d) 6HNO₃ đặc + S −^tº→ H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

e) 4HNO₃ đặc + Fe(OH)₂ −^tº→ Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 3H₂O

- PƯ thể hiện tính acid của HNO₃: a, b.

- PƯ thể hiện tính OXH của HNO₃: c, d, e.

Câu 1: Để phân biệt các dung dịch axit HCl, HNO₃, H₂SO₄ và H₃PO₄, người ta dùng thêm kim loại nào?

Câu 2: Để phân biệt các mẫu phân bón sau : (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl và Ca(H₂PO₄)₂ cần dùng thuốc thử là?

Câu 3: Tính tổng hệ số cân bằng của phản ứng sau: Al + NaNO₃ + NaOH + H₂O → NaAlO₂ + NH₃?

Câu 4: Cho Mg tác dụng với dd HNO₃ loãng tạo khí N₂O (là sản phẩm khử duy nhất). Tổng các hệ số trong phương trình hoá học là?

Câu 1: Cho các phản ứng sau :

(1) Cu(NO₃)₂ ^tº→       

(2) NH₄NO₂ ^tº→

(3) NH₃ + O₂ ^tº→       

(4) NH₃ + Cl₂ ^tº→

(5) NH₄Cl ^tº→       

(6) NH₃ + CuO ^tº→

Trong các phản ứng trên, những phản ứng tạo ra khí N₂ là

A. (2),(4),(6).        

B. (3),(5),(6).

C. (1),(3),(4).        

D. (1),(2),(5).

Câu 2: Cho các phản ứng sau :

(1) NH₄Cl ^tº→       

(2) NH₄NO₃ ^tº→

(3) NH₄NO₂ + NaOH ^tº→       

(4) Cu + HCl + NaNO₃ ^tº→

(5) (NH₄)₂CO₃ ^tº→

Trong các phản ứng trên, số phản ứng tạo thành khí NH₃ là

A. 2.        

B. 3.        

C. 4.        

D. 5.

Câu 3: Cho 2 muối X, Y thỏa mãn điều kiện sau:

X + Y → không xảy ra phản ứng.

X + Cu → không xảy ra phản ứng.

Y + Cu → không xảy ra phản ứng.

X +Y + Cu → xảy ra phản ứng.

X và Y là:

A. Mg(NO₃)₂ và KNO₃        

B. Fe(NO₃)₃ và NaHSO₄.

C. NaNO₃ và NaHCO₃        

D. NaNO₃ và NaHSO₄.

Câu 4: Thuốc thử dùng để nhận biết ion PO₄^3- trong dung dịch muối photphat :

A. Quỳ tím        

B. Dung dịch NaOH

C. Dung dịch AgNO₃        

D. Dung dịch NaCl

Câu 5: Hoá chất để phân biệt ba dd riêng biệt: HCl, HNO₃, H₂SO₄:

A. Dùng giấy quỳ tím, dd bazơ

B. Dùng muối tan Ba²⁺, Cu kim loại

C. Dùng dd muối tan của Ag⁺

D. Dùng dd phenolphtalein, giấy quỳ tím.

Sau bài học cần nắm:

• Vị trí của nitơ trong bảng tuần hoàn

• Cấu hình electron và cấu tạo phân tử nitơ

• Tính chất hóa học của nitơ, ứng dụng của nitơ và điều chế nitơ.