BÀI 8. AMONIAC VÀ MUỐI AMONI
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. CẤU TẠO
- Phân tử NH3 có cấu tạo hình chóp, với nguyên tử nitơ ở đỉnh, đáy là một tam giác mà đỉnh là ba nguyên tử hiđro.
- Ba liên kết N-H đều là liên kết cộng hóa trị có cực, các cặp electron chung đều lệch về phía nguyên tử nitơ Þ NH3 là phân tử có cực.
2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Amoniac là chất khí không màu, mùi khai và sốc, nhẹ hơn không khí; tan tốt trong nước.
3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
a. Tính bazo yếu:
- Do có cặp electron tự do nên NH3 dễ nhận H+, thể hiện tính bazơ yếu(tác dụng với nước tạo dung dịch làm quỳ tím hóa xanh, tác dụng với axit, tác dụng với dung dịch muối).
- Tác dụng với nước:
NH3 + H2O \(\rightleftarrows\) NH4+ + OH-
- Tác dụng với dung dịch muối
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
- Tác dụng với axit tạo muối amoni:
NH3 + HCl → NH4Cl
b. Tính khử
Nitơ trong NH3 có mức oxi hóa thấp nhất (-3) nên NH3 thể hiện tính khử mạnh như tác dụng với oxi, clo và một số oxit kim loại.
- Tác dụng với oxi:
4NH3 + 3O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2N2 + 6H2O
- Tác dụng với clo:
2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl
NH3 kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo “ khói trắng” NH4Cl
4. ĐIỀU CHẾ
- Trong phòng thí nghiệm: NH3 được điều chế bằng cách cho muối amniac tác dụng với chất kiềm khi đun nóng nhẹ.
- Trong công nghiệp: Amoniac được tổng hợp từ khí N2 và khí H2 theo phản ứng:
N2 (k) + 3H2(k) \(\rightleftarrows\) 2NH3 (k); ∆H = -92 kJ
5. MUỐI AMONI
- Muối amoni là những chất tinh thể ion, phân tử gồm cation amoni NH4+ và anion gốc axit.
- Tính chất vật lí:
Tất cả các muối amoni đều dễ tan trong nước và khi tan điện li hoàn toàn thành các ion.
- Tính chất hóa học:
+ Muối amoni phản ứng được với dung dịch kiềm
+ Phản ứng nhiệt phân: Muối amoni mà anion gốc axit có tính oxi hóa mạnh bị nhiệt phân cho N2, N2O. Còn muối amoni mà anion gốc axit không có tính oxi hóa mạnh bị nhiệt phân cho NH3. Ví dụ:
NH4HCO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) NH3 + CO2 + H2O
NH4NO2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)N2 + 2H2O
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
1. Phương pháp giải bài tập chuỗi phản ứng
Để làm tốt dạng bài này, học sinh cần ghi nhớ tính chất hóa học, cách điều chế các chất, để biết từ chất A tạo chất B thì nên sử dụng tính chất hóa học của chất A hay sử dụng cách điều chế chất B. Sau đó học sinh viết phương trình phản ứng minh họa cho quá trình từ chất A tạo chất B trong chuỗi phản ứng.
2. Phương pháp giải bài tập liên quan đến hiệu suất phản ứng
- Công thức tính hiệu suất theo chất sản phẩm: H=\(\frac{{{m}_{tt}}}{{{m}_{lt}}}\).100%
- Công thức tính hiệu suất theo chất tham gia: H=\(\frac{{{m}_{lt}}}{{{m}_{tt}}}\).100%
Trong đó:
mtt là khối lượng thực tế của chất thường được cung cấp trong đề bài.
mlt là khối lượng lý thuyết của chất thường được tính theo phương trình phản ứng.
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 37 SGK Hóa học 11):
Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm chứng minh rằng amoniac tan nhiều trong nước?
Hướng dẫn giải:
– Thí ngiệm:
+ Khí amoniac được nạp vào đầy bình thuỷ tinh, đạy bình bằng nút cao su có ống thuỷ tinh nhọn xuyên qua.
+ Nhúng đầu ống thuỷ tinh vào chậu nước có pha vài giọt phenolphtalein.
– Hiện tượng: Nước dâng lên rất nhanh trong ống thuỷ tinh nhọn sau đó phun lên có tia màu hồng
– Giải thích: Khí amoniac tan rất nhanh trong nước là giảm áp suất trong bình, có sự chênh lệch giữa áp suất trong bình và áp suất ngoài Þ nước phun vào bình. Amoniac tan trong nước tạo thành dung dịch có tính bazơ làm cho phenolphtalein không màu chuyển thành màu hồng.
Bài 2 (trang 37 SGK Hóa học 11):
Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau và viết các phương trình hóa học:
Biết A là hợp chất của nitơ.
Hướng dẫn giải:
A: NH3; B: NH4Cl; C: NH4NO3; D: N2O
Phương trình hóa học:
(1) NH3 + H2O \( \rightleftarrows\) NH4+ + OH-
(2) NH3 + HCl → NH4Cl
(3) NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + H2O
(4) NH3 + HNO3 → NH4NO3
(5) NH4NO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)N2O + 2H2O
Bài 3 (trang 37 SGK Hóa học 11):
Hiện nay, để sản xuất amoniac, người ta điều chế nitơ và hiđro bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên). Phản ứng giữa khí metan và hơi nước tạo ra hiđro và cacbon đioxit. Để loại khí oxi và thu khí nitơ, người ta đốt khí metan trong một thiết bị kín chứa không khí.Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế khí hiđro, loại khí oxi và tổng hợp khí amoniac?
Hướng dẫn giải:
Phương trình điều chế hiđro
CH4 + 2H2O \(\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\) CO2 + 4H2
Phương trình loại khí oxi:
CH4 + 2O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)CO2 + 2H2O
Phương trình tống hợp amoniac:
N2 + 3H2 
2NH3
Bài 4 (trang 38 SGK Hóa học 11):
Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các dung dịch: NH3, Na2SO4, NH4Cl, (NH4)2SO4. Viết phương trình hoá học của các phản ứng đã dùng.
Hướng dẫn giải:
Cho quỳ tím vào từng ống nghiệm chứa các mẫu thử: ống nghiệm làm quỳ tím chuyển màu xanh là dung dịch NH3; hai ống nghiệm làm quỳ tím chuyển màu hồng là NH4Cl và (NH4)2SO4; ống không có hiện tượng gì là Na2SO4.
Cho Ba(OH)2 vào hai ống nghiệm làm quỳ tím chuyển màu hồng. Nếu thấy ống nào có khí bay ra mùi khai là NH4Cl, ống vừa có khí bay ra mùi khai vừa có kết tủa là (NH4)2SO4.
(NH4)2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 ↓ + 2NH3 ↑ + 2H2O
2NH4Cl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2NH3 + 2H2O
Bài 5 (trang 38 SGK Hóa học 11):
Muốn cho cân bằng của phản ứng tổng hợp amoniac sang phải, cần phải đồng thời:
A. Tăng áp suất và tăng nhiệt độ.
B. Giảm áp suất và giảm nhiệt độ.
C. Tăng áp suất và giảm nhiệt độ.
D. Giảm áp suất và tăng nhiệt độ.
Hướng dẫn giải:
Chọn C.
N2 (k) + 3H2(k) \(\rightleftarrows\) 2NH3 (k); ∆H < 0
– Sau phản ứng số mol khí giảm nên theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng khi tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm áp suất (chiều thuận).
– Phản ứng này toả nhiệt nên khi giảm nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều tăng nhiệt độ (chiều thuận).
Bài 6 (trang 38 SGK Hóa học 11):
Trong phản ứng nhiệt phân các muối NH4NO2 và NH4NO3 số oxi hoá của nitơ biến đổi như thế nào? Nguyên tử nitơ trong ion nào của muối đóng vai trò chất khử và nguyên tử nitơ trong ion nào của muối đóng vai trò chất oxi hoá?
Hướng dẫn giải:
Phản ứng nhiệt phân:
NH4NO2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)N2 + 2H2O
N-3 đóng vai trò là chất khử và N+3 đóng vai trò là chất oxi hóa
NH4NO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)N2O + 2H2O
N-3 đóng vai trò là chất khử và N+5 đóng vai trò là chất oxi hóa
Bài 7 (trang 38 SGK Hóa học 11):
Cho dung dịch NaOH dư vào 150,0 ml dung dịch (NH4)2SO4 1,00M, đun nóng nhẹ.
a. Viết phương trình hoá học ở dạng phân tử và dạng ion rút gọn?
b. Tính thể tích khí (đktc) thu được?
Hướng dẫn giải:
a) 2NaOH + (NH4)2SO4 → 2NH3↑ + Na2SO4 + 2H2O
NH4+ + OH– → 2NH3↑ + H2O
b) n(NH4)2SO4 = 0,15. 1 = 0,15 mol
Theo phương trình: nNH3 = 2. n(NH4)2SO4 = 0,15. 2 = 0,3 mol
VNH3 = 0,3. 22,4 = 6,72 lít
Bài 8 (trang 38 SGK Hóa học 11):
Phải dùng bao nhiêu lít khí nitơ và bao nhiêu lít khí hiđro để điều chế 17,00 gram NH3. Biết rằng hiệu suất chuyển hoá thành amoniac là 25%. Các thể tích khí được đo ở đktc.
A. 44,8 lit N2 và 134,4 lit H2
B. 22,4 lit N2 và 134,4 lit H2
C. 22,4 lit N2 và 67,2 lit H2
D. 44,8 lit N2 và 67,2 lit H2
Hướng dẫn giải:
Chọn A.
N2 + 3H2\(\rightleftarrows\) 2NH3
Ta có nNH3 = 17/17 = 1 mol
Theo lí thuyết nH2 = 3/2.nNH3 = 1,5 mol và nN2 = 1/2 .nNH3 = 0,5mol
Thực tế hiệu suất phản ứng là 25%
=>nH2 = 1,5/25% = 6 mol ; nN2 = 0,5/25% = 2mol
=>VH2 = 6.22,4 = 134,4 lít ; VN2 = 2.22,4 = 44,8 lít
Trên đây là gợi ý giải bài tập Hóa 11 bài Amoniac và muối amoni do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc bác bạn học tập vui vẻ.