Giải Hóa 11 - Bài 6: Nitơ
CHƯƠNG II NITƠ - PHOTPHO BÀI 6. NITÚ A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ VỊ trí câu hình electron nguyên tử Nitơ nằm ở ô thứ 7, nhóm VA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn. Cấu hình electron nguyên tử của nitơ là: ls22s22p3. Công thức cấu tạo của phân tử nitơ là N^N. Tính chất vật lí Ớ điều kiện thường, nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, hóa lỏng ở -196°c. Khí nitơ tan rất ít trong nước, nitơ không duy trì sự cháy và sự hô hấp. Tính chất hóa học Tính oxi hóa a) Tác dụng với kim loại: tạo hợp chất nitrua. 0 >0 ■? 3Mg + N2 ——> Mg3 N2 2A1 + N2 —> 2A1N b) Tác dụng với hiđro: tạo khí amoniac. N2 + 3H2 - 2NIÍ3 2. Tính khử ° rA 3(xx)"c v N2 + 02 ' 2NO 2NO + Õ2 > 2NO2 : magie nitrua : nhôm nitrua AH = -92KJ : khí không màu : khí màu nâu đỏ Các oxit N2O, N2O3, N2O5 không điều chế trực tiếp từ nitơ và oxi. ứng dụng Nguyên tố nitơ là một trong những thành phần dinh dưỡng chính của thực vật. . Trong công nghiệp, phần lớn lượng nitơ sản xuất ra được dùng để tổng hợp khí amoniac, từ đó sản xuất ra axit nitric, phân đạm,... Nhiều ngành công nghiệp như luyện kim, thực phẩm, điện tử, ... sử dụng nitơ làm mồi trường trơ. Nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các mẫu vật sinh học khác. Trạng thái tự nhiên Ở dạng tự do, khí nitơ chiếm 78,16% thể tích của không khí. ở dạng hợp chất, nitơ có nhiều trong khoáng chất natri nitrat NaNO3, với tên gọi là dièm tiêu natri. Điều chế Trong công nghiệp Nitơ sản xuất bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng, nitơ bay hơi ở -196°c. Trong phòng thí nghiệm Nhiệt phân muối amoni nitrit: NH4NO2 > N2T + 2H2O Muối này kém bền, có thể được thay thế bằng dung dịch bão hòa của amoni clorua và natri nitrit: NH4CI + NaNO2 —> N2T + NaCl + 2H2O Một số phản ứng đặc biệt khác: NH4NO3 350°c > N2T + ị O2T + 2H2O 2 NxOy + yCu ——> yCuO + — N2T 2 (NH4)2Cr207 > N2T + Cr2Ơ3 + 4H2O B. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA TRANG 31 Câu 1. - Cấu hình e của nitơ N (Z = 7): ls22s22p3 ' - Công thức cấu tạo của phân tử nitơ: NsN Giữa hai nguyên tử trong phân tử N2 hình thành một liên kết ba bền vững. Mỗi nguyên tử nitơ trong phân tử N2 có 8e lớp ngoài cùng, trong đó có ba cặp e dùng chung và một cặp e riêng đã ghép đôi. Ớ điều kiện thường nitơ là chất trơ vì có liên kết ba rất bền vững giữa hai nguyên tử, liên kết này chỉ bị phân hủy rõ rệt thành nguyên tử ở nhiệt độ trên 3000°C. 0 nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động vì phân tử N2 phân hủy thành nguyên tử nitơ có 5e lớp ngoài cùng và có độ âm điện tương đối lớn (3,04) nên trở nên hoạt động. Câu 2. Nitơ không phải là khí độc mặc dù không duy trì sự hô hấp và sự cháy. Câu 3. a) Chọn B Khi liên kết với kim loại nitơ dễ nhận thêm 3e (N có 5e lớp ngoài cùng) nên có số oxi hóa -3 còn Li dễ nhường le và AI dễ nhường 3e nên lần lượt có số oxi hóa là +1 và +3. b) 6Li + N2 -—> 2LÌ3N 2A1 + N2 —> 2A1N Ta thấy trong các phản ứng trên nitơ là chất oxi hóa. Câu 4. Trong các hợp chất trên số oxi hóa của nitơ lần lượt là: + 2,+ 4,-3,-3,+ 1, +3,+ 5,-3. Câu 5. Ta thấy tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol: N2 + 3H2 xt’t0’p > 2NH3 (lít) 1/2x67,2 3/2x67,2 <- 67,2 (lít) 33,6 100,8 <- 67,2 Do hiệu suất của phản ứng là 25% nên thể tích của nitơ và hiđro cần lấy là: V.. = 33,6 X = 134,4 (lít) N2 25 VH = 100,8 X = 403,2 (lít) h2 25