CHƯƠNG 2. NITROGEN VÀ SULFUR

BÀI 4: AMMONIA VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT AMMONIUM

KHỞI ĐỘNG

Ammonia là một hợp chất của hydrogen và nitrogen, có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. Ammonia có những tính chất nào?

Đáp án chuẩn:

Là chất khí không màu, có mùi khai xốc, nhẹ hơn không khí, tan rất nhiều trong nước. Có Tính base yếu, tính khử mạnh

1. CẤU TẠO PHÂN TỬ AMMONIA

Bài 1: Quan sát hình 4.1, mô tả cấu tạo của phân tử Ammonia. Dự đoán tính tan (trong nước) và tính oxi hóa - khử của ammonia. Giải thích

Đáp án chuẩn:

Hình chóp với nguyên tử N ở đỉnh liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử H ở đáy tam giác 

NH₃ có khả năng hoạt động hoá học mạnh

NH3 dễ tan trong nước (dung môi phân cực)

2.TÍNH CHẤT CỦA AMMONIA

Bài 1: Quan sát hình 4.2 giải thích hiện tượng thí nghiệm từ đó cho biết tại sao không thu khí ammonia bằng phương pháp đẩy nước?

Đáp án chuẩn:

Khí ammonia tan rất nhanh trong nước làm giảm áp suất trong bình nên áp suất ngoài không khí nén vào mặt thoáng của chậu nước làm nước phun lên trong ống thuỷ tinh thành dòng. 

Do NH₃ hoà tan nhiều trong nước nên không thu khí ammonia bằng phương pháp đẩy nước

Bài 2: Tính tỉ khối của NH₃ so với không khí. Từ kết quả đó hãy giải thích vì sao có thể thu khí NH₃ bằng phương pháp để không khí (úp ngược bình)

Đáp án chuẩn:

d_NH3/kk = 17 : 29 < 1

Vì NH₃ nhẹ hơn không khí 

Bài 3: Từ sự kết hợp giữa NH₃ và nước. nhận xét tính acid - base của NH₃ trong dung dịch. Nêu cách nhận biết khí NH₃ bằng quỳ tím. Giải thích

Đáp án chuẩn:

- NH₃ và nước: NH₃ là base 

- Nước trong quỳ tím ẩm sẽ hoà tan NH₃ thành dung dịch NH₃ có tính base, làm quỳ tím chuyển xanh.

Bài 4: Chuẩn bị hai đầu đũa thủy tinh quần bông. Đũa nhúng vào dung dịch HCl đặc vào dung dịch và NH3 đặc, sau đó đưa lại gần nhau (Hình 4.3) Quan sát và nêu hiện tượng xảy ra từ đó đề xuất phương pháp nhận biết Ammonia bằng dung dịch HCl đặc

Đáp án chuẩn:

Hiện tượng: xuất hiện “khói” trắng.

Phương pháp: Nhúng hai đầu đũa thuỷ tinh quấn bông vào dung dịch HCl đặc (thuốc thử) và NH₃ đặc, sau đó đưa lại gần nhau.

Bài 5: Cho biết Ammonia thể hiện tính chất gì trong phản ứng với acid và oxygen

Đáp án chuẩn:

NH₃ + HCl → NH₄Cl => NH₃ thể hiện base

NH₃ + O₂ → NO + H₂O (xt: Pt, to) => NH₃ thể hiện tính khử

3. TỔNG HỢP AMMONIA

Bài 1: Dựa vào nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, hãy cho biết để tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp NH₃, cần điều chỉnh nhiệt độ và áp suất như thế nào. Điều đó có gây trở ngại gì cho phản ứng tổng hợp NH₃ trên thực tế hay không? Vì sao.

Đáp án chuẩn:

Tăng áp suất, giảm nhiệt độ 

Tuy nhiên sẽ gây trở ngại cho phân ứng tổng hợp NH₃ vì khi nhiệt độ quả thấp thì phản ứng xảy ra rất chậm và khi áp suất quá cao thì đời hỏi thiết bị cổng kềnh, phức tạp.

4. MUỐI AMMONIUM

Bài 1: Quan sát hình 4.5, cho biết trạng thái màu sắc của muối ammonium Chloride và đặc tính liên kết của phân tử.

Đáp án chuẩn:

Chất rắn, màu trắng và phân tử có liên kết ion giữa NH₄+ và Cl-

Bài 2: Quan sát thí nghiệm, nêu hiện tượng xảy ra. Giải thích. Viết phương trình hóa học khi cho NH₄Cl, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄ tác dụng với dung dịch NaOH.

Đáp án chuẩn:

Hiện tượng: khí mùi khai thoát ra, quỳ tím chuyển màu xanh.

Giải thích: Khí thoát ra là NH₃. Khi gặp quỳ tím ẩm, NH₃ kết hợp với nước tạo thành ion OH-, làm quỳ tím chuyển màu xanh. 

NH₄Cl + NaOH → NH₃ ↑+ H₂O + NaCl

NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₃ ↑ + H₂O

(NH₄)₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ ↑+ 2NH₃ + 2H₂O

Bài 3: Đun nóng NH₄Cl hình 4.6 thấy có hiện tượng khói trắng trong ống nghiệm. Giải thích.

Đáp án chuẩn:

NH4Cl bị phân huỷ tạo thành khí NH₃ và HCl. Hỗn hợp khí gặp nhiệt độ thấp hơn ở đầu ống nghiệm tạo nên hiện tượng “khói” trắng.

Bài 4: Viết phương trình hóa học khi cho dung dung dịch (NH₄)₂CO₃ tác dụng với các dung dịch KOH, HCl, Ba(OH)₂, CaCl₂

Đáp án chuẩn:

(NH₄)₂CO₃ + 2KOH →  2H₂O + K₂CO₃ + 2NH₃

(NH₄)₂CO₃ + 2HCl →  2NH₄Cl + CO₂ + H₂O.

(NH₄)₂CO₃ + Ba(OH)₂ → 2NH₃ + BaCO₃↓+ 2H₂O

CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2NH₄Cl 

Bài 5: NH₄HCO₃ là một trong những chất dùng làm bột nở trong sản xuất bánh bao. Giải thích

Đáp án chuẩn:

Khi nướng bánh, NH₄HCO₃ phân hủy thành các chất khí và hơi thoát ra nên làm cho bánh xốp và nở.

5. ỨNG DỤNG

Bài 1: Tìm hiểu thông tin và nêu một số ứng dụng của ammonia trong đời sống và sản xuất 

Đáp án chuẩn:

Sản xuất nitric acid, các loại phân đạm.

Điều chế Hydrazine (N₂H₄) làm nhiên liệu cho tên lửa.

Bài 2: Hãy giải thích vì sao các loại phân bón như: NH₄Cl, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄ không thích hợp bón cho đất chua.

Đáp án chuẩn: 

Vì phân có chứa ion NH₄+ khi thuỷ phân tạo ra nhiều ion H+  --> tăng độ chua của đất.

BÀI TẬP

Bài 1: Liên kết hóa học trong phân tử NH₃ là liên kết

A. cộng hóa trị phân cực.                    B. ion.

C. cộng hóa trị không phân cực.        D. kim loại.

Đáp án chuẩn:

A

Bài 2: Có thể nhận biết muối ammonium bằng cách cho muối tác dụng với dung dịch kiềm thấy thoát ra một khí khí đó là

A. NH₃.                    B. H₂.           C. NO₂.            D. NO. 

Đáp án chuẩn:

A

Bài 3: Khi thải rác thải sinh hoạt chứa một lượng lớn ion ammonium vào ao, hồ sẽ sinh ra quá trình oxi hóa ammonium thành ion nitrate dưới tác dụng của vi khuẩn. Quá trình này làm giảm oxygen hòa tan trong nước, gây ngạt cho sinh vật sống dưới nước. Người ta phải xử lý nguồn nước gây ô nhiễm đó bằng cách chuyển ion ammonium thành ammonia, rồi chuyển tiếp thành nitrogen không độc. Hãy đề xuất một số hóa chất thực hiện quá trình trên. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Đáp án chuẩn:

NH₄⁺ + 1,5 O₂ + 2 HCO₃^– → NO₂– + 2 CO­₂ + 3H₂O

NH₃ + 1,32 NO₂^– + H⁺ → 1,02 N₂ + 0,26 NO₃^– + 2 H­₂O

Bài 4: Cho cân bằng hoá học:

N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)   ΔrHo298 = - 92kJ

Cân bằng chuyển dịch theo chiều nào (có giải thích) khi:

a) tăng nhiệt độ.

b) tách ammonia ra khỏi hỗn hợp phản ứng.

c) giảm thể tích của hệ phản ứng.

Đáp án chuẩn:

a)  ΔrHo298 < 0 => phản ứng tỏa nhiệt

khi tăng nhiệt độ => chiều nghịch

b) Khi tách Ammonia => cân bằng xảy ra theo chiều thuận

c) Cân bằng chuyển dịch chiều nghịch

Bài 5: Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra khi cho dung dịch (NH₄)₂SO₄ tác dụng với dung dịch NaOH, dung dịch Ba(OH)₂, dung dịch BaCl₂, dung dịch Ba(NO₃)₂.

Đáp án chuẩn:

2NaOH + (NH₄)₂SO₄ → Na₂SO₄+ 2NH₃↑ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄ → 2H₂O + 2NH₃↑ + BaSO₄↓

BaCl₂ + (NH₄)₂SO₄ → 2NH₄Cl + BaSO₄↓