Slide bài giảng Hoá học 11 chân trời bài 3: Đơn chất nitrogen

Tóm lược nội dung

BÀI 3: ĐƠN CHẤT NITROGEN

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Trong khí quyển, khí nitơ đứng ở vị trí thứ mấy về độ phổ biến?

NỘI DUNG BÀI HỌC GỒM

• Trạng thái tự nhiên
• Tính chất vật lí
• Tính chất hóa học
• Quá trình tạo và cung cấp nitrat cho đất từ nước mưa
• Ứng dụng
• Luyện tập
• Vận dụng

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Trạng thái tự nhiên

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Trong không khí, khí nào chiếm tỉ lệ thể tích lớn nhất?
• Ngoài đơn chất nitrogen thì nguyên tố nitrogen còn tồn tại ở những dạng nào? Lấy ví dụ.

Nội dung ghi nhớ:

- Khí chiếm tỉ lệ thể tích lớn nhất là nitrogen (khoảng 78%).

- Nitrogen còn tồn tại ở dạng hợp chất có nhiều trong khoáng vật sodium nitrate để còn gọi là diêm tiêu Natri

- Ngoài ra nitrogen còn có trong thành phần của protein, nucleic acid,...và nhiều chất hữu cơ khác

Hoạt động 2: Tính chất vật lí

Khí nitơ nặng hơn hay nhẹ hơn so với không khí? Giải thích lý do.

Nội dung ghi nhớ:

Nitrogen nhẹ hơn không khí do d_N2/kk = 28/29 <1

Hoạt động 3: Tính chất hóa học

HS thảo luận và trả lời câu hỏi: 

• Dựa vào hình 3.3 và dữ liệu về năng lượng liên kết trong phân tử N₂, hãy dự đoán về độ bền của phân tử và khả năng phản ứng của nitơ ở nhiệt độ thường.
• Xác định tính oxi hóa và tính khử của nitơ trong các phản ứng với H₂ và O₂. Các phản ứng này là phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

Nội dung ghi nhớ:

- Giữa hai nguyên tử trong phân tử N₂ hình thành một liên kết ba có năng lượng liên kết lớn (E_b = 945 kJ/mol) nên rất bền vững. Do đó, ở nhiệt độ thường, N₂ khá trơ về mặt hoá học.

- Trong phản ứng của N₂ với H₂, số OXH của N giảm từ 0 xuống - 3, do đó nitrogen có tính oxi hoá, phản ứng toả nhiệt (∆_rH^o₂₉₈ < 0)

- Trong phản ứng của N₂ với O₂, số OXH của N tăng từ 0 xuống +2, do đó nitrogen có tính khử, phản ứng thu nhiệt (∆_rH^o₂₉₈ > 0)

Hoạt động 4: Quá trình tạo và cung cấp nitrat cho đất từ nước mưa

HS thảo luận và trả lời câu hỏi: 

• Con người có thể điều chỉnh chu trình nitơ trong tự nhiên bằng những cách nào? 
• Nếu sự điều chỉnh này vượt quá giới hạn cho phép, nó sẽ gây ra những ảnh hưởng gì?

Nội dung ghi nhớ:

• Con người có thể can thiệp đến chu trình của nitrogen bằng cách bón phân đạm vào trong đất để tăng năng suất cây trồng.
• Tuy nhiên, nếu can thiệp quá mức sẽ gây ô nhiễm môi trường đất, nước và ảnh hưởng đến chu trình của nitrogen trong tự nhiên.

Hoạt động 5: Ứng dụng

HS thảo luận và trả lời câu hỏi: 

Ứng dụng của nitrogen

Nội dung ghi nhớ:

- Trong sản xuất rượu bia: Khí nitrogen được bơm vào để loại bỏ khí oxygen, nhằm tránh hiện tượng lên men giấm làm rượu bia bị chua và mất đi hương vị vốn có ban đầu.

- Trong công nghệ đóng gói thực phẩm: Khí nitrogen được bơm vào để loại bỏ khí oxygen, tránh hiện tượng oxi hoá làm cho thực phẩm bên trong bị ôi thiu. Ngoài ra, khí nitrogen bơm vào sẽ làm phồng bao bì trong sản xuất thực phẩm đóng gói, giúp thực phẩm bền trong tránh bị vỡ vụn lúc vận chuyển.

- Trong công tác phòng cháy chữa cháy: Do tính chất trơ, không duy trì sự cháy nên nitrogen được sử dụng để dập tắt các đám cháy do hóa chất, chập điện,...

- Trong lĩnh vực y tế: Do tính chất trơ và hoá lỏng ở nhiệt độ rất thấp (-195,8 °C) nên có thể đảm bảo môi trường gần như vô khuẩn trong quá trình bảo quản máu, nội tạng để cấy ghép, tế bào sinh dục (trứng, tinh trùng),....

- Trong khai thác dầu khí: Hỗn hợp khí N₂ và CO₂ được bơm vào bể chứa dầu mỏ để tạo áp suất đẩy dầu còn dư bị kẹt lại lên trên nhờ đặc tính nén cao.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Cấu hình electron của Nitrogen là 

A. 1s²2s²2p¹

B. 1s²2s²2p⁵

C. 1s²2s²2p⁶3s²3p²

D. 1s²2s²2p³

Câu 2: Người ta điều chế khí N2 từ phản ứng nhiệt phân muối ammonium nitrate theo phương trình NH4NO2 → N2+ 2H2O. Biết khi nhiệt phân 32 gam muối thu được 10 gam chất rắn. Hiệu suất của phản ứng này là

A. 6,67%       

B. 75,00%       

C. 68,75%       

D. 80%

Câu 3:  Dãy chất nào nitrogen có số oxi hóa tăng dần là

A. NH4Cl, N2, N2O, NO, HNO3

B. N2, NH4Cl, N2O, NO, HNO3

C. HNO3, NH4Cl, N2O, N2, NO

D. HNO3, NH4Cl, N2O, NO, N2

Câu 4: Nitrogen thể hiện tính khử trong phản ứng với

A. H2

B. O2

C. Li

D. Mg

Câu 5: Trong công nghiệp khí nitrogen được sản xuất bằng cách

A. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng

B. Nhiệt phân NH4NO3

C. Dùng phương pháp dời nước

D. Nhiệt phân HNO3

Nội dung ghi nhớ:

Câu 1: D

Câu 2: C

Câu 3: A

Câu 4: B

Câu 5: A

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Tại sao người ta lại sử dụng khí nitơ để bơm vào các loại vaccine?

Câu 2: Tại sao khí nitơ có thể được thu thập trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp đẩy nước? Hãy giải thích.