Slide bài giảng Hoá học 11 chân trời bài 4: Ammonia và một số hợp chất ammonium

Tóm lược nội dung

BÀI 4: AMMONIA VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT AMMONNIUM

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Yếu tố nào có thể làm tăng tốc độ phản ứng giữa nitơ và hydro mà không ảnh hưởng đến sự chuyển dịch của cân bằng phản ứng?

NỘI DUNG BÀI HỌC GỒM

• Cấu tạo phân tử Ammonia
• Tính chất của ammonia
• Tổng hợp Ammonia
• Muối ammonium
• Ứng dụng
• Luyện tập
• Vận dụng

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Cấu tạo phân tử Ammonia

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Cấu tạo của phân tử Ammonia. Dự đoán tính tan (trong nước) và tính oxi hóa - khử của ammonia. Giải thích?

Nội dung ghi nhớ:

- Cấu tạo phân tử của NH₃ là hình chóp với nguyên tử N ở đỉnh liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử H ở đáy tam giác (3 liên kết N – H đều là liên kết cộng hóa trị có phân cực).

- Theo công thức Lewis, nguyên tử Nitrogen trong phân tử NH₃ còn 1 cặp electron tự do chưa liên kết hoá học nên NH₃ có khả năng hoạt động hoá học mạnh

- Phân tử NH₃ phân cực mạnh và tạo được liên kết hydrogen với nước do đó có thể dự đoán NH₃ dễ tan trong nước (dung môi phân cực) 

Hoạt động 2: Tính chất của ammonia

Gv yêu cầu HS trao đổi theo nhóm: 

Tìm hiểu tính chất vật lí của ammonia và so sánh tỉ khối của NH₃ so với không khí

Tìm hiểu tính chất hóa học của ammonia

Nội dung ghi nhớ:

* Tìm hiểu tính chất vật lí của ammonia

- Khí ammonia tan nhiều trong nước

- NH₃ nhẹ hơn không khí →  có thể thu được bằng phương pháp đẩy không khí 

* Tìm hiểu tính chất hóa học của ammonia

-  Theo thuyết Bronsted - Lowry, khi tác dụng với nước, NH₃ đóng vai trò là base tạo ra ion OH⁻, làm cho dung dịch có tính base 

- Có thể dùng giấy quỳ tím ẩm (nhúng nước) để nhận biết khí NH₃. Nước trong quỳ tím ẩm sẽ hoà tan NH₃ thành dung dịch NH₃ có tính base, làm quỳ tím chuyển xanh.

Hoạt động 3: Tổng hợp Ammonia

HS thảo luận và trả lời câu hỏi: 

Dựa trên nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, để nâng cao hiệu suất tổng hợp NH₃, bạn cần điều chỉnh nhiệt độ và áp suất như thế nào? Điều này có gây ra vấn đề gì cho quá trình tổng hợp NH₃ trong thực tế không? Giải thích lý do.

Phản ứng tổng hợp ammonia từ nitơ và hydro trong quá trình Haber diễn ra như thế nào và điều kiện để thực hiện phản ứng là gì?

Nội dung ghi nhớ:

Theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, để tăng hiệu suất quá trình tổng hợp NH₃, cần phải hạ nhiệt độ và tăng áp suất. 

Tuy nhiên, trên thực tế nếu thực hiện các điều kiện trên sẽ gây trở ngại cho phản ứng tổng hợp NH₃ vì khi nhiệt độ quá thấp thì phản ứng xảy ra rất chậm và khi áp suất quá cao thì đòi hỏi thiết bị cồng kềnh, phức tạp.

- Phản ứng tổng hợp Ammonia từ nitrogen và hydrogen trong quá trình Haber: N_{2 (g)} + 3H_{2  (g)} ⇄ 2NH_{3 (g)}

Điều kiện:
 

+ Tỉ lệ mol N₂ và H₂ là 1: 3

+Nhiệt độ: 380^oC - 450^oC

+Áp suất ≈ 200 bar

 +Xúc tác: Fe
 

Hoạt động 4: Muối ammonium

HS thảo luận và trả lời câu hỏi: 

Nêu trạng thái màu sắc của muối ammonium Chloride và đặc tính liên kết của phân tử.

Muối ammonium (NH₄⁺) là gì?

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.

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

Nội dung ghi nhớ:

* Tìm hiểu tính chất vật lí của muối ammonium

- Muối ammonium chloride dạng tinh thể, màu trắng, tan nhiều trong nước

+ Phân tử có liên kết ion giữa NH₄⁺ và Cl^-, trong đó ion NH₄⁺ gồm 3 liên kết cộng hoá trị N - H và 1 liên kết cho nhận N → H

+Thực nghiệm cho thấy 4 liên kết này là đồng nhất (tính không phân biệt) nên có thể biểu diễn ion NH₄⁺ như sau:

Muối ammonium (NH₄⁺) là những chất tinh thể ion. 

* Tìm hiểu tính chất hóa học của ammonium

- Hiện tượng: khi đun nóng, sau một thời gian thấy có khí mùi khai thoát ra, đặt mẩu giấy quỳ tím ẩm lên miệng ống nghiệm thì 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^-, dung dịch này có tính base làm quỳ tím chuyển màu xanh. 

Các PTHH: 

NH₄Cl + NaOH → NH₃ ↑+ H₂O + NaCl

NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₃ ↑ + H₂O

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

- Khi đun nóng ống nghiệm chứa ammonium chloride (NH,Cl) trên ngọn lửa đèn cồn, NH₄Cl bị phân huỷ tạo thành khí NH₃ và HCl bay lên miệng ống nghiệm.

Hỗn hợp khí gặp nhiệt độ thấp hơn ở đầu ống nghiệm hoá hợp lại với nhau tạo tinh thể NH₄Cl màu trắng bám lên thành ống, tạo nên hiện tượng “khói” trắng.

Hoạt động 5: Ứng dụng

HS thảo luận và trả lời câu hỏi: 

Tìm hiểu và nêu một số ứng dụng của ammonia trong cuộc sống hàng ngày và sản xuất.

Muối ammonium chủ yếu được sử dụng vào mục đích gì?

Nội dung ghi nhớ:

* Tìm hiểu ứng dụng ammonia 

- Trong công nghiệp:

+ Ammonia là chất được sử dụng trong các hệ thống làm lạnh. 

+Ammonia cũng được sử dụng trong quy trình sản xuất hóa chất nitricacid.

+ Phân bón: Phần lớn ammonia được dùng trong sản xuất phân bón (phân đạm), rất cần thiết cho sự phát triển của cây trống.

+Dùng làm thuốc tẩy: Dung dịch ammonia trong hộ gia đình được sử dụng làm chất tẩy rửa bề mặt như được dùng làm sạch thuỷ tinh, đổ sứ, thép không gỉ, lò nướng,...

+ Xử lý môi trường khí thải: Ammonia lỏng được sử dụng để loại bỏ các chất

như NO_x, SO_x trong các khí thải, khí đốt, …

+ Dùng làm chất chống khuẩn trong thực phẩm: Ammonia là một chất khử mạnh, được dùng để chống nhiễm khuẩn thịt bò.

+ Trong công nghiệp chế biến gỗ: Ammonia lỏng được sử dụng trong chế biến gỗ, làm cho màu sắc bề mặt thành phẩm đậm hơn.

* Tìm hiểu ứng dụng của muối ammonium

- Muối ammonium chủ yếu được sử dụng làm phân bón như phân đạm, phân phức hợp, …

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Để tách riêng NH3 ra khỏi hỗn hợp gồm N2 , H2, NH3 trong công nghiệp người ta đã

A.Cho hỗn hợp qua nước vôi trong dư

B. Cho hỗn hợp qua bột CuO nung nóng

C. Nén và làm lạnh hỗn hợp để hòa lỏng NH3.

D. Cho hỗn hợp qua dung dịch H2SO4 đặc

Câu 2: Trong các phát biểu sau về tính chất vật lí của ammonia, phát biểu nào không đúng?

A. Là chất khí không màu

B. Mùi khai và xốc

C. Nhẹ hơn không khí

D. Ít tan trong nước

Câu 3: Muối ammonium đều được tạo bởi

A. Cation ammonium và anion gốc acid

B. Cation gốc acid và anion ammonium

C. Cation kim loại và anion gốc acid

D. Cation gốc acid và anion kim loại

Câu 4: Hầu hết các muối ammonium đều

A. Không tan trong nước

B. Dễ tan trong nước

C. Tạo keo khi cho vào nước

D. Đáp án khác

Câu 5: Muối được làm bột nở trong thực phẩm là

A. (NH4)2CO3

B. Na2CO3

C. NH4HCO3

D. NH4Cl

Nội dung ghi nhớ:

Câu 1: C

Câu 2: D

Câu 3: A

Câu 4: B

Câu 5: C

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

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

Câu 1: Viết phương trình hóa học khi dung dung dịch (NH₄)₂CO₃ phản ứng với các dung dịch KOH, HCl, Ba(OH)₂, CaCl₂.

Câu 2: Giải thích lý do tại sao các loại phân bón như NH₄Cl, NH₄NO₃, và (NH₄)₂SO₄ không phù hợp để bón cho đất chua.