Slide bài giảng Hoá học 11 kết nối bài 4: Nitrogen

Tóm lược nội dung

CHƯƠNG 2. NITROGEN - SULFUR

BÀI 4: NITROGEN - SULFUR

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Tìm hiểu vị trí và cấu hình electron của nguyên tử N

NỘI DUNG BÀI HỌC GỒM

• Trạng thái tự nhiên
• Cấu tạo nguyên tử và phân tử
  • Cấu tạo nguyên tử
  • Cấu tạo phân tử 
• Tính chất vật lí
• Tính chất hóa học
  • Tác dụng với hydrogen
  • Tác dụng với oxygen
• Ứng dụng
• Luyện tập
• Vận dụng

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

 HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Nitrogen có những dạng tồn tại nào?
• Hãy nêu các dạng tồn tại của nitrogen.

Nội dung ghi nhớ:

Ở trạng thái tự nhiên, nitrogen tồn tại ở dạng đơn chất và hợp chất:

- Dạng đơn chất: 78% thể tích không khí; trong tự nhiên là hỗn hợp 2 đồng vị ¹⁴N (99,63%) và ¹⁵N (0,37%)

- Dạng hợp chất: trong khoáng vật sodium nitrate (diêm tiêu Chile); thành phần protein, nucleic acid.   

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ PHÂN TỬ

Hoạt động 1: Cấu tạo nguyên tử

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Hãy mô tả cấu tạo nguyên tử của nitrogen.
• Liệt kê các số oxi hóa phổ biến của nitrogen.

Nội dung ghi nhớ:

- Nguyên tố nitrogen ở ô số 7, nhóm VA, chu kì 2 trong bảng tuần hoàn, có độ âm điện lớn

- Các số oxi hóa thường gặp của nitrogen: 

- 3; 0; + 1; + 2; + 3; + 4; +5

Hoạt động 2: Cấu tạo phân tử 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Mô tả liên kết trong phân tử nitrogen. 
• Viết công thức electron, công thức Lewis và công thức cấu tạo của phân tử nitrogen.
• Dựa trên cấu tạo phân tử, giải thích tại sao phân tử N₂ có năng lượng liên kết cao. Dự đoán khả năng hoạt động hóa học của nitrogen ở nhiệt độ thường.

Nội dung ghi nhớ:

Phân tử nitrogen gồm hai nguyên tử, liên kết với nhau bằng liên kết ba (1 liên kết và 2 liên kết ); năng lượng liên kết lớn và không có cực

1. Công thức Lewis của phân tử nitrogen:

:N≡N:

Nếu coi hai nguyên tử nitrogen không ở trạng thái lai hóa sp:

- 1 liên kết tạo thành nhờ sự xen phủ dọc theo trục liên kết của cặp orbital 2p_z–2p_z  

- 2 liên kết tạo thành nhờ sự xen phủ bên của các cặp orbital 2p_x–2p_x và  2p_y –2p_y  

2. Phân tử nitrogen có liên kết ba bền vững, khó bị phá vỡ để tạo liên kết mới nên nitrogen khá trơ ở nhiệt độ thường

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Nêu tính chất vật lí của nitrogen.

Nội dung ghi nhớ:

Tính chất vật lí: 

- Ở điều kiện thường, nitrogen là chất khí, không màu, không mùi, không vị, khó hòa tan, tan rất ít trong nước.

- Khí nitrogen không duy trì sự cháy và sự hô hấp

IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Hoạt động 1: Tác dụng với hydrogen

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Hãy viết phương trình hóa học cho phản ứng tổng hợp ammonia từ nitrogen và hydrogen qua quá trình Haber.

Nội dung ghi nhớ:

Hoạt động 2: Tác dụng với oxygen

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Viết phương trình hóa học cho phản ứng tổng hợp nitrogen monoxide từ nitrogen và oxygen.
• Mô tả quá trình hình thành và cung cấp đạm nitrate cho đất từ nước mưa.

Nội dung ghi nhớ:

Quá trình tạo và cung cấp đạm nitrate cho đất từ nước mưa được biểu diễn theo sơ đồ:

N₂ NO NO₂ HNO₃ H⁺ + NO3-

V. ỨNG DỤNG

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Hãy nêu một số ứng dụng của nitrogen.

Nội dung ghi nhớ:

Một số ứng dụng của nitrogen:

- Tác nhân làm lạnh 

- Tổng hợp ammonia

- Tạo khí quyển trơ

- Bảo quản thực phẩm

- Nitrogen có nhiều ứng dụng trong sản xuất và đời sống

- Ứng dụng quan trọng nhất của khí nitrogen là để tổng hợp ammonia, mắt xích trung gian để sản xuất nitric acid, muối nitrate và nhiều hợp chất khác

- Trong nghiên cứu, khí nitrogen được dùng tạo bầu khí quyển trơ do phân tử nitrogen rất bền nhiệt

- Trong y học, nitrogen lỏng được dùng tạo môi trường lạnh sâu để bảo quản mẫu vật phẩm. Nitrogen lỏng với độ lạnh sâu cũng đóng băng mô ngay khi tiếp xúc nên được dùng điều trị mụn cóc và một số bệnh ngoài da

- Trong công nghiệp thực phẩm, nitrogen lỏng được phun vào vỏ bao bì trước khi đóng nắp nitrogen biến thành thể khí làm căng vỏ bao bì, vừa bảo vệ thực phẩm khi có va chạm, vừa bảo quản hương vị thực phẩm.  

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Trong phản ứng nào sau đây, nitrogen thể hiện tính khử ?

A. N2 + 3H2 → 2NH3

B. N2 + 6Li → 2Li3N

C. N2 + O2 → 2NO

D. N2 + 3Mg → Mg3N2

Câu 2: Ứng dụng nào sau đây không phải của nitrogen?

A. Làm môi trường trơ trong một số ngành công nghiệp.

B. Bảo quản máu và các mẫu vật sinh học.

C. Sản xuất Nitric acid.

D. Sản xuất phân lân.

Câu 3: Khí nitrogen có thể được tạo thành bằng phản ứng hoá học nào sau đây ?

A. Nhiệt phân NH4NO2

B. Nhiệt phân AgNO3

C. Nhiệt phân NH4NO3

D. Đốt cháy NH3 trong oxi khi có mặt chất xúc tác Pt

Câu 4: Nung nóng 4,8 gam Mg trong bình phản ứng chứa 1 mol khí N2. Sau một thời gian, đưa bình về nhiệt độ ban đầu, thấy áp suất khí trong bình giảm 5% so với áp suất ban đầu. Thành phần phần trăm Mg đã phản ứng là

A. 37,5%.   

B. 25,0%.   

C. 50%.   

D. 75%.

Câu 5: Khí N2 tác dụng với dãy chất nào sau đây:

A. Li, CuO và O2

B. Al, H2 và Mg

C. NaOH, H2 và Cl2

D. HI, O3 và Mg

Nội dung ghi nhớ:

Câu 1: C

Câu 2: D

Câu 3: A

Câu 4: D

Câu 5: B

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

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

Câu 1: Để điều chế 67,2 lít khí ammonia với hiệu suất phản ứng là 25%, cần lượng khí nitrogen và hydrogen là bao nhiêu? Các khí được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Câu 2: Nếu 2,64 gam kim loại phản ứng với khí nitrogen tạo thành 2,92 gam nitrite, hãy xác định công thức của nitrite đó.