BÀI 5. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NITROGEN
Trang bìa
Trang bìa
BÀI 5. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NITROGEN
Ảnh
Khởi động
Giới thiệu bài
Ảnh
Giới thiệu bài
Mục tiêu
Ảnh
Hình vẽ
Hình vẽ
Câu hỏi dẫn dắt bài
+ Trong các ao tù có thể tích tụ lượng đáng kể ion ammonium. Có thể nhận biết sự có mặt của ion ammonium trong các ao tù bằng những cách nào? Giải thích.
+ Đung nóng dung dịch nước ao trong kiềm, nếu sinh ra khí có mùi khai và xốc và làm quỳ tím ẩm hóa xanh => có ion ammonium trong ao.
Đáp án:
Ammonia
1. Cấu tạo phân tử và tính chất vật li
Ảnh
+ Công thứ Lewis và dạng hình học (hình chóp tam giác) của phân tử latex(NH_3) được thể hiện ở Hình 5.1.
Trả lời:
Ảnh
2. Tính chất hóa học
Ảnh
+ Tính base:
+ Tính khử
Ảnh
Phản ứng thứ hai ở trên được sử dụng trong quy trình sản xuất nitric acid từ ammonia trong công nghiệp.
Ảnh
Khí ammonia hoặc dung dịch ammonia phản ứng với các acid tạo ra muối ammonium. Ví dụ:
Ảnh
Thí nghiệm
Ảnh
+ Cho thí nghiệm được thiết kế như hình dưới đây.
+ Trong thí nghiệm này, nước phenolphthalein sẽ bị hút lên bình chứa khí ammonia và phun thành những tia màu hồng. Hãy giải thích hiện tượng trên.
Khi tan trong nước, ammonia nhận latex(H^+). của nước tạo ion ammonium latex(NH4^+), dung dịch có tính base yếu làm dung dịch phenolphtalein chuyển sang màu hồng.
Ảnh
Trả lời:
Tình huống
Ảnh
Câu hỏi: Khi giấy quỳ tím ẩm tiếp xúc với khí ammonia thì hiện tượng gì sẽ xảy ra.
+ Khi giấy quỳ tím ẩm tiếp xúc với khí ammonia thì giấy quỳ tím ẩm hóa xanh. + Vì khi tan trong nước, ammonia nhận H+ của nước tạo ion ammonium (NH4+), dung dịch có tính base yếu, làm giấy quỳ tím hóa xanh.
Trả lời:
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Ammonia thể hiện tính base, tính khử ở quá trình nào dưới đây? Giải thích. (1) Cho ammonia phản ứng với nitric acid (HNO3) để tạo phân bón ammonium nitrate (NH4NO3). (2) Dùng ammonia tẩy rửa lớp copper(II) oxide phủ trên bề mặt kim loại đồng, tạo kim loại, nước và khí nitrogen.
+ Ammonia thể hiện tính base, vì ammonia phản ứng với acid tạo muối.
Trả lời:
Ảnh
Ảnh
+ Amonia thể hiện tính khử, vì nguyên tử N trong phân tử ammonia có số oxi hóa -3 → có số oxi hóa 0 trong phân tử nitrogen.
3. Tổng hợp ammonia theo quá trình Haber
Ảnh
Ảnh
Tình huống
Ảnh
Câu hỏi: Khi làm lạnh hỗn hợp khí gồm ammonia, hydrogen và nitrogen thì ammonia sẽ hoá lỏng trước. Tính chất vật lí nào của các chất giúp giải thích hiện tượng trên?
+ Ammonia hóa lỏng ở nhiệt độ cao hơn hydrogen và nitrogen nên ammonia sẽ hóa lỏng trước. + Liên kết N-H là liên kết công hóa trị phân cực, còn liên kết giữa phân tử H2 và N2 là liên kết không phân cực bền vững hơn.
Trả lời:
Ảnh
Ảnh
Muối Ammonium
Thực hành
Ảnh
Thực hành: Nhận biết ion ammonium
+ Chuẩn bị: Phân đạm ammonium chloride, dung dịch NaOH; ống nghiệm, đèn cồn, giấy quỳ. + Tiến hành: Cho vài hạt phân đạm với thành phần chính là ammonium chloride vào ống nghiệm chứa dung dịch NaOH. Hơ nhẹ ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn. Cho mẩu giấy quỳ đã tẩm ướt bằng nước lên miệng ống nghiệm. + Yêu cầu: Quan sát hiện tượng, viết phương trình hoá học của phản ứng đã xảy ra.
Hiện tượng: Phân đạm tan trong ống nghiệm tạo khí có mùi khai, xốc và làm giấy quỳ tím ẩm hóa xanh.
Ảnh
Tình huống vận dụng
Ảnh
Để giảm sốt hoặc giảm đau, người ta có thể dùng túi chườm lạnh chứa hóa chất. Hãy tìm hiểu về loại túi chườm lạnh này. Từ đó: a) Cho biết các chất thường được sử dụng trong túi chườm lạnh. b) Giải thích nguyên nhân giúp túi chườm lạnh có nhiệt độ thấp.
Ảnh
a) Các chất thường sử dụng trong túi chườm lạnh: Ammonium hydrogen sulfate, Ammonium nitrate, nước. b) Hòa tan muối ammonium trong nước gây ra phản ứng thu nhiệt vì các phân tử nước mất đi một phần nhiệt năng, dẫn đến nước mát hơn làm túi chườm lạnh có nhiệt độ thấp.
Đáo án:
Câu hỏi tình huống
Ảnh
Câu hỏi: Lượng lớn ammonium nitrate và ammonium chloride được sử dụng làm phân bón. Dựa vào đặc điểm phản ứng nhiệt phân của hai muối này, hãy cho biết muối nào có nguy cơ cháy nổ cao hơn trong quá trình lưu trữ.
Đáp án: Phản ứng nhiệt phân muối ammonium:
Ảnh
+ Phản ứng nhiệt phân ammonium nitrate có enthalpy nhỏ hơn 0 => phản ứng tỏa nhiệt + Phản ứng nhiệt phân ammonium chloride có enthalpy lớn hơn 0 => phản ứng thu nhiệt => Muối ammonium nitrate có nguy cơ cháy nổ cao hơn trong quá trình lưu trữ.
Ứng dụng
Ảnh
+ Để bảo quản thực phẩm như tôm, cá khô,..., người ta thường dùng bơm hút chân không để rút không khí ra khỏi bao bì. + Đối với nhiều sản phẩm như bim bim để vừa hạn chế sự oxi hóa, vừa giữ độ giòn, độ khô và hình dạng sản phẩm trong quá trình vận chuyển, người ta có thể làm căng phồng bao bì bằng cách bơm khí nitrogen vào.
Ảnh
Ứng dụng của Ammonia và một số muối ammonium
Thực hành
Ảnh
+ Xác định tỉ lệ mol kết hợp giữa NH3 và H3PO4 để tạo ra diammonium hydrogen phosphate (dùng làm phân bón phức hợp DAP). Viết phương trình hoá học của phản ứng.
Trả lời: Tỉ lệ mol giữa latex(NH_3) và latex(H_3PO_4) là 2:1.
Ảnh
Em có biết
+ Tương tự nước, ammonia lỏng hòa tan và phản ứng được với kim loại kiềm, tạo ra khí hydrogen.
Hình vẽ
Nguồn gốc một số oxide của nitrogen trong không khí - mưa acid
Nguồn gốc một số oxide của nitregen
Ảnh
+ Bầu khí quyển quanh ta có các oxide của nitrogen như NO, latex(NO_2). + Chúng được tạo ra từ quá trình tự nhiên, như sự tạo thành netrogen monoxide trong khí quyển có sấm sét. + Ngoài ra, chúng cũng được tạo ra từ các hoạt động của con người. + Chẳng hạn, việc đốt cháy các nguyên liệu hóa thạch sinh ra các oxide của nitrogen từ phản ứng oxi hóa các hợp chất của nitrogen trong nhiên liệu và từ phản ứng trực tiếp giữa latex(N_2) và latex(O_2) ở nhiệt độ cao trong động cơ. + Quá trình sản xuất và sử dụng nitric acid cũng là nguồn phát thải các oxide của nitrigen vào khí quyển.
Mưa acid
Ảnh
+ Từ giữa thế kỉ XIX, người ta đã biết nitrogen monoxide, nitrogen dioxide cùng với sulfur dioxide trong khí quyển là nguyên nhân chính dẫn tới sự có mặt của tritric acid và sulfuric acid hòa tan trong nước mưa.
Ảnh
Ảnh
Em có biết
+ Mưa acid làm biến đổi các công trình nghệ thuật ngoài trời.
Hình vẽ
Ảnh
Ảnh
+ Mưa acid làm tăng sự ăn mòn vật liệu kim loại trong các công trình ngoài trời.
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Viết phương trình hoá học minh hoạ tác động của mưa acid đối với calcium carbonate trong núi đá vôi và với kim loại sắt có trong thép.
Trả lời:
Ảnh
Nitric acid
Cấu tạo
Ảnh
+ Hình 5.4 là mô hình cấu tạo của phân tử nitric acid.
Ảnh
+ Công thức Lewis của nitric acid như sau:
Ảnh
Tình huống
Ảnh
+ Cho biết số oxi hoá của nitrogen trong mỗi phân tử và ion sau: NH3, NH4+, N2, N2O, NO, NO2, HNO2, HNO3.
Ảnh
Ảnh
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Công thức Lewis của HNO3 như dưới đây có phù hợp không?
Trả lời:
Ảnh
+ Công thức Lewis của HNO3 không phù hợp. Vì N đang bị thừa octet => sửa lại như sau:
Ảnh
Hiện tượng phú dưỡng
Tác hại
Ảnh
Có thể quan sát được hiện tượng phú dưỡng thông qua sự xuất hiện dày đặc của táo xanh trong nước. Khi đó, lượng oxygen trong nước sẽ nhanh chóng giảm đi. Điều này do: + Sự hoạt động lượng vi khuẩn đã hấp thụ đáng kể oxygen hòa tan trong nước. + Sự phát triển của táo xanh đã ngăn cản ánh sáng và không khí chứa oxygen khuếch tán vào nước.
Ảnh
Câu hỏi 1
Ảnh
Câu hỏi: Khi khơi thông nguồn nước thì nguy cơ xảy ra hiện tượng phú dưỡng sẽ tăng hay giảm? Giải thích.
Trả lời:
+ Khi khơi thông nguồn nước thì nguy cơ xảy ra hiện tượng phú dưỡng sẽ giảm. + Vì hiện tượng phú dưỡng là hiện tượng tích tụ lượng lớn dinh dưỡng trong nước làm các sinh vật trong nước phát triển mạnh, việc khơi thông nguồn nước tránh sự tích tụ các chất dư thừa này làm nguy cơ xảy ra hiện tượng phú dưỡng giảm.
Câu hỏi 2
Ảnh
Câu hỏi: Dựa vào những dấu hiệu nào để dự đoán đã có hiện tượng phú dưỡng xảy ra trong một ao nước hay hồ nước?
Trả lời:
+ Có thể quan sát được hiện tượng phú dưỡng thông qua sự xuất hiện dày đặc của tảo làm nước có màu xanh lục hoặc đỏ; xuất hiện nhiều sinh vật nổi…
Câu hỏi 3
Ảnh
Câu hỏi: + Nhiều loài thuỷ hải sản được nuôi trong hồ, ao, "vuông" (cách gọi của người miền Tây Nam bộ về khu vực ruộng được khoanh vùng, cải tạo để nuôi thủy hải sản),... + Để hạn chế nguy cơ xảy ra hiện tượng phú dưỡng trong hồ, ao, vuông,... người nuôi thuỷ hải sản nên làm gì? Giải thích.
Trả lời:
+ Để hạn chế hiện tượng phú dưỡng, cần: - Tạo điều kiện để nước trong kênh rạch, ao, hồ được lưu thông. - Xử lí nước thải trước khi cho chảy vào kênh rạch, ao, hồ. - Sử dụng phân bón đúng liều lượng, đúng cách, đúng thời điểm trong năm để hạn chế sự rửa trôi ion NO3−, PO43− từ nguồn phân bón dư thừa vào kênh rạch, ao, hồ.
Bài tập
Bài tập
Ảnh
Bài tập 1: Vì sao nói ammonia có vai trò rất quan trọng đối với nông nghiệp? + Cho ví dụ minh họa
Bài tập 2: Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng tổng hợp ammonia từ nitrogen và hydrogen có giá trị âm nhưng vì sao trong quá trình Haber, phản ứng này lại được thực hiện ở nhiệt độ khá cao, vào khoảng 400-600 độC
Cảm ơn
Thank you
Ảnh