Một số hợp chất quan trọng của nitrogen: Ammonia, muối ammonium
Nitrogen và một số những hợp chất của nó là những chất có vai trò rất quan trọng với phòng thí nghiệm cũng như trong thực tế cuộc sống. Trong bài viết này, VUIHOC sẽ giúp các bạn hiểu thêm một số hợp chất quan trọng của nitrogen: Ammonia – Muối ammonium, tính chất vật lý, hóa học, ứng dụng cùng với một số bài tập để nắm chắc kiến thức!
![Một số hợp chất quan trọng của nitrogen: Ammonia, muối ammonium](https://xcdn-cf.vuihoc.vn/upload/5c209fe6176b0/2023/08/23/4f27_4.jpg)
1. Một số hợp chất quan trọng của nitrogen: Ammonia
1.1 Cấu tạo và tính chất vật lý
a. Cấu tạo phân tử
- Phân tử ammonia được cấu tạo nên bởi một nguyên tử nitrogen liên kết cùng với ba nguyên tử hydrogen và phân tử ammonia có dạng hình học trong không gian là chóp tam giác.
- Đặc điểm đặc trưng cấu tạo của phân tử ammonia:
+ Nguyên tử nitrogen có cấu tạo một cặp electron không liên kết, tạo ra một vùng có mật độ điện tích âm ở trên nguyên tử nitrogen.
+ Liên kết giữa N–H là liên kết phân cực, cặp electron dùng chung đã lệch về nguyên tử nitrogen và làm cho nguyên tử hydrogen đã mang một phần điện tích dương.
+ Liên kết N–H là liên kết tương đối bền với năng lượng tạo ra khi phá vỡ liên kết là 386 kJ/mol.
b.Tính chất vật lí
- Ammonia có thể tồn tại được ở cả trong môi trường đất, nước hay không khí. Trong cơ thể con người, ammonia đã được tạo ra ở trong quá trình chuyển hóa thức ăn có chứa protein.
- Ở trong điều kiện thường, ammonia tồn tại ở thể khí, không màu, có trọng lượng nhẹ hơn không khí, có mùi khai và xốc. Ammonia có khả năng tan nhiều ở trong nước. Ở trong điều kiện thường, 1 lít nước có thể hòa tan được khoảng 700 lít khí ammonia. Ammonia rất dễ hoá lỏng (ammonia có thể hoá lỏng ở nhiệt độ –33,3 °C) và dễ hóa rắn (hoá rắn ở nhiệt độ –77,7 °C).
>> Mời bạn xem thêm: Tổng hợp kiến thức Hóa 11 theo chương trình mới
1.2 Tính chất hóa học
a. Tính base
Trong công nghiệp, phản ứng giữa khí ammonia với acid được ứng dụng rất nhiều ở trong quá trình sản xuất phân bón:
NH3 + HCl NH4Cl
NH3 + HNO3 NH4NO3
2NH3+H2SO4 (NH4)2SO4
Xác định được chất cho, chất nhận proton ở trong mỗi phản ứng phía trên. Sử dụng mũi tên để có thể biểu diễn được sự cho và sự nhận đó.
- Trong dung dịch, một phần số phân tử ammonia có thể nhận proton của phân tử nước, tạo thành ion ammonium (NH4+)
- Dung dịch ammonia là dung dịch có môi trường base yếu, có thể làm quỳ tím có thể chuyển sang màu xanh, phenolphthalein sẽ chuyển sang màu hồng.
- Ở thể khí, ammonia cũng có khả năng nhận được proton, thể hiện được tính chất của một base theo thuyết Bronsted – Lowry.
Ví dụ: NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s).
Ammophos là một loại phân bón phức hợp, loại phân bón này có thể cung cấp đồng thời cả hai nguyên tố nitrogen và phosphorus cần thiết cho cây trồng. Thành phần chính của phân bón ammophos là sản phẩm được tạo ra của các phản ứng:
NH3 + H3PO4 NH4H2PO4
2NH3 + H3PO4 (NH4)2HPO4
Đăng ký ngay khóa học DUO 11 để được lên lộ trình ôn thi tốt nghiệp sớm nhất!
b. Tính khử
- Trong phân tử ammonia, nguyên tử nitrogen có số oxi hoá là –3 (là số oxi hoá thấp nhất của nitrogen) nên ammonia đã thể hiện tính khử.
- Khi đốt cháy trong oxygen, ammonia có thể cháy với ngọn lửa màu vàng.
4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O
- Trong công nghiệp, phản ứng giữa ammonia và oxygen được thực hiện ở nhiệt độ 800 °C – 900 °C với xúc tác Pt.
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
Phản ứng trên là một giai đoạn trung gian khá quan trọng ở trong quá trình sản xuất nitric acid theo phương pháp Ostwald.
Ammonia tự bốc cháy ở nhiệt độ 651 °C khi có sắt xúc tác và ở 850 °C khi không có xúc tác. Ammonia có thể tạo hỗn hợp nổ với không khí khi nồng độ ammonia trong hỗn hợp từ 16% đến 25% thể tích.
1.3 Sản xuất và ứng dụng của ammonia
Trong công nghiệp, quá trình sản xuất ammonia thường được thực hiện ở nhiệt độ 400oC – 450oC, áp suất 150 – 200 bar, xúc tác Fe.
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
2. Một số hợp chất quan trọng của nitrogen: Muối ammonium
2.1 Tính tan, sự điện li
Một số muối ammonium phổ biến: NH4Cl, NH4ClO4, NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4, NH4HCO3, (NH4)2Cr2O7.
Hầu hết các muối ammonia đều có khả năng tan ở trong nước và phân li được hoàn toàn ra ion.
Ví dụ:
NH4Cl NH4+ + Cl-
Chú ý: Dạng hình học của ion ammonium như hình dưới đây:
2.2 Tác dụng với kiềm
Thí nghiệm: Nhận biết ion ammonium trong phân đạm Chuẩn bị: phân bón potassium nitrate và phân bón ammonium chloride dạng rắn, dung dịch NaOH 20%, giấy pH; bình xịt tia nước cất, 2 ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn. Tiến hành:
– Cho khoảng 1g phân bón potassium nitrate vào ống nghiệm (1) và khoảng 1g phân bón ammonium chloride vào ống nghiệm (2).
– Thêm vào trong mỗi ống nghiệm khoảng 3 mL nước cất sau đó lắc đều cho tan hết.
– Nhỏ 1 mL dung dịch NaOH 20% vào mỗi ống nghiệm, đun nóng nhẹ trên đèn cồn.
– Đưa hai mẫu giấy kiểm tra pH đã tẩm ướt vào miệng trong mỗi ống nghiệm.
Khi đem đun nóng hỗn hợp muối ammonium với dung dịch kiềm, đã sinh ra khí ammonia và có mùi khai.
Ví dụ:
(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
Phương trình ion rút gọn: NH4+ + OH- NH3 + H2O
COMBO sổ tay độc quyền của vuihoc giúp các em ôn tập nhanh và hiệu quả hơn!!!
2.3 Tính chất kém bền nhiệt
Các muối ammonium đều rất kém bền nhiệt và dễ bị phân huỷ khi đun nóng bằng nhiệt.
Ví dụ:
NH4Cl NH3 + HCl
NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O
NH4NO3 N2O + 2H2O
Ammonium nitrate vừa là phân bón nhưng đồng thời cũng là chất nổ do có xảy ra phản ứng:
2NH4NO3 2N2 + O2 + 4H2O
Phản ứng trên là nguyên nhân vụ nổ kinh hoàng tại nhà kho chứa khoảng 2700 tấn ammonium nitrate ở cảng Beirut (Lebanon) vào tháng 8 năm 2020. Do vậy, quá trình bảo quản, sử dụng chúng phải tuân theo nguyên tắc phòng và chống cháy, nổ.
2.4 Ứng dụng của muối ammonium
Một số ứng dụng của muối ammonium được biết đến như:
- Làm chất đánh sạch bề mặt cho kim loại
- Thuốc long đờm
- Phân bón hóa học
- Chất phụ gia thực phẩm
- Thuốc bổ sung chất điện giải
3. Bài tập về hợp chất quan trọng của nitrogen: Ammonia, muối ammonium
Câu 1: Chất nào sau đây có thể làm khô khí NH3 có lẫn hơi nước?
A. P2O5.
B. H2SO4 đặc.
C. CuO bột.
D. NaOH rắn.
Câu 2: Tính base của NH3 do:
A. trên nguyên tử N còn cặp electron tự do.
B. phân tử có chứa 3 liên kết cộng hóa trị phân cực.
C. NH3 có khả năng tan được nhiều trong nước.
D. NH3 tác dụng được với nước tạo thành NH4OH.
Câu 3: Cho cân bằng hóa học (trong bình kín) sau:
N2(khí) + 3H2(khí) ⇄ 2NH3 ; ΔH = -92kJ/mol
Trong các yếu tố:
(1) Thêm một lượng N2 hoặc H2.
(2) Thêm một lượng NH3.
(3) Tăng thêm nhiệt độ cho phản ứng.
(4) Tăng áp suất của phản ứng.
(5) Dùng thêm chất xúc tác.
Có bao nhiêu yếu tố có thể làm cho cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận của phản ứng?
A. 3
B. 4
C. 5
D. 2
Câu 4: Trong phân tử Ammonium, số oxi hoá của nitrogen là
A. + 1.
B. + 3.
C. - 3.
D. - 1.
Câu 5: Có ba dung dịch mất nhãn: NaCl; NH4Cl; NaNO3. Dãy hoá chất nào ở dưới đây có thể phân biệt được với ba dung dịch ở trên:
A. Phenolphthalein và NaOH.
B. Cu và HCl.
C. Phenolphthalein; Cu và H2SO4 loãng.
D. Quỳ tím và dung dịch AgNO3.
Câu 6: Oxi hoá NH3 bằng CrO3 sinh ra N2, H2O và Cr2O3. Số phân tử NH3 có khả năng tác dụng được với một phân tử CrO3 là
A. 3.
B. 1.
C. 4.
D. 2.
Câu 7: Khi dẫn khí NH3 vào bình chứa Cl2 thì phản ứng tạo ra khói trắng. Hợp chất tạo thành có công thức là?
A. N2
B. NH3
C. NH4Cl
D. HCl
Câu 8: Ammonia phản ứng được với nhóm chất nào sau đây?
A. Cl2, CuO, Ca(OH)2, HNO3, dung dịch FeCl2
B. Cl2, HNO3, CuO, O2, dung dịch FeCl3
C. Cl2, HNO3, KOH, O2, CuO
D. CuO, Fe(OH)3, O2, Cl2
Câu 9: Dãy các chất đều phản ứng với NH3 trong điều kiện thích hợp là:
A. HCl, O2, Cl2, FeCl3.
B. H2SO4, Ba(OH)2, FeO, NaOH
C. HCl, HNO3, AlCl3, CaO
D. KOH, HNO3, CuO, CuCl2
Câu 10: Phản ứng giữa NH3 với chất nào sau đây chứng minh NH3 thể hiện tính base:
A. Cl2.
B. O2.
C. HCl.
D. CuO.
Đáp án:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
D | A | D | C | D | B | C | B | A | C |
PAS VUIHOC – GIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA
Khóa học online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT:
⭐ Xây dựng lộ trình học từ mất gốc đến 27+
⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học theo sở thích
⭐ Tương tác trực tiếp hai chiều cùng thầy cô
⭐ Học đi học lại đến khi nào hiểu bài thì thôi
⭐ Rèn tips tricks giúp tăng tốc thời gian làm đề
⭐ Tặng full bộ tài liệu độc quyền trong quá trình học tập
Đăng ký học thử miễn phí ngay!!
Trên đây, VUIHOC đã cung cấp cho các bạn kiến thức về một số hợp chất quan trọng của nitrogen: Ammonia – Muối ammonium. Ngoài ra, để học nhiều hơn các kiến thức các môn học của THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!
>> Mời bạn tham khảo:
![Banner after post bài viết tag lớp 11](https://xcdn-cf.vuihoc.vn/upload/5c209fe6176b0/2024/01/09/4ebb_5-12-banner-duo-10-11-banner--afterpost.jpg)