Một số hợp chất quan trọng của nitrogen: Ammonia, muối ammonium

Tác giả Hoàng Uyên 10:11 06/12/2023 17,376 Tag Lớp 11

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

Mục lục bài viết

Mục lục bài viết x

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 $\large \rightarrow$ NH₄Cl

NH₃ + HNO₃ $\large \rightarrow$ NH₄NO₃

2NH₃+H₂SO₄ $\large \rightarrow$ (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 $\large \rightarrow$ NH₄H₂PO₄

2NH₃+ H₃PO₄ $\large \rightarrow$ (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 $\large \xrightarrow[]{t^{o},Pt}$ 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 $\large \xrightarrow[]{t^{o},Pt}$ 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 400^oC – 450^oC, áp suất 150 – 200 bar, xúc tác Fe.

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) $\large \Delta _{r}=-91,8kJ$

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 $\large \rightarrow$ 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 $\large \xrightarrow[]{t^{o}}$ Na₂SO₄ + 2NH₃ + 2H₂O

Phương trình ion rút gọn: NH₄⁺+ OH^- $\large \xrightarrow[]{t^{o}}$ 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 $\large \xrightarrow[]{t^{o}}$ NH₃+ HCl

NH₄HCO₃ $\large \xrightarrow[]{t^{o}}$ NH₃+ CO₂+ H₂O

NH4NO₃ $\large \xrightarrow[]{t^{o}}$ N₂O + 2H₂O

Ammonium nitrate vừa là phân bón nhưng đồng thời cũng là chất nổ do có xảy ra phản ứng:

2NH₄NO₃ $\large \xrightarrow[]{t^{o}}$ 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: