Bài 1 trang 31 SGK Hóa 11
Bài 1 [trang 31 SGK Hóa 11]:Trình bày cấu tạo của phân tử N2? Vì sao ở điều kiện thường nitơ là một chất trơ? Ở điều kiện nào nitơ trở nên hoạt động hơn?
Lời giải:
Cấu hình e của nitơ: 1s22s22p3
CTCT của phân tử nitơ: N N
Giữa hai nguyên tử trong phân tử N2hình thành một liên kết ba bền vững. Mỗi nguyên tử ni tơ trong phân tử N2có 8e lớp ngoài cùng, trong sđó có ba cặp e dùng chung và 1 cặp e dùng riêng đã ghép đôi.
Ở điều kiện thường nitơ là chất trơ vì có lên kết ba bền vững giữa hai nguyên tử, liên kết này chỉ bị phân huỷ rõ rệt thành nguyên tử ở nhiệt độ 3000oC.
Ở nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động vì phân tử N2phân huỷ thành nguyên tử nitơ có 5e lớp ngoài cùng và có độ âm điện tương đối lớn [3,04] nên trở nên hoạt động.
Bài 2 trang 31 SGK Hóa 11
Bài 2 [trang 31 SGK Hóa 11]:Nitơ không duy trì sự hô hấp, nitơ có phải khí độc không?
Lời giải:
Nitơ không phải là khí độc mặc dù không duy trì sự hô hấp và sự cháy.
Bài 3 trang 31 SGK Hóa 11
Bài 3 [trang 31 SGK Hóa 11]:a. Tìm các cặp công thức đúng của liti nitrua và nhóm nitrua:
A. LiN3và Al3N
B. Li3N và AlN
C. Li2N3và Al2N3
D. Li3N2và Al3N2
b. Viết phương trình hoá học của phản ứng tạo thành liti nitrua và nhóm nitrua khi cho liti và nhôm tác dụng trực tiếp với nitơ. Trong các phản ứng này nitơ là chất oxi hoá hay chất khử?
Lời giải:
a. Đáp ánB
Khi liên kết với kim loại nitơ dễ nhận thêm 3e [N có 5e lớp ngoài cùng nên có số oxi hoá -3 còn Li dễ nhường 1e và Al dễ nhường 3e nên lần lượt có số oxi hoá là +1 và +3]
b.
Ta thấy trong các phản ứng trên nitơ là chất oxi hoá vì
Bài 4 trang 31 SGK Hóa 11
Bài 4 [trang 31 SGK Hóa 11]:Nguyên tố nitơ có số oxi hoá là bao nhiêu trong các hợp chất sau: NO, NO2, NH3, NH4Cl, N2O, N2O3, N2O5, Mg3N2?
Lời giải:
Trong các hợp chất trên, số oxi hoá của nitơ lần lượt là: +2, +4, -3, -3, +1, +3, +5, -3.
Bài 5 trang 31 SGK Hóa 11
Bài 5 [trang 31 SGK Hóa 11]:Cần bao nhiêu lít khí nitơ và khí hiđro để điều chế được 67,2 lit khí amoniac? Biết rằng thể tích của các khí đề được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và hiệu suất của phản ứng là 25%?
Lời giải:
Ta thấy tỉ lệ về thể tích cùng là tỉ lệ về số mol:
Tỉ lệ số mol cũng chính là tỉ lệ thể tích
Theo pt:
Do hiệu suất của phản ứng là 25% nên thể tích của nitơ và hiđro cần lấy là:
Tính chất của Nitơ [N2]: Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng
I. Cấu tạo phân tử
Nhóm VA có cấu hình electron ngoài cùng là: ns2np3.
Nên vừa thể hiện được tính oxh và tính khử.
Cấu hình electron của N2: 1s22s22p3.
CTCT: N N.
CTPT: N2.
Số oxh của N2: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.
II. Tính chất vật lý
Là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí [d = 28/29], hóa lỏng ở -196 ºC.
Nitơ ít tan trong nước, hoá lỏng và hoá rắn ở nhiệt độ rất thấp. Không duy trì sự cháy và sự hô hấp [không độc].
III. Tính chất hóa học
Nitơ có các số oxi hoá: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.
N2có số oxi hoá 0 nên vừa thể hiện tính oxi hoá và tính khử.
Nitơ có EN N= 946 kJ/mol, ở nhiệt độ thường nitơ khá trơ về mặt hóa học nhưng ở nhiệt độ cao hoạt động hơn.
Nitơ thể hiện tính oxi hóa và tính khử, tính oxi hóa đặc trưng hơn.
1. Tính oxi hoá:Phân tử nitơ có liên kết ba rất bền, nên nitơ khá trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường.
a. Tác dụng với hidro
Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có xúc tác. Nitơ phản ứng với hidro tạo amoniac.
b. Tác dụng với kim loại
Ở nhiệt độ thường nitơ chỉ tác dụng với liti tạo liti nitrua: 6Li + N2 2Li3N.
Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng với nhiều kim loại: 3Mg + N2 Mg3N2[magie nitrua].
Lưu ý:Các nitrua dễ bị thủy phân tạo NH3.
Nitơ thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn.
2. Tính khử
Ở nhiệt độ cao [3000 ºC] Nitơ phản ứng với oxi tạo nitơ monoxit.
Ở điều kiện thường, nitơ monoxit tác dụng với oxi không khí tạo nitơ đioxit màu nâu đỏ.
Nitơ thể hiện tính khử khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.
Các oxit khác của nitơ: N2O, N2O3, N2O5không điều chế được trực tiếp từ nitơ và oxi.
Ghi nhớ:Nitơ thể hiện tính khử khi tác dụng với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn. Thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.
IV. Trạng thái tự nhiên
Trong tự nhiên, nito tồn tại ở dạng tự do và dạng hợp chất.
Ở dạng tự do, nito chiếm 80% thể tích không khí.
Ở dạng hợp chất, nito có nhiều trong khoáng vật NaNO3có tên là diêm tiêu natri.
Ngoài ra nito có trong thành phần của protein, axit ucleic, và nhiều hợp chất hữu khác.
V. Ứng dụng và điều chế
1. Ứng dụng
Nitơ là thành phần dinh dưỡng chính của thực vật.
Tổng hợp amoniac để điều chế phân đạm, axit nitric
Được dùng làm môi trường trơ trong công nghiệp.
Nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các mẫu sinh học khác.
2. Điều chế.
a. Trong công nghiệp
Chưng cất phân đoạn không khí lỏng, thu nitơ ở -196 ºC, vận chuyển trong các bình thép, nén dưới áp suất 150 at.
b. Trong phòng thí nghiệm
Đun dung dịch bão hòa muối amoni nitrit [Hỗn hợp NaNO2và NH4Cl]:
Giải sách giáo khoa Hóa Học lớp 11 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐