Giải Hóa 11 Bài 6 (Kết nối tri thức): Một số hợp chất của nitrogen với oxygen

Giải Hóa 11 Bài 6: Một số hợp chất của nitrogen với oxygen

Mở đầu trang 38 Hóa học 11: Năm 1872, trong cuốn sách Không khí và Mưa, Robert Angus Smith (Rô-bớt An-gớt Smit) (nhà hoá học người Scotland) đã trình bày chi tiết về hiện tượng mưa acid. Đến cuối những năm 1960, mưa acid đã thực sự ảnh hưởng đến môi trường các vùng rộng lớn ở Tây Âu và Đông Bắc Mỹ. Ngày nay, mưa acid trở thành một trong các thảm hoạ môi trường toàn cầu. Vậy mưa acid là gì? Hợp chất của nitrogen với oxygen có vai trò gì trong hiện tượng đó?

Lời giải:

- Nước mưa thông thường có pH khoảng 5,6 chủ yếu do có carbon dioxide hoà tan tạo môi trường acid yếu. Khi nước mưa có pH nhỏ hơn 5,6 thì gọi là hiện tượng mưa acid.

- Hợp chất của nitrogen với oxygen là một trong các nguyên nhân gây nên hiện tượng mưa acid.

Giải Hóa 11 trang 39

I. Các oxide của nitrogen

Hoạt động 1 trang 39 Hóa học 11: Giải thích nguyên nhân phát thải NO_x từ hoạt động giao thông vận tải, nhà máy nhiệt điện, luyện kim, đốt nhiên liệu. Đề xuất các biện pháp nhằm cắt giảm các nguồn phát thải đó.

Lời giải:

- Nguyên nhân phát thải NOx từ hoạt động giao thông vận tải, nhà máy nhiệt điện, luyện kim, đốt nhiên liệu:

+ Nhiệt độ rất cao (trên 3 000 ^oC) hoặc tia lửa điện làm nitrogen trong không khí bị oxi hoá: N₂ + O₂ ⇌ 2NO.

+ Nitrogen trong nhiên liệu hoặc sinh khối kết hợp với oxygen trong không khí.

+ Nitrogen trong không khí tác dụng với các gốc tự do (gốc hydrocarbon, gốc hydroxyl, …)

- Một số biện pháp nhằm cắt giảm các nguồn phát thải NO_x:

+ Giảm sử dụng phương tiện cá nhân như xe máy, ô tô; tăng cường sử dụng các phương tiện công cộng như xe bus…

+ Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo như thuỷ điện, địa nhiệt, năng lượng mặt trời, năng lượng gió …

+ Xử lí khí thải các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, đốt nhiên liệu … trước khi thải ra môi trường.

Hoạt động 2 trang 39 Hóa học 11: Sưu tầm hình ảnh về ảnh hưởng của mưa acid đối với môi trường. Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu nguy cơ gây mưa acid.

Lời giải:

Một số hình ảnh về ảnh hưởng của mưa acid tới môi trường:

Một số giải pháp nhằm giảm thiểu nguy cơ gây mưa acid:

- Xử lí khí thải các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, đốt nhiên liệu … trước khi thải ra môi trường.

- Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo như thuỷ điện, địa nhiệt, năng lượng mặt trời, năng lượng gió … thay cho năng lượng từ nhiên liệu hoá thạch.

- Kiểm soát chất lượng các phương tiện giao thông có động cơ, cấm sử dụng các phương tiện không đảm bảo chất lượng khí thải động cơ, phương tiện hết niên hạn sử dụng.

II. Nitric acid

Hoạt động trang 39 Hóa học 11: Từ đặc điểm cấu tạo, dự đoán tính tan và tính chất hoá học của nitric acid.

Lời giải:

- Liên kết O – H phân cực mạnh về phía nguyên tử oxygen ⇒ nitric acid tan trong nước (là dung môi phân cực).

- Liên kết O – H phân cực mạnh về phía nguyên tử oxygen ⇒ nitric acid có khả năng cho proton, thể hiện tính acid. Ngoài ra, phân tử nitric acid chứa nguyên tử nitrogen có số oxi hoá cao nhất (+5) nên nitric acid có khả năng nhận electron, thể hiện tính oxi hoá mạnh.

Hoạt động trang 40 Hóa học 11: Viết phương trình phân li và các phương trình hoá học minh hoạ cho tính chất acid mạnh của nitric acid.

Lời giải:

Phương trình phân li: HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻.

Phương trình hoá học minh hoạ tính acid mạnh của HNO₃:

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

Ba(OH)₂ + 2HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O.

III. Hiện tượng phú dưỡng

Câu hỏi 1 trang 41 Hóa học 11: Nêu các biện pháp nhằm hạn chế hiện tượng phú dưỡng xảy ra ở các ao, hồ.

Lời giải:

Một số biện pháp nhằm hạn chế hiện tượng phú dưỡng xảy ra ở các ao, hồ:

- Tạo điều kiện để nước trong ao, hồ được lưu thông.

- Xử lí nước thải trước khi cho chảy vào 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 ao, hồ.

Câu hỏi 2 trang 41 Hóa học 11: Hãy mô tả đặc điểm của ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng và đề xuất cách cải tạo.

Lời giải:

Đặc điểm của ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng: xuất hiện dày đặc tảo xanh trong nước; nguồn thuỷ sản trong ao hồ bị suy kiệt; xuất hiện mùi hôi thối khó chịu.

Một số biện pháp đề xuất để cải tạo ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng:

- Sử dụng chế phẩm vi sinh để tăng vi sinh có lợi.

- Xử lí nước thải trước khi đổ vào ao hồ.

- Trồng một số thực vật thuỷ sinh phù hợp với môi trường phú dưỡng: bèo tây, ngổ trâu, cải xoong … Trồng thực vật thủy sinh cũng sẽ làm giảm mức độ dinh dưỡng trong nước ao, hồ và do đó không khuyến khích sự nhân lên của thực vật phù du.

- Nước ao, hồ nên được thay, càng nhiều càng tốt (nên dùng nước đã được xử lý trước khi cấp vào ao).

- Tảo phát triển mạnh trong nước thiếu oxygen. Do đó tăng cường oxygen ngay lập tức bằng việc lắp đặt thiết bị sục khí để khuấy trộn bề mặt ao và giúp giải phóng các loại khí như CO₂. Điều này cũng cho phép nước hấp thụ nhiều oxygen hơn, trong thời gian ngắn sẽ giúp giảm sự hiện diện của tảo.

Lý thuyết Một số hợp chất của nitrogen với oxygen

I. Các oxide của nitrogen

1. Công thức, tên gọi

- Công thức chung: NO_x.

2. Nguồn gốc phát sinh NO_x trong không khí.

- Tự nhiên: Núi lửa phun trào, cháy rừng, mưa dông kèm sấm sét.

- Con người: do hoạt động của con người: giao thông vân tải, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp…

Tác hại: Là nguyên nhân gây mưa acid, sương mù quang hóa, hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon…

3. Mưa acid

- Mưa acid là hiện tượng nước mưa có pH nhỏ hơn 5,6.

- Tác nhân: SO₂ và NO_x.

- VD:

2SO₂ + O₂ + 2H₂O → 2H₂SO₄

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

- Tác hại: Gây ảnh hướng xấu đến môi trường, con người và sinh vật như: ăn mòn các công trình kiến trúc, xây dựng …

II. Nitric acid

1. Cấu tạo

- Nguyên tử N có số oxi hóa +5, số oxi hóa cao nhất của nitrogen.

- Liên kết O-H phân cực mạnh về phía nguyên tử oxygen.

- Liên kết N → O là liên kết cho nhận

2. Tính chất vật lí

- Nitric acid tinh khiết là chất lỏng, không màu, có khối lượng riêng D = 1,53 g/ml. Nitric acid bốc khói mạnh trong không khí ẩm và tan vô hạn trong nước.

3. Tính chất hóa học

a, Tính acid

- Thể hiện tính chất hóa học của một acid.

- Trong công nghiệp, sản xuất phân bón giàu dinh dưỡng như ammonium nitrat, calcium nitrate.

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

b, Tính oxi hóa

- Acid nitric có tính oxi hóa mạnh.

III. Hiện tượng phú dưỡng

- Nguyên nhân: Do sự dư thừa dinh dưỡng đã cung cấp nguồn thức ăn dồi dào cho sinh vật phù du phát triển rất mạnh.

- Tác hại: Gây cản trở sự hấp thụ ánh sáng mặt trời vào nước, làm giảm sự quang hợp của thực vật thủy sinh; tạo ra sự dư thừa dinh dưỡng.

Sơ đồ tư duy Một số hợp chất của nitrogen với oxygen

Xem thêm lời giải bài tập Hóa học lớp 11 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Bài 7: Sulfur và sulfur dioxide

Bài 8: Sulfuric acid và muối sulfate

Bài 9: Ôn tập chương 2

Bài 10: Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

Bài 11: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ