Lý thuyết Amoniac và muối amoni (mới 2023 + Bài Tập) - Hóa học 11

Lý thuyết Hóa 11 Bài 8: Amoniac và muối amoni

Bài giảng Hóa 11 Bài 8: Amoniac và muối amoni

A. AMONIAC

I. Cấu tạo phân tử

Hình 1: Sơ đồ cấu tạo và mô hình cấu tạo của phân tử NH₃.

- Trong phân tử NH₃, N liên kết với ba nguyên tử hiđro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực.

- Những đôi electron dùng chung bị lệch về phía nguyên tử N có độ âm điện lớn hơn.

- Phân tử NH₃ có cấu tạo hình chóp với nguyên tử nitơ ở đỉnh, đáy là một tam giác mà đỉnh là ba nguyên tử H.

- Nitơ còn một cặp electron hóa trị là nguyên nhân gây ra tính bazơ của NH₃.

II. Tính chất vật lý

- Amoniac (NH₃) là chất khí không màu, có mùi khai và xốc, nhẹ hơn không khí, tan rất nhiều trong nước.

- Ở điều kiện thường, 1 lít nước có hòa tan 800 lít amoniac.

Hình 2: Sự hòa tan của amoniac trong nước

- Hòa tan NH₃ vào nước thu được dung dịch gọi là dung dịch amoniac. Dung dịch amoniac đậm đặc thường dùng trong phòng thí nghiệm có nồng độ 25% (D = 0,91g/cm³).

III. Tính chất hóa học

1. Tính bazơ yếu

a) Tác dụng với nước

NH₃ + H₂O ⇄ ${{\mathrm{NH}}_4}^{+}+{\mathrm{OH}}^{-}$

⇒ Dung dịch NH₃ là một dung dịch bazơ yếu.

⇒ Có thể dùng quỳ tím ẩm để nhận biết khí amoniac, quỳ tím ẩm sẽ chuyển thành màu xanh.

b) Tác dụng với dung dịch muối

- Dung dịch amoniac có thể tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại, tạo thành kết tủa hiđroxit của các kim loại đó.

AlCl₃+3NH₃+3H₂O →Al(OH)₃↓+3NH₄Cl

Al³⁺+3NH₃+3H₂O→ Al(OH)₃↓+3${{\mathrm{NH}}_4}^{+}$

c) Tác dụng với axit → muối amoni:

NH₃ + HCl → NH₄Cl (amoni clorua)

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ (amoni sunfat)

2. Tính khử

- Amoniac có tính khử: phản ứng được với oxi, clo và khử một số oxit kim loại.

a) Tác dụng với oxi

NH₃ cháy trong khí oxi cho ngọn lửa màu vàng, tạo ra khí nitơ và hơi nước.

4NH₃ + 3O₂ $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$2N₂ + 6H₂O

4NH₃ + 5O₂ $\underset{\mathrm{Pt}}{\overset{850-900°\mathrm{C}}{\to }}$4NO + 6H₂O

Hình 3: Khí amoniac cháy trong oxi

b) Tác dụng với clo

- Clo oxi hóa mạnh amoniac tạo ra nitơ và hiđro clorua:

2NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6HCl

- NH₃ kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo “khói trắng” NH₄Cl.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

IV. Ứng dụng

- Sản xuất axit nitric, các loại phân đạm như urê (NH₂)₂CO; NH₄NO₃; (NH₄)₂SO₄; …

Hình 4: Một số loại đạm

- Điều chế hiđrazin (N₂H₄) làm nhiên liệu cho tên lửa.

- Amoni lỏng dùng làm chất gây lạnh trong thiết bị lạnh.

V. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

- Điều chế bằng cách đun nóng muối amoni (ví dụ NH₄Cl) với Ca(OH)₂.

Phương trình hóa học:

 2NH₄Cl + Ca(OH)₂$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Hình 4: Điều chế khí amoniac trong phòng thí nghiệm

Lưu ý:

- Để làm khô khí, người ta cho khí amoniac vừa tạo thành có lẫn hơi nước đi qua bình đựng vôi sống (CaO).

- Khi muốn điều chế nhanh 1 lượng nhỏ khí NH₃, người ta thường đun nóng dung dịch amoniac đậm đặc.

2. Trong công nghiệp

- Tổng hợp từ nitơ và hiđro, theo phản ứng:

N₂ + 3H₂ $\stackrel{\mathrm{t}°, \mathrm{p}, \mathrm{xt}}{\rightleftarrows }$ 2NH₃ $\left(∆\mathrm{H}<0\right)$

- Điều kiện áp dụng:

+ Nhiệt độ: 450 – 500^oC.

+ Áp suất cao từ 200 – 300 atm.

+ Chất xúc tác: sắt kim loại được trộn thêm Al₂O₃, K₂O, ...

- Làm lạnh hỗn hợp khí bay ra, NH₃ hóa lỏng được tách riêng.

B. MUỐI AMONI

- Là tinh thể ion gồm cation  và anion gốc axit.

Thí dụ: NH₄Cl (amoni clorua), NH₄NO₃ (amoni nitrat).

I. Tính chất vật lý

- Tất cả các muối amoni đều tan nhiều trong nước.

- Khi tan trong nước, điện li hoàn toàn thành các ion.

NH₄Cl →${{\mathrm{NH}}_4}^{+}$+ Cl^-

1. Tác dụng với dung dịch kiềm

- Dung dịch đậm đặc của muối amoni phản ứng với dung dịch kiềm khi đun nóng sinh ra khí amoniac.

Thí dụ:

NH₄Cl + NaOH $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$NH₃↑ + NaCl + H₂O

Phương trình ion rút gọn là:

${{\mathrm{NH}}_4}^{+}$+${\mathrm{OH}}^{-}$→ NH₃↑ + H₂O

→ Phản ứng này để nhận biết ion amoni và điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm.

2. Phản ứng nhiệt phân

Các muối amoni dễ bị phân hủy bởi nhiệt.

- Muối amoni chứa gốc của axit không có tính oxi hóa khi nung nóng bị phân hủy thành NH₃.

Thí dụ:

NH₄Cl _(r)$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$NH₃↑ + HCl↑

Hình 5: Sự phân hủy của NH₄Cl

- Các muối amoni cacbonat và amoni hiđrocacbonat bị phân hủy dần dần ngay ở nhiệt độ thường, khi đun nóng thì phản ứng xảy ra nhanh hơn.

(NH₄)₂CO_{3 (r)}$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$NH₃↑ + NH₄HCO_{3 (r)}

NH₄HCO_{3 (r)}$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$NH₃↑ + CO₂↑ + H₂O

Lưu ý: NH₄HCO₃ (bột nở) được dùng làm xốp bánh.

- Muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa như axit nitrơ, axit nitric khi bị nhiệt phân cho ra N₂, N₂O.

Thí dụ:

NH₄NO₂$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$N₂ + 2H₂O

NH₄NO₃$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$N₂O + 2H₂O

⇒ Những phản ứng này được sử dụng để điều chế các khí N₂ và N₂O trong phòng thí nghiệm.

Trắc nghiệm Hóa 11 Bài 8: Amoniac và muối amoni

Câu 1: Cho cân bằng hóa học (trong bình kín) sau:

N_2(khí) + 3H_2(khí) $\stackrel{}{\rightleftarrows }$2NH₃ ; $\Delta H$ = -92kJ/mol

Trong các yếu tố:

(1) Thêm một lượng N_­2 hoặc H₂.

(2) Thêm một lượng NH_3.

(3) Tăng nhiệt độ của phản ứng.

(4) Tăng áp suất của phản ứng.

(5) Dùng thêm chất xúc tác.

Có bao nhiêu yếu tố làm cho cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận ?

A. 3                          

B. 4                           

C. 5                          

D. 2

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Các yếu tố: 1, 4.

+ (1): Thêm lượng N₂ hoặc H₂ → cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm N₂/ H₂(chiều thuận)

+ (2): Thêm NH₃→ cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm NH₃ (chiều nghịch)

+ (3): $\Delta H$= -92 < 0 → phản ứng thuận là tỏa nhiệt → tăng nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (chiều nghịch)

+ (4): Tăng áp suất của phản ứng → cân bằng dịch chuyển theo chiều giảm áp suất (chiều thuận)

+ (5): Chất xúc tác không làm ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

Câu 2: Oxi hoá NH₃ bằng CrO₃ sinh ra N₂, H₂O và Cr₂O₃. Số phân tử NH₃ tác dụng với một phân tử CrO₃ là

A. 3.

B. 1. 

C. 4. 

D. 2.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

2NH₃ + 2CrO₃$\stackrel{t^o}{\to }$N₂ + 3H₂O + Cr₂O₃

→ 1 phân tử NH₃ phản ứng với 1 phân tử CrO₃.

Câu 3: Hỗn hợp X gồm N₂ và H₂ có tỉ khối so với hiđro là 6,2. Dẫn X đi qua bình đựng bột Fe rồi nung nóng biết rằng hiệu suất tổng hợp NH₃ đạt 40% thì thu được hỗn hợp Y. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y hiđro là:

A. 14,76.                   

B. 18,23.                   

C. 7,38.                    

D. 13,48.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

N₂ + 3H₂ $\underset{xt}{\overset{t^o,P}{\rightleftarrows }}$2NH₃

Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp N₂ và H₂ ta có:

$\frac{n_{N_2}}{n_{H_2}}=\frac{2}{3}$

=> H₂ thiếu, hiệu suất phản ứng tính theo H₂.

Chọn $\left\{\begin{array}{l}{n}_{N_2}=2mol\\ n_{H_2}=3mol\end{array}\right.$

$n_{H_2}$_pư  = 3.40% = 1,2 mol

→ $n_{N_2}$_pư = 0,4 mol và $n_{N{H}_3}$_{sinh ra} = 0,8 mol.

$n_Y=n_X-0,8=2+3-0,8=4,2mol$

Bảo toàn khối lượng:

$\to \frac{{\overline{M}}_Y}{{\overline{M}}_X}=\frac{n_X}{n_Y}\to {\overline{M}}_Y=\frac{5.6,2.2}{4,2}=14,76$

→ Tỉ khối của Y với H₂ là 7,38.

Câu 4: Hợp chất nào sau đây nitơ có số oxi hoá là -3:

A. NO.                      

B. N₂O.                     

C. HNO₃.                  

D. NH₄Cl.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Câu 5: Hỗn hợp X gồm N₂ và H₂ với tỉ lệ mol là 1:4. Nung hỗn hợp X ở điều kiện thích hợp để phản ứng xảy ra. Biết hiệu suất phản ứng là 40%. Phần trăm theo thể tích của amoniac (NH₃) trong hỗn hợp thu được sau phản ứng là:

A. 16,04%.                

B. 17,04%.                

C. 18,04%.               

D. 19,04%.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích: 

Dễ thấy hiệu suất tính theo N₂

Giả sử X$\left\{\begin{array}{l}{N}_2:1mol\\ H_2:4mol\end{array}\right.$ → $n_{N_2}$_{phản ứng} = 1.40% = 0,4 mol

$\begin{array}{l}{N}_2 + 3H_2 \underset{xt}{\overset{t^o,P}{\rightleftarrows }}2N{H}_3\\ Bandau: 1 40 mol\\ Phanung: 0,4\to 1,2\to 0,8mol\\ Sauphanung:0,62,8 0,8mol\end{array}$

$\to \%V_{N{H}_3}=\frac{0,8}{0,6+2,8+0,8}.100\%=19,04\%$

Câu 6: 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.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Chất dùng làm khô khí NH₃ có lẫn hơi nước phải là chất có đặc tính hút nước và không phản ứng với NH₃.

→ Dùng NaOH rắn để làm khô khí.

Câu 7: Muối được làm bột nở trong thực phẩm là

A. (NH₄)₂CO₃.     

B. Na₂CO₃.   

C. NH₄HCO₃.              

D. NH₄Cl.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích: Người ta dùng muối NH₄HCO₃ làm bột nở trong thực phẩm.

Câu 8: Có ba dung dịch mất nhãn: NaCl; NH₄Cl; NaNO₃. Dãy hoá chất nào sau đây có thể phân biệt được ba dung dịch :

A. Phenol phtalein và NaOH.                               

B. Cu và HCl.

C. Phenol phtalein; Cu và H₂SO₄ loãng .               

D. Quỳ tím và dung dịch AgNO₃.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

- Khi cho quỳ tím vào 3 mẫu thử thì chỉ có NH₄Cl làm quỳ tím hóa đỏ. Do hiện tượng thủy phân của NH₄Cl: ${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}+H_{2}O\stackrel{}{\rightleftarrows }{\text{NH}}_{\text{3}}{\text{+\hspace{0.17em}H}}_3{O}^{\text{+}}$

- Cho AgNO₃ vào 2 dung dịch còn lại thì NaCl tạo kết tủa trắng.

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

Câu 9: Cho các thí nghiệm sau :

(1). NH₄NO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$                                   

(2). KMnO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$

(3). NH₃ + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$

(4). NH₄Cl $\stackrel{t^o}{\to }$             

(5). (NH₄)₂CO₃$\stackrel{t^o}{\to }$

(6). AgNO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$

Số thí nghiệm tạo ra đơn chất là :

A. 6                     

B. 5                     

C. 4                     

D. 3

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

Số thí nghiệm tạo ra đơn chất là (1), (2), (3) và (6).

(1).$N{H}_{4}N{O}_2\stackrel{t^0}{\to }{N}_2\uparrow +2H_{2}O$                  

(2). $2KMn{O}_4\stackrel{t^0}{\to }{K}_{2}Mn{O}_4+Mn{O}_2+O_2\uparrow$

(3). $4N{H}_3+3O_2\stackrel{t^0}{\to }2N_2\uparrow +6H_{2}O$

(4). $N{H}_{4}Cl\stackrel{t^0}{\to }N{H}_3+HCl$

(5). ${\left({\text{NH}}_{\text{4}}\right)}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}\stackrel{t^0}{\to }C{O}_2+2N{H}_3+H_{2}O$

(6). $AgN{O}_3\stackrel{t^o}{\to }Ag+N{O}_2+\frac{1}{2}{O}_2$

Câu 10: Người ta điều chế phân urê bằng cách cho NH₃ tác dụng với chất nào (điều kiện thích hợp):

A. CO₂                          

B. CO                  

C. HCl                          

D. Cl₂         

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Phân urê là (NH₂)CO.

Điều chế:

CO₂ + 2NH₃ $\stackrel{t^o,P}{\to }$(NH₂)₂CO + H₂O

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Hóa học lớp 11 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 9: Axit nitric và muối nitrat

Lý thuyết Bài 10: Photpho

Lý thuyết Bài 11: Axit photphoric và muối photphat

Lý thuyết Bài 12: Phân bón hóa học

Lý thuyết Bài 13: Luyện tập: Tính chất của nitơ, photpho và các hợp chất của chúng