Lý thuyết Nitơ (mới 2023 + Bài Tập) - Hóa học 11

Tóm tắt lý thuyết Hóa 11 Bài 7: Nito ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm Hóa 11 Bài 7.

1 13007 lượt xem
Tải về


Lý thuyết Hóa 11 Bài 7: Nitơ

Bài giảng Hóa 11 Bài 7: Nitơ

I. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử

Lý thuyết Hóa 11 Bài 7: Nito | Hóa học lớp 11 (ảnh 1)

- Nitơ (nitrogen) ở ô thứ 7, nhóm VA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn.

- Cấu hình electron nguyên tử của nitơ là 1s22s22p3.

⇒ Ba electron ở phân lớp 2p có thể tạo được ba liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác.

- Phân tử nitơ gồm hai nguyên tử, giữa chúng hình thành một liên kết ba: N ≡ N .

II. Tính chất vật lí

- Ở điều kiện thường, nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, hóa lỏng ở -196 oC.

- Khí nitơ tan rất ít trong nước.

- Nitơ không duy trì sự cháy và sự hô hấp.

III. Tính chất hóa học

- Liên kết ba trong phân tử nitơ rất bền.          

 ⇒ Ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hóa học.

- Ở nhiệt độ cao, nitơ có thể tác dụng được với nhiều chất.

- Khi tham gia phản ứng oxi hóa - khử, số oxi hóa của nitơ có thể giảm hoặc tăng, do đó nó thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử.

- Tính oxi hóa vẫn là tính chất chủ yếu của nitơ.

1. Tính oxi hóa

Trong phản ứng với kim loại và hiđro, số oxi hóa của nguyên tố nitơ giảm từ 0 đến -3, nitơ thể hiện tính oxi hóa

a. Tác dụng với kim loại

- Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng được với một số kim loại hoạt động như Ca, Mg, Al,... tạo thành nitrua kim loại.

Thí dụ:

3Mg+N20t°Mg3N2-3                  magie nitrua

Chú ý: Li có thể phản ứng với N2 ở ngay nhiệt độ thường.

b. Tác dụng với hiđro

- Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có mặt chất xúc tác, nitơ tác dụng trực tiếp với hiđro, tạo ra khí amoniac.

N20+3H2xtt°, p2N-3H3

2. Tính khử

Ở nhiệt độ khoảng 3000oC (hoặc nhiệt độ của lò hồ quang điện), nitơ kết hợp trực tiếp với oxi, tạo ra khí nitơ monooxit NO.

N20+O2t°2NO+2

- Trong thiên nhiên, khí NO được tạo thành khi có sấm sét.

Lý thuyết Hóa 11 Bài 7: Nito | Hóa học lớp 11 (ảnh 1)

Hình 1: Sấm sét cung cấp năng lượng cho phản ứng giữa N2 và O2 tạo thành NO

- Ở điều kiện thường, khí NO không màu kết hợp ngay với oxi của không khí, tạo ra khí nitơ đioxit NO2 màu nâu đỏ.

2N+2O+O22N+4O2

Lưu ý: Các oxit khác của nitơ như N2O, N2O3, N2O5, chúng không điều chế được bằng tác dụng trực tiếp giữa nitơ và oxi.

IV. Ứng dụng

- Nguyên tố nitơ là một trong những thành phần dinh dưỡng chính của thực vật.

- Trong công nghiệp, phần lớn lượng nitơ sản xuất ra được dùng để tổng hợp khí amoniac, từ đó sản xuất ra axit nitric, phân đạm, ...

- Nhiều ngành công nghiệp như luyện kim, thực phẩm, điện tử, ... sử dụng nitơ làm môi trường trơ. Nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các mẫu vật sinh học khác.

V. Trạng thái tự nhiên

- Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở dạng tự do (khí N2 chiếm 78,16% thể tích của không khí) và dạng hợp chất.

- Nitơ thiên nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị:

N714 (99,63%); N715(0,37%).

- Ở dạng hợp chất, nitơ có nhiều trong khoáng chất natri nitrat NaNO3, với tên gọi là diêm tiêu natri.

VI. Điều chế

1. Trong công nghiệp

- Nitơ được sản xuất bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

+ Sau khi đã loại bỏ CO2 và hơi nước, không khí được hóa lỏng dưới áp suất cao và nhiệt độ rất thấp.

+ Nâng nhiệt độ không khí lỏng đến -196 oC thì nitơ sôi và được lấy ra, còn lại là oxi lỏng, vì oxi lỏng có nhiệt độ sôi cao hơn (-183 oC).

- Khí nitơ được vận chuyển trong các bình thép, nén dưới áp suất 150 atm.

2. Trong phòng thí nghiệm

- Một lượng nhỏ nitơ tinh khiết được điều chế bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch bão hoà muối amoni nitrit:

NH4NO2t°N2↑ + H2O

- Tuy nhiên, muối này kém bền, có thể được thay thế bằng dung dịch bão hoà của amoni clorua và natri nitrit:

NH4Cl + NaNO2t°N2↑ + NaCl + 2H2O

Trắc nghiệm Hóa 11 Bài 7: Nitơ

Câu 1: Trong công nghiệp, người ta thường điều chế N2 từ

A. NH4NO2.              

B. HNO3.                  

C. không khí.            

D. NH4NO3.

Đáp án: C

Giải thích: Trong công nghiệp, nitơ được điều chế bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

Câu 2: Trong phòng thí nghiệm, có thể điều chế khí N2 bằng cách đun nóng dung dịch nào dưới đây ?

A. NH3                      

B. NaNO2                 

C. NH4Cl                  

D. NH4NO2

Đáp án: D

Giải thích:

Trong phòng thí nghiệm, điều chế 1 lượng nhỏ nitơ tinh khiết bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch bão hòa muối amoni nitrit:

NH4NO2 toN2↑ + 2H2O

Câu 3: Ứng dụng nào sau đây không phải của nitơ ?

A. Làm môi trường trơ trong một số ngành công nghiệp.

B. Bảo quản máu và các mẫu vật sinh học.

C. Sản xuất axit nitric.

D. Sản xuất phân lân.

Đáp án: D

Giải thích: Sản xuất phân lân là ứng dụng của axit H3PO4.

Câu 4: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với H2 là 3,6. Nung nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối đối với H2 là 4. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 

A. 36%.                    

B. 25%.                    

C. 50%.                    

D. 40%.

Đáp án: B

Giải thích:

Phương trình hóa học:

N2 + 3Hxtt0,P2NH3

Xét hỗn hợp X

nN2nH2=3,6.22283,6.2=14 Hiệu suất tính theo N2.

Giả sử nX = 5 mol → nH2=4mol;nN2=1mol

mX=mYM¯XM¯Y=nYnXnY=3,6.2.54.2=4,5mol

nN2hản ứng = x mol →nH2phản ứng = 3x mol;

 nNH3=2xmola2+b2

→ (1x)+(43x)+2x=4,5

x=0,25  mol

H=x1.100%=25%

Câu 5: Khí nitơ có thể được tạo thành bằng phản ứng hoá học nào sau đây ?

A. Nhiệt phân NH4NO2

B. Nhiệt phân AgNO3

C. Nhiệt phân NH4NO3

D. Đốt cháy NH3 trong oxi khi có mặt chất xúc tác Pt

Đáp án: A

Giải thích: NH4NO2  N2 + 2H2O.

Câu 6: Vị trí của nitơ (N) trong bảng hệ thống tuần hoàn là:

A. ô 14, chu kỳ 2, nhóm VA.                    

B. ô 14, chu kỳ 3, nhóm IIIA.

C. ô 7, chu kỳ 2, nhóm VA.                      

D. ô 7, chu kỳ 3, nhóm IIIA.

Đáp án: C

Giải thích: Nitơ nằm ở ô 7, chu kì 2, nhóm VA trong bảng tuần hoàn.

Câu 7: Nguyên tố hóa học nào sau đây thuộc nhóm VA ?

A. Nitơ                     

B. Clo                       

C. Cacbon                

D. Oxi

Đáp án: A

Giải thích: Các nguyên tố thuộc nhóm VA trong bảng tuần hoàn: N, P, As, Sb,…

Câu 8: Cấu hình electron nguyên tử của nitơ là

A. 1s22s22p1.                        

B. 1s22s22p5.

C. 1s22s22p63s23p2.                  

D. 1s22s22p3.

Đáp án: D

Giải thích:

Nguyên tử nitơ có 7 electron

→ Cấu hình electron: 1s22s22p3

Câu 9: Ở nhiệt độ thường, khí nitơ khá trơ về mặt hóa học. Nguyên nhân là do

A. trong phân tử N2 có liên kết ba rất bền.

B. trong phân tử N2, mỗi nguyên tử nitơ còn 1 cặp electron chưa tham gia liên kết.

C. nguyên tử nitơ có độ âm điện kém hơn oxi.

D. nguyên tử nitơ có bán kính nhỏ.

Đáp án: A

Giải thích:

Phân tử nitơ gồm hai nguyên tử liên kết với nhau bởi một liên kết ba. Mà liên kết ba thì rất bền, ở 3000oC chưa phân hủy rõ rệt thành các nguyên tử.

→ Ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hóa học.

Câu 10: Trong phản ứng nào sau đây, nitơ thể hiện tính khử ?

A. N2 + 3H2 xtto,p 2NH3                                                              

B. N2 + 6Li  ® 2Li3N

C. N2 + O2 to 2NO                                                                  

D. N2 + 3Mg toMg3N2

Đáp án: C

Giải thích:

Phản ứng của nitơ với oxi thì nitơ đóng vai trò là chất khử.

N20 +  O2 to2N+2O

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

Lý thuyết Bài 8: Amoniac và muối amoni

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

1 13007 lượt xem
Tải về


Xem thêm các chương trình khác: