Chương 2: Nitơ – Photpho – Hóa Học Lớp 11
Bài 7: NiTơ
NiTơ là một trong những nguyên tố có nhiều chuyện lạ đến khó tin nhất. Nó là 1 khí không duy trì sự sống nhưng không có cuộc sống nào lại thiếu mặt NiTơ. Lịch sử tìm ra NiTơ gắn liền với việc tìm ra thành phần không khí và cùng với các chất khí khác như oxi, hidro. Nếu bạn được biết lúc nào người ta đặt tên là NiTơ là azot (có thể hiểu là không duy trì sự sống), về sau phát hiện nó chứa trong diêm tiêu nên đặt tên là Nitrogen (sinh ra diêm tiêu). Vậy NiTơ có tính chất cấu tạo như nào, và dưa vào đâu chúng sẽ cho ta biết những ứng dụng của NiTơ trong sản xuất và đời sống. Vậy NiTơ có tính chất vật lý, hóa học, cách điều chế như thế nào chúng ta cùng nhau tìm hiểu ngay trong nội dung bài học này nhé.
Tóm Tắt Lý Thuyết
I. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử nitơ:
* Ô số 7, nhóm VA, chu kì 2.
* Cấu hình electron: \(1s^22s^22p^3\).
→ Tạo được 3 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác.
* Cấu tạo phân tử \(N_2\) : N ≡ N.
II. Tính chất vật lý:
Ở điều kiện thường \(N_2\):
– Chất khí, không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí.
– Hóa lỏng ở \(-196^0C\), hóa rắn ở \(-210^0C\)
– Rất ít tan trong nước.
– Không duy trì sự sống và sự cháy.
III. Tính chất hóa học:
* Ở \(t^0\) thường, \(N_2\) rất bền (trơ).
* Ở \(t^0\) cao, \(N_2\) là nguyên tố hoạt động.
* Với các nguyên tố có độ âm điện bé hơn như hidro, kim loại…nitơ tạo hợp chất với số oxi hóa -3. Trong hợp chất với các nguyên tố có ĐAĐ lớn hơn như oxi, flo, nitơ có các số oxi hóa dương.
1. Tính oxi hóa:
a. Với kim loại:
* \(t^0\) cao: \(N_2\) tác dụng được với một số kim loại như Ca, Mg, Al…
VD: \(N_2 + 3Mg → Mg_3N_2\).
b. Với hidro: ( \(t^0\) cao, P cao, có xúc tác)
\(3H_2 + N_2 ⇄ 2NH_3\).
* Số oxi hóa của nitơ giảm từ 0 xuống -3, thể hiện tính oxi hóa.
2. Tính khử:
\(N_2 + O_2 → 2NO\). (nitơ oxit)
* Số oxi hóa của Nitơ tăng từ 0 đến +2, thể hiện tính khử.
* NO không màu phản ứng ngay với oxi không khí tạo \(NO_2\) có màu nâu đỏ.
\(2NO + O_2 → 2NO_2\). (nitơ dioxit)
* Ngoài ra nitơ còn tạo được một số oxit khác (không điều chế trực tiếp) như \(N_2O\), \(N_2O_3\), \(N_2O_5\)
IV. Ứng dụng, trạng thái tự nhiên:
1. Ứng dụng:
– Là thành phần dinh dưỡng chính của thực vật.
– Là nguyên liệu tổng hợp \(NH_3\), \(HNO_3\), phân đạm…
– Tạo môi trường trơ cho các nghành công nghiệp: luyện kim, thực phẩm, điện tử…
– Nitơ lỏng dùng để bảo quản máu và các mẫu vật sinh học khác.
2. Trạng thái tự nhiên:
– Ở dạng tự do: chiếm 78,16% thể tích không khí (4/5) gồm 2 đồng vị là \(_7^{14}N\) (99,63%) và \(_7^{15}N\) (0,37%).
– Ở dạng hợp chất: khoáng \(NaNO_3\) (diêm tiêu natri).
3. Điều chế trong công nghiệp:
Chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
Các Bài Tập & Lời Giải Bài Tập SGK Bài 7 Nitơ
Bài Tập 1 Trang 31 SGK Hóa Học Lớp 11
Trình bày cấu tạo của phân tử \(N_2\). Vì sao ở điều kiện thường, nitơ là một chất trơ ? Ở điều kiện nào nitơ trở nên hoạt động hơn ?
>> Xem: giải bài tập 1 trang 31 sgk hóa học lớp 11
Bài Tập 2 Trang 31 SGK Hóa Học Lớp 11
Nitơ không duy trì sự hô hấp, nitơ có phải là khí độc không?
>> Xem: giải bài tập 2 trang 31 sgk hóa học lớp 11
Bài Tập 3 Trang 31 SGK Hóa Học Lớp 11
a) Cặp công thức của liti nitrua và nhôm nitrua là:
A. \(LiN_3\) và \(Al_3N.\)
B. \(Li_3N\) và AlN.\)
C. \(Li_2N_3\) và \(Al_2N_3.\)
D. \(Li_3N_2\) và \(Al_3N_2.\)
b) Viết phương trình hóa học của phản ứng tạo thành liti nitrua và nhôm nitrua khi cho liti và nhôm tác dụng trực tiếp với nitơ. Trong các phản ứng này nitơ là chất oxi hóa hay chất khử?
>> Xem: giải bài tập 3 trang 31 sgk hóa học lớp 11
Bài Tập 4 Trang 31 SGK Hóa Học Lớp 11
Nguyên tố nitơ có số oxi hóa là bao nhiêu trong các hợp chất sau: \(\)\(NO, NO_2, NH_3, NH_4Cl, N_2O, N_2O_3, N_2O_5, Mg_3N_2?\)
>> Xem: giải bài tập 4 trang 31 sgk hóa học lớp 11
Bài Tập 5 Trang 31 SGK Hóa Học Lớp 11
Cần lấy bao nhiêu lít khí nitơ và khí hiđro để điều chế được 67,2 lít khí amoniac ? Biết rằng thể tích của các khí đều được đo trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và hiệu suất của phản ứng là 25%.
>> Xem: giải bài tập 5 trang 31 sgk hóa học lớp 11
Lời kết: Qua nội dung bài học bài 7 nitơ chương 2 hóa học lớp 11 này các em cần lưu ý một số nội dung chính sau đây:
– Đầu tiên là vị trí của nitơ trong bảng tuần hoàn.
– Sau đó là cấu hình electron và cấu tạo phân tử nitơ
– Sau cùng là các em cần tìm hiểu tính chất hóa học của nitơ và ứng dụng cũng như điều chế nitơ.
Như vậy các em vừa tham khảo xong nội dung bài học bài 7 nitơ chương 2 hóa học lớp 11. Bài học sẽ cho các em tìm hiểu về nitơ, tính chất hóa học, tính chất vật lí cũng như ứng dụng và cách điều chế chúng. Từ đó các vận dụng kiến thức giải các bài tập trong sách giáo khoa nhé.
Trả lời