Hướng dẫn giải nhanh hoá học 11 Cánh diều bài 5: Một số hợp chất quan trọng của Nitrogen

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Trong các ao tù có thể tích tụ lượng đáng kể ion ammonium...

Hướng dẫn trả lời:

Đung nóng dung dịch nước ao trong kiềm, nếu sinh ra khí có mùi khai và xốc và làm quỳ tím ẩm hóa xanh => có ion ammonium trong ao.

I. AMMONIA

Bài 1: Cho thí nghiệm được thiết kế như hình dưới đây.

Hướng dẫn trả lời:

Khi tan trong nước, ammonia nhận H⁺ của nước tạo ion ammonium (NH₄⁺), dung dịch có tính base yếu làm dung dịch phenolphtalein chuyển sang màu hồng.

Bài 2: Khi giấy quỳ tím ẩm tiếp xúc với khí ammonia thì hiện tượng gì sẽ xảy ra.

Hướng dẫn trả lời:

- Giấy quỳ tím ẩm hóa xanh.

Vì khi tan trong nước, ammonia nhận H+ của nước tạo ion ammonium (NH4+), dung dịch có tính base yếu.

Bài 3: Ammonia thể hiện tính base, tính khử ở quá trình nào...

Hướng dẫn trả lời:

Ở quá trình (1) Cho ammonia thể hiện tính base.

Giải thích bằng sơ đồ:

- Ở quá trình (2)  ammonia thể hiện tính khử.

Giải thích bằng phương trình hoá học:

Bài 4: Khi làm lạnh hỗn hợp khí gồm ammonia, hydrogen...

Hướng dẫn trả lời:

- Nhiệt độ hóa lỏng của N₂, H₂ và NH₃ lần lượt là: -196 ^oC, - 252,87 ^oC, -33 ^oC.

- Nếu giữ nguyên áp suất và làm lạnh thiết bị thì khí NH₃ sẽ hóa lỏng đầu tiên.

II. MUỐI AMMONIUM

Bài 1: Nhận biết ion ammonium...

Hướng dẫn trả lời:

Hiện tượng: Phân đạm tanxuất hiện khí có mùi khai, xốc và giấy quỳ tím ẩm hóa xanh.

PTHH: NH₄Cl + NaOH → NH₃ + H₂O + NaCl

Bài 2: Để giảm sốt hoặc giảm đau, người ta có thể dùng túi...

Hướng dẫn trả lời:

a) Các chất thường sử dụng : Ammonium hydrogen sulfate, Ammonium nitrate, nước.

b) Hòa tan muối ammonium trong nước gây ra phản ứng thu nhiệt vì các phân tử nước mất đi một phần nhiệt năng, dẫn đến nước mát hơn.

Bài 3: Lượng lớn ammonium nitrate và ammonium chloride...

Hướng dẫn trả lời:

NH₄NO₃ (s) → N₂O +2H₂O

$\Delta_{r}H_{298}^{o}=-36kJ <0$

=> Phản ứng phân hủy ammonium nitrate tỏa nhiệt.

NH₄Cl → NH₃ + HCl

$\Delta_{r}H_{298}^{o}=176kJ >0$

=> Phản ứng phân hủy ammonium chloridde thu nhiệt.

Vậy muối ammonium nitrate có nguy cơ cháy nổ cao hơn trong quá trình lưu trữ.

III. ỨNG DỤNG CỦA AMMONIA VÀ MỘT SỐ MUỐI AMMONIUM

Bài 1: Xác định tỉ lệ mol kết hợp giữa NH₃ và H₃PO₄ để tạo ra...

Hướng dẫn trả lời:

Tỉ lệ mol là 2 : 1.

PTHH: 2NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₂HPO₄.

IV. NGUỒN GỐC MỘT SỐ OXIDE CỦA NITROGEN TRONG KHÔNG KHÍ - MƯA ACID

Bài 1: Viết phương trình hoá học minh hoạ tác động của mưa acid...

Hướng dẫn trả lời:

2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

H₂SO₄ + CaCO₃ → CaSO₄ + CO₂ + H₂O

4HNO₃ + Fe →Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

H₂SO₄ + Fe → FeSO₄ + H₂

V. NITRIC ACID

Bài 1: Cho biết số oxi hoá của nitrogen trong mỗi phân tử và ion sau...

Hướng dẫn trả lời:

Số oxi hóa lần lượt là: -3; -3; 0; +1; +2; +4; +3; +5.

Bài 2: Công thức Lewis của HNO₃ như dưới đây có phù hợp không...

Hướng dẫn trả lời:

Công thức Lewis không phù hợp, do N ở chu kì 2, không có AO d trống.

VI. HIỆN TƯỢNG PHÚ DƯỠNG 

Bài 1: Khi khơi thông nguồn nước thì nguy cơ xảy ra hiện tượng...

Hướng dẫn trả lời:

Khi khơi thông hiện tượng phú dưỡng sẽ giảm.

Vì việc khơi thông nguồn nước tránh sự tích tụ các chất dư thừa dinh dưỡng trong nước tích tụ làm nguy cơ xảy ra hiện tượng phú dưỡng giảm.

Bài 2: Dựa vào những dấu hiệu nào để dự đoán đã có hiện tượng...

Hướng dẫn trả lời:

Có thể quan sát thông qua sự xuất hiện dày đặc của tảo làm nước có màu xanh lục hoặc đỏ; xuất hiện nhiều sinh vật nổi…

Bài 3: Nhiều loài thuỷ hải sản được nuôi trong hồ...

Hướng dẫn trả lời:

+ Tạo điều kiện để nước trong hồ, ao, vuông…được lưu thông.

+ Lắp đặt thiết bị sục khí để khuấy trộn bề mặt ao và giúp giải phóng các loại khí như CO₂.

+ Thường xuyên sử dụng chế phẩm vi sinh để tăng vi sinh có lợi cho hồ, ao, vuông…

Bài 4: Hãy tìm hiểu tình trạng phú dưỡng tại địa phương em...

Hướng dẫn trả lời:

Tình trạng phú dưỡng tại địa phương em bằng cách quan sát các nguồn nước như kênh rạch, hồ, ao, ... Nguồn nước có nguy cơ xảy ra hiện tượng phú dưỡng nếu có dấu hiệu sau: sự xuất hiện dày đặc của tảo làm nước có màu xanh lục hoặc đỏ; xuất hiện nhiều sinh vật nổi…

Để hạn chế hiện tượng phú dưỡng, cần:

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

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

BÀI TẬP CUỐI SGK

Bài 1: Vì sao nói ammonia có vai trò rất quan trọng đối...

Hướng dẫn trả lời:

Gần đây, mỗi năm có khoảng hàng trăm triệu tấn ammonia được sản xuất trên toàn cầu. Trong đó, có khoảng 80% được sử dụng để sản xuất phân đạm ammonium, urea … để cung cấp nguyên tố nitrogen cho đất và cây trồng.

Bài 2: Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng...

Hướng dẫn trả lời:

Bởi vì khi thực hiện phản ứng ở nhiệt độ quá thấp thì tốc độ của phản ứng nhỏ, phản ứng diễn ra chậm.

Bài 3: Ở 472°C, hằng số cân bằng của phản ứng tổng...

Hướng dẫn trả lời:

                N₂ (g)   +    3H₂            →                    2NH₃

Ban đầu:      a                  b                                      0                  M

Phản ứng:    x                  3x                                    2x                M

Cân bằng: 0,0201            0,0602                             2x                M

Áp dụng công thức có: $K=\frac{[NH_{3}]^{2}}{[N_{2}][H_{2}]^{3}} $

$\Leftrightarrow [NH_{3}]=2x=\sqrt{K.[N_{2}].[H_{2}]^{3}}=\sqrt{0,105.0,0201.0,0602^{3}}=6,79.10^{-4}$ (M)

b) Tại thời điểm cân bằng, nồng độ ammonia, nitrogen và hydrogen trong buồng phản ứng là không đổi. Khi đó hỗn hợp khí này được dẫn qua hệ thống làm lạnh để hoá lỏng ammonia.

Bài 4: Quá trình đốt cháy nhiên liệu trong ô tô sinh ra nhiều khi như...

Hướng dẫn trả lời:

a) Ý nghĩa: giảm khí độc CO, giảm tác nhân gây mưa acid NO phát sinh từ quá trình đốt cháy nhiên liệu.

b) Số oxi hoá của carbon tăng từ +2 lên +4 sau phản ứng nên CO đóng vai trò là chất khử.

Số oxi hoá của nitrogen giảm từ +2 xuống 0 sau phản ứng nên NO đóng vai trò là chất oxi hoá.

c) $\Delta_{r}H^{o}_{298}$

$=2.\Delta f H^{o}_{298}(CO_{2}(g))+\Delta f H^{o}_{298}(N_{2}(g))-2.\Delta f H^{o}_{298} (CO(g))-2.\Delta fH^{o}_{298}(NO(g))$

$=2.(-393,5)+0-2.(-110,5)-2.9,1,3=-748,6(kJ)<0$

Vậy phản ứng này toả nhiệt, thuận lợi về mặt năng lượng.

Bài 5: Viết sơ đồ phản ứng gây ra mưa chứa nitric acid và sulfuric acid.

Hướng dẫn trả lời: 

- Sơ đồ phản ứng gây ra mưa chứa nitric acid:

- Sơ đồ phản ứng gây ra mưa chứa sulfuric acid: 

Bài 6: Hãy tìm hiểu, chỉ ra các hoạt động tạo thành các...

Hướng dẫn trả lời:

Biện pháp: Giảm các hoạt động công nghiệp, nhiệt điện, giao thông, khai thác và chế biến dầu mỏ.