A. Kiến thức trọng tâm.
1. Trong bảng tuần hoàn nitơ nằm ở ô thứ 7, nhóm VA, chu kì 2.
Cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2s22p3.
N có các số oxi hóa thường gặp: -3, +1, +2, +3, +4, +5.
N có số oxi hóa cao nhất là +5, nhưng hóa trị cao nhất chỉ là 4.
2. Cấu tạo phân tử nitơ N ≡ N.
Liên kết ba giữa hai nguyên tử nitơ bền nên ở điều kiện thường nitơ tương đối trơ.
3. Về tính chất vật lí: Ở điều kiện thường nitơ là khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, hóa lỏng ở -1960C.
4. Về tính chất hóa học: Nitơ khá trơ ở nhiệt độ thường, nhưng hoạt động hơn ở nhiệt độ cao. Tính chất hóa học đặc trưng của nitơ: Tính oxi hóa (tác dụng với kim loại mạnh, với hiđro), ngoài ra nitơ còn có tính khử (tác dụng với oxi).
5. Điều chế:
- Trong công nghiệp: Chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
- Trong phòng thí nghiệm: NH4NO2 \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] N2 + 2H2O
Hoặc: NH4Cl + NaNO2 \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] N2 + 2H2O + NaCl
6. Ứng dụng:
- Nguyên tố nitơ là thành phần dinh dưỡng chính của thực vật.
- Trong công nghiệp: dùng để tổng hợp NH3, HNO3, phân đạm,…
7. Viết được các phương trình hóa học minh họa cho tính chất hóa học của nitơ. Giải được các bài tập: Tính thể tích khí nitơ ở đktc trong phản ứng hóa học, tính % thể tích nitơ trong hỗn hợp khí.
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1.(Trang 31 SGK)
Trình bày cấu tạo của phân tử N2. Vì sao ở điều kiện thường, nitơ là một chất trơ ? Ở điều kiện nào nitơ trở nên hoạt động hơn ?
Hướng dẫn giải
- Cấu tạo của phân tử nito: Phân tử nitơ gồm 2 nguyên tử, giữa chúng hình thành một liên kết ba.
- Ở điều kiện thường, nito là một chất trơ vì liên kết ba trong phân tử nitơ là một liên kết rất bền.
- Ở nhiệt độ cao (trên 3000°C), nitơ hoạt động hơn và có thể phản ứng với nhiều chất khác.
Câu 2.(Trang 31 SGK)
Nitơ không duy trì sự hô hấp, nitơ có phải là khí độc không ?
Hướng dẫn giải
Tuy nitơ không duy trì sự sống nhưng nitơ không phải là khí độc.
Câu 3.(Trang 31 SGK)
a) Cặp công thức của liti nitrua và nhôm nitrua là:
A. LiN3 và Al3N.
B. Li3N và AlN.
C. Li2N3 và Al2N3.
D. Li3N2 và Al3N2.
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 ?
Hướng dẫn giải
a) N thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với kim loại với số oxi hóa là -3 vì vậy công thức của liti nitrua và nhôm nitrua là: Li3N và AlN.
b) Trong 2 phản ứng này nitơ là chất oxi hóa:
Câu 4.(Trang 31 SGK)
Nguyên tố nitơ có số oxi hóa là bao nhiêu trong các hợp chất sau: NO, NO2, NH3, NH4Cl, N2O, N2O3, N2O5, Mg3N2 ?
Hướng dẫn giải
\[\overset{+2}{\mathop{N}}\,\overset{-2}{\mathop{O}}\,,\overset{+4}{\mathop{N}}\,\underset{-2}{\overset{2}{\mathop{O}}}\,,\overset{-3}{\mathop{N}}\,\underset{+1}{\overset{3}{\mathop{H}}}\,,\overset{-3}{\mathop{N}}\,\underset{+1}{\overset{4}{\mathop{H}}}\,\overset{-1}{\mathop{Cl}}\,,\underset{+1}{\overset{2}{\mathop{N}}}\,\overset{-2}{\mathop{O}}\,,\underset{+3}{\overset{2}{\mathop{N}}}\,\underset{-2}{\overset{3}{\mathop{O}}}\,,\underset{+5}{\overset{2}{\mathop{N}}}\,\underset{-2}{\overset{5}{\mathop{O}}}\,,\underset{+2}{\overset{3}{\mathop{Mg}}}\,\underset{-3}{\overset{2}{\mathop{N}}}\,\]
Vậy số oxi hóa của nitơ trong các hợp chất lần lượt là:
+2; +4; -3; -3; +1; +3; +5; -3.
Câu 5.(Trang 31 SGK)
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%.
Hướng dẫn giải
PTHH
Từ phương trình trên =>Thể tích N2 là: VN2 = \[\frac{1}{2}\] VNH3 = \[\frac{1}{2}\].67,2 = 33,6 lít
Hiệu suất là 25% nên thực tế VN2 = \[\frac{33,6}{25}:100\]% = 134,4 lít và VH2 = 403,2 lít