Bài 8: Amoniac và muối amoni

1.1.1. Cấu tạo phân tử

Hình 1: Sơ đồ cấu tạo của phân tử NH₃

• Nguyên tử N liên kết với 3 nguyên tử H bằng 3 liên kết cộng hóa trị có cực.
• Nguyên tử N còn có 1 cặp e hoá trị.
• Nguyên tử N có số oxi hóa thấp nhất -3
• Phân tử có cấu tạo không đối xứng nên phân tử NH₃ phân cực.

1.1.2. Tính chất vật lý

• Là chất khí không màu, mùi khai, xốc, nhẹ hơn không khí
• Tan nhiều trong nước, tạo thành dd có tính kiềm  

Video 1: Sự hòa tan của Amoniac trong nước

• Khí NH₃ tan nhiều trong nước làm giảm P trong bình và nước bị hút vào bình. Phenolphtalein chuyển thành màu hồng ⇒ NH₃ có tính bazơ.

• Dung dịch NH₃ đậm đặc trong phòng thí nghiệm có nồng độ 25% (N = 0,91g/cm³).

1.1.3. Tính chất hóa học

Tính bazơ yếu

Tác dụng với nước

• Khi hoà tan khí NH₃ vào nước, 1 phần các phân tử NH₃ phản ứng tạo thành dd bazơ ⇒ dd NH₃ là bazơ yếu:

NH₃ + H₂O \(\rightleftharpoons\) NH₄⁺+ OH^-

• Làm quỳ tím chuyển sang màu xanh

Tác dụng với dung dịch bazơ

• Dung dịch NH₃  có khả năng làm kết tủa nhiều hidroxít kim loại

AlCl₃ + 3NH₃ + 3 H₂O → Al(OH)₃ \(\downarrow\)    +  3 NH₄Cl

Al³⁺+3NH₃+3H₂O → Al(OH)₃ \(\downarrow\)    + 3NH₄⁺

Tác dụng với axít

2NH₃ +  H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

NH_{3 (k)}         +  HCl _(k)      → NH₄Cl

(không màu)  (ko màu)        (khói trắng)

Video 2: Amoniac tác dụng với axit clohidric

Tính khử

Trong phân tử NH₃, N có số oxi hóa là -3. Nitơ có các số oxi hóa là -3,0,+1,+2,+3,+4,+5. Như vậy trong các phản ứng hóa học khi có sự thay đổi số oxi hóa, số oxi hóa của N trong NH₃ chỉ có thể tăng lên → thể hiện tính khử.

Tác dụng với oxi

Video 3: Thí nghiệm giữa NH₃ và Oxi

NH₃ được tạo ra từ phản ứng của NH₄Cl và CaO

Khí O₂ được tạo ra từ phản ứng của KClO₃ và MnO₂

• Hiện tượng: Que đóm đang cháy bỗng vụt tắt
• Giải thích: Khí N₂ không duy trì sự cháy 4 NH₃ + 3O₂  2N₂ + 6 H₂O 

Tác dụng với Clo

2NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6 HCl

Nếu NH₃ dư :    NH₃ + HCl →  NH₄Cl (khói trắng)

* Kết luận: Amoniac có các tính chất hoá học cơ bản: Tính bazơ yếu và Tính khử     

1.1.4. Ứng dụng

• Sản xuất HNO₃
• Sản xuất phân đạm và dd NH₃ có thể sử dụng trực tiếp làm phân bón
• Điều chế N₂H₄ làm nhiên liệu cho tên lửa
• NH₃ lỏng dùng làm chất làm lạnh cho thiết bị lạnh
• Sử dụng trong công nghiệp đông lạnh (sản xuất nước đá, bảo quản nông phẩm...)
• Sử dụng trong công nghiệp môi trường (loại bỏ một số khí gây ô nhiễm như SO₂...)

1.1.5. Điều chế

Trong phòng thí nghiệm

• Đun nóng muối amoni với Ca(OH)₂ hay dd kiềm: 2NH₄Cl+Ca(OH)₂ → CaCl₂+2NH₃ \(\uparrow\)+2H₂O
• Để làm khô khí, ta cho khí NH₃ có lẫn hơi nước qua bình vôi sống CaO.
• Điều chế nhanh 1 lượng nhỏ khí NH₃, ta đun nóng dung dịch NH₃ đậm đặc.

Trong công nghiệp

N2 + 3H2  2NH3       \(\triangle H < 0\)

• Nhiệt độ: 450 – 500^OC
• Áp suất: 200- 300 atm
• Chất xúc tác: Fe/Al₂O₃, K₂O

Muối amoni là chất tinh thể ion gồm cation amoni NH₄⁺ và anion gốc axít. Ví dụ: NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄ , (NH₄)₂CO₃

1.2.1.Tính chất vật lý

• Tinh thể
• Đều tan trong nước
• Ion NH₄⁺ không màu

1.2.2.Tính chất hoá học

Tác dụng với bazơ kiềm

(NH₄)₂SO₄ + 2NaOH  → Na₂SO₄ + 2NH₃ + 2H₂O.

Phương trình ion thu gọn: NH₄⁺ + OH^- → NH₃  + H₂O → Điều chế NH₃ trong Phòng thí nghiệm và nhận biết muối amoni.

Phản ứng nhiệt phân

• Muối amoni tạo bởi axít không có tính oxi hoá: (HCl,H₂CO₃) → NH₃

NH₄Cl (r)  NH_{3 (k)} + HCl _(k).

(NH₄)₂CO₃ (r)  NH₃ (k) + NH₄HCO₃(r).

NH₄HCO₃(r)  NH₃(k) + CO₂(k) + H₂O 

• (NH₄)₂CO₃; NH₄HCO₃ ở nhiệt độ thường cũng tự phân huỷ; ở nhiệt độ cao phản ứng xảy ra nhanh hơn; Dùng NH₄HCO₃ trong bột nở.
• Muối amoni tạo bởi axít có tính oxi hoá: (HNO₂, HNO₃) → N₂ , N₂O

NH₄NO₂  N₂ + 2H₂O

NH₄NO₃  N₂O + 2H₂O

Bài 1:

Để nhận biết các dung dịch: NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄, K₂SO₄ đựng trong các lọ mất nhãn ta dùng:

Hướng dẫn:

• Bước 1: Trích dẫn 3 mẫu thử
• Bước 2: Bari tan trong nước tạo dung dịch Ba(OH)₂
  • NH₄NO₃: có khí mùi khai: Ba(OH)₂ + 2NH4NO3 → Ba(NO₃)₂ + 2NH₃\(\uparrow\) + 2H₂O
  • (NH₄₎₂SO₄: khí mùi khai và kết tủa trắng: Ba(OH)₂ + (NH4)2SO4 → BaSO_{4\(\downarrow\)} + 2NH3\(\uparrow\) + 2H2O
  • K₂SO₄: kết tủa trắng: Ba(OH)₂ + K2SO4: → BaSO4 \(\downarrow\)+ 2KOH

Bài 2:

Hỗn hợp X gồm N₂ và H₂ có tỉ khối so với He bằng 1,8. Đun nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác) thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với He bằng 2. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH₃ là:

Hướng dẫn:

M_X = 7,2. Áp dụng quy tắc đường chéo ta có: \(n_{H_2}:n_{N_2}=4:1\)
⇒ Giả sử ban đầu có 4 mol H₂ và 1 mol N₂ trong X
N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃
 x  →  x  →   2x
⇒ sau phản ứng: nY = 2x + (1 - x) + (4 - 3x) = 5 - 2x mol
Bảo toàn khối lượng: m_X = m_Y
⇒ 5 × 7,2 = (5 - 2x) × 2 × 4
⇒ x = 0,25 mol
⇒ H% (tính theo N₂) = 25%

Bài 3:

Cho các phản ứng sau:
4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (1)
NH₃ + H₂SO₄ → NH₄HSO₄ (2)
2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂\(\uparrow\) + 3H₂O (3)
8NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6NH₄Cl (4)
NH₃ + H₂S → NH₄HS (5)
2NH₃ + 3O₂ → 2N₂\(\uparrow\) + 6H₂O (6)
NH₃ + HCl → NH₄Cl (7)
Số phản ứng trong đó NH₃ không đóng vai trò là chất khử là:

Hướng dẫn:

Các phản ứng mà có sự tăng số oxi hóa của N ⇒ NH₃ thể hiện tính khử. Các phản ứng không có hiện tượng trên là: 2, 5, 7.

Sau bài học cần nắm:

• Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí (tính tan, tỉ khối, màu, mùi), ứng dụng chính, amoniac trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.
• Tính chất hoá học của amoniac: Tính bazơ yếu (tác dụng với nước, dung dịch muối, axit) và tính khử (tác dụng với oxi, clo).
• Cách điều chế NH3. Tính chất vật lí (trạng thái, màu sắc, tính tan).
• Tính chất hoá học (phản ứng với dung dịch kiềm, phản ứng nhiệt phân) và ứng dụng của muối amoni.

Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 11 Bài 8 có phương pháp và lời giải chi tiết giúp các em luyện tập và hiểu bài.

• Câu 1:

  Khí nào dưới đây làm xanh quỳ tím ẩm?

  • A. SO₂.
  • B. Cl₂.
  • C. CH₄. 
  • D. NH₃.

• Câu 2:

  Khi nhiệt phân, muối nitrat nào sau đây có thể không thu được khí O₂?

  • A. NaNO₃.
  • B. NH₄NO₃.
  • C. AgNO₃.
  • D. Cu(NO₃)₂.

• Câu 3:

  Để nhận biết các dung dịch muối (đựng riêng biệt trong các ống nghiệm): Al(NO₃)₃, (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃, MgCl₂ có thể dùng dung dịch:

  • A. NaOH.
  • B. Ba(OH)₂.       
  • C. BaCl₂.         
  • D. AgNO₃.

• Câu 4:

  Thành phần của dung dịch NH₃ gồm:

  • A. NH₃, NH_4⁺, OH^-.
  • B. NH₃, H₂O.
  • C. NH_4⁺, OH^-.
  • D. NH_4⁺, OH^-, H₂O, NH₃.

• Câu 5:

  Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm như sau:

  

  Hình vẽ mô tả thí nghiệm để chứng minh:

  • A. Tính tan nhiều trong nước của NH₃.
  • B. Tính tan nhiều trong nước của HCl.
  • C. Tính axit của HCl.
  • D. Tính bazo của NH₃.

• Câu 6:

  Nito trong chất nào sau đâu vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử?

  • A. NH₄Cl.
  • B. NH₃.
  • C. N₂.
  • D. HNO₃.

Câu 3- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể hệ thống lại nội dung bài học thông qua phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 11 Bài 8.

Bài tập 8.9 trang 13 SBT Hóa học 11

Bài tập 8.10 trang 13 SBT Hóa học 11

Bài tập 8.11 trang 13 SBT Hóa học 11

Bài tập 8.12 trang 13 SBT Hóa học 11

Bài tập 1 trang 47 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 2 trang 47 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 3 trang 47 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 4 trang 47 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 5 trang 47 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 6 trang 47 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 7 trang 48 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 8 trang 48 SGK Hóa học 11 nâng cao

Trong quá trình học tập nếu có bất kì thắc mắc gì, các em hãy để lại lời nhắn ở mục Hỏi đáp để cùng cộng đồng Hóa Chúng tôi thảo luận và trả lời nhé.