Bài tập chuyên đề nitơ- photpho-cacbon- silic môn Hóa học 11 năm 2021

 Nguyên tố

Nitơ

Photpho

Cấu hình electron nguyên tử

 1s²2s²2p³ ; độ âm điện: 3,04.

1s²2s²2p⁶3s²3p³; độ âm điện: 2,19.

Cấu tạo phân tử

NºN ; N₂. Phân tử có một liên kết ba rất bến.

Hai dạng thù hình: Photpho trắng có cấu trúc mạng tinh thể phân tử. Photpho đỏ có cấu trúc polime.

Các số oxi hóa có thể có

-3, 0, +1, +2, +3, +4, +5

· -3 (với hiđro, kim loại),

· +1 đến +5 (với oxi, flo).

-3, 0, +3, +5

· -3 (với hiđro, kim loại),

· +3 và +5 (với oxi, clo).

Tính chất hóa học

- Tính oxi hóa

+ Với các kim loại mạnh

+ Với hiđro

- Tính khử

+ Với O₂ 

- Tính oxi hóa

+ Với kim loại: Ở nhiệt độ cao tác dụng với một số kim loại hoạt động như Ca, Mg, Al... tạo nitrua kim loại.

+ Với hiđro (t^o, xt) tạo NH₃.

- Tính khử

+ Với O₂ (tia lửa điện) tạo NO.

- Tính oxi hóa

+ Với kim loại: Ở nhiệt độ cao tác dụng với một số kim loại hoạt động tạo photphua kim loại.

- Tính khử

+Với O₂, Cl₂, S...(số oxi hóa +3, +5).

Hợp chất

NH₃

Muối amoni (NH₄⁺)

Tính chất vật lí

Khí, mùi khai, tan nhiều trong nước

Rắn, tan nhiều trong nước, điện li hoàn toàn.

Tính chất hóa học

- Tính bazơ yếu

+ Với nước

+ Với dung dịch muối

+ Với axit

- Tính khử: Với các chất oxi hóa

+ Với O₂ (không xúc tác, có xt)

+ Với Cl₂

+ Với CuO, t^o

- Tác dụng với dung dịch kiềm

(nhận biết ion amoni NH₄⁺).

- Phản ứng nhiệt phân:

· Anion gốc axit không có tính oxi hóa: NH₄Cl, (NH₄)₂CO₃...

· Anion gốc axit có tính oxi hóa: NH₄NO₃, NH₄NO₂...

Điều chế

-Trong PTN:

NH₄Cl (rắn) + Ca(OH)₂ (rắn), t^o.

- Trong CN: N₂ + H₂ (xt, t^o)

Nhận biết

Khí mùi khai, xanh quỳ tím ẩm.

Muối amoni + NaOH, t^o tạo khí (NH₃) mùi khai, xanh quỳ tím ẩm.

Hợp chất

Axit nitric (HNO₃)

Axit photphoric (H₃PO₄)

Công thức cấu tạo

Số oxi hóa của N, P

+5

+5

Tính axit

Là axit mạnh.

Là axit ba nấc, độ mạnh trung bình.

Tính oxi hóa

Là axit có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa được hầu hết các kim loại, trừ Pt và Au. Tác dụng được với phi kim, với hợp chất có tính khử.

Axit photphoric không có tính oxi hóa.

Tính tan trong nước

Tất cả muối nitrat đều tan

Tan (Na⁺, K⁺, NH₄⁺, và H₂PO₄^-)

Tính chất muối

- Tác dụng với axit

- Tính oxi hóa

-Bị nhiệt phân hủy

- Nhận biết

- Môi trường H⁺ (tương tự HNO₃)

- Môi trường OH^-, NO₃^- + (Al, Zn) → NH₃

- 3 sơ đồ, (t^o): 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂­

  2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂­+ O₂­

  2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂­ + O₂­

- NO₃^- + (Cu +H₂SO₄) → Cu²⁺(dd màu xanh) + NO

NO → NO₂ (màu nâu đỏ)

- Không có tính oxi hóa.

- 3Ag⁺ + PO₄^3- → Ag₃PO₄ vàng, tan trong dd HNO₃ loãng.

Nguyên tố

Cacbon

Silic

Cấu hình electron nguyên tử

 1s²2s²2p² ; độ âm điện: 2,55.

1s²2s²2p⁶3s²3p² ; độ âm điện: 1,90

Các số oxi hóa

-4, 0, +2, và +4

· -4 (với hiđro, kim loại)

· +2 và +4 (với oxi, clo...)

- 4, 0, +2 (ít đặc trưng), và +4

· -4 (với hiđro, kim loại)

· +4 (với flo, oxi, clo...)

Tính chất hóa học

- Tính khử

Tác dụng với oxi, halogen, với hợp chất.

- Tính oxi hóa

Tác dụng với kim loại, hiđro.

- Tính khử

+ Với O₂ (t^o):    C + O₂ → CO₂

 Ở t^o cao:          CO₂ + C → 2CO

+Với oxit kim loại, HNO₃, H₂O (t^o):

C + 2CuO → 2Cu + CO₂

C+ 4HNO₃ → 4NO₂+ CO₂+ 2H₂O    

C  + 2H₂O → 2H₂ + CO₂    

- Tính oxi hóa

+ Với các kim loại (t^o):

4Al  + 3C → Al₄C₃

+ Với hiđro (t^o , xt):

 C + 2H₂  → CH₄

- Tính khử

+ Với flo (ở điều kiện thường):

          Si + 2F₂ → SiF₄

+ Với O₂ (t^o):  

 Si + O₂ → SiO₂

+ Với dung dịch kiềm:

Si +2NaOH+ H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂

- Tính oxi hóa

+ Với các kim loại (t^o):

2Mg  + Si → Mg₂Si

Hợp chất

CO

CO₂

SiO₂

Số oxi hóa

+2

+4

+4

Trạng thái,

độc tính

khí, rất độc

khí, không duy trì sự cháy của nhiều chất

rắn

Tác dụng với dung dịch kiềm

Oxit trung tính, không tác dụng nước, axit và dd kiềm ở điều kiện thường.

Oxit axit, tác dụng với NaOH (tùy tỉ lệ số mol, tạo sản phẩm khác nhau).

Oxit axit, tác dụng với dung dịch kiềm đặc.

Tính khử

+ Với O₂ (t^o)

+ Với oxit kim loại (t^o)

không có tính khử (số oxi hóa cao nhất +4)

không có tính khử (số oxi hóa cao nhất +4)

Tính oxi hóa

Với kim loại mạnh (t^o)

CO₂ + 2Mg → MgO + C

Với kim loại mạnh (t^o)

SO₂ + 2Mg → 2MgO + Si

Tính chất khác

SiO₂+4HF → SiF₄ + 2H₂O

Điều chế

-PTN:HCOOH, (H₂SO₄ đ,t^o)

- khí than ướt, khí than khô

Trong PTN: CaCO₃ + HCl

Độ âm điện

3,98

3,16

2,96

2,66

Trạng thái, màu sắc, t_sôi

khí, lục nhạt

t_sôi -188,1^oC

khí, vàng lục

t_sôi -34,1^oC

lỏng, nâu đỏ

t_sôi 59,2^oC

rắn, đen tím

t_sôi 185,5^oC

Phản ứng

với kim loại

Oxi hóa được tất cả các kim loại tạo muối florua

Oxi hóa được hầu hết các kim loại tạo muối clorua, phản ứng cần đun nóng

Oxi hóa được nhiều kim loại tạo muối bromua, phản ứng cần đun nóng

Oxi hóa được nhiều kim loại tạo muối iotua, pứng chỉ xảy ra khi t^o hoặc x.tác

Phản ứng

với hiđro

nổ mạnh trong bóng tối, t^o rất thấp (-252^oC)

    F₂ + H₂ → 2HF

cần chiếu sáng, phản ứng nổ:

Cl₂ + H₂ → 2HCl

Cần nhiệt độ cao:

Br₂ + H₂ → 2HBr

cần nhiệt độ cao hơn:

Br₂ + H₂ → 2HBr

Phản ứng

với nước

Oxi hóa nước t^o thường, hơi nước nóng bốc cháy

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂

Ở t^o thường:

Cl₂ +H₂O → HCl+ HClO

Ở t^o thường, chậm hơn clo:

Br₂ +H₂O → HBr+ HBrO

Hầu như không tác dụng.

Với phi kim

Khí flo oxi hóa được hầu hết các phi kim

Điều chế

CN: điện phân hỗn hợp KF + HF (ở thể lỏng), cực dương bằng than chì, cực âm bằng đồng.

CN: điện phân dd NaCl bão hòa, có m.n

PTN: dd HCl đặc + chất oxi hóa mạnh (MnO₂ , KMnO₄) rắn

CN: dùng khí clo đẩy brom ra khỏi dung dịch muối bromua (tách từ nước biển)

CN: dùng khí clo đẩy iot ra khỏi dung dịch muối iotua (trong tro của rong biển)