Title 4. PBL2. CĐ 4. NITROGEN VÀ SULFUR.docx ✅

CHUYÊN ĐỀ: NITROGEN VÀ SULFUR CHƯƠNG 2. NITROGEN VÀ SULFUR BÀI 4. ĐƠN CHẤT NITROGEN I. PHẦN LÍ THUYẾT 1. Trạng thái tự nhiên - Ở trạng thái tự nhiên, nitrogen tồn tại ở dạng đơn chất và hợp chất. - Ở dạng đơn chất, nitrogen chiến khoảng 78% thể tích của không khí. Nitrogen trong tự nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị: 14 7N (99,63%) và 15 7N (0,37%). - Ở dạng hợp chất, nitrogen có nhiều trong khoáng vật sodium nitrate (NaNO 3 ) với tên gọi khác là diêm tiêu natri. Nitrogen còn có trong thành phần của protein, nucleic acid,… và nhiều hợp chất hữu cơ khác. 2. Cấu tạo nguyên tử, phân tử a. Cấu tạo nguyên tử - Nguyên tố nitrogen ở ô số 7, nhóm VA, chu kì 2 trong bản tuần hoàn. Nguyên tử nitrogen có độ âm điện lớn (3,04). - Các số oxi hóa thường gặp của nitrogen: b. Cấu tạo phân tử Công thức Lewis phân tử nitrogen: :N≡N: Phân tử nitrogen gồm hai nguyên tử, liên kết với nhau bằng liên kết ba (1 liên kết σ và 2 liên kết π). Phân tử nitrogen có năng lượng liên kết lớn và không có cực (E b(N≡N) = 945 kJ/mol). 3. Tính chất vật lí - Ở điều kiện thường, nitrogen là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, hóa lỏng ở –196 o C và hóa rắn ở –210 o C. - Khí nitrogen tan rất ít trong nước. - Nitrogen không duy trì sự cháy và sự hô hấp. Mô phỏng thí nghiệm chứng minh nitrogen không duy trì sự cháy 4. Tính chất hóa học Nitrogen khá trơ ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao, nitrogen trở nên hoạt động hơn. Nitrogen thể hiện cả tính oxi hóa và tính khử. Tính oxi hóa Tính khử N 2 (g) + 3H 2 (g) o 400600 C, 200 bar, Fe ⇀ ↽ 2NH 3 (g) Phản ứng tổng hợp ammonia là quá trình trung gian quan trọng để sản xuất nitric acid, thuốc nổ, đạm nitrate, urea, ammophos,… N 2 (g) + O 2 (g) o t ⇀ ↽ 2NO(g) Trong khí quyển, phản ứng này chính là sự khởi đầu cho quá trình tạo thành ion nitrate, được coi là một nguồn cung cấp đạm cho đất: N 2  NO  NO 2  HNO 3 Nước mưa với nồng độ acid phù hợp sẽ cung cấp đạm cho đát ở dạng ion nitrate cần thiết cho cây trồng. 5. Ứng dụng
2 - Trong sản xuất rượu bia, khí nitrogen được bơm vào các bể chứa để loại khí oxygen. - Trong công nghệ đóng gói thực phẩm, khí nitrogen được bơm vào túi để loại bỏ khí oxygen và làm phồng bao bì. - Trong chữa cháy, nitrogen dùng để dập tắt các đám cháy do hóa chất, chập điện,… - Trong lĩnh vực ý tế, nitrogen lỏng được dùng để bảo quản máu, tế bào, dịch cơ thể, trúng, tinh trùng,… II. BÀI TẬP VẬN DỤNG 2.1. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn Dạng nhận biết(7 câu) Câu 1. (SBT – CTST) Ở trạng thái tự nhiên, nitrogen A. tồn tại ở dạng đơn chất và hợp chất. B. chỉ tồn tại ở dạng đơn chất. C. chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. D. tự do chiếm khoảng 20% thể tích không khí. Câu 2. (SBT – KNTT) Khí nào phổ biến nhất trong khí quyển Trái Đất? A. Oxygen. B. Nitrogen. C. Ozone. D. Argon. Câu 3. (SBT – CTST) Cấu hình electron nguyên tử của nitrogen là A. 1s 2 2s 2 2p 1 . B. 1s 2 2s 2 2p 5 . C. 1s 2 2s 2 2p 4 . D. 1s 2 2s 2 2p 3 . Câu 4. (SBT – KNTT) Số liên kết σ và số liên kết π trong phân tử nitrogen lần lượt là A. 2 và 1. B. 0 và 3. C. 3 và 0. D. 1 và 2. Câu 5. (SBT – KNTT) Số oxi hoá thấp nhất của nitrogen là A. –3. B. 0. C. +1. D. +4 Câu 6. SGK – CTST) Hình vẽ dưới đây mô phỏng thí nghiệm chứng minh tính chất vật lí của nitrogen: Thí nghiệm này chứng minh nitrogen A. là một chất khí. B. duy trì sự sống và sự cháy. C. không duy trì sự cháy. D. chiếm 78,1% thể tích không khí. Câu 7. (SBT – CTST) Điều nào sau đây đúng về tính chất hóa học của N 2 ? A. N 2 chỉ có tính khử. B. N 2 chỉ có tính oxi hoá. C. N 2 vừa có tính khử, vừa có tính oxi hoá. D. N 2 có tính acid. Dạng thông hiểu(7 câu) Câu 8. (SBT – KNTT) Trong tự nhiên, nguyên tố nitrogen có hai đồng vị bền là 14 N (99,63%) và 15 N (0,37%). Nguyên tử khối trung bình của nitrogen là A. 14,000. B. 14,004. C. 14,0037. D. 14,063. Câu 9. (SBT – KNTT) Trong những cơn mưa dông kèm sấm sét, nitrogen kết hợp trực tiếp với oxygen tạo thành sản phẩm là A. NO. B. N 2 O. C. NH 3 . D. NO 2 .
3 Câu 10. (SBT – KNTT) Nitrogen thể hiện tính khử trong phản ứng nào sau đây? A. N 2 + O 2 o t ⇀ ↽ 2NO. B. N 2 + 3H 2 ot, p, xt⇀ ↽ 2NH 3 . C. 3Ca + N 2 ot Ca 3 N 2 . D. 3Mg + N 2 ot Mg 3 N 2 . Câu 11. Trong tự nhiên, phản ứng giữa nitrogen và oxygen xảy ra trong những cơn mưa dông sấm sét, khởi đầu cho quá trình chuyển hóa từ nitrogen thành nitric acid. Nitric acid tan trong nước mưa và phân li ra ion nitrate (NO 3 – ) là một dạng phân đạm mà cây trong hấp thụ được để sinh trưởng và phát triển. Quá trình chuyển hóa từ nitrogen thành nitric acid qua mấy giai đoạn? A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. Câu 12. (SBT – KNTT) Trong tự nhiên, phản ứng giữa nitrogen và oxygen (trong cơn mưa dông kèm sấm sét) là khởi đầu cho quá trình tạo và cung cấp loại phân bón nào cho cây? A. Phân kali. B. Phân đạm ammonium. C. Phân lân. D. Phân đạm nitrate. Câu 13. (SGK – Cánh Diều) Khi rút xăng, dầu ra khỏi các bồn chứa, người ta thường bơm khí nitrogen để thay thế hoàn toàn toàn hoặc một phần không khí làm giảm nồng độ oxygen để giảm nguy cơ cháy nổ. Tính chất nào sau đây của nitrogen được sử dụng trong trường hợp trên? A. Nitrogen chiếm 78% thể tích không khí. B. Nitrogen trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường. C. Nitrogen tác dụng được với oxygen ở nhiệt độ thường. D. Nitrogen có tính oxi hóa mạnh ở điều kiện thường. Câu 14. Cho các phát biểu sau: (a) Trong không khí, nitrogen chiếm khoảng 78% về thể tích. (b) Phân tử N 2 có chứa liên kết ba bền vững nên N 2 trơ về mặt hóa học ngay cả khi đun nóng. (c) Nitrogen lỏng thường được sử dụng để bảo quản mẫu vật phẩm trong y học. (d) Phần lớn nitrogen được sử dụng để tổng hợp ammonia từ đó sản xuất nitric acid, phân bón,… Số phát biểu đúng là A. 2. B. 3. C. 4. D. 1. Chọn B: Phát biểu đúng: (a), (c) và (d) (e) sai, ở nhiệt độ cao, N 2 trở nên hoạt động. 2.2. Dạng trắc nghiệm đúng sai Dạng nhận biết (2 câu) Câu 15. Nguyên tố nitrogen ở ô số 7, nhóm VA, chu kì 2 trong bảng tuần hoàn. a) Nitrogen là nguyên tố phi kim. b) Nguyên tử nitrogen có 5 electron ở lớp ngoài cùng. c) Nguyên tử nitrogen có 3 electron độc thân. d) Nguyên tử nitrogen có khả năng tạo ra 5 liên kết cộng hóa trị với nguyên tố khác. Giải: a. Đúng b. Đúng c. Đúng d. Sai Cấu hình electron của N: 1s 2 2s 2 2p 3 Câu 16. (SBT – Cánh Diều) Phát biểu nào sau đây về nguyên tố nitrogen (N) là đúng hay sai? a) Nguyên tử nguyên tố nitrogen có cấu hình electron là 1s 2 2s 2 2p 3 . b) Nguyên tử nguyên tố nitrogen có 3 electron hoá trị. c) Nguyên tố nitrogen thuộc chu kì 2, nhóm VA trong bảng tuần. d) Trong một số hợp chất, nguyên tử nitrogen có thể dùng cặp electron hoá trị riêng để tạo một liên kết cho – nhận với nguyên tử khác. Giải:
4 a. Đúng b. Sai c. Đúng d. Đúng Dạng thông hiểu( 1 câu) Câu 17. Mô hình phân tử nitrogen và năng lượng liên kết trong phân tử nitrogen như hình dưới: a) Phân tử nitrogen gồm hai nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết ba. b) Trong phân tử nitrogen có 2 liên kết σ và 1 liên kết π. c) Phân tử nitrogen có năng lượng liên kết lớn nên rất khó bị phá vỡ. d) Ở nhiệt độ cao, phân tử nitrogen rất bền, khá trơ về mặt hoá học. Giải: a. Đúng b. Sai c. Đúng d. Sai Dạng vận dụng(1 câu) Câu 18. (SGK – Cánh Diều) Cho giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của các phản ứng sau: (a) N 2 (g) + 3H 2 (g) o 400600 C, 200 bar, Fe ⇀ ↽ 2NH 3 (g) or298H = –91,8 kJ (b) N 2 (g) + O 2 (g) o t ⇀ ↽ 2NO(g) or298H = 182,6 kJ a) Phản ứng (a) thu nhiệt, phản ứng (b) tỏa nhiệt. b) Nhiệt tạo thành chuẩn của NH 3 và NO lần lượt là: – 45,9 kJ.mol –1 và 182,6 kJ.mol –1 . c) Khi tăng nhiệt độ, (a) cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, (b) cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. d) Phản ứng (a) diễn ra thuận lợi hơn phản ứng (b). Giải: a. Sai b. Sai c. Sai d. Đúng a. Sai Phản ứng (a) toả nhiệt, phản ứng (b) thu nhiệt. b . Sai Nhiệt tạo thành chuẩn của NH 3 và NO là: – 45,9 kJ.mol –1 và 91,3 kJ.mol –1 . c. Sai Khi tăng nhiệt độ, (a) cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, (b) cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. d . Đúng 2.3. Dạng trả lời ngắn Dạng nhận biết(3 câu) Câu 19. Trong vỏ Trái Đất, nitrogen tồn tại tập trung ở một số mỏ khoáng dưới dạng sodium nitrate (NaNO 3 thường gọi là diêm tiêu Chile). Tổng số nguyên tử trong phân tử sodium nitrate là bao nhiêu? Giải: Tổng số nguyên tử trong phân tử sodium nitrate là là 5. Câu 20. Tổng liên kết σ và số liên kết π trong phân tử nitrogen là? Giải: Tổng liên kết σ và số liên kết π trong phân tử nitrogen là 3