MỞ ĐẦU

Từ ammonia, thông qua phản ứng nào có thể sản xuất phân đạm chứa ion ammonium? Ammonia đóng vai trò gì trong phản ứng đó?

Giải chi tiết:

Trong công nghiệp, phản ứng giữa ammonia với acid được dùng để sản xuất phân bón.

Ví dụ:

NH₃ + HCl → NH₄Cl

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

Trong các phản ứng này ammonia đóng vai trò là base.

I. AMMONIA

HOẠT ĐỘNG

1. Viết cấu hình electron của các nguyên tử H (Z = 1) và N (Z = 7)

2. Trình bày các bước lập công thức Lewis của phân tử ammonia.

Giải chi tiết:

1. Cấu hình electron của nguyên tử H là 1s¹, của nguyên tử N là 1s²2s²2p³

2. Đặt 3 cặp electron giữa N và 3H (a), đặt cặp electron vào nguyên tử N, thu được công thức electron (b), thay mỗi cặp electron liên kết bằng một gạch hóa trị, thu được công thức Lewis (c):

a)

b)

c)

Câu hỏi 1 trang 34 sgk hóa học 11 kntt

Từ đặc điểm cấu tạo của phân tử ammonia, hãy giải thích tại sao các phân tử ammonia có khả năng tạo liên kết hydrogen mạnh với nhau.

Giải chi tiết:

- Nguyên tử nitogen còn một cặp electron không liên kết, tạo ra vùng có mật độ điện tích âm trên nguyên tử nitrogen.

- Liên kết N-H phân cực, cặp electron dùng chung lệch về nguyên từ nitrogen làm cho nguyên tử hydrogen mang một phần điện tích dương.

- Vùng điện tích âm trên nguyên tử nitrogen của phân tử ammonia này liên kết với phần điện tích dương của nguyên tử hydrogen của phân tử ammonia khác sẽ tạo liên kết N-H tương đối bền với năng lượng liên kết là 386 kJ/mol.

Câu hỏi 2 trang 34 sgk hóa học 11 kntt

Hãy giải thích tại sao ammonia tan tốt trong nước.

Giải chi tiết:

Giữa các phân tử ammonia (chất tan) và phân tử nước (dung môi) có tương tác mạnh nên ammonia phân tán tốt vào nước, tức tan tốt trong nước. Hai tương tác cơ bản giữa các phân tử ammonia và nước là liên kết hydrogen và tương tác van der Waals (phân tử ammonia và nước đều phân cực mạnh).

HOẠT ĐỘNG

Trong công nghiệp, phản ứng giữa ammonia với acid được dùng để sản xuất phân bón:

NH₃ + HCl → NH₄Cl

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

Xác định chất cho, chất nhận proton trong mỗi phản ứng trên. Dùng mũi tên để biểu diễn sự cho, nhận đó.

Giải chi tiết:

Trong các phản ứng trên, NH₃ nhận proton (H⁺) nên thể hiện là base; HCl, HNO₃ và H₂SO₄ nhường proton nên thể hiện là acid

Câu hỏi 3 trang 35 sgk hóa học 11 kntt

Trong hai phản ứng oxi hóa ammonia bằng oxygen ở trên, hãy:

a) Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa.

b) Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử.

Giải chi tiết:

Quá trình oxi hóa:

Quá trình khử:

Quá trình oxi hóa:

Quá trình khử:

HOẠT ĐỘNG

Sưu tầm một số hình ảnh để báo cáo, thuyết trình về ứng dụng của ammonia trong thực tiễn. Sử dụng các tính chất vật lí và hóa học để giải thích cơ sở khoa học của các ứng dụng này.

Giải chi tiết:

Ammonia có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, y học và đời sống.

Phần lớn ammonia được sử dụng làm phân bón như urea, đạm ammonium, ammophos

Ammonia có nhiệt bay hơi lớn nên được dùng làm chất làm lạnh trong nhiều hệ thống làm công nghiệp, hệ thống điều hòa không khí tổng

Ammonia là nguyên liệu trong sản xuất nitric acid theo phương pháp Ostwald, sản xuất soda theo phương pháp Solvey

Ammonia lỏng là dung môi ion hóa được sử dụng khá phổ biến. Các kim loại kiềm tan vào ammonia lỏng tạo dung dịch màu xanh lam có chứa ion kim loại và electron

Ví dụ: Na(s) → Na⁺(aq) + e^-(aq)

Ngoài ra, ammonia được dùng trong xử lí môi trường, chất tẩy rửa bề mặt, kiểm soát pH của nước, trung hòa acid để bảo vệ thiết bị khỏi ăn mòn.

HOẠT ĐỘNG

Vận dụng kiến thức về cân bằng hóa học, tốc độ phản ứng, biến thiên enthalpy để giải thích các điều kiện của phản ứng sản xuất ammonia, cụ thể:

1. Nếu tăng hoặc giảm nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng và tốc độ phản ứng như thế nào?

2. Nếu giảm áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều nào? Tại sao không thực hiện ở áp suất cao hơn?

3. Vai trò của chất xúc tác trong phản ứng là gì?

Giải chi tiết:

1. Nếu tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nhiệt độ (là chiều thu nhiệt, chiều nghịch), tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ phản ứng nghịch

Ngược lại, nếu giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt (là chiều thuận) giảm nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ phản ứng thuận

2. Nếu giảm áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng áp suất (là chiều tăng số mol khí, chiều nghịch)

Ở áp suất càng cao thì yêu cầu về chất lượng thiết bị, an toàn lao động càng cao tăng chi phí chế tạo, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng thiết bị

3. Chất xúc tác làm tăng cả tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch, làm hệ nhanh đạt đến trạng thái cân bằng.

II. MUỐI AMMONIUM

Câu hỏi 4 trang 37 sgk hóa học 11 kntt

a) So sánh phân tử ammonia và ion ammonium về dạng hình học, số liên kết cộng hóa trị, số oxi hóa của nguyên tử nitrogen

b) Viết phương trình hóa học minh họa tính acid/base của ammonia và ammonium

Giải chi tiết:

Đặc điểm, tính chất	Phân tử ammonia	Ion ammonium
Dạng hình học	Chóp tam giác	Tứ diện đều
Số liên kết cộng hóa trị	3	4
Số oxi hóa của nitrogen	- 3	- 3
Tính acid Brnsted		Yếu
Tính base Brnsted	Yếu