Giáo án Hóa học Lớp 11 - Bài 11: Amoniac và muối Amoni (Bản hay)

BÀI 11 AMONIAC VÀ MUỐI AMONI A/. MỤC TIÊU : Kiến thức : Giúp học sinh biết : . tính chất vật lí , hoá học của amoniac và muối amoni . . Vai trò quan trọng của amoniac và muối amoni trong đời sống và trong kĩ thuật . . Phương pháp điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp . Kĩ năng : . Dựa vào cấu tạo phân tử để giải thích tính chất của amoniac và muối amoni . . Vận dụng các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và nguyên lí chuyển dịch cân bằng để giải thích các điều kiện kĩ thuật trong sản xuất amoniac . . Rèn luyện khả năng lập luận logic , khả năng viết các phương trình trao đổi ion . 3/- Tình cảm và thái độ: Cũng cố lòng ham thích học tập môn hoá học. Vận dụng vào thực tế cuộc sống để có thể hoà hợp với môi Trường thiên nhiên và cộng đồng . B/- CHUẨN BỊ: 1/- Phương pháp: Đàm thoại gợi mở, trực quan, thí nghiệm. 2/- Đồ dùng dạy học: . Dụng cụ và hóa chất phát hiện tính tan của NH3 . . Tranh (Hình 2.6) : sơ đồ thiết bị tổng hợp amoniac trong công nghiệp . . Các dung dịch :CuSO4, NaCl, AgNO3, NH3, NH4Cl, NaOH . Chất rắn : NH4Cl . HS : Sưu tầm tài liệu về ứng dụng của amoniac . . Ống nghiệm . C/- TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC: AMONIAC Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi I . Cấu tạo phân tử : H oạt động 1 : GV : Hướng dẫn HS dựa vào SGK trả lời câu hỏi : - Dựa vào cấu tạo nguyên tử nitơ , nguyê tử hiđro hãy mô tả sự hình thành phân tử amoniac . - Viết công thức elctron và CTCT của phân tử amoniac GV bổ sung và kết luận Phân tử amoniac có cấu tạo hình tháp ,nguyên tử nitơ ở đỉnh tháp còn 3nguyên tử hiđro nằm ở 3đỉnh của tam giác đều là đáy của hình tháp II . Tính chất vật lí : H oạt động 2 : GV : - Cho HS quan sát trạng thái ,màu sắc ống nghiệm chứa sẳn khí amoniac và hé mở nút đ ể HS ngửi . - Tìm tỉ khối của amoniac đối với không khí . GV : Làm thí nghiệm : - Chuẩn bị lọ thu đầy khí NH3 ,đậy lọ bằng nút cao su có ống thuỷ tinh vuốt nhọn ,đầu nhọn quay vào trong lọ - chuẩn bị một chậu nước ,nhỏ vào đó vài giọt phenolphtalein . -Nhúng ống thuỷ tinh vào chậu nứoc . thoạt đàu dâng lên từ từ trong ống thuỷ tinh ,sau đó phun mạnh vào lọ và nước trong lọ có màu hồng . GV bổ sung : Khí NH3 tan rất nhiều trong nước , ở diều kiện thường 1lít nước hoà tan khoảng 800 lít NH3 III .Tính chất hoá học H oạt động 3 : 1 . Tính bazơ yếu a) . Tác dụng với nước : GV : Dung dich amoniac có biểu hiện tính chất của một kiềm yếu như thế nào Gợi ý : -Dựa vào thuyết axít – bazơ củaBron-stêt . - Dựa vào tính hoá học chung của bazơ . - Dựa vào SGK b.) Tác dụng với axit : GV:Dựa vào SGK giải thích hiện tượng “ khói “ ở hình 2.4 c,) Tác dụng với dd muối GV cho HS viết phản ứng của dd muối nhôm với dd amoniac H oạt động 4: 2 . Khả năng tạo phức : GV : - Cho HS viết 2 phản ứng tạo phức của Cu(OH)2 ,AgCl với dd NH3 - Bổ sung : Các ion [Cu(NH3)4]2+ , [Ag(NH3)2]+ là các ion phức được tạo thành nhờ liên kết cho – nhận giữa cặp electron chưa liên kết ở nitơ trong phân tử NH3 với các obitan trống của ion kim loại H oạt động 5 : 3. Tính khử : GV: Yêu cầu HS dự đoán tính chất hoá học của amoniac dựa vào khả năng thay đổi số oxi hoá của nitơ . Gợi ý – Xác định số oxi hoá của nitơ trong phân tử amoniac . - số oxi hoá có thể có của nitơ GV yêu cầu HS cho biết tính khử của NH3 biểu hiện như thế nào , viết các PTHH H oạt động 6: IV Ứng dụng : GV trình bày tài liệu sưu tầm được về ứng dụng của NH3 H oạt động 7 : V. Điều chế : GV yêu cầu HS nghiêncứu trong SGK vàtìm hiểu trong thực tế GV yêu cầu HS áp dụng nguyên lí Lơ Sa-tơ-li –ê để làm cho cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành NH3 GV dùng sơ đồ thiết bị tổng hợp amoniac để giải thích quá tình chuyển vận của nguyên liệu và sản phẩm trong thiết bị tổng hợp NH3 (chú ý chutrình kín ) . HS : nguyên tử có 5 electron hoá trị , trong đó có 3 electron độc thân và 1 cặp elctron ghép đôi .Trong phân tử amoniac nguyên tử nitơ tạo thành 3 cặp electron chung với 3 nguyên tử hiđro . nguyên tử nitơ còn 1 cặp electron chưa thamgia liên kết . Liên kết trong phân tử amoniac là liên kết cộng hoá trị có cực , do nguyên tử nitơ có độ âm điện lớn hơn nguyên tử hiđro . HS : Viết CT electron và CTCT HS nhận xét : - Amoniac là chất khí không màu , mùi khai , xốc . - Tỉ khối d NH3/kk = 17:29 = 0,59 - Vậy amoniác nhẹ hơn không khí HS quan sát hiện tượng và giải thích : - Nước phun rất mạnh vào lọ , nguyên nhân là do khí NH3 tan rất nhiều trong nước ,làm giảm áp suất trong lọ , nước phun vào lọ để cân bằng áp suất . - dung dịch trong lọ có màu hồng là do phenolphtalein không màu hoá hồng trong dung dịch kiềm , v ậy dung dịch amoniac có tính kiềm HS : Khi tan trong nước , môt phần nhỏ các phân tử amoniac kết hợp với ion H+ của nước , tạo thành ion amoni (NH4+ ) và ion hiđroxit . PTHH : NH3 + H2O NH4+ + OH- -Dựa vào thuyết axít – bazơ củaBron-stêt ( bazơ là chất nhận proton , có thể là phân tử hoặc ion ) - Dựa vào tính hoá học chung của bazơ ( tính chất của các anion OH- trong dung dịch ) Vậy trong dd, amoniac là một bazơ yếu (chỉ có mộ tphần nhỏ phân tử NH3 kết hợp với ion H+ ) HS : Khi đặt hai bình mở nút đựng dd HCl đặc và NH3 đặc gần nhau thì thấy có “ khói “ màu trắng tạo thành . “khói” là những hạt nhỏ li ti của tinh thể amoni clorua (NH4Cl ) .Muối này được tạo thành do khí amoniac và khí hiđro clorua hoáhợp với nhau HS viết phản ứng HS viết phản ứng HS : - Trong phân tử amoniac nitơ có số oxi hoá là -3 - số oxi hoá có thể có của nitơ là: -3 , 0 ,+1 , +2 ,+3 , +4 , +5 - số oxi hoá của nitơ trong amoniac chỉ có thể tăng lên ,amoniac có tính khử HS viết PTHH : -tác dụng với oxi. -tác dụng với clo . -tác dụng với oxit kim loại I . Cấu tạo phân tử : -Công thức elec tron : H : NŠ : H HŠ -Công thức cấu tạo : H - N – H | H Kết luận : Trong phân tử amoniac , nguyên tử nitơ liên kết với 3 nguyên tử hiđro bằng 3 liên kết cộng hoá trị có cực . ở nguyên tử nitơ có 1căp electron lớp ngoài cùng chưa liên kết . II . Tính chất vật lí - Amoniac là chất khí không màu ,có mùi khai ,xốc , nhẹ hơn không khí . -khí amoniac tan rất nhiều trong nước ( ở ĐK thường1 lít nước hoà tan khoảng 800 lít NH3 ) , tạo thành dung dịch có tính kiềm yếu , dd NH3 đđ thường có nồng độ 25% ( D= 0,91 g/cm3 ) III .Tính chất hoá học 1 . Tính bazơ yếu : a) . Tác dụng với nước : Khi tan trong nước , môt phần nhỏ các phân tử amoniac kết hợp với ion H+ của nước , tạo thành ion amoni (NH4+ ) và ion hiđroxit . PTHH : NH3 + H2O NH4+ + OH- - Trong dd , amoniac là một bazơ yếu ,ở 25oC Kb = 1,8 . 10-5 - Dung dịch amoniac làm phenolphtalein từ không màu chuyển sang màu hồng , quì tím chuyển màu xanh . -Ngưòi ta dùng quì tím ẩm nhận biêt khí amoniac . b.) Tác dụng với axit : Amoniac (dạng khí cũng như dd ) kết hơp dễ dàng với axit tạo thành muối amoni. Thí dụ 1 : 2NH3 + H2SO4 ( NH4 )2SO4 NH3 + H+ NH4+ Thí dụ 2 : NH3 ( k) + HCl (k ) NH4Cl (r ) Phản ứng được dùng để biết khí amoniac . c,) Tác dụng với dd muối : Dd amoniac có khả năng làm kết tủa nhiều hiđroxit kim loại khi tác dụng vơi dd muối của chúng Thí dụ : Al3+ +3NH3+3H2OAl(OH)3 +3NH4+ 2 . Khả năng tạo phức : Dd amoniac có khả năng hoà tan hiđroxit hay muối ít tan của một số kim loại,tạo thành dd phức chất Thí dụ 1 : Cu(OH)2 + 4NH3 [ Cu(NH3)4](OH)2 Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH- Thí dụ 2 : AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]Cl AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl- 3. Tính khử : a.) tác dụng với oxi : -không có xúc tác tạo ra khí nitơ và hơi nước . -3 t0 0 4NH3 + 3O2 2N2 +6H2O -Có xúc tác tạo ra NO và nước -3 t0 +2 4NH3 + 5O2 4NO +6H2 O XT b.) Tác dụng với clo : Dẫn khí NH3 vào bình co khí clo , NH3 tự bốc cháy cho ngọn lửa có “ khói “ trắng -3 0 2NH3 + 3Cl2 N2 + 6HCl c.) tác dụng với oxit kim loại : Khi đun nóng ,NH3 có thể khử một số oxit kim loại -3 t0 0 2NH3 + 3CuO 3Cu +N2 + 3H2O * Kết luận : - Amoniac ở trạng thái khí hay trong dd đều thể hiện tính bazơ yếu . Tác dụng với axit tạo thành muối amoni và kết tủa được hiđroxit của nhiều kim loại. - Amoniac có tính khử : Phản ứng được với oxi , clo và khử một số oxit kim loại, số oxi hoá của nitơtrong amoniac tăng từ -3 lên 0 hoặc +2 . -Amoniac có khả năng tạo phức với nhiều ion kim loại nhờ liên kết cho-nhận IV Ứng dụng : Amoniac được sử dụng để sản xuất axit nitric; các loại phân đạm như urê [(NH2)2CO ,NH4NO3 ,(NH4)2SO4 , điều chế hiđrazin(N2 H4) làm nhiên liệu cho tên lửa. Amoniac lỏng được dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh V. Điều chế : 1.Trong phòng thí nghiệm : Cho muối amoni tác dụng với chất kiềm khi đun nóng nhẹ Thí dụ : to 2NH4Cl + Ca(OH)2 2NH3+ CaCl2 + 2H2O Đun nóng ddamoniac đậm dặc 2.Trong công nghiệp : Amoniác được tổng hợp từ khí nitơ và khí hiđro : t0 xt 3H2 (k) + N2 2NH3 , H = - 92 kj p Điều kiện tối ưu đêsản xuất amoniác trong công nghiêp là : Aùp suất : 200 -300 atm Nhiệt độ :450 -500 0 C Chất xúc tác : Sắt kim loại trộn thêm Al2 O3 vàK2O MUỐI AMONI H oạt động 8 : I.Tính chất vậylí: GV cho HS quan sát tinh thể muối amoni clorua . Lấy một ít tinh thể NH4Cl hoà tan vào nước . Dùng quì tím để thử môi trường của dd NH4Cl . Hãy nhận xét trạng thái ,màu sắc , khả năng tan và màu sắc củadd H oạt động 9 : II Tính chất hoá học : GV làm thí nghiệm dd [(NH4)2SO4] tác dung dịch NaOH 2 .Phản ứng nhiệt phân GV Làm thí nghiệm lấy một ít muối NH4Cl cho vào ống nghiệmkhô , đun nóng vàquan sát . Muối amonikhi đun nóng tạo ra các sản phẩm khác nhau tuỳ thuộc vào bản chát axit tạo nên muối. GV kết luận : muối amoni dễ dàng tham gia phản ứng trao đổi ion .Phản ứng của các dung dịch muối amonivớidung dịch kiềm được dùng để điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm hay dùng để nhận biết muối amoni. Muối amoni dễ dàng bị nhiệt phân huỷ .tuỳ thuộc vào axít tạo thành muối có tính oxi hoá hay không mà sản phẩm phân huỷ nhiệt có thể là NH3 hay các sản phẩm khác : N2 , N2O HS : Là tinh thể không màu , tan dễ dàng tromg nước ,dd co pH < 7 HS quan sát và viết PTHH dạng phân tử và ion rút gọn HS quan sát và giải thích ,viết PTHH I .Tính chất vậylí: Muối amoni là những chất tinh thể ion, gồm cation amoni ( NH4+) và amion gốc axít . - tất cả các muối amoni đều tan trong nước , là chất điện li mạnh II Tính chất hoá học : Tác dụng với dung dịch kiềm Dd đậm đăc của muối amoni tác dụng với dd kiềm khi đun nóng sẽ chokhí NH3 bay ra : Thí dụ : t0 (NH4)2SO4+2NaOH 2NH3 + Na2SO4 + 2 H2O NH4+ +OH- NH3+H2O Phản ứng trên : Ion NH4+ nhường H+ cho ion OH- , vậy trong dd ion NH4+ là một axit . Phản ứng trên được dùng để điều chê NH3 trong phòng thí nghiệm và để nhận biết muối amoni . Phản ứng nhiệt phân: Khi đun nóng , các muối amoni dễ bị phân huỷ ,tạo ra các sản phẩm khác nhau . - muối amoni chứa gốc axit không có tính oxi hoá khi đun nóng bị phân huỷ thành amoniac Thí du to NH4 Cl (r ) NH3 ( r) +HCl (k) -Các muối (NH4 )2 CO3 ,NH4HCO3 bị phân huỷ chậm ngay ở nhiệt độ thường . (NH4)2CO3 NH3 +NH4HCO3 NH4HCO3 NH3 +CO2 + H2 O NH4HCO3 được dùng làm xốp bánh -Muối amoni có chứa gốc axit có tính oxi hoá như axit nitơ ,axit nitric khi bị nhiệt phân cho ra N2 ,N2O và nước . to NH4NO2 N2 + 2H2O to NH4NO3 N2O + 2H2O Những phản ứng này đựoc dùng để điều chế N2vàN2O trong phòng thí nghiệm . CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 1 Dung dịch amoniac có thể hoà tan được Zn(OH)2 là do : a. Zn(OH)2 là hiđroxit lưỡng tính . b .Zn(OH)2 là một bazơ ít tan . - c .Zn(OH)2 có khả năng tạo thành phức chất tan, tương tự như Cu(OH)2 . d .NH3 là một hợp chất có cực và là một bazơ yếu 2. Có thể phân biệt muối amoni với các muối khác bằng cách cho nó tác dụng với dung dịch kiềm, vì khi đó a.Thoát ra một chất khí màu lục nhạt. - b. Thoát ra một chất khí không màu ,mùi khai,làm xanh giấy quì tím ẩm . c. thoát ra một chất khí màu nâu đỏ ,làm xanh giấy quì tím ẩm d. Thoát ra chất khí không màu, không mùi 3. Nhận đ ịnh nào sau đây đúng . a.phân tử NH3 phân cực b. NH3 tan nhiều trong nước c . NH3 là một bazơ - d. Tất cả đều đúng 4. Phản ứng nào dưới đây chứng minh có tính bazơ to a. NH3 + CuO Cu +N2 + H2O - b . NH3 + HNO3 NH4NO3 + H2O c. NH3 + O2 2N2 + 6H2O d . NH3 + 3Cl2 6HCl + N2 5.có 4 dung dịch trong 4 lọ mất nhãn :amonisunfat, amoni clorua ,natrisunfat , natrihiđroxit . nếu chỉ được dùng một thuốc thử để nhận biết 4 chất lỏng trên ta có thể dùng thuốc thử nào sau đây . a. dung dịch AgNO3 b .dung dịch KOH c .dung dịch BaCl2 - d .dung dịch Ba(OH)2 6. Một hỗn hợp khí gồm H2 và N2 có thể tích bằng nhau đi qua thiết bị tiếp xúc có 75% H2 tác dụng . phần trăm thể tích NH3 trong hỗn hợp khí khi đi ra ngoài tháp tiếp xúc là a. 53,33 % b .25% - c . 33,33 % d . 28,6 % 7. Có thể dùng trong số các chất sau đây để làm khô khí NH3 - a. cao b . P2O5 c . H2SO4 đậm đặc d. CaCO3 8.Cho 30 lít N2 tác dung với 30 lít hiđro trong điều kiện thích hợp sẽ tạo ra một thể tích NH3 (đktc) khi hiệu suất phản ứng đạt 30% là : - a. 6 lít b. 20lít c. 10 lít d. 16 lít 9. Chọn câu đúng : a. NH3 vừa là chất khử vừa là chất oxi hoá . - b. NH3 lỏng được dùng trong máy lạnh . c. NH3 không tác dụng được với NH4OH , N2 ,Cl2 , CuO . d . Tác dụng được với O2 ,HNO3 H2SO4 ,HCl , NO2 10. Phản ứng nào sau đây chứng tỏ NH3 ccó tính bazơ a.NH3 N2 + 3H2 +Q - b . NH3 + HCl đ NH4Cl c . NH3 + O2 2N2 +6H2 O + Q d. NH3 +3Cl2 6HCl + N2 .