Giáo án Hóa học Lớp 11 nâng cao - Bài 10: Nitơ - Dương Văn Toàn

Tiết:16 Tuần 8 Ngày soạn :29/08/07 BÀI 10 N I TƠ I –MỤC TIÊU BÀI HỌC 1-Kiến thức :HS biết -Phương pháp điều chế Nitơ trong côg nghiệp và trong phòng thí nghiệm -Tính chất vật lí tính chất hoá học và ứng dụng của Nitơ 2-Kĩ năng: Vận dụng đặc điểm cấu tạo phân tử của Nitơ để giải thích tính chất vật lí, hoá học của Nitơ . Rèn luyện kĩ năng suy luận logic. 3-Tình cảm thái độ: Yêu mến bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên II-CHUẨN BỊ -GV hệ thống các câu hỏi. -HS: Nắm được các kiểu liên kết hoá học. phương pháp điều chế N2 trong công nghiệp III PHƯƠNG PHÁP : Đàm thoại , nêu vấn đề IV-TIẾN TRÌNH BÀI DẠY - Ổn định lớp - HOẠT ĐỘNG 1 Kiểm tra bài cũ: -Trình bày tính chất chung của các nguyên tố nhón Nitơ ? HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG 2 GV: Trạng thái bền về cấu hình e của nguyên tử. Dựa vào cấu hình e của nguyên tử Nitơ ( Z=7) hãy mô tả sự liên kết trong phân tử Nitơ? HS:( nêu lên được quá tình hình thành liên kết ba trong phân tử ) Nitơ là đơn chất phi kim có những lí tính ntn? ta tiếp tục tìm hiểu lí tính HOẠT ĐỘNG 3 GV: yêu cầu hs nghiên cứu SGK và kiến thức thực tế. Hãy nêu trạng thái vật lí của đơn chất Nitơ? ( Trong KK N2 chiếm khoảng 80% ) N2 là đơn chất trong phân tử có LKCHT ba do đó khả năng tham gia phản ứng ntn ta tiếp tục tìm hiểu phần hoá tính. HOẠT ĐỘNG 4 GV: Yêu cầu hs giải thích vì sao N2 ở nhiệt độ thường là chất khí hầu như trơ về mặt hoá học.( ) HS: dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử Nêu các số OXH của nitơ trong các đơnvà hợp chấtdự đoán tính chất hoá học của N2 HOẠT ĐỘNG 5 GV nêu vấn đề .Tính chất oxihoa N2 tác dụng được với những chất nào? GV yêu cầu - hs viết ptpư giữa nitơ với H2 và các kim loại ngoài SGK.( Tác dụng trực tiếp tạo hợp chất ).Khả năng phản ứng với KLK và KL khác -hs xác định số oxh của Nitơ trong phản ứng đồng thời gọi tên sản phẩm E lk của N2 964 kJ/molrất bền độ phân li của N2 0,1 % HOẠT ĐỘNG 6 Trong điểu kiện nào thì nitơ là chất khử? Hs cho ví dụ . Những công thức oxit nào được đc trực tiếp từ nitơ và oxi.Ở có 2%NO, có 5,3% NO Khi nào nguyên tố nitơ thể hiện tình oxihoá, tính chất khử HOẠT ĐỘNG 7 HS: Cho biết trong tự nhiên nitơ có ở đâu? Dưới dạng nào? GV yêu cầu hs nhắc lại phương pháp điều chế O2 trong công nghiệp bằng pp chưng cất phân đoạn không khí lỏng Trong cong nghiệp ni tơ được đ/c như thế nào? Vì sao nâng nhiệt độ đến -196oC thu được N2 ? Trong PTN N2 đươc điều chế từ những nguyên liệu nào. viết PTPƯ Hãy nêu các ứng dụng của nitơ dựa trên lí tính,hoá tính I CẤU TẠO PHÂN TỬ - Hai nguyên tử Nitơ liên kết với nhau bằng 3 liên kết CHT không cực tạo thành phân tử Nitơ ( N ) I TÍNH CHẤT VẬT LÝ -Ở điều kiện thường N2 là chất khí, không màu,không mùi, không vị, nhẹ hơn kông khí ( d = 28/29 » 0,9656 ) hoá lỏng -196OC, hoá rắn -210oC, ít ta trong nước, không duy trì sự cháy và sự sống . III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC -Ở nhiệt độ thường N2 hầu như trơ về mặt hoá học vì phân tử có liên kết CHT ba bền ( E liên kết khá lớn ). - Ở nhiệt độ cao, có chất xt N2 trở nên hoạt động. - trong phản ứng hoá học nitơ có thể hiện làtính oxihoá- khử, nhưng tính chất cơ bản là tính oxihoá. 1/ Tính Oxi hoá Tác dụng với hiđô b- Tác dụng với kim loại : tạo mối Nitrua -Ở nhiệt độ thường tác dụng với Li ( KLK ) ( Liti nitrua ) -Ở nhiệt độ cao phản ứng với một số kim loại ( Nhôm nitrua ) Nhận xét: trong phản ứng với KL và H2 số oxh của nitơ giảm từ 0 xuống -3Nitơ thể hện tính oxihoa 2/ Tính chất khử: Nhiệt độ khoảng N2 kết hợp trực tiếp với Oxi tạo NO ( mono oxit ) ( khí không màu ) H= +180KJ 2NO + O2 NO2 ( khí màu nâu đỏ ) Nân xét: trong phản ứng với oxi,số oxh của ni t tăng từ 0 đến +2 thể hiện tính khử KẾT LUẬN -Nitơ thểhiện tính khử khi kết hợp với nguyên tố cólớn hơn. -Nitơ thểhiện tính khử khi kết hợp với nguyên tố cónhỏ hơn. III – TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ 1/ Trạng thaiù tự nhiên. -Dạng tự do: Chiếm 80% thể tích không khí có 2 đồng vị -Dạng hợp chất: Có nhiều trong khoáng vật NaNO3 ( diêm tiêu ), trong Prôtêin, axit nuclêic và nhiều hợp chất hữu cơ. 2/ Điều chế Trong công nghiệp: Chưng cất phân đoạn không khí lỏng Trong phòng thí nghiệm: un nhẹ dung dịch NH4NO2bão hoà NH4NO2 N2 + 2H2O -Đun nhẹ dung dịch bão hoàømuối NaNO2 vàNH4Cl NaNO2 + NH4ClNaCl +N2 + 2 H2O V-ỨNG DỤNG Nitơ có trong thành phần dinh dưỡng chính của thực vật Nitơ dùng để tổng hợp NH3, HNO3, phân đạm,làm môi trường trơ. Nitơ lỏng dùng để bảo quản máu và các mẫu sinh vật. IV.CỦNG CỐ – DẶN DÒ Học sinh làm bài tập 1,2,3 SGK . Bài tập về nhà: 4,5,6 SGK / 10 Tiết:17-18 Tuần 9 Ngày soạn 05/09/07 BÀI 11- AMONIĂC VÀ MUỐI AMONI I –MỤC TIÊU BÀI HỌC 1-Kiến thức: -Tính chất vật lí và hoá học của AMONIAC và muối AMONI -Vai trò quan trọng của Amoniăc và muối Amôni trong đới sống và trong kỹ thuật -Phương pháp điều chế Amoniac trong PTN và trong công nghiệp 2-Kĩ năng -Dựa vào cấu tạo phân tử để giải thích tính chất của amoniac và muối amoni -Vận dụng các yếu tốảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và nguyên lí chuyển dịch cân bằng để giải thích các điều kiện kỹ thuật trong sản xuất amoniac . -Rèn luyện kĩ năng lập luận logic,khả năng viết các PT trao đổi ion II-CHUẨN BỊ -GV: .Tranh vẽ phóng to hình 2.3, 2.3 SGK .Hoá chất: dd NaCl, AgNO3, NH3, NH4Cl ( rắn ), NaOH, bình NH3 .Thiết bị:Ống nghiệm giá để, đũa thuỷ tinh -HS:Xem lại phần các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng III- PHƯƠNG PHÁP :Đàm thoại gợi ý, nêu vấn đề, trực quan IV-TIẾN TRÌNH BÀI DẠY -Ổn định lớp -Kiểm tra bài cũ: Trình bày tính chất hoá học của và phương pháp điều chế N2 ? Viết PTPƯ ? HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG 1 -GV Yêu cầu hs vết CT e và CTCT phân tử NH3 kiểu liên kết trong phân tử NH3? -GV:PT NH3 có cấu tạo hình chóp( H 2.2) do có cấu tạo không đối xứng nên phân tử NH3 phân cực.( , phía N mang phíaH mang+ phân tử NH3 là phân tử phân cực) HOẠT ĐỘNG 2 -GV cho hs quan sát bình chứa NH3 HS:- nêu một số lí tính của NH3 -Dựa vào SGK và hình 2.3 nêu khả năng về tính tan NH3 và hiện tượng dung dịch PP khi hoà tan NH3. Giải thích ? -Kết luận tính chất dd NH3 HOẠT ĐỘNG 3 NH3 còn thừa cặp e tự do theo Bronstêt NH3 có khả năng tham gia với những chất nào -GV mô tảthí nghiệm tính dẫn điện của dd NH3kết luận tính bazơ của NH3 Cách nhận biết khí NH3 và dd NH3? -GV làm thí nghiệm giữa dd NH3 với dd HCl -HS nhận xét hiện tượng, giải thích và viết PTPƯ( vận dụng tính chất này nhận biết khí ,dd NH3 ) -Khả năng nhận Proton của NH3 khi tác dụng với axit -GV phân tích cấu tạo của ion NH4+ DD NH3 có đủ tính chất của dd bazơ, NH3 còn tham gia phản ứng trao đổi ion với dd nào ? điều kiện ? cho ví dụ ngoài SGK HS phân tích vai trò và cơ chế trong loại tính chất này HOẠT ĐỘNG 4 -GV làm thí nghiệm yêu cầu hs nhận xét hiện tượng thí nghiệm. -TN1 dd CuSO4 + dd NH3 -TN2 ddNaCl + ddAgNO3 + ddNH3 đến khi kết tủa tan hoàn toàn. CuSO4+2NH3+2H2O(NH4)2SO4+Cu(OH)2 Cu(OH)2 + 4NH3[Cu(NH3)4](OH)2 AgNO3 +NaClAgCl + NaNO3 AgCl + NH3[Ag(NH3)2]Cl HOẠT ĐỘNG 5 -HS xác định số oxh và đâđ của N trong NH3. NH3 còn thể hiện tính chất gì ? -HS cho ví dụ, viết PTPƯ, xác định số oxh vai trò N trong PƯ -Các PTPƯ của N3 với O2 , Cl2 CuO thuộâc loại PƯ gì ? cân bằng các PƯ ? -GV yêu cầu hs rút ra kết luận chung về tính chất của NH3? HOẠT ĐỘNG 6 -Ứng dụng của NH3 trog cuộc sống và trong sx HOẠT ĐỘNG 7 -HS nêu các ptpư hoá học tạo NH3 -Nguồn nguyên liệu tổng hợp NH3? -Ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng pha khí? -Phản ứng tổng hợp NH3 thực hiện trong đk như thế nào? -GV hướng dẫn hs cơ chế hoạt động của thiết bị tổng hợp NH3. -Ưu điểm của thiết bị ? HOẠT ĐỘNG 8 -Muối amoni là sản phẩm của những loại hợp chất nào? cho ví dụ -Thành phần cấu tạo muối amoni? -GV cho hs quan sát mẫu muối amoni và làm thí nghiệm tính tan? -HS nêu lí tính của muối amoni, kết luận tính chất điện li HOẠT ĐỘNG 9 -GVlàm 2 thí nghiệm của dd NH4Cl với quỳ và với dd NaOH To -Nêu vai trò NH4+, giải thích quỳ chuyển sang đỏ , xanh -HS cho ví dụ về khả năng tham gia PUTĐ ion, điều kiện. -HS nghiên cứu SGK kết luận sản phẩm của phản ứng nhệt phân muối amoni phụ thuộc vào đâu ? -Giải thích hiện tượng thăng hoa hoá học của muối amoniclorua bị nhiệt phân trong ống nghiệm. (NH4)2SO4 NH4HSO4 NH4HSO4 NH3 + H2SO4 H2SO4SO3 + H2O NH3 + SO3SO2 +N2 + H2O A AMONIĂC I- CẤU TẠO PHÂN TỬ AMONIĂC - CTCT H H H -Trong phân tử NH3 nguyên tử N liên kết với 3 nguyên tử H bằng 3 LK CHT có cực ( nguyên tử nitơ còn thừa1 cặp e chưa tham gia liên kết ) , phía N mang phíaH mang+ phân tử NH3 là phân tử phân cực. II-TÍNH CHẤT VẬT LÝ: -Amoniăc là chất khí không màu mùi khai và sốc, nhẹ hơn khôg khí ( d=17/29) , hoá lỏng -34oC, hoá rắn -78oC -Khí NH3 tan nhiều trong nước tạo dd có tính bazơ III -TÍNH CHẤT HOÁ HỌC 1/ Tính bazơ yếu Tác dụng với nước: -Khi tan trong nước một phần nhỏ NH3 kết hợp với H+ của nước và giải phóng OH- dd NH3 là bazơ yếu làm xanh quỳ tím b- Tác dụng với axit Muối AMONI NH3( k ) + HCl( k ) NH4Cl ( R ) c- Tác dụng với dung dịch muối ( mà hidrôxit của KL là chất không tan ). AlCl3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4Cl Al3+ + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4+ 2/ Khả năng tạo phức Dung dịch NH3 có khả năng hoà tan bazơ, muối của một số kim loại tạo dung dịch phức chất VD1 CuSO4 + 2NH3 + 2H2O [Cu(NH3)4](OH)2 CuSO4 + 2NH3 + 2H2O [Cu(NH3)4]+ + 2(OH)- dd xanh thẫm VD2 AgCl + 2NH3[Ag(NH3)2]Cl AgCl + 2NH3[Ag(NH3)2]+ + Cl- 3/ Tính khử a-Tác dụng với oxi: * Nếu có xt(Pt) To 800-900oc tạo NO b-Tác dụng với Cl2:NH3 bốc cháy tạo khói trắng ( NH4Cl) c-Tác dụng với oxít kim loại: NH3 khử một số oxit KL IV ỨNG DỤNG: SGK V- ĐIỀU CHẾ 1/ Trong PTN: -Cho muối amoni tác dụng với dd kiềm đun nhẹ. 2NH4Cl + Ca(OH)22NH3 + CaCl2 + 2H2O -Đun nóng dd NH3 đặc ( khử H2O bằng CuO ) 2/ Trong công nghiệp -Tổng hợp từ N2 và H2 ( to 450-500oC, P= 200-300 atm, xt: Fe,,Al2O3,,K2O ) + 3H2 2H3 , = - 92 KJ B MUỐI AMONI I- TÍNH CHẤT VẬT LÍ -Muối Amoni là những tinh thể ion ( cation amoni NH4+ và anion gốc axit ) không màu,tan trong nước,là chất điện li mạnh. II-TÍNH CHẤT HOÁ HỌC 1/ Tác dụng với dung dịch kiềm: NH4Cl + NaOHNH3 + NaCl + H2O NH4+ + OH-NH3+ H2O -Dùng dd kiềm nhận biết NH4+ , muối amoni bằng giấy quỳ ẩm * Muối amoni tham gia phản ứng trao đổi ion với dung dịch muối khác (NH4)2SO4 + BaCl2BaSO4 + 2NH4Cl 2/ Phản ứng nhiệt phân: * Muối amoni chứa gốc axit không có tính oxihoá (NH4)2CO3 NH3 + NH4HCO3 NH4HCO3 NH3+ CO2 + H2O * Muối amoni gốc axit có tính oxihoá NH4NO2 N2 + H2O NH4NO3 N2O + H2O V. CỦNG CỐ -Nguyên nhân NHù3 có tính bazơ ? - NH3 có những tính chất hoá học nào ? -Các phương trình phản ứng điều chế NH3 ? - Đặc điểm ,tính chất hoá học điều chế của muối amoni ? Bài tập: SGK . VI . DẶN DÒ : Học baì và làm bài tập 2,5,6,7,8 SGK Xem trước bài : AXIT NITRIC