Giáo án Hóa học Lớp 11 nâng cao - Bài 11: Amoniac và muối Amoni - Lưu Ngọc Hân

BÀI 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI I. Mục tiêu bài học: 1. Kiến thức: - Học sinh biết: + Tính chất vật lí của amoniac, muối amoni + Phương pháp điều chế amoniac trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm. + Vai trò quan trọng của ammoniac và muối amoni trong đời sống và trong kĩ thuật - Học sinh hiểu được: Tính chất hóa học của amoniac và muối amoni. 2. Kĩ năng: - Dựa vào cấu tạo phân tử để giải thích tính chất vật lý, tính chất hóa học của amoniac và muối amoni. - Vận dụng các yếu tố ảnh hưởng đến tốc dộ phản ứng và nguyên lý chuyển dịch cân bằng để giải thích các điều kiện kỹ thuật trong sản xuất amoniac. - Rèn luyện khả năng lập luận logic, khả năng viết các phương trình trao đổi ion. II. Phương pháp và phương tiện: - Phương pháp: diễn giảng, đàm thoại, nêu vấn đề - Phương tiện: + Dụng cụ và hóa chất phát hiện tính tan của NH3; dung dịch NH4Cl, dung dịch NaOH; dung dịch AgNO3, Dung dịch CuSO4. + Tranh ( hình 2.6), sơ đồ thiết bị tổng hợp ammoniac trong công nghiệp III. Tiến trình lên lớp 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: Hãy nêu cấu tạo phân tử nitơ, từ đó cho biết tính chất hoá học của nitơ. GV nhận xét và cho điểm 3. Dạy bài mới NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG CỦA GV-HS A. AMONIAC I. Cấu tạo phân tử CTPT: NH3 CTCT: - Trong phân tử NH3, nguyên tử nitơ liên kết với 3 nguyên tử H bằng 3 liên kết cộng hóa trị có cực, nguyên tử N còn cặp electron chưa liên kết. - Phân tử NH3 có cấu tạo hình chop. Do đó, NH3 là phân tử có cực. II. Tính chất vật lí - Amoniac là chất khí không màu, mùi khai, xốc - Amoniac nhẹ hơn không khí. - Khí ammoniac tan rất nhiều trong nước tạo thành dung dịch có tính kiềm yếu. III. Tính chất hoá học Tính bazơ yếu a. Tác dụng với nước trong dung dịch, ammoniac là một bazơ yếu. NH3 + H2O NH4+ + OH- Có thể dung quỳ tím ẩm để nhận ra khí ammoniac b. Tác dụng với axit - Tác dụng với axit tạo muối - Khi cho dd HCl đặc và dd NH3 đặc lại gần nhau sẽ xuất hiện khói trắng. HCl + NH3 → NH4Cl 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 NH3 + H+ → NH4+ c. Tác dụng với dung dịch muối AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+ 2. Phản ứng tạo phức Dung dịch ammoniac có khả năng hoà tan hiđroxit hay muối ít tan của một số kim loại tạo thành dd phức chất Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 Xanh thẫm AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]Cl AgCl + 2NH3 → [Ag(NH)2]+ + Cl- Tính khử Tác dụng với oxi Khí NH3 cháy trong oxi cho ngọn lửa màu vàng 4NH3 + 3 O2 2N2 + 6H2O - Có xúc tác tạo NO 4NH3 + 5 O2 4NO + 6H2O Tác dụng với clo NH3 bốc cháy trong khí clo có tạo khói trắng 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl Tác dụng với oxit kim loại Khi đun nóng, NH3 khử được 1 số oxit kim loại 2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O. IV. Ứng dụng - Sản xuất axit nitric - Sản xuất phân như: (NH2)2CO, NH4NO3.. - Điều chế hidrazin (N2H4) làm nhiên liệu cho tên lửa. - Làm chất gây lạnh trong máy lạnh V. Điều chế: 1. Trong phòng thí nghiệm - Muối amoni phản ứng với kiềm 2NH4Cl + Ca(OH)2 2NH3 + CaCl2 + 2H2O - Đun nóng dd amoniac đặc 2. Trong công nghiệp Tổng hợp trực tiếp từ H2 và N2 3H2 + N2 2NH3 ;DH = -92Kj Điều kiện tối ưu để sản xuất ammoniac trong công nghiệp là: - Áp suất: 200-300atm - Nhiệt độ: 450-500oC -Chất xúc tác: Fe+ Al2O3, K2O B. MUỐI AMONI I. Tính chất vật lí: - Muối amoni là hợp chất tinh thể ion, phân tử gồm cation NH4+ và anion gốc axit. - Tất cả muối amoni đều tan, là chất điện li mạnh. II. Tính chất hóa học: 1. Tác dụng với dung dịch kiềm Cho dd NaOH vào dd (NH4)2SO4 đun nhẹ xuất hiện khí mùi khai làm xanh giấy quì ẩm. 2NaOH + (NH4)2SO4 2NH3↑ + Na2SO4 + 2H2O NH4+ + OH- → NH3 + H2O Là phản ứng để nhận biết ion NH4+ Vậy trong dd NH4+ là một axit. 2. Phản ứng nhiệt phân - Nhiệt phân muối amoni chứa gốc của axit không có tính oxi hóa NH4Cl NH3↑ + HCl↑ (NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O - Nhiệt phân muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa NH4NO2 N2 + 2H2O NH4NO3 N2O + H2O Hoạt động 1 (5 phút) GV: dựa vào cấu tạo nguyên tử nitơ, nguyên tử hiđro hãy mô tả sự hình thành phân tử NH3? HS: nguyên tử nitơ có 5 e lớp ngoài cùng, trong đó có 3e độc thân sẽ hình thành 3 liên kết với 3 nguyên tử H GV giới thiệu mô hình cấu tạo NH3 GV: em hãy viết CTCT của H3? GV yêu cầu học sinh giải thích tạo sao phân tử NH3 là phân cực? GV bổ sung: phân tử NH3 có cấu tạo hình tháp có đỉnh là nguyên tử nitơ. Vì cấu tạo không đối xứng nên phân tử NH3 phân cực. Hoạt động 2 (5 phút) GV: em hãy cho biết trạng thái, mùi của amoniac? GV làm thí nghiệm tính tan của amoniac. HS quan sát, nêu hiện tượng và giải thích HS: - nước phun mạnh vào lọ do NH3 tan rất nhiều trong nước làm giảm áp suất trong lọ, nước phun vào để cân bằng áp suất. - Dung dịch hoá hồng do NH3 tan tạo môi trường kiềm GV bổ sung: khí NH3 tan rất nhiều trong nước, ở đk thường 1 lit nước hoà tan khoãng 800 lit NH3 Hoạt động 3 (25 phút) GV nêu vấn đề: phân tử NH3 không có nhóm OH nhưng dd vẫn biểu hiện tính chất của một bazơ yếu. GV yêu cầu HS dựa vào thuyết axit bazơ của Bronstet để giải thích tính bazơ của NH3 GV bổ sung phương pháp nhận biết khí NH3 GV mô tả thí nghiệm của khí NH3 với dd HCl đặc GV lưu ý đây là p/ư nhận biết khí NH3 GV yêu cầu học sinh viết phương trình phản ứng của NH3 với H2SO4, HCl, FeCl3, AlCl3 dưới dạng phân tử và ion. Hoạt động 4 (7 phút) GV làm thí nghiệm khả năng tao phức của NH3 với các Cu2+ và Ag+. HS nêu hiện tượng HS: xuất hiện kết tủa, sau đó kết tủa tan GV bổ sung các ion phức được tạo thành nhờ liên kết cho-nhận giữa cặp e chưa liên kết ở nitơ trong phân tử NH3 với các obitan trống của ion kim loại Hoạt động 5 (10 phút) GV yêu cầu học sinh nhận xét số oxi hóa của N trong NH3 và dự đoán tính chất của amoniac dựa vào khả năng thay đổi số oxi hoá? HS: NH3 chỉ thể hiện tính khử GV bổ sung: tính khử của NH3 yếu hơn H2S GV hướng dẫn học sinh viết ptpứ với oxi, clo và oxit kim loại và cân bằng phản ứng oxi hóa khử. Hoạt động 6 (3 phút) GV: em hãy nêu ứng dụng của NH3? Hoạt động 7 (12 phút) GV yêu cầu học sinh hòan thành phản ứng của muối amoni với dung dịch kiềm. GV: hãy giải thích tại sao dùng CaO làm khô khí amoniac? GV: trong công nghiệp amoniac được tổng hợp từ nguyên liệu nào? GV: Phải thay đổi các yếu tố phản ứng như thế nào để hiệu suất tổng hơp NH3 cao? GV gợi ý về yếu tố nhiệt độ, áp suất. GV bổ sung điều kiện tối ưu của phản ứng Hoạt dộng 8 ( 3 phút) GV yêu cầu học sinh nhận xét về phân tử muối amoni. Làm thí nghiệm biểu diễn tính tan muối amoni. GV nhúng quỳ tím vào dd NH4Cl HS: quỳ chuyển sang màu hồng, vậy pH < 7 Gv làm thí nghiệm biểu diễn về NH4Cl tác dụng với dd NaOH và dd AgNO3. học sinh nhận xét viết phản ứng GV làm thí nghiệm về sự thăng hoa của NH4Cl. Yêu cầu học sinh lấy ví dụ khác. (NH4)2CO3) GV giới thiệu phản ứng nhiêt phân NH4NO3 GV nhận xét về sản phẩm của p/ư nhiệt phân muối amoni của axit kém bền. 4. Củng cố: -Hãy phân biệt các khí đựng trong các lọ riêng biệt sau: O2, N2, NH3, Cl2 -Bằng pphh nhận biết các dd NH4Cl, (NH4)2SO4, Na2SO4 và NaCl 5. Dặn dò: Học bài , làm bài tập SGK và chuẩn bị bài axit nitric, muối nitrat IV. Rút kinh nghiệm: