Bài 7. Nitơ

KÍNH CHÀO THẦY VÀ CÁC BẠN
SV:Ngô Thị Hồng Nhung
DH10H
BÀI 7
NITƠ
CHƯƠNG 2 : NITƠ - PHOTPHO
Sơ lược về nitơ
Trong luận án tiến sĩ y học công bố năm 1772, Daniel Rutherford đã công bố kết quả tìm ra khí nitơ trong không khí mà ông gọi là "không khí lỏng". Dưới chuông thuỷ tinh, ông đốt cháy những chất có chứa cacbon và dùng dung dịch kiềm để thu hết khí CO2 tạo thành. Ông nhận xét phần không khí còn lại không cháy được và không thở được.
Sơ lược về nitơ
Nhiều nhà khoa học đã quan sát được tính chất của khí nitơ là không duy trì sự cháy và sự hô hấp.
Vì vậy khí này có 3 tên gọi khác nhau để phản ánh tính chất của nó: nitrogen - có nghĩa là sinh ra nitrat; alcaligen - có nghĩa là sinh ra kiềm ( tức sinh ra amoniac, lúc đó amoniac có tên là kiềm bay hơi; azot – có nghĩa là không có sự sống. Hiện nay, danh từ azot có trong ngôn ngữ tiếng Pháp và Nga, còn nitrogenium là trong tiếng Anh, Italia, Tây Ban Nha.
Hãy xác định vị
trí của nitơ trong
bảng tuần hoàn?
Và cấu hình
electron nguyên tử
của nitơ?
I- VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ
Nitơ ở ô thứ 7, nhóm VA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn.
Cấu hình electron của nitơ là 1s22s22p3.
Ba electron ở phân lớp 2p có thể tạo được liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác.
Phân tử nitơ gồm 2 nguyên tử,giữa chúng hình thành một liên kết ba
→ công thức cấu tạo của phân tử nitơ là N≡N.
II-TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Ở điều kiện thường, nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị,hơi nhẹ hơn không khí(dN2/kk =0,97).
Hóa lỏng ở -1960C
Nitơ rất ít tan trong nước( 1lit nước hòa tan được 0,015 lít khí nitơ)
Nitơ không duy trì sự cháy và sự hô hấp.
III-TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hóa học ( do có lk ba rất bền),năng lượng của liên kết ba (EN≡N = 946 kJ/mol) lớn gấp 6 lần năng lượng lk đơn N–N(E N-N =169 kJ/mol) nên ở 30000C vẫn chưa bị phân hủy rõ rệt thành nguyên tử.

Ở nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động hơn và có thể tác dụng được với nhiều chất.
III-TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Trong hợp chất cộng hóa trị của nitơ với những nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn (như hidro, kim loại,…) → nguyên tố N2 có số oxi hóa -3.

Còn trong hợp chất cộng hóa trị của nitơ với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn (như oxi, flo) → nguyên tố N2 có số oxh dương,có thể từ +1 đến +5.
III-TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Khi tham gia phản ứng oxi hóa – khử, số oxh của nitơ có thể giảm hoặc tăng → thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử. Tuy nhiên, tính oxi hóa vẫn là tính chất chủ yếu của nitơ.
III-TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1.Tính oxi hóa
a) Tác dụng với kim loại
Ở nhiệt độ thường, nitơ chỉ tác dụng được với Liti
6Li + N2 → 2Li3N

Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng được với một số kim loại hoạt động như Ca, Mg, Al,…tạo thành nitrua kim loại.
3Mg + N2 → Mg3N2
t0
Magie nitrua
Liti nitrua
0
-3
0
-3
III-TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1.Tính oxi hóa
b) Tác dụng với hidro
Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có mặt chất xúc tác, nitơ tác dụng trực tiếp với hidro, tạo ra khí amoniac.

N2 + 3H2 2NH3
0
-3
→ Trong những phản ứng trên, số oxh của nitơ giảm từ 0 đến -3 → nitơ thể hiện tính oxi hóa
III-TÍNH CHẤT HÓA HỌC
2. Tính khử
Ở nhiệt độ khoảng 30000C (hoặc nhiệt độ của lò hồ quang điện), nitơ kết hợp trực tiếp với oxi, tạo ra khí nitơ monooxit NO:

N2 + O2 2NO
0
+2
→Trong phản ứng này, số oxi hóa của nitơ tăng từ 0 đến +2 → nitơ thể hiện tính khử.


N2 + O2 → 2NO
2NO + O2 → 2NO2
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
III-TÍNH CHẤT HÓA HỌC
2. Tính khử
Trong tự nhiên, khí NO được tạo thành khi có sấm sét.
Ở điều kiện thường, khí NO không màu kết hợp ngay với oxi của không khí tạo thành khí nitơ đioxit NO2 màu nâu đỏ.

2NO + O2 → 2NO2
+2
+4
Ngoài các oxit trên, còn có các oxit khác của nitơ như N2O, N2O3,, , N2O5 chúng không đ/chế được bằng t/dụng trực tiếp giữa nitơ và oxi.
IV- ỨNG DỤNG
V-TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
Nitơ
Ở dạng tự do, chiếm 78,16% thể tích của không khí (≈ 4/5 VKK). Nitơ thiên nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị : 14N (99,63%) và 15N (0,37%).
Ở dạng hợp chất, nitơ có nhiều trong khoáng chất natri nitrat NaNO3 (hay diêm tiêu natri).
VI-ĐIỀU CHẾ
1.Trong công nghiệp
Nitơ được sx bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
Sơ đồ điều chế khí nitơ:

không khí(- CO2,H2O) không

khí lỏng N2 sôi bay ra, oxi lỏng

còn lại.

VI-ĐIỀU CHẾ
2.Trong phòng thí nghiệm
Một lượng nhỏ nitơ tinh khiết được điều chế bằng cách đun nóng nhẹ dd bão hòa muối amoni nitrit (NH4NO2).
NH4NO2 → N2↑ + 2H2O
Muối này kém bền, có thể được thay thế bằng dd bão hòa của amoni clorua và natri nitrat:
NH4Cl + NaNO2 → N2↑ + NaCl + 2H2O
t0
t0
BÀI TẬP CỦNG CỐ
CÂU 1: Trình bày cấu tạo của phân tử N2.Vì sao ở điều kiện thường, nitơ là một chất trơ? Ở điều kiện nào nitơ trở nên hoạt động hơn?
ĐÁP ÁN
Nitơ có 3 electron ở phân lớp 2p có thể tạo được lk cộng hóa trị với các nguyên tử khác,phân tử nitơ gồm 2 nguyên tử giữa chúng hình thành một liên kết N ≡ N nên ở điều kiện thường nitơ có tính trơ về mặt hóa học.
Ở nhiệt độ cao, áp xuất cao và có mặt chất xúc tác nitơ trở nên hoạt động hơn.
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 2 :Cặp công thức của liti nitrua và nhôm nitrua là:
A. LiN3 và Al3N
B. Li3N và AlN
C. Li2N3 và Al2N3
D. Li3N2 và Al3N2
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 3 : Trong những nhận xét dưới đây,nhận xét nào là không đúng?
A.Nguyên tử nitơ có hai lớp electron và lớp ngoài cùng có 3 electron.
B.Số hiệu nguyên tử của nitơ bằng 7.
C.Ba electron ở phân lớp 2p của nguyên tử nitơ có thể tạo được ba liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác.
D.Cấu hình electron của nguyên tử nitơ là 1s22s22p3 và ni nitơ là nguyên tố p.
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 4:Trong những nhận xét dưới đây, nhận xét nào là đúng?
A. Nitơ không duy trì sự hô hấp vì nitơ là một khí độc.
B. Vì có liên kết ba nên phân tử nitơ rất bền và ở nhiệt độ thường nitơ khá trơ về mặt hóa học.
C.Khi tác dụng với kim loại hoạt động, nitơ thể hiện tính khử.
D. Số oxi hóa của nitơ trong các hợp chất và ion AlN, N2O4, NH4+ , NO3- , NO2- lần lượt là -3, +4, -3, +5, +2.
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 5:Cần lấy bao nhiêu lít khí nitơ và hidro để điều chế được 67,2 lít khí amoniac? Biết rằng thể tích của các khí đều được đo trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và hiệu suất của phản ứng là 25%.
Công thức tính hiệu suất (H)
- Xét phản ứng: nguyên liệu A → sản phẩm B
1.Hiệu suất pứ tính theo sản phẩm:


2.Hiệu suất pứ tính theo nguyên liệu:
ĐÁP ÁN
N2 + 3H2 2NH3 (hiệu suất 25%)
1lit 3lit 2lit
? ? 67,2 lit
Áp dụng công thức tính hiệu suất cho lượng nguyên liệu ta có:

Chuyện tình Cô gái Nitơ
Em là cô gái Nitơ
Tên thật Azot anh ngờ làm chi
Không màu cũng chẳng vị gì
Sự cháy, sự sống chẳng duy trì trong em
Cho dù không giống Oxi
Thế nhưng em vẩn diệu hiền như ai
Nhà em ở chu kỳ 2
Có 5 Electron ngoài bao che.





Mùa đông cho tới mùa hè
Nhớ ô thứ 7 nhớ về thăm em
Bình thường em ít người quen
Người ta vẫn bảo... sao trầm thế cô
Cứ như dòng họ khí trơ!
Có ai ngỏ ý làm ngơ sao đành
Tuổi em mười bốn xuân xanh
Vội chi tính chuyện yến oanh làm gì.

Thế rồi năm tháng trôi đi
Có anh bạn trẻ Oxi gần nhà
Bình thường anh chẳng lân la
Nhưng khi giông tố đến nhà tìm em
Gần lâu rồi cũng nên quen
Nitơ oxit (NO) sinh liền ra ngay
Không bền nên chất khí này
Bị Oxi hóa liền ngay tức thì
Thêm một nguyên tử Oxi (NO2)
Thêm màu nâu đậm chất nào đậm hơn.



Bơ vơ cuộc sống cô đơn
Thủy tề thấy vậy bắt luôn về nhà
Gọi ngay hoàng tử nước ra (H2O)
Ghép luôn chồng vợ thật là ác thay
(3NO2 + H2O ---> 2HNO3 + NO)
Hờn đau bốc khói lên đầy
Nên tim em chịu chua cay một bề
Đêm giông tố rét tràn về
Oxi chẳng được gần kề bên em
Vì cùng dòng họ phi kim
Cho nên cô bác 2 bên bực mình.


Oxi từ đó buồn tình
Bỏ em đơn độc một mình bơ vơ
(2NO ---> N2 + O2)
Em là cô gái Nitơ
Lâu nay em vẫn mong chờ tình yêu.


Về nhà
Các em ôn lại bài hôm nay.
Làm các bài tập còn lại trong SBT trang 11.
Xem trước bài 8 Amoniac và muối amoni về cấu trúc phân tử,tính chất hóa học, điều chế và ứng dụng.
Chúc các em có một ngày
học tập - làm việc hiệu quả!!!
Cảm ơn Thầy và các bạn
đã quan tâm theo dõi
xin trân trọng kính chào!!!