SGK Hóa học Lớp 11 Kết nối tri thức

Bài học cùng chương

Bài 4. Nitrogen trang 29, 30, 31, 32 Hóa học 11 Kết nối tri thức
Bài 5. Ammonia - Muối ammonium trang 33, 34, 35, 36, 37 Hóa học 11 Kết nối tri thức
Bài 6. Một số hợp chất của nitrogen với oxygen trang 38, 39, 40, 41 Hóa học 11 Kết nối tri thức
Bài 7. Sulfur và sulfur dioxide trang 42, 43, 44, 45, 46, 47 Hóa học 11 Kết nối tri thức
Bài 8. Sulfuric acid và muối sulfate trang 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54 Hóa học 11 Kết nối tri thức
Bài 9. Ôn tập chương 2 trang 55, 56 Hóa học 11 Kết nối tri thức

Bài học chương khác

[SGK Hóa học Lớp 11 Kết nối tri thức] Bài 4. Nitrogen trang 29, 30, 31, 32 Hóa học 11 Kết nối tri thức

Hướng dẫn học bài: Bài 4. Nitrogen trang 29, 30, 31, 32 Hóa học 11 Kết nối tri thức - Môn Hóa học Lớp 11 Lớp 11. Đây là sách giáo khoa nằm trong bộ sách 'SGK Hóa học Lớp 11 Kết nối tri thức Lớp 11' được biên soạn theo chương trình đổi mới của Bộ giáo dục. Hi vọng, với cách hướng dẫn cụ thể và giải chi tiết các bé sẽ nắm bài học tốt hơn.

ch tr 29

video hướng dẫn giải

câu hỏi mở đầu: trong công nghiệp, đơn chất nitrogen kết hợp với hydrogen tạo thành ammonia là một hợp chất quan trọng trong sản xuất phân bón, hoá chất.

tại sao phản ứng trên cần thực hiện ở nhiệt độ cao? đơn chất nitrogen đóng vai trò gì trong phản ứng đó?

phương pháp:

- phản ứng trên cần thực hiện ở nhiệt độ cao do liên kết ba giữa 2 nguyên tử n trong phân tử nitrogen có năng lượng liên kết lớn.

- nitrogen đóng vai trò chất oxi hóa.

lời giải chi tiết:

- phản ứng giữa nitrogen và hydrogen cần được thực hiện ở nhiệt độ cao do liên kết ba giữa 2 nguyên tử n trong phân tử nitrogen có năng lượng liên kết rất lớn (945 kj/ mol) nên khó bị phá vỡ.

- phương trình hoá học:

\({\mathop {\rm{n}}\limits^{\rm{0}} _{\rm{2}}}{\rm{(g) + 3}}{{\rm{h}}_{\rm{2}}}\)⇌ \({\rm{2}}\mathop {\rm{n}}\limits^{{\rm{ - 3}}} {{\rm{h}}_{\rm{3}}}\)

số oxi hoá của nitrogen giảm từ 0 xuống -3 nên trong phản ứng này đơn chất nitrogen đóng vai trò là chất oxi hoá.

câu hỏi 1: nêu ứng dụng thực tiễn của khí nitrogen và diêm tiêu chile mà em biết

phương pháp:

lời giải chi tiết:

- ứng dụng thực tiễn của khí nitrogen (n₂): người ta thường dùng khí nitrogen để thay thế hoàn toàn hoặc một phần không khí trong rất nhiều trường hợp khác nhau để giảm nguy cơ cháy, nổ, giảm quá trình oxi hoá do oxygen trong không khí gây nên. trong lĩnh vực hoá học, khi cần nghiên cứu sự biến đổi chất ở môi trường trơ thì cần đẩy không khí ra và thay vào đó là nitrogen hoặc các khí trơ khác.

- ứng dụng thực tiễn của diêm tiêu chile (nano₃, sodium nitrate): sản xuất phân bón; sản xuất thuốc nổ; sản xuất dược phẩm; sản xuất kính; bảo quản thịt …

ch tr 30

video hướng dẫn giải

câu hỏi 1: 1. sắp xếp các hợp chất sau vào vị trí tương ứng trong trục biểu diễn số oxi hóa của nitrogen: no, n₂o, no₂, nh₃, hno₂, hno₃, nh₄cl, kno₂, nano₃.

2. dựa vào trục biểu diễn số oxi hóa của nitrogen để giải thích nitrogen có cả tính oxi hóa và tính khử. viết một quá trình oxi hóa và một quá trình khử để mình họa.

phương pháp:

1. \(\mathop {\rm{n}}\limits^{{\rm{ + 2}}} \mathop {\rm{o}}\limits^{{\rm{ - 2}}} {\rm{;}}{\mathop {{\rm{ n}}}\limits^{{\rm{ + 1}}} _{\rm{2}}}\mathop {\rm{o}}\limits^{{\rm{ - 2}}} {\rm{;}}\mathop {{\rm{ n}}}\limits^{{\rm{ + 4}}} {\mathop {\rm{o}}\limits^{{\rm{ - 2}}} _{\rm{2}}}{\rm{;}}\mathop {{\rm{ n}}}\limits^{{\rm{ - 3}}} {\mathop {\rm{h}}\limits^{{\rm{ + 1}}} _{\rm{3}}}{\rm{;}}\mathop {{\rm{ h}}}\limits^{{\rm{ + 1}}} \mathop {\rm{n}}\limits^{{\rm{ + 5}}} {\mathop {\rm{o}}\limits^{{\rm{ - 2}}} _{\rm{3}}};\mathop {\rm{n}}\limits^{{\rm{ - 3}}} \mathop {{{\rm{h}}_{\rm{4}}}}\limits^{{\rm{ + 1}}} \mathop {{\rm{cl; }}}\limits^{{\rm{ - 1}}} \mathop {\rm{k}}\limits^{{\rm{ + 1}}} \mathop {\rm{n}}\limits^{{\rm{ + 3}}} \mathop {{{\rm{o}}_{\rm{2}}}}\limits^{{\rm{ - 2}}} {\rm{;}}\mathop {{\rm{na}}}\limits^{{\rm{ + 1}}} \mathop {\rm{n}}\limits^{{\rm{ + 5}}} {\mathop {\rm{o}}\limits^{{\rm{ - 2}}} _{\rm{3}}}\)

2. số oxi hóa của nitrogen có thể tăng, có thể giảm nên nitrogen có cả tính oxi hóa cả tính khử.

lời giải chi tiết:

2. khi tham gia phản ứng oxi hoá – khử, số oxi hoá của nitrogen có thể giảm hoặc tăng, do đó nitrogen thể hiện tính oxi hoá hoặc tính khử. một số quá trình minh hoạ:

quá trình oxi hoá: \(\mathop {{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}\limits^{\rm{0}} \to {\rm{2}}\mathop {\rm{n}}\limits^{{\rm{ + 2}}} {\rm{ + 4e}}\)

quá trình khử: \(\mathop {{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}\limits^{\rm{0}} + {\rm{6e}} \to {\rm{2}}\mathop {\rm{n}}\limits^{ - 3} \)

câu hỏi 2: 1. viết công thức electron, công thức lewis và công thức cấu tạo của phân tử nitrogen.

2. từ cấu tạo phân tử, hãy cho biết tại sao phân tử n₂ có năng lượng liên kết lớn. dự đoán về khả năng hoạt động hóa học của nitrogen ở nhiệt độ thường.

câu hỏi 3: dựa vào tương tác van der waals, hãy giải thích tại sao đơn chất n₂ khó hoá lỏng và ít tan trong nước.

phương pháp:

1. tương tác van der waals phụ thuộc vào hai yếu tố chính là số lượng eletron và điểm tiếp xúc giữa các phân tử suy ra giữa các phân tử nitrogen tồn tại tương tác van der waals nhưng rất yếu. do đó đơn chất n₂ khó hoá lỏng và ít tan trong nước.

lời giải chi tiết:

1. tương tác van der waals tăng theo sự tăng của số electron trong phân tử. làm tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các chất. ngoài ra tương tác van der waals còn phụ thuộc vào điểm tiếp xúc giữa các phân tử nên giữa các phân tử nitrogen tồn tại tương tác van der waals nhưng rất yếu. vậy nên đơn chất n₂ khó hoá lỏng và ít tan trong nước.

ch tr 31

video hướng dẫn giải

câu hỏi:

2. trong phương trình hoá học của phản ứng tổng hợp ammonia, hãy xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá và vai trò của nitrogen.

3. trong phương trình hoá học của phản ứng giữa nitrogen với oxygen:

a) hãy xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá.

b) tại sao thực tế không sử dụng phản ứng này để tạo ra no, một hợp chất trung gian quan trọng trong công nghiệp sản xuất nitric acid?

4. viết các phương trình hoá học minh hoạ quá trình hình thành đạm nitrate trong tự nhiên xuất phát từ nitrogen.

phương pháp:

2. n₂(g) + 3h₂(g) ⇌ 2nh₃(g)

nguyên tử thay đổi số oxi hóa là nitrogen: 0 → -3; hydrogen 0 → +1.

vai trò của nitrogen là chất oxi hóa.

a) n₂(g) + o₂(g) ⇌ 2no(g).

nitrogen: 0 → +2 và oxi: 0 → -2.

b) do hiệu suất phản ứng rất thấp.

lời giải chi tiết :

2. phương trình hoá học:

n₂(g) + 3h₂(g) ⇌ 2nh₃(g)

số oxi hoá của nitrogen giảm từ 0 xuống -3 nên trong phản ứng này đơn chất nitrogen đóng vai trò là chất oxi hoá.

số oxi hóa của hydrogen tăng từ 0 lên +1.

a) phản ứng: n₂(g) + o₂(g) ⇌ 2no(g).

nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa là nitrogen: 0 → +2 và oxi: 0 → -2.

b) phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ cao trên 3000⁰c hoặc có tia lửa điện, nhưng hiệu suất tạo ra no rất thấp, do đó thực tế không sử dụng phản ứng này để tạo ra no.

n₂(g) + o₂(g) ⇌ 2no(g)

\({\rm{hn}}{{\rm{o}}_{\rm{3}}} \to {{\rm{h}}^{\rm{ + }}}{\rm{ + no}}_{\rm{3}}^ - \)

\({\rm{4n}}{{\rm{o}}_{\rm{2}}}({\rm{g) + }}{{\rm{o}}_{\rm{2}}}{\rm{(g) + 2}}{{\rm{h}}_2}{\rm{o(l) }} \to {\rm{4hn}}{{\rm{o}}_{\rm{3}}}{\rm{(aq}})\)

\({\rm{hn}}{{\rm{o}}_{\rm{3}}} \to {{\rm{h}}^{\rm{ + }}}{\rm{ + no}}_{\rm{3}}^ - \)

ch tr 32

video hướng dẫn giải

câu hỏi 1: sưu tầm một số hình ảnh để báo cáo, thuyết trình về ứng dụng của nitrogen 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.

phương pháp:

ứng dụng của nitrogen: bảo quản thực phẩm, bảo quản mẫu vật sinh học, sản xuất phân bón,…

lời giải chi tiết:

một số hình ảnh về ứng dụng của nitrogen trong thực tiễn:

tham khảo thuyết trình về ứng dụng của nitrogen trong thực tiễn:

mỗi năm có hàng trăm triệu tấn nitrogen được sản xuất trên toàn cầu; trong đó, lượng nitrogen dạng khí chiếm khoảng hai phần ba, còn lại là nitrogen lỏng.

vì tính chất kém hoạt động hoá học (tính trơ), nitrogen không oxi hoá các chất khác ở nhiệt độ thường. dựa vào tính chất này, người ta thường dùng khí nitrogen để thay thế hoàn toàn hoặc một phần không khí trong rất nhiều trường hợp khác nhau để giảm nguy cơ cháy nổ, giảm quá trình oxi hoá do oxygen trong không khí gây nên. chẳng hạn, khi rút xăng, dầu ra khỏi các bồn chứa hoặc khi đóng gói thực phẩm, người ta bơm khí nitrogen vào để làm giảm nồng độ của oxygen. trong lĩnh vực hoá học, khi cần nghiên cứu sự biến đổi chất ở môi trường trơ thì cần đẩy không khí ra và thay vào là nitrogen hoặc các khí trơ khác.

nitrogen hoá lỏng ở nhiệt độ thấp, -196 ^oc. vì vậy, nitrogen lỏng được sử dụng để làm lạnh nhanh, bảo quản thực phẩm ngay tại nhà máy và trong quá trình vận chuyển. nitrogen lỏng còn được sử dụng để đóng băng và kiểm soát dòng chảy trong các đường ống.

trong lĩnh vực sinh học và y học, các mẫu vật sinh học (máu, mô, tế bào, bộ phận cơ thể,...) được bảo quản trong bình nitrogen lỏng. bình này thường có hai khoang, khoang chứa nitrogen lỏng cùng ống chứa mẫu vật cần bảo quản và khoang chân không để cách nhiệt với bên ngoài.

câu hỏi 2:

a) tại sao nitrogen lỏng được dùng để bảo quản mẫu vật phẩm trong y học?

b) tại sao dùng khí nitrogen để làm căng vỏ bao bì thực phẩm mà không dùng không khí?

phương pháp:

a) nitrogen hóa hỏng ở nhiệt độ rất thấp (-196⁰c).

b) nitrogen là chất kém hoạt động hóa học (tính trơ).

lời giải chi tiết:

a) nitrogen lỏng được dùng để bảo quản mẫu vật phẩm trong y học vì nitrogen hóa hỏng ở nhiệt độ rất thấp (-196⁰c).

b) vì tính chất kém hoạt động hoá học (tính trơ) nên nitrogen không oxi hoá các chất khác ở nhiệt độ thường. do đó, khí nitrogen được dùng để làm căng vỏ bao bì thực phẩm mà không phải là không khí.

lý thuyết

>> xem chi tiết: lý thuyết nitrogen - hóa học 11 - kết nối tri thức