Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 13: Luyện tập Tính chất của nitơ và hợp chất của nitơ

Viết các Phương trình phản ứng hóa học để thực hiện các dãy chuyển hóa sau.

a) NH₃ + CuO → A (khí) (+ H₂) → NH₃ (+ O₂, t^o, xt) → C (+ O₂) → D (+ O₂ + H₂O) → E (+ NaOH) → G (t^o) → H

b) NO₂ ⇔ HNO₃ 

N₂ ⇔ NH₃ → NO → NO₂

Cu → CuO → Cu(NO₃)₂ → HNO₃

Phương pháp giải

Xác định A, C, D, E, G, H trong sơ đồ lần lượt là N₂, NO, NO₂, HNO₃, NaNO₃, NaNO₂

Hướng dẫn giải

Câu a:

2NH₃ + 3CuO →  N₂ + 3Cu + 3H₂O  (đk: nhiệt độ)

N₂ + 3H₂ ⇔ 2NH₃  (đk: nhiệt độ, xt)

4NH₃ + 5O₂ →  4NO + 6H₂O  (đk: 850^oC, Pt)

2NO + O₂ →  2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O →  4HNO₃

HNO₃ + NaOH →  NaNO₃ + H₂O

2NaNO₃ →  2NaNO₂ + O₂

Câu b:

(1) N₂ + O₂ ⇔ 2NO  (3000^oC)

(2) 4NH₃ + 3O₂ →  2N₂ + 6H₂O  (đk: nhiệt độ)

(3) N₂ + 3H₂ ⇔ 2NH₃  (đk: nhiệt độ, p, xt)

(4) 4NH₃ + 5O₂ →  4NO + 6H₂O  (Pt, 850^oC)

(5) 2NO + O₂ →  2NO₂

(6) Cu + 4HNO₃ đặc →  Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

(7) 4NO₂ + O₂ + 2H₂O →  4HNO₃

(8) Cu(NO₃)₂ + H₂S →  CuS + 2HNO₃

(9) CuO + 2HNO₃ →  Cu(NO₃)₂ + H₂O

(10) 3CuO + 2NH₃ → 3Cu + N₂ + 3H₂O  (đk: nhiệt độ)

Chất khí A có mùi khai, phản ứng với khí clo theo cách khác nhau sau đây, tùy theo điều kiện phản ứng.

Trong trường hợp dư khí A thì xảy ra phản ứng:

   8A  +    3Cl₂    →  6C  +     D

Chất rắn khô                     Chất khí

Trong trường hợp dư khí Clo xảy ra phản ứng:

2A  + 3Cl₂ → D(chất khí) +  6E

Chất rắn C màu trắng, khi đốt nó bị phân hủy thuận nghịch biến thành chất A và chất E. Khối lượng riêng của chất khí D là 1, 25 g/l (đktc). Hãy xác định các chất A, B, C, D, E và viết phương trình hóa học của các phản ứng.

Phương pháp giải

Bước 1: Tính M_D = ? ⇒ D ⇒ A

A dư ⇒ tìm được C

Cl₂ dư ⇒ tìm được E

Hướng dẫn giải

Ta có:  M_D = 1,25.22,4 = 28 g/mol

→ Khí D là N₂; khí A là NH₃

NH₃ dư:  2NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6HCl

6NH₃ dư + 6HCl → 6NH₄Cl + N₂

Vậy: 8NH₃ + 3Cl₂ → 6NH₄Cl + N₂

Cl₂ dư:  2NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6HCl

NH₄Cl ⇔ NH₃ + HCl

Vậy A là NH₃; C là NH₄Cl và D là N₂; E là HCl

Hãy chọn đáp án đúng trong các trường hợp sau:

a) Phản ứng giữa kim loại magie với axir nitric đặc giả thiết chỉ tạo ra đnitơ oxit. Tổng các hệ số trong phản ứng hóa học bằng.

A. 10

B. 18

C. 24

D. 20

b) Phản ứng giữa kim loại Cu với axit nitric đặc giả thiết chỉ tạo ra nito monoxit. Tổng các hệ số trong Phương trình hóa học bằng:

A. 10

B. 18

C. 24

D. 20

Phương pháp giải

4Mg + 10HNO₃ đặc → 4Mg(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O

3Cu + 8HNO₃ loãng→ 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Hướng dẫn giải

Câu a: Chọn C.

4Mg + 10HNO₃ đặc → 4Mg(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O

Thông thường trong chương trình phổ thông:

Mg + 4HNO₃ đặc→ Mg(NO₃)₂ + 2N₂ + 2H₂O

Câu b: Chọn D.

3Cu + 8HNO₃ loãng→ 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Bằng phản ứng hóa học, hãy nhận biết các dung dịch sau:

NH₃, (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl, Na₂SO₄. Viết các phương trình hóa học.

Phương pháp giải

- Dùng đũa thủy tinh nhúng vào dung dịch HCl đặc và đưa vào mẫu thử

- Dùng dung dịch Ba(OH)₂

Hướng dẫn giải

Nhận biết các dung dịch NH₃, (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl, Na₂SO₄

Dùng đũa thủy tinh nhúng vào dung dịch HCl đặc và đưa vào mẫu thử trên, mẫu thử có khói trắng xuất hiệu là dung dịch NH₃.

NH₃ + HCl→ NH₄Cl

Dùng dung dịch Ba(OH)₂ cho vào 3 mẫu thử còn lại.

Mẫu sủi bọt mùi khai, đồng thời tạo kết tủa trắng là dung dịch (NH₄)₂SO₄.

(NH₄)₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O

Mẫu sủi bọt khí mùi khai là dung dịch NH₄ Cl

2NH₄Cl + Ba(OH)₂ → BaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O

Mẫu tạo kết tủa trắng là dung dịch Na₂SO₄

Na₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2NaOH

Trong quá trình tổng hợp ammoniac, áp suất trong bình phản ứng giảm đi 10,0% so với áp suất lúc ban đầu. biết nhịệt độ của phản ứng được giữa không đổi trước và sau phản ứng. Hãy xác định thành phần phần trăm thể tích của hỗn hợp khí thu được sau phản ứng, nếu trong hỗn hợp ban đầu lượng nitơ và hiđro được lấy đúng theo hệ số tỉ lượng.

Phương pháp giải

Ta có: N₂ + 3H₂ ⇔  2NH₃

Ban đầu P₁ = 10P, áp suất giảm 10% ⇒ P₂ = 9P

P₁V₁ = n₁RT₁ (1)

P₂V₂ = N₂RT₂ (2)

Lấy tỉ lệ (1) : (2) ⇒ \(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \to \frac{{10P}}{{9P}} = \frac{{1 + 3}}{{(1 - x) + (3 - 3x + 2x)}} \to x = 0,2\)

⇒  Phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp sau phản ứng 

Hướng dẫn giải

Xét hỗn hợp ban đầu 1 mol N₂ và 3 mol H₂. Đặt số mol N₂ tham gia phản ứng là x mol.

                                   N₂ + 3H₂ ⇔  2NH₃

Trước phản ứng:       1         3           0

Phản ứng:                 x         3x          2x

Sau phản ứng:        (1-x)     (3-3x)     2x

Áp suất của hệ lúc đầu là: P₁ = 10P, theo đề Giải bài áp suất giảm 10% ⇒ áp xuất của hệ sau là P₂ = 9P

Trước phản ứng ta có: P₁V₁ = n₁RT₁ (1)

Sau phản ứng: P₂V₂ = N₂RT₂ (2)

Bình kín và nhiệt độ không đổi, lấy (1) chia (2) ta được:

\(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \to \frac{{10P}}{{9P}} = \frac{{1 + 3}}{{(1 - x) + (3 - 3x + 2x)}} \to x = 0,2\)

Hỗn hợp khí thu được sau phản ứng: NH₃ 0,4 mol, N₂ dư 0,8 mol;H₂ dư 2,4 mol.

Tính phẩn trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp sau phản ứng:

\(\begin{array}{l}
\% {V_{N{H_3}}} = \frac{{0,4}}{{0,4 + 0,8 + 2,4}}.100 = 11,11\% \\
\% {V_{{N_2}}} = \frac{{0,8}}{{0,4 + 0,8 + 2,4}}.100 = 22,22\% \\
\% {V_{{H_2}}} = \frac{{2,4}}{{0,4 + 0,8 + 2,4}}.100 = 66,67\% 
\end{array}\)