Phản ứng NH3 + H2O ra NH4OH (thể hiện tính bazo yếu của NH3) thuộc loại phản ứng hóa hợp đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về NH3 có lời giải, mời các bạn đón xem:
NH3 + H2O ⇄ NH4OH
1. Phương trình phản ứng NH3 tác dụng với nước
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-
Phản ứng hoá học này cho thấy NH3 có tính bazơ yếu.
2. Hệ thống lí thuyết về NH3
2.1. Cấu tạo phân tử
– Trong phân tử NH3, N liên kết với ba nguyên tử hiđro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực.
– Những đôi electron dùng chung bị lệch về phía nguyên tử N có độ âm điện lớn hơn.
– Phân tử NH3 có cấu tạo hình chóp với nguyên tử nitơ ở đỉnh, đáy là một tam giác mà đỉnh là ba nguyên tử H.
– Nitơ còn một cặp electron hóa trị là nguyên nhân gây ra tính bazơ của NH3.
2.2. Tính chất vật lý
– amonia (NH3) là chất khí không màu, có mùi khai và xốc, nhẹ hơn không khí, tan rất nhiều trong nước.
– Ở điều kiện thường, 1 lít nước có hòa tan 800 lít amonia.
– Hòa tan NH3 vào nước thu được dung dịch gọi là dung dịch amonia. Dung dịch amonia đậm đặc thường dùng trong phòng thí nghiệm có nồng độ 25% (D = 0,91g/cm3).
2.3. Tính chất hóa học
a. Tính bazơ yếu
– Tác dụng với nước
NH3 + H2O ⇄NH4++OH−
⇒ Dung dịch NH3 là một dung dịch bazơ yếu.
⇒ Có thể dùng quỳ tím ẩm để nhận biết khí amonia, quỳ tím ẩm sẽ chuyển thành màu xanh.
– Tác dụng với dung dịch muối
Dung dịch amonia có thể tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại, tạo thành kết tủa hiđroxit của các kim loại đó.
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+
– Tác dụng với axit → muối amoni:
NH3 + HCl → NH4Cl (ammonium chloride)
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 (amoni sunfat)
b. Tính khử
amonia có tính khử: phản ứng được với oxi, clo và khử một số oxit kim loại.
– Tác dụng với oxi
NH3 cháy trong khí oxi cho ngọn lửa màu vàng, tạo ra khí nitơ và hơi nước.
4NH3 + 3O2 →to 2N2 + 6H2O
4NH3 + 5O2 →Pt850−900Co 4NO + 6H2O
– Tác dụng với clo
+ Clo oxi hóa mạnh amonia tạo ra nitơ và hiđro clorua:
2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl
+ NH3 kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo “khói trắng” NH4Cl.
NH3 + HCl → NH4Cl
2.4. Ứng dụng
– Sản xuất nitric acid, các loại phân đạm như urê (NH2)2CO; NH4NO3; (NH4)2SO4; …
– Điều chế hiđrazin (N2H4) làm nhiên liệu cho tên lửa.
– Amoni lỏng dùng làm chất gây lạnh trong thiết bị lạnh.
2.5. Điều chế
a. Trong phòng thí nghiệm
– Điều chế bằng cách đun nóng muối amoni (ví dụ NH4Cl) với Ca(OH)2.
Phương trình hóa học:
2NH4Cl + Ca(OH)2 →toCaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
Lưu ý:
– Để làm khô khí, người ta cho khí amonia vừa tạo thành có lẫn hơi nước đi qua bình đựng vôi sống (CaO).
– Khi muốn điều chế nhanh 1 lượng nhỏ khí NH3, người ta thường đun nóng dung dịch amonia đậm đặc.
b. Trong công nghiệp
– Tổng hợp từ nitơ và hiđro, theo phản ứng:
N2 + 3H2 ⇄to, p, xt2NH3 ∆H < 0
– Điều kiện áp dụng:
+ Nhiệt độ: 450 – 500oC.
+ Áp suất cao từ 200 – 300 bar.
+ Chất xúc tác: sắt kim loại được trộn thêm Al2O3, K2O, …
– Làm lạnh hỗn hợp khí bay ra, NH3 hóa lỏng được tách riêng.
3. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1:Hỗn hợp X gồm N2 và H2 với tỉ lệ mol là 1:4. Nung hỗn hợp X ở điều kiện thích hợp để phản ứng xảy ra. Biết hiệu suất phản ứng là 40%. Phần trăm theo thể tích của amonia (NH3) trong hỗn hợp thu được sau phản ứng là:
A. 16,04%.
B. 17,04%.
C. 18,04%.
D. 19,04%.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Dễ thấy hiệu suất tính theo N2
Giả sử XN2: 1 molH2: 4 mol→ nN2phản ứng = 1.40% = 0,4 mol
→%VNH3=0,80,6+2,8+0,8.100%=19,04%
Câu 2: Chất nào sau đây có thể làm khô khí NH3 có lẫn hơi nước ?
A. P2O5.
B. H2SO4 đặc.
C. CuO bột.
D. NaOH rắn.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Chất dùng làm khô khí NH3 có lẫn hơi nước phải là chất có đặc tính hút nước và không phản ứng với NH3.
→ Dùng NaOH rắn để làm khô khí.
Câu 3: Cho các thí nghiệm sau :
(1). NH4NO2 →to
(2). KMnO4 →to
(3). NH3 + O2 →to
(4). NH4Cl →to
(5). (NH4)2CO3 →to
(6). AgNO3 →to
Số thí nghiệm tạo ra đơn chất là :
A. 6
B. 5
C. 4
D. 3
Hướng dẫn giải:
Đáp ánC
Số thí nghiệm tạo ra đơn chất là (1), (2), (3) và (6).
(1). NH4NO2→t0N2↑+2H2O
(2). 2KMnO4→t0K2MnO4+MnO2+O2↑
(3). 4NH3+3O2→t02N2↑+6H2O
(4). NH4Cl→t0NH3+HCl
(5). NH42CO3→t0CO2+2NH3+H2O
(6). AgNO3→toAg+NO2+12O2
Câu 4: Người ta điều chế phân urê bằng cách cho NH3 tác dụng với chất nào (điều kiện thích hợp):
A. CO2
B. CO
C. HCl
D. Cl2
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Phân urê là (NH2)CO.
Điều chế:
CO2 + 2NH3 →to, P (NH2)2CO + H2O
Câu 5: Các chất khí điều chế trong phòng thí nghiệm thường được thu theo phương pháp đẩy không khí (cách 1, cách 2) hoặc đẩy nước (cách 3) như các hình vẽ sau đây:
Có thể dùng cách nào trong 3 cách trên để thu khí NH3?
A. Cách 1
B. Cách 2
C. Cách 3
D. Cách 2 hoặc 3
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
+ NH3 là chất khí tan rất nhiều trong nước nên ta loại cách 3.
+ NH3 nhẹ hơn không khí → Khi thu khí phải úp ống nghiệm.
→ Sử dụng cách 1 để thu khí NH3.
Câu 6: Cho 4 lít N2 và 14 lít H2 vào bình phản ứng ở điều kiện thích hợp, hỗn hợp thu được sau phản ứng có thể tích bằng 16,4 lít (thể tích các khí được đo ở cùng điều kiện). Hiệu suất phản ứng là
A. 30%.
B. 20%.
C. 17,14%.
D. 34,28%.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
N2 + 3H2 ⇄xtto, P 2NH3
Nhận thấy: VN21<VH23→ Hiệu suất tính theo N2.
Gọi VN2phản ứng = a lít
→ VH2phản ứng = 3a lít và VNH3=2alít
→ (4−a)+(14−3a)+2a=16,4
→ a = 0,8 lít
→H=0,84.100%=20%
Câu 7:Sản phẩm phản ứng nhiệt phân nào sau đây không đúng?
A. NH4NO2 →to N2 + 2H2O
B. NH4NO3 →toNH3 + HNO3
C. NH4Cl →toNH3 + HCl
D. NH4HCO3 →toNH3 + H2O + CO2
Hướng dẫn giải:
Đáp ánB
NH4NO3 →to N2O + 2H2O
Câu 8: Chất nào sau đây làm khô khí NH3 tốt nhất?
A. HCl
B. H2SO4
C. CaO
D. HNO3
Hướng dẫn giải:
Đáp ánC
Nguyên tắc chung cần ghi nhớ:
– Chất làm khô là chất có khả năng hút ẩm mạnh.
– Chất làm khô không tác dụng, không hòa tan với khí (cả khi có nước)
– Trong quá trình làm khô khí thì không giải phóng khí khác.
Nhận thấy, các axit HCl, H2SO4, HNO3 đều có phản ứng với NH3 ⇒ loại các đáp án A, B, D
Câu 9: Sục khí NH3 đến dư vào dung dịch nào dưới đây để thu được kết tủa?
A. CuCl2
B. KNO3
C. NaCl
D. AlCl3
Hướng dẫn giải:
Đáp ánD
– Các muối NaCl, KNO3 không phản ứng với NH3
– CuCl2 và AlCl3 tạo kết tủa với NH3:
CuCl2 + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2↓ + 2NH4Cl
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
Tuy nhiên, khi dùng NH3 dư thì hòa tan được kết tủa Cu(OH)2 tạo phức tan [Cu(NH3)4](OH)2.
→ Chỉ có AlCl3 tạo kết tủa với NH3 dư.
Câu 10:Phản ứng nhiệt phân nào sau đây viết đúng?
A.NH4NO3→t0NH3+HNO3
B.2FeNO32→t02FeO+4NO2+O2
C.CuNO32→t0Cu+2NO2+O2
D.NH4NO2→t0N2+2H2O
Hướng dẫn giải:
Đáp ánD
A sai vì NH4NO3 →to N2O + 2H2O
B sai vì 4Fe(NO3)2 →to 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
C sai vì 2Cu(NO3)2 →to> 2CuO + 4NO2 + O2
D đúng.
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- N2 + 3H2 ⇄ 2NH3
- N2 + O2 →to 2NO
- 2NO + O2 → 2NO2
- NH3 + HNO3 → NH4NO3
- 8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl
- 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
- NH3 (k) + HCl (k) → NH4Cl (r)
- 3NH3 + AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
- NH4Cl + AgNO3 → AgCl↓ + NH4NO3
- NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3↑ + H2O
- 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 ↑ + 2H2O
- 2NH4Cl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2NH3 ↑+ 2H2O
- NH4Cl (r) →toNH3 (k) + HCl (k)
- NH4NO3 → N2O + 2H2O
- NH4NO2 →toN2 + 2H2O
- NH4HCO3 →toNH3 + CO2 + H2O
- NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + NH3↑ + H2O
- 2NH4NO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + 2NH3↑+ 2H2O
- (NH4)2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓+ 2NH4Cl
- (NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3 ↑+ 2H2O
- 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
