Tính chất hoá học, cấu tạo phân tử của Amoniac NH3, Muối Amoni - hoá 11 bài 8

Vậy Amoniac NH₃ và hợp chất của nó như muối Amoni nitrat NH₄NO₃ , Amoni Clorua NH₄Cl hay Amoni Sunfat (NH₄)₂SO₄ có tính chất hoá học, tính chất vật lý và cấu tạo phân tử như thế nào? được điều chế và ứng dụng gì trong thực tế, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này.

A. AMONIAC

I. Cấu tạo phân tử, tính chất vật lý của Amoniac NH₃

1. Cấu tạo phân tử của Amoniac

- Amoniac là gì? Amoniac NH₃ là hợp chất trong phân tử có 1 nguyên tử Nitơ ở đỉnh liên kết cộng hoá trị với 3 nguyên tử Hidro ở đáy tam giác.

- Cấu tạo phân tử amoniac: 

2. Tính chất vật lý của Amoniac

- Là chất khí không màu, mùi khai và xốc.

- Khí NH₃ tan rất nhiều trong nước: 1 lít nước ở 80⁰C có thể hòa tan 800 lít khí NH₃. Amoniac là chất tan trong nước tạo thành dung dịch amoniac. Dung dịch amoniac đậm đặc có nồng độ 25%.

II. Tính chất hoá học của Amoniac

1. Amoniac có tính bazơ yếu

- Nguyên nhân: do cặp e chưa tham gia liên kết ở nguyên tử N

 Ba(OH)₂ > NaOH > NH₃ > Mg(OH)₂ > Al(OH)₃

a) Amoniac phản ứng với nước (NH₃ + H₂O)

  NH₃ + H₂O ↔ NH₄⁺ + OH^-

⇒ Dung dịch NH₃ làm cho quỳ tím chuyển màu xanh, phenolphtalein không màu chuyển màu hồng.

b) Amoniac phản ứng với Axit → Muối Amoni

• PTPƯ: NH₃ + HCl và NH₃ + H₂SO₄

  NH_3 (khí) + HCl _(khí) → NH₄Cl _{(khói trắng)}

  NH₃ + H₂SO₄ → NH₄HSO₄

  2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

c) Amoniac tác dụng với dung dịch muối của các kim loại mà hidroxit không tan → bazơ và muối

• PTPƯ: NH₃ + Muối _dd → Bazơ +  Muối

 2NH₃ + MgCl₂ + 2H₂O → Mg(OH)₂ + 2NH₄Cl

 3NH₃ + AlCl₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

* Chú ý: Với muối của Cu²⁺, Ag⁺ và Zn²⁺ có kết tủa sau đó kết tủa tan do tạo phức chất tan Cu(NH₃)₄(OH)₂; Ag(NH₃)₂OH; Zn(NH₃)₄(OH)₂.

  CuSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Cu(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄

  Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₃](OH)_{2 (xanh thẫm)}

- Khi NH₃ dư thì:

  CuSO₄ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₃]SO₄

2. Amoniac có tính khử mạnh

- Nguyên nhân: do N trong NH₃ có mức oxi hóa thấp nhất -3

a) Amoniac tác dụng với O₂ (NH₃ + O₂)

  4NH₃ + 3O₂  2N₂↑ + 6H₂O

  4NH₃ + 5O₂  4NO↑ + 6H₂O

b) Amoniac tác dụng với Cl₂ (NH₃ + Cl₂)

  2NH₃ + 3Cl₂  N₂↑ + 6HCl

  8NH₃ + 3Cl₂ → N₂↑ + 6NH₄Cl

c) Amoniac tác dụng với oxit của kim loại        

• PTPƯ: NH₃ + CuO 

  3CuO + 2NH₃  Cu + 3H₂O + N₂↑

III. Điều chế và Ứng dụng của Amoniac

1. Điều chế Amoniac

+ Trong công nghiệp: tổng hợp từ N₂ và H₂               

  N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃ (450⁰C; Fe, p)

+ Trong phòng thí nghiệm:

  ◊ Cho muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm:      

  NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O

  ◊ Nhiệt phân muối amoni                                           

  NH₄Cl  NH₃ + HCl

  NH₄HCO₃  NH₃ + H₂O + CO₂

2. Cách nhận biết Amoniac

- Khí không màu có mùi khai.

- Khí làm cho quỳ tím chuyển màu xanh hoặc làm cho phenolphtalein không màu chuyển màu hồng.

- Tạo khói trắng với HCl đặc.

3. Ứng dụng của Amoniac

- Sản xuất axit nitric, các loại phân đạm; điều chế hiđrazin làm nhiên liệu cho tên lửa.

- Amoniac lỏng được dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh.

B. MUỐI AMONI

I. Công thức cấu tạo, tính chất vật lý của Amoni

1. Công thức phân tử của muối Amoni

- Muối amoni là muối của NH₃ với axit.

- Công thức tổng quát: (NH₄)_xA.

- Ví dụ: Amoni nitrat NH₄NO₃ , Amoni Clorua NH₄Cl hay Amoni Sunfat (NH₄)₂SO₄ 

2. Tính chất vật lí của muối Amoni

- Tất cả các muối amoni đều tan và là những chất điện li mạnh:

  (NH₄)_xA → xNH₄⁺ + A^x-

- Nếu muối amoni của axit mạnh (A là gốc axit của một axit mạnh) thì thủy phân tạo môi trường axit.

  NH₄⁺ + H₂O ↔ NH₃ + H₃O⁺

II. Tính chất hóa học của muối Amoni

1. Muối Amoni tác dụng với dung dịch axit → muối mới và bazơ mới

  NH₄HCO₃ + HCl → NH₄Cl + H₂O + CO₂

2. Muối Amoni tác dụng với dung dịch bazơ → muối mới + NH₃ + H₂O

  NH₄Cl + NaOH → NH₃ + H₂O + NaCl

3. Muối Amoni tác dụng với dung dịch muối → 2 muối mới 

  (NH₄)₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + 2NH₄Cl

4. Muối amoni còn dễ bị phân hủy bởi nhiệt → NH₃ và axit tương ứng.

  NH₄Cl  NH₃ + HCl

  NH₄HCO₃  NH₃ + H₂O + CO₂

- Nếu axit tạo ra có tính oxi hóa mạnh thì axit đó sẽ oxi hóa NH­₃ để tạo thành các sản phẩm khác:

 NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

 NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

III. Cách điều chế và nhận biết muối Amoni

1. Điều chế muối Amoni

- NH₃ + axit.

- Dùng phản ứng trao đổi ion.

2. Nhận biết muối Amoni

- Muối amoni tạo khí mùi khai với dung dịch kiềm

  NH₄⁺ + OH^- → NH₃ + H₂O

C. BÀI TẬP VỀ AMONIAC VÀ MUỐI AMONI

* Bài 1 trang 37 SGK Hóa 11: Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm chứng minh rằng amoniac tan nhiều trong nước?

>> Lời giải bài 1 trang 37 SGK Hóa 11

* Bài 2 trang 37 SGK Hóa 11: Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau và viết các phương trình hóa học:

 Khí A  dung dịch A  B  Khí A  C  D + H₂O

Biết rằng A là hợp chất của nitơ.

>> Lời giải bài 2 trang 37 SGK Hóa 11

* Bài 3 trang 37 SGK Hóa 11: Hiện nay, để sản xuất amoniac, người ta điều chế nitơ và hiđro bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên). Phản ứng giữa khí metan và hơi nước tạo ra hiđro và cacbon đioxit. Để loại khí oxi và thu khí nitơ, người ta đốt khí metan trong một thiết bị kín chứa không khí.Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế khí hiđro, loại khí oxi và tổng hợp khí amoniac?

>> Lời giải bài 3 trang 37 SGK Hóa 11

* Bài 4 trang 38 SGK hóa 11: Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các dung dịch: NH₃, Na₂SO₄, NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄. Viết phương trình hoá học của các phản ứng đã dùng.

>> Lời giải bài 4 trang 38 SGK Hóa 11

* Bài 5 trang 38 SGK hóa 11: Muốn cho cân bằng của phản ứng tổng hợp amoniac sang phải, cần phải đồng thời:

 A. Tăng áp suất và tăng nhiệt độ.

 B. Giảm áp suất và giảm nhiệt độ.

 C. Tăng áp suất và giảm nhiệt độ.

 D. Giảm áp suất và tăng nhiệt độ.

>> Lời giải bài 5 trang 38 SGK Hóa 11

* Bài 6 trang 38 SGK hóa 11: Trong phản ứng nhiệt phân các muối NH₄NO₂ và NH₄NO₃ số oxi hoá của nitơ biến đổi như thế nào? Nguyên tử nitơ trong ion nào của muối đóng vai trò chất khử và nguyên tử nitơ trong ion nào của muối đóng vai trò chất oxi hoá?

>> Lời giải bài 6 trang 38 SGK Hóa 11

* Bài 7 trang 38 SGK hóa 11: Cho dung dịch NaOH dư vào 150,0 ml dung dịch (NH₄)₂SO₄ 1,00M, đun nóng nhẹ.

a. Viết phương trình hoá học ở dạng phân tử và dạng ion rút gọn?

b. Tính thể tích khí (đktc) thu được?

>> Lời giải bài 7 trang 38 SGK Hóa 11