Nitơ (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

289

Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Nitơ (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải) Hóa học 11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Hóa học.

Mời các bạn đón xem:

Nitơ (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

A. Lý thuyết Nitơ

I. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử

 (ảnh 1)

- Nitơ (nitrogen) ở ô thứ 7, nhóm VA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn.

- Cấu hình electron nguyên tử của nitơ là 1s22s22p3.

⇒ Ba electron ở phân lớp 2p có thể tạo được ba liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác.

- Phân tử nitơ gồm hai nguyên tử, giữa chúng hình thành một liên kết ba: 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, hóa lỏng ở -196 oC.

- Khí nitơ tan rất ít trong nước.

- Nitơ không duy trì sự cháy và sự hô hấp.

III. Tính chất hóa học

- Liên kết ba trong phân tử nitơ rất bền.          

 ⇒ Ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hóa học.

- Ở nhiệt độ cao, nitơ có thể tác dụng được với nhiều chất.

- Khi tham gia phản ứng oxi hóa - khử, số oxi hóa của nitơ có thể giảm hoặc tăng, do đó nó thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử.

- Tính oxi hóa vẫn là tính chất chủ yếu của nitơ.

1. Tính oxi hóa

Trong phản ứng với kim loại và hiđro, số oxi hóa của nguyên tố nitơ giảm từ 0 đến -3, nitơ thể hiện tính oxi hóa

a. Tác dụng với kim loại

- Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng được với một số kim loại hoạt động như Ca, Mg, Al,... tạo thành nitrua kim loại.

Thí dụ:

3Mg+N20t°Mg3N2-3                  magie nitrua

Chú ý: Li có thể phản ứng với N2 ở ngay nhiệt độ thường.

b. Tác dụng với hiđro

- Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có mặt chất xúc tác, nitơ tác dụng trực tiếp với hiđro, tạo ra khí amoniac.

N20+3H2xtt°, p2N-3H3

2. Tính khử

Ở nhiệt độ khoảng 3000oC (hoặc nhiệt độ của lò hồ quang điện), nitơ kết hợp trực tiếp với oxi, tạo ra khí nitơ monooxit NO.

N20+O2t°2NO+2

- Trong thiên nhiên, khí NO được tạo thành khi có sấm sét.

 (ảnh 2)

Hình 1: Sấm sét cung cấp năng lượng cho phản ứng giữa N2 và O2 tạo thành NO

- Ở điều kiện thường, khí NO không màu kết hợp ngay với oxi của không khí, tạo ra khí nitơ đioxit NO2 màu nâu đỏ.

2N+2O+O22N+4O2

Lưu ý: Các oxit khác của nitơ như N2O, N2O3, N2O5, chúng không điều chế được bằng tác dụng trực tiếp giữa nitơ và oxi.

IV. Ứng dụng

- Nguyên tố nitơ là một trong những thành phần dinh dưỡng chính của thực vật.

- Trong công nghiệp, phần lớn lượng nitơ sản xuất ra được dùng để tổng hợp khí amoniac, từ đó sản xuất ra axit nitric, phân đạm, ...

- Nhiều ngành công nghiệp như luyện kim, thực phẩm, điện tử, ... sử dụng nitơ làm môi trường trơ. Nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các mẫu vật sinh học khác.

V. Trạng thái tự nhiên

- Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở dạng tự do (khí N2 chiếm 78,16% thể tích của không khí) và dạng hợp chất.

- Nitơ thiên nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị:

N714 (99,63%); N715(0,37%).

- Ở dạng hợp chất, nitơ có nhiều trong khoáng chất natri nitrat NaNO3, với tên gọi là diêm tiêu natri.

VI. Điều chế

1. Trong công nghiệp

- Nitơ được sản xuất bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

+ Sau khi đã loại bỏ CO2 và hơi nước, không khí được hóa lỏng dưới áp suất cao và nhiệt độ rất thấp.

+ Nâng nhiệt độ không khí lỏng đến -196 oC thì nitơ sôi và được lấy ra, còn lại là oxi lỏng, vì oxi lỏng có nhiệt độ sôi cao hơn (-183 oC).

- Khí nitơ được vận chuyển trong các bình thép, nén dưới áp suất 150 atm.

2. Trong phòng thí nghiệm

- Một lượng nhỏ nitơ tinh khiết được điều chế bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch bão hoà muối amoni nitrit:

NH4NO2t°N2↑ + H2O

- Tuy nhiên, muối này kém bền, có thể được thay thế bằng dung dịch bão hoà của amoni clorua và natri nitrit:

NH4Cl + NaNO2t°N2↑ + NaCl + 2H2O

B. Bài tập Nitơ

Câu 1: Trong công nghiệp, người ta thường điều chế N2 từ

A. NH4NO2.

B. HNO3.

C. không khí.   

D. NH4NO3.

Đáp án: C

Câu 2: Trong phòng thí nghiệm, có thể điều chế khí N2 bằng cách đun nóng dung dịch nào dưới đây ?

A. NH3          

B. NaNO2    

C. NH4Cl      

D. NH4NO2

Đáp án: D

Câu 3: Ứng dụng nào sau đây không phải của nitơ ?

A. Làm môi trường trơ trong một số ngành công nghiệp.

B. Bảo quản máu và các mẫu vật sinh học.

C. Sản xuất axit nitric.

D. Sản xuất phân lân.

Đáp án: D

Câu 4: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với H2 là 3,6. Nung nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối đối với H2 là 4. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 là

A. 36%.

B. 25%.

C. 50%.

D. 40%.

Đáp án: B

Câu 5: Khí nitơ có thể được tạo thành bằng phản ứng hoá học nào sau đây ?

A. Nhiệt phân NH4NO2

B. Nhiệt phân AgNO3

C. Nhiệt phân NH4NO3

D. Đốt cháy NH3 trong oxi khi có mặt chất xúc tác Pt

Đáp án: A

Câu 6: Vị trí của nitơ (N) trong bảng hệ thống tuần hoàn là:

A. ô 14, chu kỳ 2, nhóm VA.

B. ô 14, chu kỳ 3, nhóm IIIA.

C. ô 7, chu kỳ 2, nhóm VA. 

D. ô 7, chu kỳ 3, nhóm IIIA.

Đáp án: C

Câu 7: Nguyên tố hóa học nào sau đây thuộc nhóm VA ?

A. Nitơ  

B. Clo  

C. Cacbon 

D. Oxi

Đáp án: A

Câu 8: Cấu hình electron nguyên tử của nitơ là

A. 1s22s22p1

B. 1s22s22p5.

C. 1s22s22p63s23p2

D. 1s22s22p3.

Đáp án: D

Câu 9: Ở nhiệt độ thường, khí nitơ khá trơ về mặt hóa học. Nguyên nhân là do

A. trong phân tử N2 có liên kết ba rất bền.

B. trong phân tử N2, mỗi nguyên tử nitơ còn 1 cặp electron chưa tham gia liên kết.

C. nguyên tử nitơ có độ âm điện kém hơn oxi.

D. nguyên tử nitơ có bán kính nhỏ.

Đáp án: A

Câu 10: Trong phản ứng nào sau đây, nitơ thể hiện tính khử ?

A. N+ 3Hxtto,p 2NH3 

B. N2 + 6Li  ® 2Li3N

C. N2 + O2 to 2NO  

D. N2 + 3Mg toMg3N2

Đáp án: C

Câu 11: Khí N2 tác dụng với dãy chất nào sau đây:

A. Li, CuO và O2

B. Al, H2 và Mg

C. NaOH, H2 và Cl2 

D. HI, O3 và Mg

Đáp án: B

Câu 12: Một bình kín có thể tích là 0,5 lít chứa 0,5 mol H2 và 0,5 mol N2, ở nhiệt độ tCo. Khi ở trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành. Hằng số cân bằng Kcủa phản ứng tổng hợp NH3 là :

A. 1,278 

B. 3,125  

C. 4,125

D. 6,75

Đáp án: B

Câu 13: Có thể thu được nitơ từ phản ứng nào sau đây ?

A. Đun nóng dung dịch bão hòa natri nitrit với amoni clorua.

B. Nhiệt phân muối bạc nitrat.

C. Cho bột Cu vào dung dịch HNO3 đặc nóng.

D. Cho muối amoni nitrat  vào dung dịch kiềm.

Đáp án: A

Câu 14: Khi có tia lửa điện hoặc ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng trực tiếp với oxi tạo ra hợp chất X. Công  thức của X là

A. N2O.  

B. NO2

C. NO. 

D. N2O5.

Đáp án: C

Câu 15: Nitơ thể hiện tính khử trong phản ứng với chất nào sau đây ?

A. H2.

B. O2.

C. Mg. 

D. Al.

Đáp án: B

Câu 16: Nung nóng 4,8 gam Mg trong bình phản ứng chứa 1 mol khí N2. Sau một thời gian, đưa bình về nhiệt độ ban đầu, thấy áp suất khí trong bình giảm 5% so với áp suất ban đầu. Thành phần phần trăm Mg đã phản ứng là

A. 37,5%.  

B. 25,0%.   

C. 50%.  

D. 75%.

Đáp án: D

Câu 17: Cho vào bình kín 0,2 mol N2 và 0,8 mol H2 với xúc tác thích hợp. Sau một thời gian thấy tạo ra 0,3 mol NH3. Hiệu suất phản ứng được tổng hợp là:

A. 75%   

B. 56,25%

C. 75,8% 

D. kết quả khác

Đáp án: A

Câu 18: Trong không khí chứa chủ yếu hai khí nào sau đây?

A. N2,  CO2

B. N2,  O2

C. CO2,  O2

D. O2,  NH3

Đáp án: B

Câu 19: Thể tích N2 (đktc) thu được khi nhiệt phân 40 gam NH4NO2 là

A. 22,4 lít 

B. 44,8 lít

C. 14 lít

D. 4,48 lít

Đáp án: C

Câu 20: Trong phòng thí nghiệm, để điều chế một lượng nhỏ khí N2, người ta đun nóng dung dịch muối X bão hòa. Muối X là

A. NH4NO2  

B. NaNO3

C. NH4Cl 

D. NH4NO3

Đáp án: A

Câu 21: Khí không màu hóa nâu trong không khí là

A. N2O.  

B. NO. 

C. NH3.  

D. NO2.

Đáp án: B

Câu 22: Nitơ là chất khí phổ biến trong khí quyển trái đất và được sử dụng chủ yếu để sản xuất amoniac. Cộng hóa trị và số oxi hóa của nguyên tố N trong phân tử N2 là :

A. 3 và 0 

B. 1 và 0 

C. 0 và 0

D. 3 và 3

Đáp án: A

Câu 23: Kim loại nào sau đây có thể tác dụng với khí N2 ở nhiệt độ thường.

A. Li 

B. Cs

C. K 

D. Ca

Đáp án: A

Câu 24: Hỗn hợp A gồm N2 và H2 theo tỷ lệ thể tích 1:3, tạo phản ứng giữa N2 và H2 sinh ra NH3. Sau phản ứng được hỗn hợp khí B có tỉ khối so với khí A là 10/6. Hiệu suất phản ứng là

A. 80%      

B. 50%       

C. 70%       

D. 85%

Đáp án: A

Câu 25: Người ta sản xuất khi nitơ trong công nghiệp bằng cách nào sau đây?

A. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

B. Nhiệt phân dung dịch NH4NO2 bão hoà.

C. Dùng photpho để đốt cháy hết oxi không khí.

D. Cho không khí đi qua bột đồng nung nóng.

Đáp án: A

Câu 26: Hiệu suất của phản ứng giữa Nvà H2 tạo thành NHtăng nếu

A. giảm áp suất, tăng nhiệt độ.

B. giảm áp suất, giảm nhiệt độ.

C. tăng áp suất, tăng nhiệt độ.

D. tăng áp suất, giảm nhiệt độ.

Đáp án: D

Câu 27: Ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hoạt động là do

A. Nitơ có bán kính nguyên tử nhỏ.

B. Nitơ có độ âm điện lớn nhất trong nhóm.

C. Phân tử nitơ có liên kết ba khá bền.

D. Phân tử nitơ không phân cực.

Đáp án: C

Câu 28: Khi có tia lửa điện hoặc nhiệt độ cao. Nitơ tác dụng trực tiếp với oxi tạo ra hợp chất X. X tiếp tục tác dụng với oxi trong không khí tạo thành hợp chất Y. Công thức của X, Y lần lượt là

A. N2O, NO.

B. NO2, N2O5.

C. NO, NO2.

D. N2O5, HNO3.

Đáp án: C

Câu 29: Để loại bỏ các khí HCl, Cl2, CO2 và SO2 có lẫn trong khí N2 người ta sử dụng lượng dư dung dịch

A. AgNO3

B. Ca(OH)2.

C. H2SO4.  

D. CuCl2.

Đáp án: B

Câu 30: Nitơ có số oxi hóa âm trong hợp chất với nguyên tố nào sau đây ?

A. H. 

B. O. 

C. Cl.   

D. F.

Đáp án: A

Câu 31: Nung nóng 4,8 gam Mg trong bình phản ứng chứa 1 mol khí N2. Sau một thời gian, đưa bình về nhiệt độ ban đầu, thấy áp suất khí trong bình giảm 5% so với áp suất ban đầu. Thành phần phần trăm Mg đã phản ứng là

A. 37,5%.   

B. 25,0%.   

C. 50%.   

D. 75%.

Đáp án: D

Câu 32: Hỗn hợp N2 và H2 trong bình phản ứng ở nhiệt độ không đổi. Sau thời gian phản ứng, áp suất các khí trong bình thay đổi 5% so với áp suất ban đầu. biết rằng số mol N2 đã phản ứng là 10%. Thành phần phần trăm số mol N2 trong hỗn hợp ban đầu là

A. 20%.   

B. 25%.   

C. 10%.   

D. 5%.

Đáp án: D

 

Câu 33: Hỗn hợp khi X gồm N2 và H2 có tỉ khối hơi so với He bằng 1,8. Đun nóng trong bình kín một thời gian (có bột Fe làm xúc tác) thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối hơn sô với He bằng 2. Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là

A. 10%.   

B. 20%.   

C. 25%.   

D. 5%.

Đáp án: C

Câu 34: Người ta sản xuất khi nitơ trong công nghiệp bằng cách nào sau đây?

A. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

B. Nhiệt phân dung dịch NH4NO2 bão hoà.

C. Dùng photpho để đốt cháy hết oxi không khí.

D. Cho không khí đi qua bột đồng nung nóng

Đáp án: A

Câu 35: Hiệu suất của phản ứng giữa N2 và H2 tạo thành NH3 tăng nếu

A. giảm áp suất, tăng nhiệt độ.

B. giảm áp suất, giảm nhiệt độ.

C. tăng áp suất, tăng nhiệt độ.

D. tăng áp suất, giảm nhiệt độ.

Đáp án: D

Đánh giá

0

0 đánh giá