NH3 + O2 → N2 + H2O | NH3 + O2 ra N2

Phản ứng đốt cháy NH₃ + O₂ tạo ra N₂ thuộc loại phản ứng oxi hóa khử 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:

4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O

1. Phương trình hoá học của phản ứng NH₃ tác dụng với O₂

4NH₃ + 3O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2N₂ + 6H₂O

2. Cách lập phương trình hoá học của phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron.

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:

$\stackrel{-3}{N}{H}_3+{\stackrel{0}{O}}_2\to {\stackrel{0}{N}}_2+H_2\stackrel{-2}{O}$

Chất khử: NH₃; chất oxi hoá: O₂

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử

- Quá trình oxi hoá: $\stackrel{-3}{2N}\to \stackrel{0}{N_2}+6e$

- Quá trình khử: ${\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O

3. Điều kiện để NH₃ tác dụng với O₂

- Nhiệt độ

4. Cách tiến hành thí nghiệm

Đốt cháy khí NH₃ trong khí O₂.

5. Hệ thống lí thuyết về NH₃

5.1. 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.

5.2. Tính chất vật lý

- Amoniac (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 amoniac.

- Hòa tan NH₃ vào nước thu được dung dịch gọi là dung dịch amoniac. Dung dịch amoniac đậm đặc thường dùng trong phòng thí nghiệm có nồng độ 25% (D = 0,91g/cm³).

5.3. Tính chất hóa học

a. Tính bazơ yếu

- Tác dụng với nước

NH₃ + H₂O ⇄ $N{H}_4^{+}$+ OH^-

⇒ Dung dịch NH₃ là một dung dịch bazơ yếu.

⇒ Có thể dùng quỳ tím ẩm để nhận biết khí amoniac, quỳ tím ẩm sẽ chuyển thành màu xanh.

- Tác dụng với dung dịch muối

Dung dịch amoniac 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↓ + 3$N{H}_4^{+}$

- Tác dụng với axit → muối amoni:

NH₃ + HCl → NH₄Cl (amoni clorua)

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ (amoni sunfat)

b. Tính khử

Amoniac 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 $\stackrel{t^o}{\to }$ 2N₂ + 6H₂O

4NH₃ + 5O₂ $\underset{Pt}{\overset{850-900C_o}{\to }}$ 4NO + 6H₂O

- Tác dụng với clo

+ Clo oxi hóa mạnh amoniac 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

5.4. Ứng dụng

- Sản xuất axit nitric, 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.

5.5. 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 $\stackrel{t^o}{\to }$ CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Lưu ý:

- Để làm khô khí, người ta cho khí amoniac 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 amoniac đậm đặc.

b. Trong công nghiệp

- Tổng hợp từ nitơ và hiđro, theo phản ứng:

N₂ + 3H₂ $\stackrel{t^o,p,xt}{\rightleftarrows }$ 2NH₃                    ∆H < 0

- Điều kiện áp dụng:

+ Nhiệt độ: 450 – 500^oC.

+ 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.

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Oxi hoá NH₃ bằng CrO₃ sinh ra N₂, H₂O và Cr₂O₃. Số phân tử NH₃ tác dụng với một phân tử CrO₃ là

A. 3.

B. 1.

C. 4.

D. 2.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

2NH₃ + 2CrO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ N₂ + 3H₂O + Cr₂O₃

→ 1 phân tử NH₃ phản ứng với 1 phân tử CrO₃.

Câu 2: Cho cân bằng hóa học (trong bình kín) sau:

N_2(khí) + 3H_2(khí) $\stackrel{}{\rightleftarrows }$ 2NH₃ ; ∆H = -92kJ/mol

Trong các yếu tố:

(1) Thêm một lượng N_­2 hoặc H₂.

(2) Thêm một lượng NH_3.

(3) Tăng nhiệt độ của phản ứng.

(4) Tăng áp suất của phản ứng.

(5) Dùng thêm chất xúc tác.

Có bao nhiêu yếu tố làm cho cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận ?

A. 3

B. 4

C. 5

D. 2

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Các yếu tố: 1, 4.

+ (1): Thêm lượng N₂ hoặc H₂ → cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm N₂/ H₂(chiều thuận)

+ (2): Thêm NH₃→ cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm NH₃ (chiều nghịch)

+ (3): ∆H = -92 < 0 → phản ứng thuận là tỏa nhiệt → tăng nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (chiều nghịch)

+ (4): Tăng áp suất của phản ứng → cân bằng dịch chuyển theo chiều giảm áp suất (chiều thuận)

+ (5): Chất xúc tác không làm ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

Câu 3: 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 $\stackrel{t^o,P}{\to }$ (NH₂)₂CO + H₂O

Câu 4:Hợp chất nào sau đây nitơ có số oxi hoá là -3:

A. NO.

B. N₂O.

C. HNO₃.

D. NH₄Cl.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

$\stackrel{+2}{N}O,{\stackrel{+1}{N}}_{2}O,H\stackrel{+5}{N}{O}_3,\stackrel{-3}{N}{H}_{4}Cl$

Câu 5: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 amoniac (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

Câu 6: 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 7: Muối được làm bột nở trong thực phẩm là

A. (NH₄)₂CO₃.

B. Na₂CO₃.

C. NH₄HCO₃.

D. NH₄Cl.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Người ta dùng muối NH₄HCO₃ làm bột nở trong thực phẩm.

Câu 8:Có ba dung dịch mất nhãn: NaCl; NH₄Cl; NaNO₃. Dãy hoá chất nào sau đây có thể phân biệt được ba dung dịch :

A. Phenol phtalein và NaOH.

B. Cu và HCl.

C. Phenol phtalein; Cu và H₂SO₄ loãng .

D. Quỳ tím và dung dịch AgNO₃.

Hướng dẫn giải:

Đáp ánD

- Khi cho quỳ tím vào 3 mẫu thử thì chỉ có NH₄Cl làm quỳ tím hóa đỏ. Do hiện tượng thủy phân của NH₄Cl: ${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}+H_{2}O\stackrel{}{\rightleftarrows }{\text{NH}}_{\text{3}}{\text{+ H}}_3{O}^{\text{+}}$

- Cho AgNO₃ vào 2 dung dịch còn lại thì NaCl tạo kết tủa trắng.

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

Câu 9:Hỗn hợp X gồm N₂ và H₂ có tỉ khối so với hiđro là 6,2. Dẫn X đi qua bình đựng bột Fe rồi nung nóng biết rằng hiệu suất tổng hợp NH₃ đạt 40% thì thu được hỗn hợp Y. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y hiđro là:

A. 14,76.

B. 18,23.

C. 7,38.

D. 13,48.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

N₂ + 3H₂ $\underset{xt}{\overset{t^o,P}{\rightleftarrows }}$ 2NH₃

Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp N₂ và H₂ ta có: $\frac{n_{N_2}}{n_{H_2}}=\frac{2}{3}$

=> H₂ thiếu, hiệu suất phản ứng tính theo H₂.

Chọn

$n_{H_2}$_pư= 3.40% = 1,2 mol

→ $n_{N_2}$_pư = 0,4 mol và $n_{N{H}_3}$_{sinh ra} =0,8 mol.

n_y = n_x - 0,8 = 2 + 3 - 0,8 = 4,2 mol

Bảo toàn khối lượng:

→ $\frac{{\overline{M}}_Y}{{\overline{M}}_X}=\frac{n_X}{n_Y}$ → ${\overline{M}}_Y=\frac{5.6,2.2}{4,2}$ = 14,76

→ Tỉ khối của Y với H₂ là 7,38.

Câu 10: Cho các thí nghiệm sau :

(1). NH₄NO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$

(2). KMnO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$

(3). NH₃ + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$

(4). NH₄Cl $\stackrel{t^o}{\to }$

(5). (NH₄)₂CO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$

(6). AgNO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$

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).

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃
• N₂ + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2NO
• 2NO + O₂ → 2NO₂
• NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃
• 8NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6NH₄Cl
• NH_{3 (k)} + HCl _(k) → NH₄Cl _(r)
• NH₃ + H₂O ⇄ NH₄OH
• 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) $\stackrel{t^o}{\to }$NH_{3 (k)} + HCl _(k)
• NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O
• NH₄NO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$N₂ + 2H₂O
• NH₄HCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$NH₃ + 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