Ôn tập Hóa 11 - Chương 2: Nitơ – phôt pho

Chương 2: NITƠ – PHÔT PHO
Baøi 1: Nitơ
I-CẤU TẠO PHÂN TỬ
Nhóm VA có cấu hình electron ngoài cùng là : ns2np3 .
Nên vừa thể hiện được tính oxh và tính khử.
- Cấu hình electron của N2 : 1s22s22p3
- CTCT : N º N CTPT : N2
Số OXH của N2 : -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5
II-TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Là chất khí không màu , không mùi , không vị, hơi nhẹ hơn không khí ( d = 28/29) , hóa lỏng ở -196oC. 
- Nitơ ít tan trong nước , hoá lỏng và hoá rắn ở nhiệt độ rất thấp .Không duy trì sự cháy và sự hô hấp (không độc).
III-TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1-Tính oxi hoá : Phân tử nitơ có liên kết ba rất bền, nên nitơ khá trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường.
a) Tác dụng với hidrô :
Ở nhiệt độ cao , áp suất cao và có xúc tác .Nitơ phản ứng với hidrô tạo amoniac . Đây là phản ứng thuận nghịch và toả nhiệt : 
–3
0
to,p,xt
 N2 + 3H2 2NH3 DH = -92KJ 
 –3
0
b)Tác dụng với kim loại 
- Ở nhiệt độ thường nitơ chỉ tác dụng với liti tạo liti nitrua : 6Li + N2 → 2Li3N 
- Ở nhiệt độ cao , nitơ tác dụng với nhiều kim loại : 3Mg + N2 → Mg3N2 (magie nitrua)
 Các nitrua dễ bị thủy phân tạo NH3	
Nitơ thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn .
2-Tính khử:
0
+2
- Ở nhiệt độ cao ( 30000C) Nitơ phản ứng với oxi tạo nitơ monoxit 
 N2 + O2 → 2NO ( không màu )
- Ở điều kiện thường , nitơ monoxit tác dụng với oxi không khí tạo nitơ dioxit màu nâu đỏ 
+4
+2
 2NO + O2 → 2NO2
Nitơ thể hiện tính khử khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.
- Các oxit khác của nitơ :N2O , N2O3, N2O5 không điều chế được trực tiếp từ niơ và oxi
IV- ĐIỀU CHẾ :
a) Trong công nghiệp: Nitơ được sản xuất bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng
to
b) Trong phòng thí nghiệm : Nhiệt phân muối nitrit 
to
 NH4NO2 N2 + 2H2O 
NH4Cl + NaNO2 N2 + NaCl +2H2O
to (500oC)
to
NH4NO3 N2 + 2H2O
to
2NH3 + 2CuO 2Cu + N2 + 3H2O
2NH3 +3/2 O2 N2 + 3H2O
Baøi 2: Amoniac vaø muoái amoni
A. AMONIAC : Trong phân tử NH3 , N liên kết với ba nguyên tử hidro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực. NH3 có cấu tạo hình chóp với nguyên tử Nitơ ở đỉnh. Nitơ còn một cặp electron hóa trị là nguyên nhân tính bazo của NH3.
I. Tính chaát vaät lí:
Là chất khí không màu, có mùi khai xốc, nhẹ hơn không khí.
Tan rất nhiều trong nước ( 1 lít nước hòa tan được 800 lít khí NH3)
Amoniac hòa tan vào nước thu được dung dịch amoniac.
II. Tính chaát hoùa hoïc:
1- Tính bazô yeáu:
a) Taùc duïng vôùi nöôùc: NH3 + H2O NH4+ + OH-
Thaønh phaàn dung dòch amoniac goàm: NH3, NH4+, OH-.
	=> dung dòch NH3 laø moät dung dòch bazô yeáu.
b) Taùc duïng vôùi dung dòch muoá(Muoái cuûa nhöõng kim loaïi coù hidroxxit khoâng tan):→ keát tuûa hiñroxit cuûa caùc kim loaïi ñoù.
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl ; Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+
Nhöõng hidroxit vaø oxit coù khaû naêng taïo phöùc amin thì tan trong dung dòch NH3 ( nhö Cu(OH)2, Zn(OH)2, Ag2O, AgCl...)
Cu(OH)2 + 4NH3 → [ Cu( NH3)4 ](OH)2 (xanh thaåm)
Ag2O + 2 NH3 + 2H2O → 2 [Ag(NH3)2 ]OH
AgCl + 2 NH3 → [Ag(NH3)2 ]Cl
c) Taùc duïng vôùi axit: → muoái amoni: 
 NH3 + HCl → NH4Cl (amoni clorua) 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 ( amoni sunfat) 
2. Tính khöû: 
 a. Taùc duïng vôùi oxi: 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O
xt, to
 Nếu có Pt là xúc tác , ta thu được khí NO
 4NH3 + 5O2 → 4 NO + 6H2O 
Taùc duïng vôùi clo: 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl
 NH3 kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo” khói trắng” NH4Cl
Tác dụng với CuO:
to
 2NH3 + 2CuO 2Cu + N2 + 3H2O
III. Ñieàu cheá: 
 1. Trong phoøng thí nghieäm: Baèng caùch ñun noùng muoái amoni vôùi Ca(OH)2
2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
2. Trong coâng nghieäp:Toång hôïp töø nitô vaø hiñro: N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) ∆H < O
Nhieät ñoä: 450 – 5000C
Aùp suaát cao töø 200 – 300 atm
Chaát xuùc taùc: saét kim loaïi ñöôïc troän theâm Al2O3, K2O,...
Làm lạnh hỗn hợp khí bay ra, NH3 hóa lỏng được tách riêng.
B. MUOÁI AMONI: Laø tinh theå ion goàm cation NH4+ vaø anion goác axit.
I. Tính chaát vaät lí: Tan nhieàu trong nöôùc, ñieän li hoøan toaøn thaønh caùc ion, ion NH4+ khoâng maøu.
II. Tính chaát hoùa hoïc:
1- Taùc duïng vôùi dung dòch kieàm: (ñeå nhaän bieát ion amoni, ñieàu cheá amoniac trong phoøng thí nghieäm)
(NH4)2SO4 + 2NaOH 2NH3 + 2H2O + Na2SO4 ; NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O (Quỳ ẩm hóa xanh)
2 Phaûn öùng nhieät phaân: 
- Muoái amoni chöùa goác cuûa axit khoâng coù tính oxi hoùa khi ñun noùng bò phaân huûy thaønh NH3
Thí dụ: NH4Cl(r) NH3(k) + HCl(k) (NH4)2CO3(r) NH3(k) + NH4HCO3(r)
	NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O ; NH4HCO3 (bột nở) được dùng làm xốp bánh.
- Muoái amoni chöùa goác cuûa axit coù tính oxi hoùa nhö axit nitrô, axit nitric khi bò nhieät phaân cho ra N2, N2O ( ñinitô oxit)
Thí duï: NH4NO2 N2 + 2H2O 	 NH4NO3 N2O + 2H2O
 Nhiệt độ lên tới 500oC , ta có phản ứng: 2NH4NO3 → 2 N2 + O2 + 4H2O
	Baøi 3: Axit Nitric vaø muoái Nitrat
A. AXIT NITRIC
I. Caáu taïo phaân töû : 	 O
CTPT: HNO3 CTCT: H - O – N	 	 
 O Nitô coù soá oxi hoaù cao nhất laø +5 
II. Tính chaát vaät lyù 
- Laø chaát loûng khoâng maøu, boác khoùi maïnh trong khoâng khí aåm ; D = 1.53g/cm3 
- Axit nitric khoâng beàn, khi coù aùnh saùng , phaân huyû 1 phaàn: 4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O
Do ñoù axit HNO3 caát giöõ laâu ngaøy coù maøu vaøng do NO2 phaân huyû tan vaøo axit.
→ Caàn caát giöõ trong bình saãm maøu, boïc baèng giaáy ñen
- Axit nitric tan voâ haïn trong nöôùc (HNO3 ñaëc coù noàng ñoä 68%, D = 1,40 g/cm3 ).
III. Tính chaát hoaù hoïc 
1. Tính axit: Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch: HNO3 H + + NO3–
- Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit : làm đỏ quỳ tím , tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O ; Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + 2H2O
 CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O 
2. Tính oxi hoaù: 
Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO3 đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.
Tuyø vaøo noàng ñoä cuûa axit vaø baûn chaát cuûa chaát khöû maø HNO3 coù theå bò khöû ñeán: N2, N2O, NO, NO2, NH4NO3.
a) Vôùi kim loaïi: HNO3 oxi hoaù haàu heát caùc kim loaïi ( tröø vaøng(Au) vaø platin(Pt) ) khoâng giaûi phoùng khí H2, do ion NO3- coù khaû naêng oxi hoaù maïnh hôn H+.Khi đó kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hoá cao nhất.
- Vôùi nhöõng kim loaïi coù tính khöû yeáu nhö : Cu, Agthì HNO3 ñaëc bị khöû ñeán NO2 ; HNO3 loaõng bò khöû ñeán NO.
Vd: Cu + 4HNO3(ñ) Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H 2O.
 3Cu + 8HNO3(l) 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H 2O.
- Khi taùc duïng vôùi nhöõng kim loaïi coù tính khöû maïnh hôn nhö : Mg, Zn, Al.
+ HNO3 ñaëc bò khöû ñeán NO2 ; 
+ HNO3 loaõng có thể bị khử đến N2O , N2 hoặc NH4NO3.
+ Fe, Al, Cr bò thuï ñoäng hoaù trong dung dòch HNO3 ñaëc nguoäi.
b) Vôùi phi kim: Khi ñun noùng HNO3 ñaëc coù theå taùc duïng ñöôïc chủ yếu vôùi C, P, S(trừ N2 và halogen)
Ví duï: S + 6HNO3(ñ) ® H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
 C + HNO3(ñ) ® CO2 + NO2 + H2O
 3P + 5HNO3(l) + 2H2O ® 3H3PO4 + 5NO 
® Thaáy thoaùt khí maøu naâu coù NO2 . khi nhoû dung dich BaCl2 thaáy coù keát tuûa maøu traéng coù ion SO42-.
 c) Vôùi hôïp chaát: 
- H2S, Hl, SO2, FeO, muối sắt (II) có thể tác dụng với HNO3 nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn. Ví dụ như :
 3FeO + 10HNO3(d) ® 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3H2S + 2HNO3(d) ® 3S + 2NO + 4H2O
- Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.
V. Ñieàu cheá 
1-Trong phoøng thí nghieäm: 
 NaNO3 r + H2SO4ñ HNO3 + NaHSO4 
đp
 Điện phân các muối nitrat của kim loại đứng sau H+ của nước ( sau Al) 
 M(NO3)x +x/2 H2O M + x/4 O2 + xHNO3
 2- Trong coâng nghieäp: - Ñöôïc saûn xuaát töø amoniac: NH3 → NO → NO2 → HNO3 
- ÔÛ t0 = 850-900oC, xt : Pt : 4NH3 +5O2® 4NO +6H2O ; DH = – 907kJ 
- Oxi hoaù NO thaønh NO2 : 2NO + O2 ® 2NO2
- Chuyeån hoùa NO2 thaønh HNO3: 4NO2 +2H2O +O2 ® 4HNO3 .
 TQ: 4NH3 +8 O2® 4HNO3 + 4 H2O 
 Dung dòch HNO3 thu ñöôïc coù noàng ñoä 60 – 62%. Chöng caát vôùi H2SO4 ñaäm ñaëc thu ñöôïc dung dịch HNO3 96 – 98% .
B. MUOÁI NITRAT
1. Tính chaát vaät lyù: Deã tan trong nöôùc , laø chaát ñieän li maïnh trong dung dòch, chuùng phaân li hoaøn toaøn thaønh caùc ion
Ví duï: Ca(NO3)2 ® Ca2+ + 2NO3-
- Ion NO3- khoâng coù màu, maøu cuûa moät soá muoái nitrat laø do maøu cuûa cation kim loaïi. Moät soá muoái nitrat deã bò chaûy rữa nhö NaNO3, NH4NO3.
2.. Tính chaát hoaù hoïc: 
Các muối nitrat của kim loại kiền và kiềm thổ có môi trường trung tính, muối của kim loại khác có môi trường axit(PH<7)
1: Nhiệt phân muối Nitrat
Caùc muoái nitrat deã bò phaân huyû khi ñun noùng
a) Muoái nitrat cuûa caùc kim loaïi hoaït ñoäng (trước Mg):
 Nitrat → Nitrit + O2 vd: 2KNO3 ® 2KNO2 + O2 
b) Muoái nitrat cuûa caùc kim loaïi töø Mg ® Cu:
 Nitrat → Oxit kim loại + NO2 + O2 vd: 2Cu(NO3)2 ® 2CuO + 4NO2 + O2
 c) Muoái cuûa nhöõng kim loaïi keùm hoaït ñoäng ( sau Cu ) :
 Nitrat → kim loại + NO2 + O2 vd: 2AgNO3 ® 2Ag + 2NO2 + O2 
2: Ion NO3- trong H+(axit)
NO3- + 4H+ + 3e ® NO + 2H2O
Ví dụ: 3Cu + 2NO3- + 8H+ ® 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
 3Fe2+ + NO3- + 4H+ ® 3Fe3+ + NO + 2H2O
3: Ion NO3- trong OH-(kiềm) : OXH được các Kim loại lưỡng tính:
 8Al + 3NO3- + 5OH- + 2H2O ® 8AlO2- + 3NH3
4. Nhận biết ion nitrat (NO3–)
 Trong môi trường axit , ion NO3– thể hiện tinh oxi hóa giống như HNO3. Do đó thuốc thử dùng để nhận biết ion NO3– là hỗn hợp vụn đồng và dung dịch H2SO4 loãng, đun nóng.
Hiện tượng : dung dịch có màu xanh, khí không màu hóa nâu đỏ trong không khí.
 3Cu + 8H+ + 2NO3– → 3Cu2+ + 2 NO↑ + 4H2O
 (dd màu xanh)
 2NO + O2 ( không khí) → 2NO2 ( màu nâu đỏ) 
 Baøi 4: Phoâtpho – Axit phoâtphoric – Muoái phoâtphat
A. PHÔT PHO:
1/ Tính chất hóa học :
Do liên kết trong phân tử photpho kém bền hơn phân tử nitơ nên ở điều kiện thường photpho hoạt động hoá học mạnh hơn nitơ.
a) Tính oxi hoá: Photpho chỉ thể hiện rõ rệt tính oxi hoá khi tác dụng với một số kim loại hoạt động, tạo ra photphua kim loại. 
 Vd: 
 Zn + P → Zn3P2 (Thuốc diệt chuột)
Các photphu dễ bị thủy phân tạo Photphin(PH3) rất độc
b) Tính khử:
Photpho thể hiện tính khử khi tác dụng với các phi kim hoạt động như oxi, halozen, lưu huỳnh  cũng như với các chất oxi hóa mạnh khác
Tác dụng với oxi: Khi đốt nóng, photpho cháy trong không khí tạo ra các oxit của photpho : 
Thiếu oxi : Dư Oxi : 
Tác dụng với clo: Khi cho clo đi qua P nóng chảy, sẽ thu được các hợp chất photpho clorua: 
Thiếu clo : Dư clo : 
Tác dụng với hợp chất:
 6P + 5KClO3 → 3P2O5 + 5KCl
 3P + 5HNO3(l) + 2H2O ® 3H3PO4 + 5NO 
2. Điều chế : Trong công nghiệp, photpho được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit, cát và than cốc khoảng 1200oC trong lò điện: (3CaO. P2O5)
Hơi photpho thoát ra được ngưng tụ khi làm lạnh, thu được photpho trắng ở dạng rắn.
B/ AXIT PHÔTPHORIC :
Công thức cấu tạo :
Hay
P=O 
H – O
H – O
H – O
1. Tính chất vật lí: Là chất rắn dạng tinh thể trong suốt, không màu, nóng chảy ở 42,5oC. dễ chảy rữa và tan vô hạn trong nước.
2. Tính chất hóa học:
 a) Tính oxi hóa – khử:
Axít photphoric khó bị khử (do P ở mức oxi hóa +5 bền hơn so với N trong axit nitric) , không có tính oxi hóa. b) Tính axit: Axít photphoric là axit có 3 lần axit, có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch nó phân li ra 3 nấc:
H3PO4 D H+ + H2PO4- k1 = 7, 6.10-3
H2PO4- D H+ + HPO42- k2 = 6,2.10-8	 nấc 1 > nấc 2 > nấc 3
HPO42- D H+ + PO43- k3 = 4,4.10-13
Dung dịch axít photphoric có những tính chất chung của axit như làm quì tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại.
Khi tác dụng với oxit bazơ, bazơ tùy theo lượng chất tác dụng mà axít photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối:
H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
3. Điều chế :
a) Trong phòng thí nghiệm: P + 5HNO3 →H3PO4 + H2O + 5NO2
b) Trong công nghiệp: 
 + Cho H2SO4 đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4 
Điều chế bằng phương pháp này không tinh khiết và lượng chất thấp 
+ Để điều chế H3PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn người ta đốt cháy P để được P2O5 rồi cho P2O5 tác dụng với nước : 4P + 5O2 → 2P2O5 P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 
C/ MUỐI PHÔTPHAT: Axít photphoric tạo ra 3 loại muối:
- Muối photphat trung hòa:Na3PO4, Ca3(PO4)2, 
- Muối đihidrophotphat: NaH2PO4, Ca(H2PO4)2, 
- Muối hidrophotphat: Na2HPO4, CaHPO4 
1.Tính tan: Tất cả các muối đihidrophotphat đều tan trong nước.Các muối hidrophotphat và photphat trung hòa đều không tan hoặc ít tan trong nước ( trừ muối natri, kali, amoni ).
2. Nhận biết ion photphat: Thuốc thử là bạc nitrat.
 3Ag+ + PO43- " Ag3PO4 ↓ (màu vàng)
BÀI 5: PHÂN BÓN HÓA HỌC
Phân đạm:
Là loại muối có chứa Nito ( NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3, (NH2)2CO)
Điều chế: Cho NH3 tác dụng với các axit tương ứng.
Ure: (NH2)2CO : NH3 + CO2 (NH2)2CO + H2O
 P cao
2. Phân lân:
Supephotphat đơn: Ca(H2PO4)2 và CaSO4
Điều chế: 
 Ca3(PO4)2 + H2SO4 (thiếu) → Ca(H2PO4)2 + CaSO4
Quặng Photphotrit
Supephotphat kép: Ca(H2PO4)2
 Ca3(PO4)2 + H3PO4 → Ca(H2PO4)2
Quặng Photphotrit