Bài tập về Nitrogen
I. Lý thuyết
1. Trạng thái tự nhiên
Trong khí quyển Trái Đất, nitrogen là nguyên tố phổ biến nhất, chiếm 75,5% khối lượng (hoặc 78,1% thể tích ) và tập trung chủ yếu ở tầng đối lưu và trong vỏ Trái Đất thì nó tồn tại tập trung ở một số mỏ khoáng dưới dạng sodium nitrate.
Nguyên tố nitrogen có trong tất cả cơ thể động vật và thực vật và trong cả cơ thể người.
Nguyên tố nitrogen tồn tại trong tự nhiên với hai đồng vị bền là 14N (99,63%) và 15N (0.37%).
2. Cấu tạo nguyên tử, phân tử
a. Cấu tạo nguyên tử
Nguyên tố nitrogen ở ô số 7, nhóm VA, chu kì 2 trong bảng tuần hoàn. Nguyên tử nitrogen có độ âm điện lớn (3,04). Nitrogen là phi kim điển hình.
b. Cấu tạo phân tử
Phân tử nitrogen gồm hai nguyên tử, liên kết với nhau bằng liên kết ba (1 liên kết Ϭ và 2 liên kết π). Phân tử nitrogen có năng lượng liên kết lớn (945 kJ/mol) và không có cực.
3. Tính chất vật lí
Ở điều kiện thường, nitrogen là chất khí, không màu, không mùi, không vị, khó hoá lỏng (hoá lỏng ở –196 °C), tan rất ít trong nước (1 lít nước hoà tan được 0,012 lit khí nitrogen). Khi nitrogen không duy trì sự chảy và sự hô hấp.
4. Tính chất hoá học
Nitrogen khá trơ ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao, nitrogen trở nên hoạt động hơn. Nitrogen thể hiện cả tính oxi hoá và tính khử.
a. Tác dụng với hydrogen
Quy trì Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có xúc tác, nitrogen hóa hợp trực tiếp với hydrogen, tạo thành ammonia.
Phản ứng tổng hợp ammonia là quá trình trung gian quan trọng để sản xuất nitric acid, thuốc nổ, đạm nitrate, urea, ammophos....
b. Tác dụng với oxygen
Ở nhiệt độ cao trên 3000°C hoặc có tia lửa điện, nitrogen kết hợp với oxygen, tạo ra nitrogen monoxide (NO)
N2(g) + O2(g) ⇌ 2NO(g) (điều kiện nhiệt độ)
Trong thực tế, phản ứng hoá hợp giữa nitrogen với oxygen thường xảy ra đồng thời với quá trình đốt cháy nhiên liệu ở nhiệt độ cao bằng không khi. Các hoạt động giao thông vận tải và sản xuất công nghiệp là nguyên nhân chính gây phát thải các oxide của nitrogen vào khí quyển.
5. Phương pháp giải
- Bước 1: Tính số mol các chất đề bài đã cho số liệu và viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra.
- Bước 2: Tính toán luôn theo phương trình phản ứng hóa học hoặc đặt ẩn nếu đề bài là hỗn hợp.
- Bước 3: Lập phương trình toán học và giải phương trình Số mol các chất cần tìm.
- Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài.
Lưu ý: Trong một hỗn hợp mà có nhiều phản ứng xảy ra thì phản ứng trung hoà được ưu tiên xảy ra trước.
II. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Trong công nghiệp, người ta thường điều chế N2 từ
A. NH4NO2.
B. HNO3.
C. không khí.
D. NH4NO3.
Đáp án: C
Giải thích: Trong công nghiệp, nitơ được điều chế bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
Ví dụ 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
Ví dụ 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
III. Bài tập vận dụng
Câu 1: 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 2: 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 3: 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 4: Nguyên tố hóa học nào sau đây thuộc nhóm VA ?
A. Nitơ
B. Clo
C. Cacbon
D. Oxi
Đáp án: A
Câu 5: Cấu hình electron nguyên tử của nitơ là
A. 1s22s22p1.
B. 1s22s22p5.
C. 1s22s22p63s23p2.
D. 1s22s22p3.
Đáp án: D
Câu 6: 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 7: Trong phản ứng nào sau đây, nitơ thể hiện tính khử ?
A. N2 + 3H2 to,p⇄xt⇄xtto, p 2NH3
B. N2 + 6Li ® 2Li3N
C. N2 + O2 to⇄⇄to 2NO
D. N2 + 3Mg to→→toMg3N2
Đáp án: C
Câu 8: 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 9: Một bình kín có thể tích là 0,5 lít chứa 0,5 mol H2 và 0,5 mol N2, ở nhiệt độ toCt Co. Khi ở trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành. Hằng số cân bằng KC của phản ứng tổng hợp NH3 là :
A. 1,278
B. 3,125
C. 4,125
D. 6,75
Đáp án: B
Câu 10: 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 11: 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 12: 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 13: 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 14: 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 15: Trong không khí chứa chủ yếu hai khí nào sau đây?
A. N2,CO2N2, CO2
B. N2,O2N2, O2
C. CO2,O2CO2, O2
D. O2,NH3O2, NH3
Đáp án: B
Câu 16: 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 17: 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 18: Khí không màu hóa nâu trong không khí là
A. N2O.
B. NO.
C. NH3.
D. NO2.
Đáp án: B
Xem thêm các dạng bài tập hay khác:
30 Bài tập về Cân bằng trong dung dịch nước (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Tính chất của nitơ, photpho và các hợp chất của chúng (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 bài tập về Ammonia. Muối ammonium (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Axit nitric và muối nitrat (2024) có đáp án chi tiết nhất
