AMONIAC VÀ MUỐI AMONI  I. Mục tiêu bài học. 1. Về kiến thức: Giúp học sinh hiểu:  Tính chất hoá học của Amoniac và muối Amoni.  Vai trò quan trọng của Amoniac và muối amoni trong đời sống và trong kĩ thuật.  Học sinh biết phương pháp điều chế Amoniac trong phòng thí nghiệm và công nghiệp. 2. Về kĩ năng:  Dựa vào cấu tạo phân tử để giải thích tính chất vật lí, hoá học của amoniac và muối amoni.  Vận dụng nguyên lí chuyển dịch cân bằng để giải thích các điều kiện kĩ thuật trong sản xuất amoniac.  Rèn luyện khả năng lập luận logic và khả năng viết các phương trình trao đổi ion. 3. Về tình cảm, thái độ.  Nâng cao tình cảm yêu khoa học.  Có ý thức gắn những hiểu biết về khoa học đối với đời sống. II. Chuẩn bị:  Dụng cụ, hoá chất thí nghiệm tính tan của NH 3 , tác dụng với axit của NH 3 .  Tranh vẽ thí nghiệm NH 3 + CuO, sơ đồ tổng hợp NH 3 trong công nghiệp. III. Kiểm tra bài cũ: 1. Trình bày cấu tạo phân tử N 2 .Vì sao ở điều kiện thường N 2 là một chất trơ? Ở điều kiện nào N 2 trở nên hoạt động hơn? 2. Nêu những tính chất hoá học đặc trưng của N 2 và dẫn ra những phản ứng hoá học để minh hoạ. IV. Bài giảng. Đặt vấn đề : Trong các hợp chất của Nitơ thì NH 3 là hợp chất có ứng dụng thực tế lớn, từ NH 3 sản xuất ra phân đạm, axit nitric .Vậy NH 3 có cấu tạo phân tử thế nào, tính chất của NH 3 ra sao . ? Các nội dung này được nghiên cứu trong bài học hôm nay. AMONIAC 1 Hoạt động của giáo viên Nội dung bài học - Dựa vào cấu tạo nguyên tử N, H hãy mô tả sự hình thành phân tử NH 3 . - Đọc SGK mô tả cấu tạo phân tử NH 3 ? - Viết công thức e, CTCT của phân tử NH 3 ? - Vì sao góc liên kết là 107 o (mặc dù lai hoá sp 3 )? - Phân tử NH 3 là phân tử phân cực (N độ âm điện lớn hơn do đó N âm điện hơn, H dương điện hơn). - Phân tử cấu tạo hình tháp (lai hoá tứ diện) nguyên tử N ở đỉnh hình tháp. - Phân tử có cấu tạo không đối xứng do đó phân tử phân cực. I. Cấu tạo phân tử. - Nguyên tử N tạo thành 3 cặp e chung với 3 nguyên tử H. - Trên nguyên tử N còn một cặp e không liên kết. - Phân tử NH 3 được biểu diễn bằng công thức : - Phân tử hình tháp đáy tam giác đều. - Liên kết trong phân tử là liên kết cộng hoá trị có cực, phân tử là phân tử có cực.  KL: Trong phân tử NH 3 , nguyên tử N liên kết với 3 nguyên tử H bằng 3 liên kết cộng hoá trị có cực , ở nguyên tử N còn một cặp e chưa liên kết. NH 3 là phân tử có cực. - Quan sát lọ đựng NH 3 , xác định trạnh thái, màu sắc, mùi. - TN tính tan của NH 3 trong nước: học sinh quan sát hiện tượng, giải thích. - Vì sao nước phun mạnh vào bình? - Dung dịch trong lọ có màu hồng? Kết luận về tính chất của NH 3 . II. Tính chất vật lí. - NH 3 là chất khí không màu, mùi khai xốc, nhẹ hơn không khí. - Khí NH 3 tan nhiều trong nước, tạo thành dung dịch có tính kiềm yếu (1 lít H 2 O ở 20 o C hoà tan 800 lít NH 3 ). - Phân tử phân cực do đó nó không ngững tan tốt trong nước mà còn tan tốt trong các dung môi phân cực khác. III. Tính chất hoá học. 2 Hoạt động của giáo viên Nội dung bài học - Khi NH 3 tan trong nước tạo dung dịch kiềm. Viết phương trình NH 3 + H 2 O? - Vì sao NH 3 là một bazơ yếu? Dùng chất chỉ thị nào để nhận ra NH 3 ? Chú ý: Không viết công thức NH 4 OH. Thí nghiệm NH 3 + HCl : - Vì sao NH 3 dễ dàng kết hợp với H + ? (nguyên tử N còn cặp e chưa liên kết, H + có opitan trống  tạo liên kết cho nhận.) Giáo viên tiến hành thí nghiệm : FeCl 3 + dd NH 3 AlCl 3 + dd NH 3 Học sinh quan sát hiện tượng và viết phương trình phản ứng. Đặt vấn đề : Ngoài tính chất hoá học của một bazơ NH 3 còn có tính chất đặc biệt khác : TN1 : CuSO 4 + NH 3 + H 2 O  phức tan. TN2 : NaCl + AgNO 3   trắng Nếu cho tiếp NH 3 vào thì kết tủa lại tan. - Vì sao NH 3 kết hợp với ion Ag + , Cu 2+ mà không kết hợp với ion Al 3+ . (Có sự cho nhận cặp e tự do ở N trong NH 3 với opitan trống của nguyên tử kim loại.). 1. Tính bazơ yếu. a.Tác dụng với H2O: Một phần nhỏ các phân tử NH 3 kết hợp với H + của H 2 O : NH 3 + H 2 O  NH 4 + + H 2 O Ở 25 0 C K b = 1,8 . 10 -5 do đó NH 3 là một bazơ yếu làm quỳ tím chuyển sang màu xanh, phenolphtalein chuyển sang màu hồng. b. Tác dụng với axit. NH 3 kết hợp dễ dàng với H + của dung dịch axit tạo nên muối amoni : 2NH 3 + H 2 SO 4  (NH 4 ) 2 SO 4 NH 3 + H +  NH 4 + NH 3(k) + HCl (k)  NH 4 Cl (h) Phản ứng này dùng để nhận ra NH 3 và ngược lại. c. Tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại  kết tủa hidroxit kim loại. Al 3+ +3NH 3 +3H 2 OAl(OH) 3 + NH 4 + Fe 2+ +2NH 3 +H 2 OFe(OH) 2 + 2NH 4 + 2. Khả năng tạo phức. NH 3 có khả năng hoà tan hidroxit hay muối ít tan của một số kim loại tạo thành dung dịch phức chất : Cu(OH) 2 +4NH 3  [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 Phương trình ion : Cu(OH) 2 +4NH 3 Cu(NH 3 ) 4 2+ + 2OH - Dd dịch phức đồng có màu xanh thẫm. AgCl + 2NH 3  Ag(NH 3 ) 2 + + Cl - Phân tử NH 3 kết hợp với các ion Cu 2+ , Ag + . bằng các liên kết cho nhận giữa cặp e chưa sử dụng của nguyên tử N với ion kim loại. 3. Tính khử. - NH 3 có tính khử vì N có số oxi hoá -3 3 Hoạt động của giáo viên Nội dung bài học - Xác định số oxi hoá của N trong NH 3 ? (-3) - Các số oxi hoá có thể có của N? (-3, 0, +2, +4, +5). - Học sinh đọc sách giáo khoa cho biết NH 3 thể hiện tính khử như thế nào? - TN CuO + NH 3 học sinh quan sát, giải thích dấu hiệu phản ứng, kĩ thuật thí nghiệm. Kết luận : Tính chất của NH 3 : - NH 3 trong dd hay ở thể khí đều có tính baơ yếu: tác dụng với nước, axit. - NH 3 có tính khử: Tác dụng với O 2 , Cl 2 và một số oxit kim loại.Số oxi hoá của N từ -3 chuyển lên 0 hoặc +2. - NH 3 có tính chất đặc biệt: Khả năng tạo phức với nhiều kim loại nhờ tạo liên kết cho nhận. là số oxi thấp nhất của N. Cũng chính vì vậy mà NH 3 chỉ thể hiện tính khử, không bao giờ thể hiện tính oxi hoá. - So với H 2 S tính khử của NH 3 yếu hơn. a. Tác dụng với oxi. - Cháy trong oxi  N 2 , hơi nước. 4NH 3 + 3O 2  2N 2 + 6H 2 O - Đốt NH 3 trong không khí có xt Pt ở nhiệt độ 850-900 0 C  NO + H 2 O 4NH 3 + 5O 2  4NO + 6H 2 O b. Cháy trong Clo. Amoniac tự bốc cháy trong khí Cl 2 tạo khói trắng NH 4 Cl. 3Cl 2 + 2NH 3  2NH 4 Cl + N 2 c.Tác dụng với oxit kim loại : 3CuO + 2NH 3  3Cu + N 2 + 3H 2 O (đen) (đỏ) Phương pháp điều chế NH 3 trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm? Vì sao trong công nghiệp lại điều chế bằng phương pháp tổng hợp? - Nêu điều kiện phản ứng tổng hợp NH 3 ? IV. Ứng dụng và điều chế. 1. Ứng dụng. Amoniac là một trong các hoá chất có nhiều ứng dụng, đặc biệt trong nông nghiệp. - Dung dịch amoniac có thể dùng trực tiếp làm phân bón. - Từ dung dịch amoniac điều chế các muối amoni mà ứng dụng chủ yếu làm phân bón. - Điều chế các hoá chất khác như: HNO 3 , xô đa, ure . 2. Điều chế. 4 Hoạt động của giáo viên Nội dung bài học - Muốn cho cân bằng chuyển dịch tạo nhiều NH 3 cần tác động yếu tố nào? (p, t o ,xt). Vì sao? Quan sát sơ đồ thiết bị, nghiên cứu quá trình vân chuyển của nguyên liệu và sản phẩm trong thiết bị tổng hợp NH 3 . a. Trong phòng thí nghiệm . - Muối amoni + kiềm : 2NH 4 Cl+Ca(OH) 2 CaCl 2 +2NH 3 +2H 2 O - Điều chế nhanh với lượng nhỏ: Đun dd NH 3 . Làm khô NH 3 : Dùng CaO mới nung. b. Trong công nghiệp. Tổng hợp : 2N 2 + 3H 2  2NH 3 H = -92 KJ - Phản ứng toả nhiệt, thuận nghịch. Điều kiện tối ưu sản xuất NH 3 : p = 300-1000 at ; t 0 = 450 – 500 0 C Xúc tác: Fe kim loại được hoạt hoá bằng Al 2 O 3 , K 2 O. Kết luận : - Trong phòng thí nghiệm NH 3 được điều chế bằng phản ứng giữa muối amoni với kiềm hoặc từ dd NH 3 đậm đặc. - Trong công nghiệp: NH 3 được điều chế bằng phương pháp tổng hợp trực tiếp từ N 2 và H 2 ở nhiệt độ, áp suất và xúc tác thích hợp. Bài tập củng cố: Bài 1: Từ đặc điểm cấu tạo phân tử, số oxi hoá của N trong phân tử NH 3 có nhận xét gì về tính chất của NH 3 ? Cho ví dụ minh hoạ. Bài 2: So sánh tính chất giữa H 2 S và NH 3 có đặc điểm gì giống nhau và khác nhau? Nguyên nhân? Bài 3: Nêu cách thu khí NH 3 ? Cách thu khí này giống cách thu các khí nào đã biết? Tại sao? Bài tập về nhà: Các em làm các bài tập trong SGK và một số bài trong sách bài tập. 5 . AMONIAC VÀ MUỐI AMONI  I. Mục tiêu bài học. 1. Về kiến thức: Giúp học sinh hiểu:  Tính chất hoá học của Amoniac và muối Amoni.  Vai trò. quan trọng của Amoniac và muối amoni trong đời sống và trong kĩ thuật.  Học sinh biết phương pháp điều chế Amoniac trong phòng thí nghiệm và công nghiệp.