AMONIAC VÀ MUỐI AMONI  I. Mục tiêu bài học. 1. Về kiến thức: Giúp học sinh hiểu:  Tính chất vật lí, 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 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 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 : 1 Hoạt động của giáo viên Nội dung bài học 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. - 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 những tan tốt trong nước mà còn tan tốt trong các dung môi phân cực khác. - 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 III. Tính chất hoá học. 1. Tính bazơ yếu. a.Tác dụng với H 2 O: 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 (R) 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 + 3NH 4 + Fe 3+ +3NH 3 +3H 2 OFe(OH) 3 + 3NH 4 + 2. Khả năng tạo phức. NH 3 có khả năng hoà tan hidroxit hay muối ít 2 Hoạt động của giáo viên Nội dung bài học 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.). - 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 hiện tượng 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. 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 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. 2NH 3 + 3Cl 2  N 2 + 6HCl 6HCl + 6NH 3  6 NH 4 Cl ⇒ 3Cl 2 + 8NH 3  6NH 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? 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. 3 Hoạt động của giáo viên Nội dung bài học - Nêu điều kiện phản ứng tổng hợp NH 3 ? - 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 . - 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. 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. 4 . 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. 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