Đề cương ôn thi THPT Quốc gia môn Hóa lớp 10 năm 2016 (tiếp theo)

PHẦN 2: NITƠ PHOTPHOA. KIẾN THỨC CƠ BẢN VÀ TRỌNG TÂM I. NITƠ VÀ HỢP CHẤT 1. Nitơ a) Cấu tạo phân tử Cấu hình electron: 1s 22s 22p CTCT: (N và CTPT: N2 b) Tính chất vật lí Là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí (d 28/29),hóa lỏng -196 oC. Nitơ ít tan trong nước, hoá lỏng và hoá rắn nhiệt độ rất thấp. Khôngduy trì sự cháy và sự hô hấp. c)Tính chất hóa học Tính oxi hoá: Phân tử nitơ có liên kết ba rất bền, nên nitơ khá trơ về mặt hóa học ởnhiệt độ thường. Tác dụng với hidrô: nhiệt độ cao, áp suất cao và có xúc tác,nitơ phản ứng vớihidrô tạo amoniac. Đây là phản ứng thuận nghịch và toả nhiệt: N2 3H2 2NH3 -92KJ Tác dụng với kim loại nhiệt độ thường, nitơ chỉ tác dụng với liti tạo liti nitrua: 6Li N2 2Li3 nhiệt độ cao, nitơ tác dụng với nhiều kim loại: 3Mg N2 Mg3 N2 (magienitrua) Nitơ thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn. Tính khử: nhiệt độ cao (3000 0C) Nitơ phản ứng với oxi tạo nitơ monoxit N2 O2 2NO (không màu) điều kiện thường, nitơ monoxit tác dụng với oxi không khí tạo nitơ dioxit màunâu đỏ 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: N2 O, N2 O3 N2 O5 không điều chế được trực tiếp từ niơ vàoxi d) Điều chế Trong công nghiệp: Nitơ được sản xuất bằng cách chưng cất phân đoạn không khílỏng Trong phòng thí nghiệm: Nhiệt phân muối nitrit NH4 NO2 0t¾¾® N2 2H2 o,p,xt0 30 3+20+2+4NH4 Cl NaNO2 0t¾¾® N2 NaCl +2H2 O2. Amoniac và muối amoni 2.1 Amoniac: NH3 Trong phân tử NH3 liên kết với ba nguyên tử hidro bằng ba liên kết cộng hóa trị cócực. NH3 có cấu tạo hình chóp với nguyên tử Nitơ đỉnh. Nitơ còn một cặp electron hóatrị là nguyên nhân tính bazơ của NH3 a) Tính chất vật lí. b) Tính chất hóa học Tính bazơ yếu Tác dụng với nước: NH3 H2 NH4 OH Thành phần dung dịch gồm NH3 NH4 +, OH -.Þ dung dịch NH3 là dung dịch bazơ yếu. Tác dụng với dung dịch muối tạo kết tủa hidroxit của các kim loại đó: AlCl3 3NH3 3H2 Al(OH)3 3NH4 Cl Al 3+ 3NH3 3H2 Al(OH)3 3NH4 Tác dụng với axit tạo muối amoni: NH3 HCl NH4 Cl (amoni clorua) 2NH3 H2 SO4 (NH4 )2 SO4 (amoni sunfat) Tính khử Tác dụng với oxi: 4NH3 3O2 ¾®¾ot 2N2 6H2 Nếu có Pt là xúc tác, ta thu được khí NO. 4NH3 5O2 Pt¾¾® NO 6H2 Tác dụng với clo: 2NH3 3Cl2 N2 6HCl NH3 kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo khói trắng NH4 Cl c) Điều chế Trong phòng thí nghiệm Bằng cách đun nóng muối amoni với Ca(OH)22NH4 Cl Ca(OH)2 ¾®¾ot CaCl2 2NH3 2H2 Trong công nghiệp Tổng hợp từ nitơ và hiđro N2 (k) 3H2 (k) 2NH3 (k)∆H Nhiệt độ: 450 500 0C; Áp suất: từ 200 300 atm và xúc tác: sắt kim loại được trộnthêm Al2 O3 K2 O,... Làm lạnh hỗn hợp khí bay ra, NH3 hóa lỏng được tách riêng.2.2 MUỐI AMONI là tinh thể ion gồm cation NH4 và anion gốc axit a) Tính chất vật lí: Tan nhiều trong nước, điện li hoàn toàn thành các ion, ion NH4 +không màu. b) Tính chất hóa học: Tác dụng với dung dịch kiềm (để nhận biết ion amoni, điều chế amoniac trong phòngthí nghiệm). (NH4 )2 SO4 2NaOH ¾®¾ot 2NH3 2H2 Na2 SO4 ;NH4 OH NH3 H2 Phản ứng nhiệt phân:- Muối amoni chứa gốc của axit không có tính oxi hóa khi đun nóng bị phân hủy thànhNH3 Thí dụ: NH4 Cl(r) ¾®¾ot NH3 (k) HCl(k) NH4 HCO3 ¾®¾ot NH3 CO2 H2 NH4 HCO3 được dùng làm xốp bánh- Muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa như axit nitro, axit nitric khi bị nhiệtphân cho ra N2 N2 (đinito oxit)Thí dụ: NH4 NO2 ¾®¾ot N2 2H2 NH4 NO3 ¾®¾ot N2 2H2 O3. AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRIAC3.1. AXIT NITRIC a) Cấu tạo phân tửCTPT: HNO3 OCTCT: Nitơ có số oxi hóa cao nhất là b) Tính chất vật lí c) Tính chất hóa học Tính axit Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch HNO3 điện li: HNO3 +NO3 Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất của một dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím,tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn. CuO 2HNO3 Cu(NO3 )2 H2 Ba(OH)2 2HNO3 Ba(NO3 )2 2H2 CaCO3 2HNO3 Ca(NO3 )2 CO2 H2 Tính oxi hóa: Tùy vào nồng độ của axit và bản chất của chất khử mà HNO3 có thể bịkhử đến NO2 NO, N2 O, N2 NH4 NO3 Với kim loại: HNO3 oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng và platin) không giải phóngkhí H2 Do ion NO3 có khả năng oxi hóa mạnh hơn +. Khi đó kim loại bị oxi hóa đến mứcoxi hóa cao nhất Với những kim loại có tính khử yếu như: Cu, Ag…thì HNO3 đặc bị khử đến NO2 :HNO3 loãng bị khử đến NOVd: Cu 4HNO3 đặc Cu(NO3 )2 2NO2 2H O. 3Cu 8HNO3 loãng 3Cu(NO3 )2 2NO 4H2 Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn như Mg, Zn Al ... HNO3 đặc bị khử đến NO2 HNO3 loãng có thể bị khử đến N2 O, N2 hoặc NH4 NO3 Fe, Al bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguộiVới phi kim: Khi đung nóng HNO3 đặc có thể tác dụng được với S, ... Thí dụ 6HNO3 (đặc) H2 SO4 6NO2 2H2 Với hợp chất: các hợp chất chứa nguyên tố chưa có số oxi hóa cao nhất VD: H2 S, Hl,SO2 FeO, muối sắt (II)… có thể tác dụng với HNO3 nguyên tố bị oxi hóa trong hợp chấtchuyển lên mức oxi hóa cao hơn 3FeO 10HNO3(đ) 3Fe(NO3 )3 NO 5H2 3H2 2HNO3(đ) 3S 2NO 4H2 O- Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy vải dầu thông ... bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc d) Điều chế Trong phòng thí nghiệm: NaNO3 (r) H2 SO4 đặc ¾®¾ot HNO3 NaHSO4 Trong công nghiệp: Được sản xuất từ amoniac NH3 NO NO2 HNO3 Nhiệt độ 850-900 oC, xt: Pt 4NH3 +5O2 4NO +6H2 907kJ Oxi hóa NO thành NO2 2NO O2 2NO2 Chuyển hóa NO2 thành HNO3 4NO2 2H2 O2 4HNO3 Dung dịch HNO3 thu được có nồng độ 60 62% Chưng cất với H2 SO4 đậm đặc thu đượcdung dịch HNO3 96 98% 3.2. Muối nitrat a) Tính chất vật lí Dễ tan trong nước là chất điện li mạnh trong dung dịch, chúngphân li hoàn toàn thành các ion. Thí dụ Ca(NO3 )2 Ca 2+ 2NO3 -Ion NO3 không có màu, màu của một số muối nitrat là do màu của cation kim loại. Mộtsố muối nitrat dễ bị chảy rữa như NaNO3 NH4 NO3 …. b) Tính chất hóa học Các muối nitrat dễ bị phân hủy khi đun nóng Muối nitrat của các kim loại hoạt động trước Mg) Nitrat Nitrit O2 2KNO3 2KNO2 O2 Muối nitrat của các kim loại từ Mg Cu Nitrat Oxit kim loại NO2 O2 2Cu(NO3 )2 2CuO 4NO2 O2 -Muối nitrat của kim loại kém hoạt động (sau Cu) Nitrat kim loại NO2 O2 2AgNO3 2Ag 2NO2 O2 c) Nhận biết ion nitrat (NO3 –) Trong môi trường axit, ion NO3 thể hiện tinh oxi hóa giống như HNO3 Do đó thuốcthử dùng để nhận biết ion NO3 là hỗn hợp vụn đồng và dung dịch H2 SO4 loãng, đunnóng.Hiện tượng: dung dịch có màu xanh, khí không màu hóa nâu đỏ trong không khí. 3Cu 8H 2NO3 3Cu 2+ NO↑ 4H2 (dd màu xanh) 2NO O2 (không khí) 2NO2 (màu nâu đỏ) II. PHOTPHO VÀ HỢP CHẤT 1. Photpho a) Tính chất hóa học:0t0t0tDo liên kết trong phân tử photpho kém bền hơn phân tử nitơ nên điều kiện thườngphotpho hoạt động hoá học mạnh hơn nitơ. Tính oxi hoá: Photpho chỉ thể hiện rõ rệt tính oxi hoá khi tác dụng với một số kim loạihoạt động, tạo ra photphua kim loại. Vd: 33 22 3otcanxi photphuaP Ca Ca P-+ ¾¾® Tính khử: Photpho thể hiện tính khử khi tác dụng với các phi kim hoạt động như oxi,halogen, 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 củaphotpho: Thiếu oxi: 32 34 2diphotpho trioxitP O++ Dư Oxi 52 54 2diphotpho pentaoxitP O++ Tác dụng với clo: Khi cho clo đi qua nóng chảy, sẽ thu được các hợp chất photphoclorua: Thiếu clo: 32 32 2photpho tricloruaP Cl Cl++ Dư clo 52 52 2photpho pentacloruaP Cl Cl++ b) Điều chế: Trong công nghiệp, photpho được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặngphotphorit, cát và than cốc khoảng 1200 oC trong lò điện:()3 323 5otCa PO SiO CaSiO CO+ ¾¾® +Hơi photpho thoát ra được ngưng tụ khi làm lạnh, thu được photpho trắng dạng rắn.2. xit photphoric:Công thức cấu tạo: a) Tính chất vật lí b) Tính chất hóa học Tính oxi hóa khử:Axít photphoric khó bị khử (do mức oxi hóa +5 bền hơn so với trong axit nitric),không có tính oxi hóa. P=O OH OHayTính axit: Axít photphoric là axit có lần axit, có độ mạnh trung bình. Trong dungdịch nó phân li ra nấc: H3 PO4 (H H2 PO4 k1 7, 6.10 -3 H2 PO4 (H HPO4 2- k2 6,2.10 -8 nấc nấc nấc HPO4 2- PO4 3- k3 4,4.10 -13Dung dịch axít photphoric có những tính chất chung của axit như làm quì tím hóa đỏ, tácdụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại.Khi tác dụng với oxit bazơ, bazơ tùy theo lượng chất tác dụng mà axít photphoric tạo ramuối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối: H3 PO4 NaOH NaH2 PO4 H2 H3 PO4 2NaOH Na2 HPO4 2H2 H3 PO4 3NaOH Na3 PO4 3H2 Oc) Điều chế: Trong phòng thí nghiệm: 5HNO3 →H3 PO4 H2 5NO2 Trong công nghiệp: Cho H2 SO4 đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit: Ca3 (PO4 )2 3H2 SO4 3CaSO4 2H3 PO4 Điều chế bằng phương pháp này không tinh khiết và lượng chất thấp. Để điều chế H3 PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn người ta đốt cháy để đượcP2 O5 rồi cho P2 O5 tác dụng với nước: 4P 5O2 2P2 O5 P2 O5 3H2 2H3 PO43. Muối photphat: Axít photphoric tạo ra loại muối: Muối photphat trung hòa: Na3 PO4 Ca3 (PO4 )2 Muối đihidrophotphat: NaH2 PO4 Ca(H2 PO4 )2 Muối hidrophotphat: Na2 HPO4 CaHPO4 a) Tính tan: Tất cả các muối đihidrophotphat đều tan trong nước.Các muốihidrophotphat và photphat trung hòa đều không tan hoặc ít tan trong nước (trừ muối natri,kali, amoni). b) Nhận biết ion photphat: Thuốc thử là bạc nitrat. 3Ag PO4 3- (Ag3 PO4 (màu vàng)III. Phân bón hoá học1. Phân bón hoá học là những hoá chất có chứa nguyên tố dinh dưỡng, dùng để bóncho cây trồng nhằm nâng cao năng suất.Có ba loại phân bón hoá học cơ bản: phân đạm, phân lân và phân kali.a) Phân đạm là phân chứa nguyên tố nitơ. Cây chỉ hấp thụ đạm dưới dạng ionNO3 và ion NH4 +. Các loại phân đạm quan trọng:Muối amoni: NH4 Cl (25% N), (NH4 )2 SO4 (21% N), NH4 NO3 (35% N, thường đượcgọi là "đạm hai lá")Ure: CO(NH2 )2 (46% N) giàu nitơ nhất. Trong đất ure bị biến đổi dần thành amonicacbonat. Các muối amoni và ure bị kiềm phân huỷ, do đó không nên bảo quản phânđạm gần vôi, không bón cho các loại đất kiềm. Muối nitrat: NaNO3 Ca(NO3 )2 ,…thường bón cho các vùng đất chua mặn.b) Phân lân là phân chứa nguyên tố photpho. Cây hấp thụ lân dưới dạng ion PO4 3-.Các loại phân lân chính.Phân lân tự nhiên: Quặng photphat Ca3 (PO4 )2 thích hợp với đất chua; phân nung chảy(nung quặng photphat với đolomit).Supephotphat đơn: Hỗn hợp canxi đihiđro photphat và thạch cao, Supephotphat kép: là muối canxi đihiđro photphat, Amophot: chứa cả đạm và lân, đượ1c điều chế bằng cách cho NH3 tác dụng với axitphotphoric thu được hỗn hợp trong mono và điamophot NH4 H2 PO4 và (NH4 )2 HPO4c) Phân kali chứa nguyên tố kali, cây hấp thụ kali dưới dạng ion +. Phân kali chủyếu là KCl lấy từ quặng muối cacnalit (KCl.MgCl2 .6H2 O), sinvinit (KCl.NaCl). Ngoài rangười ta cũng dùng KNO3 .K2 SO4 .2. Phân vi lượng là loại phân chứa một số lượng rất nhỏ các nguyên tố như đồng,kẽm, molipđen, mangan, coban, bo, iot… Chỉ cần bón một lượng rất nhỏ các nguyên tốnày cũng làm cho cây phát triển tốt.Ở nước ta có một số nhà máy lớn sản xuất supephotphat (Lâm Thao Phú Thọ), sảnxuất phân đạm (Hà Bắc) và có một số địa phương sản xuất phân lân nung chảy…IV. Một số chú khi giải toán chương Nitơ photpho 1. N2 và các oxit của nitơ Tính chất của chất khí: Các khí trong cùng điều kiện nhiệt độ áp suất có số mol bằng nhau thì thể tíchbằng nhau. Trong điều kiện: cùng nhiệt độ và thể tích thì số mol khí trước và sau phản ứng tỉlệ thuận với áp suất trước và sau phản ứng. Bài toán hiệu suất khi điều chế NH3. 2. Amoniac và muối amoni Tính chất hóa học của amoniac và muối amoni. Viết phương trình ion rút gọn. Định luật bảo toàn điện tích. 3. Axit nitric và muối nitrat Trong bài toán về axit nitric vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn:+ Định luật bảo toàn electron: Tổng electron cho bằng tổng electron nhận. Định luật bảo toàn nguyên tố: Tổng khối lượng nguyên tố trước phản ứng bằngtổng khối lượng nguyên tố sau phản ứng. Định luật bảo toàn khối lượng: Tổng khối lượng các chất trước phản ứng bằng cácchất sau phản ứng. Định luật bảo toàn điện tích: Trong dung dịch các chất điện li tổng điện tích dươngbằng tổng điện tích âm. Nhiệt phân muối nitrat thu được hỗn hợp rắn và hỗn hợp khí. Định luật bảo toàn khối lượng: mkhí mrắn trước phản ứng mrắn sau phản ứng Khí sau phản ứng hấp thụ vào nước có phản ứng: 4NO2 O2 2H2 4HNO3 (1)Từ số mol khí thu được sau phản ứng và phương trình (1) biện luận khí thoát ra. 4. Photpho và hợp chất Bài toàn H3 PO4 tác dụng với dung dịch bazơ OH -H3 PO4 NaOH NaH2 PO4 H2 (1) H3 PO4 2NaOH Na2 HPO4 2H2 (2) H3 PO4 3NaOH Na3 PO4 3H2 (3) 43POnHnNaOH ab1 Nếu ab <1thì chỉ xảy ra phản ứng số tạo NaH2 PO4 và H3 PO4 dư2 Nếu ab thì chỉ xảy ra phản ứng số tạo NaH2 PO43 Nếu ab thì xảy ra cả phản ứng số (1) và (2) tạo muối NaH2 PO4 vàNa2 HPO44 Nếu ab chỉ xảy ra phản ứng số (2) chỉ tạo ra Na2 HPO45 Nếu ab <3 xảy ra phản ứng số (2) và (3) tạo ra Na3 PO4 và Na2 HPO46 Nếu ab chỉ ra phản ứng (3) và tạo ra Na3 PO47 Nếu ab chỉ ra phản ứng (3) tạo ra Na3 PO4 và NaOH dư. 5. Phân bón: Tính độ dinh dưỡng trong các loại phân bón Phân đạm: Nitơ Phân lân: P2 O5 Phân kali: K2 B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬPB1. CẤP ĐỘ BIẾTCâu 1: Trong các phát biểu sau 1. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm là ns np 3.2. Tính phi kim của các nguyên tố nhóm tăng dần từ (Bi.3. Nitơ chỉ có số oxi hoá âm trong những hợp chất với hai nguyên tố: và .4. Liên kết ba trong phân tử N2 bền và N2 nhẹ hơn không khí .5. NH3 có tính bazơ do trong phân tử còn cặp electron chưa tham gia liên kết 6. Tất cả các muối amoni đều là chất tan, chất điện li mạnh và kém bền với nhiệt7. HNO3 đặc nguội thụ động kim loại Al, Fe, Cu8. Photpho đỏ hoạt động hoá học mạnh hơn photpho trắng .Số phát biểu sai là :A. B. C. D. 4Câu 2: Dãy nào sau đây số oxi hoá của nitơ được sắp xếp theo thứ tự tăng dần:A. NO N2