MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NITROGEN VỚI OXYGEN
I. CÁC OXIDE CỦA NITROGEN
1. Công thức, tên gọi:
- Oxide của nitrogen được kí hiệu chung là NOx, một loại hợp chất điển hình gây ô nhiễm không khí. Hợp chất NOx có trong không khí là NO2, NO, N2O4, N2O.
Công thức
NO
NO2
N2O
N2O4
Tên gọi
Nitrogen monoxide
Nitrogen dioxide
Dinitrogen oxide
Dinitrogen tetroxide
Tính chất
Không màu hóa nâu trong không khí
Khí màu nâu đỏ
Khí không màu (khí cười)
Khí không màu
2. Nguồn gốc phát sinh NOx trong không khí:
- Bên cạnh nguồn gốc tự nhiên như núi lửa phun trào, cháy rừng, mưa dông kèm theo sấm sét, sự phân hủy các hợp chất hữu cơ, thì sự phát sinh NOx chủ yếu là do hoạt động của con người. Các nguồn gây thải NOx nhân tạo từ hoạt động vận tải, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, nhà máy nhiệt điện và trong đời sống.
- NOx là một trong các nguyên nhân gây mưa acid, sương mù quang hóa, hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozone và hiện tượng phú nhưỡng, làm ô nhiễm môi trường.
3. Mưa acid:
- Nước mưa thông thường có pH khoảng 5,6 chủ yếu do có carbon dioxide hoà tan tạo môi trường acid yếu. Khi nước mưa có pH nhỏ hơn 5,6 thì gọi là hiện tượng mưa acid.
- Tác nhân chính gây mưa acid là SO2 và NOx, phát thải chủ yếu do các hoạt động công nghiệp, nhiệt điện, giao thông, khai thác và chế biến dầu mỏ... 
- SO2 và NOx bị oxi hóa với xúc tác là các ion kim loại trong khói, bụi, … rồi hòa tan vào nước tạo thành H2SO4, HNO3.
2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4
4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3
- Các giọt acid li ti tạo thành theo mưa rơi xuống bề mặt Trái Đất.
- Tác hại: + Tác động xấu đến môi trường, con người và sinh vật.
+ Ăn mòn, phá hủy các công trình xây dựng, kiến trúc bằng đá và kim loại.
Ví dụ 1. Nitrogen monoxide là tên gọi của oxide nào sau đây?
A. NO. B. NO2. C. N2O. D. N2O4.
Ví dụ 2. Giải thích nguyên nhân phát thải NOx từ hoạt động giao thông vận tải, nhà máy nhiệt điện, luyện kim, đốt nhiên liệu. Đề xuất các biện pháp nhằm cắt giảm các nguồn phát thải đó.
Đáp án:
- Nguyên nhân:
+ Nhiệt độ rất cao (trên 3000 oC) hoặc tia lửa điện làm nitrogen trong không khí bị oxi hoá:
N2 + O2 ⇌ 2NO
+ Nitrogen trong nhiên liệu hoặc sinh khối kết hợp với oxygen trong không khí.
+ Nitrogen trong không khí tác dụng với các gốc tự do (gốc hydrocarbon, gốc hydroxyl, …)
- Một số biện pháp:
+ Giảm sử dụng phương tiện cá nhân như xe máy, ô tô; tăng cường sử dụng các phương tiện công cộng như xe bus.
+ Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo như thuỷ điện, địa nhiệt, năng lượng mặt trời, năng lượng gió.
+ Xử lí khí thải các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, đốt nhiên liệu … trước khi thải ra môi trường.
Ví dụ 3. Dựa vào hình ảnh dưới đây mô tả quá trình hình thành mưa acid:
Đáp án:
+ Hoạt động của núi lửa, cháy rừng, sấm sét hoặc do con người tiêu thụ các nhiên liệu như than đá, dầu mỏ … làm phát sinh ra nhiều khí SO2, NOx (các khí oxide của nitrogen).
+ Dưới xúc tác của các ion kim loại trong khói bụi SO2, NOx bị oxi hoá, sau đó hoà tan trong nước mưa rơi xuống mặt đất, ao hồ … tạo thành hiện tượng mưa acid.
2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4
4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3
Ví dụ 4.
a) Mưa acid là gì? Cho biết về sự ảnh hưởng của mưa acid đối với môi trường.
b) Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu nguy cơ gây mưa acid.
Đáp án:
a) Khi nước mưa có pH nhỏ hơn 5,6 thì gọi là hiện tượng mưa acid.
+ Tác động xấu đến môi trường, con người và sinh vật.
+ Ăn mòn, phá hủy các công trình xây dựng, kiến trúc bằng đá và kim loại.
b)
- Xử lí khí thải các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, đốt nhiên liệu … trước khi thải ra môi trường.
- Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo như thuỷ điện, địa nhiệt, năng lượng mặt trời, năng lượng gió … thay cho năng lượng từ nhiên liệu hoá thạch.
- Kiểm soát chất lượng các phương tiện giao thông có động cơ, cấm sử dụng các phương tiện không đảm bảo chất lượng khí thải động cơ, phương tiện hết niên hạn sử dụng.
Ví dụ 5. Viết phương trình hoá học minh hoạ tác động của mưa acid đối với calcium carbonate trong núi đá vôi và với kim loại sắt có trong thép.
Đáp án:
- Tác động của mưa acid đối với calcium carbonate trong núi đá vôi: 2H+ + CaCO3 → Ca2+ + CO2 + H2O.
- Tác động của mưa acid đối với kim loại sắt có trong thép: 2H+ + Fe → Fe2+ + H2.
II. NITRIC ACID:
1. Cấu tạo:
- Nitric acid có công thức Lewis và công thức cấu tạo như hình bên.
- Đặc điểm cấu tạo của nitric acid (HNO3):
+ Nguyên tử N có số oxi hóa + 5 là số oxi hóa cao nhất.
+ Liên kết O – H phân cực mạnh về phía nguyên tử oxygen.
+ Liên kết N → O là liên kết cho – nhận.
2. Tinh chất vật lí:
- Nitric acid tinh khiết là chất lỏng, không màu, có khối lượng riêng D = 153 g/mL. Nitric acid nóng cháy ở - 42°C và sôi ở 83°C. Nitric acid bốc khói mạnh trong không khi ẩm và tan vô hạn trong nước.
- Nitric acid không bền khi có ánh sáng, phân huỷ một phần thành NO2 do đó acid HNO3 cất giữ lâu ngày có màu vàng.
3. Tinh chất hóa học:
a) Tính acid:
- Nitric acid có khả năng cho proton, thể hiện tính chất của một acid Bransted-Lowry.
- Làm đỏ quỳ tím, tác dụng với basic oxide, base, muối của acid yếu hơn.
CuO + 2HNO3 ® Cu(NO3)2 + H2O
NH3 + HNO3 ® NH4NO3
CaCO3 + 2HNO3 ® Ca(NO3)2 + CO2↑+ H2O
- Trong công nghiệp, nitric acid được sử dụng đề sản xuất phân bón giàu dinh dưỡng như ammonium nitrate (NH4NO3), calcium nitrate (Ca(NO3)2).
b) Tính oxi hoá:
- Phân tử nitric acid chứa nguyên tử nitrogen có số oxi hoá cao nhất (+5) nên nitric acid có khả năng nhận electron, thể hiện tính oxi hoá mạnh. 
- có số oxi hóa +5 có thể bị khử thành: (tùy theo nồng độ).
♦ Tác dụng với kim loại (trừ Au, Pt)
Ví dụ:

Chú ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguội do tạo ra màng oxide bền bảo vệ kim loại khỏi tác dụng của acid.
♦ Tác dụng với phi kim (C, S, P…)
Ví dụ:
♦ Tác dụng với hợp chất
Ví dụ:

- Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông… bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.
- Do có tính oxi hoá mạnh, nitric acid thường được sử dụng để phá mẫu quặng trong việc nghiên cứu, xác định hàm lượng các kim loại trong quặng.
- Hỗn hợp HNO3 đặc, HCl đặc có tỉ lệ thể tích 1 : 3 (cũng tương đương tỉ lệ mol 1 : 3) được gọi là dung dịch nước cường toan có khả năng hòa tan platium và gold.
Au + HNO3 + 3HCl AuCl3 + NO + 2H2O
Phản ứng hòa tan vàng, platium được sử dụng phổ biến ở nhiều phòng thí nghiệm, nghiên cứu.
Ví dụ 1. Quan sát hình dưới đây, cho biết các liên kết hoá học giữa các nguyên tử trong phân tử HNO3 thuộc loại liên kết gì. Xác định số oxi hoá của nitrogen trong HNO3. Dự đoán vai trò của HNO3 trong các phản ứng oxi hoá – khử.
Đáp án:
- Liên kết hoá học giữa các nguyên tử trong phân tử HNO3 thuộc loại liên kết cộng hoá trị.
- Trong HNO3, nitrogen có số oxi hoá là +5, đây là số oxi hoá cao nhất của nitrogen.
- Dự đoán: Trong phản ứng oxi hoá – khử nitrogen đóng vai trò là chất oxi hoá.
Ví dụ 2. Tại sao phải bảo quản nitric acid trong các lọ tối màu?
Đáp án:
Nitric acid tinh khiết kém bền, bị phân huỷ một phần giải phóng khí nitrogen dioxide (NO2) ngay ở điều kiện thường khi có ánh sáng. Do đó, cần bảo quản nitric acid trong các lọ tối màu.
Ví dụ 3. Từ đặc điểm cấu tạo, dự đoán tính tan và tính chất hoá học của nitric acid.
Đáp án:
- Liên kết O – H phân cực mạnh về phía nguyên tử oxygen ⇒ nitric acid tan trong nước (là dung môi phân cực).
- Liên kết O – H phân cực mạnh về phía nguyên tử oxygen ⇒ nitric acid có khả năng cho proton, thể hiện tính acid. Ngoài ra, phân tử nitric acid chứa nguyên tử nitrogen có số oxi hoá cao nhất (+5) nên nitric acid có khả năng nhận electron, thể hiện tính oxi hoá mạnh.
Ví dụ 4. Viết phương trình hoá học cho các phản ứng của nitric acid với các chất NaOH, NH3 và CaCO3. Cho biết nitric acid thể hiện tính chất gì trong các phản ứng trên.
Đáp án:
NaOH + HNO3 ® NaNO3 + H2O
NH3 + HNO3 ® NH4NO3
CaCO3 + 2HNO3 ® Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Þ Tính acid.
Ví dụ 5. Nitric acid thường được sử dụng để phá mẫu quặng trong việc nghiên cứu, xác định hàm lượng các kim loại trong quặng là do nitric acid có
A. tính acid mạnh. B. tính khử mạnh. C. tính oxi hóa mạnh. D. tính base mạnh.
Ví dụ 6. Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng sau:
(a) Ag + HNO3 loãng → …………..… + NO + ………
(b) Al + HNO3 → …………….... + ….N2O + …………..
(c) Mg + HNO3 → ………….. + NH4NO3 + ………....
(d) S + HNO3 đặc, nóng ………….. + ………….. + H2O
(e) Fe3O4 + HNO3 → ………….. + NO + …………..
Đáp án:
(a) 3Ag + 4HNO3 loãng → 3AgNO3 + NO + 2H2O
(b) 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
(c) 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
(d) S + 6HNO3 H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
(e) 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
Ví dụ 7. Nước cường toan trong tiếng Anh là Aqua Regia (nghĩa là nước hoàng gia) – là hợp chất có tính ăn mòn mạnh, ở dạng lỏng, có màu vàng và dễ bay hơi, được sử dụng cho 1 số quy trình hóa học phân tích và để tinh chế vàng. Hãy nêu thành phần của nước cường toan và viết phản ứng của nước cường toan với vàng.
Đáp án:
- Nước cường toan là hỗn hợp gồm 2 dung dịch HNO₃ và HCl trộn lẫn với nhau theo tỉ lệ thể tích 1:3.
Au + HNO3 + 3HCl AuCl3 + NO + 2H2O
Ví dụ 8. Trình bày phương pháp hóa học phân biệt ba dung dịch: HNO3, NaNO3, HCl.
Đáp án:
Hóa chất
HNO3
NaNO3
HCl
Quỳ tím
Chuyển sang màu đỏ
Không
Chuyển sang màu đỏ
AgNO3
Không
Kết tủa trắng
Ví dụ 9. Sơ đồ quy trình dưới đây mô tả các bước trong quá trình sản xuất phân bón (Z). Hãy xác định các chất X, T, Y, Q, Z và viết các phương trình hóa học xảy ra.
Đáp án:
X: NO; T: NO2; Y: HNO3; Q: NH3
(1) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
(2) 2NO + O2 → 2NO2
(3) 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
(4) N2 + 3H2 2NH3
(5) NH3 + HNO3 → NH4NO3
III. HIỆN TƯỢNG PHÚ DƯỠNG
- Nguyên nhân của hiện tượng phù dưỡng là do sự dư thừa dinh dưỡng đã cung cấp nguồn thức ăn dồi dào cho sinh vật phù du phát triển rất mạnh.
- Thông thường, khi hàm lượng nitrogen và phosphorus đạt quá ngưỡng quy định sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng.
- Nguyên nhân: do nguồn nước thải nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, … chưa được xử lí triệt để thải vào ao hồ.
- Tác hại:
+ Ngăn cản ánh sáng mặt trời, làm giảm sự quang hợp của thực vật thủy sinh.
+ Thiếu nguồn oxygen trầm trọng cho tôm, cá, … gây mất cân bằng hệ sinh thái.
+ Gây ô nhiễm môi trường nước, không khí, tạo bùn lắng xuống ao hồ.
- Khắc phục:
+ Xử lí nước thải trước khi cho thải vào môi trường.
+ Sử dụng phân bón đúng liều lượng, đúng cách, đúng thời điểm.
+ Khơi thông kênh rạch, ao hồ, lưu thông dòng nước.
Ví dụ 1. Hiện tượng phú dưỡng là một biểu hiện của môi trường ao, hồ bị ô nhiễm do dư thừa các chất dinh dưỡng, Sự dư thừa dinh dưỡng chủ yếu do hàm lượng các ion nào sau đây vượt quá mức cho phép?
A. Sodium, potassium. B. Calcium, magnesium.
C. Nitrate, phosphate. D. Chloride, sulfate.
Ví dụ 2.
a) Hiện tượng phú dưỡng là gì?
b) Hãy mô tả đặc điểm của ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng.
c) Nêu các biện pháp nhằm hạn chế hiện tượng phú dưỡng xảy ra ở các ao, hồ.
Đáp án:
a) Phú dưỡng là sự tích tụ lượng lớn các chất dinh dưỡng, bao gồm cả hợp chất nitrogen và hợp chất phosphorus trong các nguồn nước do tác động từ con người.
b) Đặc điểm của ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng
- Màu nước đục: Nước trong hồ, ao có màu xanh đen do lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng có mặt trong nước.
- Tầng nước ở độ sâu thấp có mùi hôi: Lượng chất hữu cơ nhiều có thể gây ra tình trạng phân hủy và sản sinh khí độc, gây mùi hôi trong tầng nước ở độ sâu thấp.
c) Biện pháp:
- Tạo điều kiện để nước trong ao, hồ được lưu thông.
- Xử lí nước thải trước khi cho chảy vào ao, hồ.
- Sử dụng phân bón đúng liều lượng, đúng cách, đúng thời điểm trong năm để hạn chế sự rửa trôi ion NO3−, PO43− từ nguồn phân bón dư thừa vào ao, hồ.
Ví dụ 3. Vì sao khí thải có chứa NO2 góp phần gây ra mưa acid và hiện tượng phú dưỡng? Giải thích.
Đáp án:
- Khí NO2 trong không khí hòa tan trong nước mưa sẽ hình thành HNO3, những hạt acid được hòa lẫn vào nước mưa, làm cho nước mưa có độ pH giảm gây hiện tượng mưa acid.
- HNO3 theo nước mưa rơi xuống ao hồ phân li ra ion NO3- - một loại phân đạm, lâu dần sẽ làm hàm lượng chất dinh dưỡng này nhiều và thúc đẩy quá trình tạo thành hiện tượng phú dưỡng.
CÁC DẠNG TOÁN TRỌNG TÂM VỀ NITRIC ACID
Dạng 1: Điều chế nitric acid
- Sơ đồ điều chế nitric acid:
- Dựa vào phương pháp bảo toàn nguyên tố N ta có số mol các chất có chứa N theo lý thuyết bằng nhau.
- Công thức tính hiệu suất:
Ví dụ 1. Trong công nghiệp, người ta sản xuất nitric acid (HNO3) từ ammonia theo sơ đồ chuyển hoá sau: .
a) Viết các phương trình hoá học xảy ra.
b) Để điều chế 200000 tấn nitric acid có nồng độ 60% cần dùng bao nhiêu tấn ammonia? Biết rằng hiệu suất của quá trình sản xuất nitric acid theo sơ đồ trên là 96,2%.
Đáp án:
a)
2NO + O2 → 2NO2
2H2O + 4NO2 + O2 → 4HNO3
b)
NH3 → NO → NO2 → HNO3
17g → 63g
x tấn 120 000 tấn

Ví dụ 2. Trong công nghiệp, người ta sản xuất nitric acid (HNO3) từ ammonia theo sơ đồ chuyển hoá sau:
Tính khối lượng dung dịch HNO3 60% điều chế được từ 340 kg ammonia, biết rằng hiệu suất của toàn bộ quá trình là 90%.
Đáp án:
Tính theo sơ đồ ta có:
NH3 → NO → NO2 → HNO3
17g → 63g
340kg
Khối lượng dung dịch HNO3 60% thu được là
Dạng 2: Tính chất hóa học của nitric acid
- Tính acid mạnh: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với basic oxide, base và một số muối.
Ví dụ: CuO + 2HNO3 Cu(NO3)2 + H2O
Ba(OH)2 + 2HNO3 Ba(NO3)2 + 2H2O
CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
- Tính oxi hóa mạnh:
+ HNO3 oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) khi đó kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hóa cao nhất. Tuỳ vào nồng độ của acid và bản chất của chất khử mà HNO3 có thể bị khử đến NO, NO2, N2O, N2 hoặc NH4NO3 (Lưu ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa bởi HNO3 đặc, nguội).
+ Quá trình trao đổi electron:
Quá trình oxi hóa
M → Mn+ + ne
Quá trình khử
+ NO2 (màu nâu đỏ):
+ NO (không màu, hóa nâu trong không khí):
+ N2O (không màu, khí cười):
+ N2 (khí không màu):
+ Áp dụng phương pháp bảo toàn e: cho = nhận
Ví dụ 1. Khu mỏ sắt ở Trại Cau (Thái Nguyên) có một loại quặng iron X (thành phần chính là Fe2O3, còn lại là các tạp chất trơ không chứa iron). Hòa tan 120 gam X vào dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch Y (trong đó có chứa 254,1 gam muối Fe(NO3)3) và chất rắn là các tạp chất trơ. Phần trăm khối lượng của Fe2O3 có trong mẫu quặng sắt X trên?
Đáp án:
Fe2O3 + 6HNO3 ® 2Fe(NO3)3 + 3H2O
0,525 1,05 mol

Ví dụ 2. Cho 9,6 gam kim loại X tác dụng với dung dịch nitric acid loãng, dư thu được 2,479 lít khí NO (đkc) và muối X(NO3)2.
a) Viết phản ứng và cân bằng phương trình hóa học theo phương pháp thăng bằng electron.
b) Xác định kim loại X.
Đáp án:
3X + 8HNO3 ® 3X(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Bảo toàn e: nX.2 = nNO.3 Þ nX = 0,15 mol
MX = 64 : Cu.
Ví dụ 3. Nitric acid (HNO3) là hợp chất vô cơ, trong tự nhiên được hình thành trong những cơn mưa giông kèm sấm chớp. Nitric acid là một acid độc, ăn mòn và dễ gây cháy, là một trong những tác nhân gây ra mưa acid.
Thực hiện thí nghiệm xác định công thức của một oxide của kim loại iron bằng nitric acid đặc, nóng thu được 2,479 lít (đkc) khí màu nâu là nitrogen dioxide. Phần dung dịch đem cô cạn thu được 72,6 gam Fe(NO3)3. Giả sử phản ứng không tạo thành các sản phẩm khác (biết 1 mol khí chiếm 24,79 lít đo ở đkc 25oC, 1 bar).
a) Viết phản ứng và cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron.
b) Xác định công thức của iron oxide.
Đáp án:
FexOy + (6x − 2y)HNO3 → xFe(NO3)3 + (3x − 2y)NO2 + (3x − y)H2O
0,3 0,1
Dựa vào tỉ lệ mol phản ứng, ta có: 0,1x = 0,3.(3x − 2y) Þ x : y = 3 : 4
Công thức của iron oxide là Fe3O4.
Ví dụ 4. Khi hòa tan 30 gam hỗn hợp Cu và CuO trong dung dịch HNO3 1M lấy dư, thấy thoát ra 7,437 lít khí NO (đkc). Hàm lượng phần trăm của CuO trong 30 gam hỗn hợp ban đầu là bao nhiêu?
Đáp án:
Bảo toàn e: 2nCu = 3nNO Þ nCu = 0,45 mol Þ mCu = 28,8g

Ví dụ 5. Cho m gam Al tác dụng với lượng dư dung dịch HNO3, sau phản ứng thu được dung dịch X và 9,916 lít hỗn hợp khí NO và N2O có tỉ khối so với hydrogen bằng 16,75.
a) Tính m.
b) Tính số mol HNO3 đã tham gia phản ứng.
Đáp án:
a) Gọi số mol NO và N2O lần lượt là x và y mol
x + y = 0,4 và mx =16,75.2.0,4 = 13,4 ® 30x + 44y = 13,4 (2)
Từ (1) và (2) có x = 0,3 và y = 0,1.

b)
Ví dụ 6. Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1 : 1) bằng acid HNO3, thu được V lít (ở đkc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và acid dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Tính V.
Đáp án:
Gọi a là số mol Fe và Cu ta có: 56a + 64a = 12 ⇒ a = 0,1 mol
Đặt x, y là số mol của NO và NO2 thì mX = 30x + 46y = 38(x + y) ⇒ x = y
Bảo toàn e: 3x + y = 3a + 2a Þ x = 0,125
V = 0,125.2. 24.79 = 6,1975 L.
Dạng 3: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng
- Biến thiên enthalpy theo nhiệt tạo thành:
- Biến thiên enthalpy theo năng lượng liên kết:
∆rH0298 = ∑Eb (cđ) – ∑Eb (sp)

Ví dụ 1. Quá trình đốt cháy nhiên liệu trong ô tô sinh ra nhiều khí như SO2, CO, NO. Từ năm 1975, người ta thiết kế “bộ chuyển đổi xúc tác” trong hệ thống xả khí của ô tô (và cả trong máy phát điện) nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng: 2CO(g) + 2NO(g) → 2CO2(g) + N2(g)
(a) Cho biết ý nghĩa của phản ứng trên đối với môi trường.
(b) Trong phản ứng trên, chất nào là chất oxi hóa, chất nào là chất khử? Giải thích.
(c) Giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của CO(g), NO(g), CO2(g) lần lượt là -110,5; 91,3; -393,5 (kJ.mol-1). Hãy tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng trên. Phản ứng trên có thuận lợi về mặt năng lượng không? Giải thích
Đáp án:
(a) Phản ứng trên chuyển các khí độc hai như CO, NO thành khí không hoặc ít độc hại hơn là CO2, N2 phản ứng này có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
+2 +2 +4 0
(b) 2CO(g) + 2NO(g) → 2CO2(g) + N2(g)
Chất khử: CO, chất oxi hóa: NO.
(c)
Phản ứng trên có < 0 là phản ứng tỏa nhiệt nên thuận lợi về mặt năng lượng.
Ví dụ 2 Cho phương trình hoá học của phản ứng:
N2O4(l) + 2N2H4(l) → 3N2(g) + 4H2O(g)
Biết enthalpy tạo thành chuẩn của các chất được trình bày trong bảng sau:
Chất
N2O4(l)
N2H4(l)
H2O(g)
-19,56
50,63
-241,82
(a) Tính nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 1 kg hỗn hợp lỏng gồm N2O4 và N2H4.
(b) Tại sao hỗn hợp lỏng (N2O4 và N2H4) được dùng làm nhiên liệu tên lửa?
Đáp án:
(a) = 4.(-241,82) - (-19,56) – 2.50,63 = -1048,98 (kJ).
Cứ 1 mol N2O4 phản ứng với 2 mol N2H4 (khối lượng: 92 + 2.32 = 138 g) tỏa ra 1048,98 kJ
Nhiệt đốt cháy 1 kg hỗn hợp lỏng (N2O4 và N2H4) là:
(b) Quá trình toả nhiệt mạnh và giải phóng một lượng lớn khí nên hỗn hợp lỏng (N2O4 và N2H4) được dùng làm nhiên liệu tên lửa.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Mỗi câu thí sinh chọn một phương án.
Câu 1. Số oxi hóa thấp nhất của nitrogen trong hợp chất nào sau đây?
A. NH3. B. NO. C. N2O4. D. NO2.
Câu 2. Nitrogen dioxide là tên gọi của oxide nào sau đây?
A. NO. B. NO2. C. N2O. D. N2O4.
Câu 3. Khí cười (có công thức hóa học là N2O) là nhóm chất gây nghiện, thuộc nhóm gây ảo giác có xu hướng tăng liều. Khí cười ảnh hưởng trực tiếp tới hệ tim mạch, hệ thần kinh mà hậu quả xấu nếu là lạm dụng sẽ dẫn tới trầm cảm hoặc thiệt mạng. Tên gọi của N2O là
A. Nitrogen dioxide. B. Dinitrogen oxide.
C. Nitrogen monoxide. D. Dinitrogen tetroxide.
Câu 4. Quá trình đốt cháy hỗn hợp hơi nhiên liệu và không khí trong động cơ khi đánh tia lửa điện sinh ra khí NO, một tác nhân gây ô nhiễm không khí. Tên gọi của NO là
A. ammonia. B. nitrogen dioxide. C. nitrogen monoxide. D. nitrogen.
Câu 5. Nitrogen monoxide được tạo thành khi mưa dông kèm theo sấm sét do phản ứng giữa nitrogen và oxygen trong không khí được gọi là
A. NOx tức thời. B. NOx nhiệt. C. NOx nhiên liệu. D. NOx tự nhiên.
Câu 6. Oxide của nitrogen được tạo thành khi nitrogen trong không khí tác dụng với các gốc tự do được gọi là
A. NOx tức thời. B. NOx nhiệt. C. NOx nhiên liệu. D. NOx tự nhiên.
Câu 7. Oxide của nitrogen được tạo thành ở nhiệt độ cao, khi nitrogen có trong không khí bị oxi hóa được gọi là
A. NOx tức thời. B. NOx nhiệt. C. NOx nhiên liệu. D. NOx tự nhiên.
Câu 8. Oxide của nitrogen được tạo thành khi nguyên tố nitrogen trong nhiên liệu hoặc sinh khối kết hợp với oxygen dư thừa trong không khí được gọi là
A. NOx tức thời. B. NOx nhiệt. C. NOx nhiên liệu. D. NOx tự nhiên.
Câu 9. Một oxide của nitrogen có công thức NOx trong đó N chiếm 30,43% về khối lượng. Công thức của oxide đó là
A. NO. B. NO2. C. N2O2. D. N2O5.
Câu 10. Các oxide của nitrogen không được tạo thành trong trường hợp nào sau đây?
A. Núi lửa phun trào.
B. Đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch.
C. Mưa dông, sấm sét.
D. Xả thải nước thải công nghiệp chưa qua xử lí.
Câu 11. Hiện tượng mưa acid
A. là hiện tượng sẵn có trong tự nhiên. B. xảy ra do sự bốc hơi của nước rồi ngưng tụ.
C. xảy ra khi nước mưa có pH < 7. D. xảy ra khi nước mưa có pH < 5,6.
Câu 12. Mưa acid là hiện tượng nước mưa có pH thấp hơn 5,6 (giá trị pH của khí carbon dioxide bão hòa trong nước). Hai tác nhân chính gây mưa acid là
A. Cl2, HCl. B. N2, NH3. C. SO2, NOx. D. S, H2S.
Câu 13. Biện pháp nào sau đây làm giảm tác hại của mưa acid đối với đời sống của thực vật, vật nuôi và con người?
A. Sử dụng nước mưa trong sinh hoạt hằng ngày.
B. Tăng cường khai thác và chế biến dầu mỏ.
C. Sử dụng nhiều than đá, dầu mỏ để làm chất đốt.
D. Xây dựng quy trình xử lí khí thải.
Câu 14. Xét cân bằng tạo ra nitrogen dioxide ở nhiệt độ 2000oC:
N2(g) + O2(g) 2NO(g); KC = 4,10.10-4
Ở trạng thái cân bằng, biểu thức nào sau đây có giá trị bằng Kc?
A. . B. . C. . D. .
Câu 15. Công thức hóa học của nitric acid là
A. NaNO3. B. NH3. C. HNO2. D. HNO3.
Câu 16. Trong phân tử HNO3, nguyên tử N có
A. hoá trị V, số oxi hoá +5. B. hoá trị IV, số oxi hoá +5.
C. hoá trị V, số oxi hoá +4. D. hoá trị IV, số oxi hoá +3.
Câu 17. Phân tử nào sau đây có liên kết cho – nhận?
A. NH3. B. N2. C. HNO3. D. H2.
Câu 18. Dựa vào công thức cấu tạo của nitric acid:
Cho biết phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Nitrogen có số oxi hóa +5, là số oxi hóa cao nhất của nitrogen.
B. Liên kết O-H phân cực mạnh về phía nguyên tử hydrogen.
C. Phân tử nitric acid có chứa một liên kết cho nhận.
D. Phân tử nitric acid phân cực.
Câu 19. Cho các nhận định sau về cấu tạo phân tử nitric acid:
(a) Liên kết O – H phân cực về oxygen. (b) Nguyên tử N có số oxi hóa là +5.
(c) Nguyên tử N có hóa trị bằng IV. (d) Liên kết cho – nhận N → O kém bền.
Số nhận định đúng là
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Câu 20. Nitric acid tinh khiết là chất lỏng không màu, nhưng dung dịch nitric acid để lâu thường chuyển sang màu vàng là do
A. nitric acid tan nhiều trong nước.
B. khi để lâu thì nitric acid bị khử bởi các chất của môi trường
C. dung dịch nitric acid có tính oxi hóa mạnh.
D. dung dịch nitric acid có hoà tan một lượng nhỏ NO2.
Câu 21. Nitric acid dễ bị phân hủy bởi ánh sáng hoặc nhiệt độ tạo thành các sản phẩm là
A. NO2, H2O. B. NO2, O2, H2O. C. N2, O2, H2O. D. N2. H2O.
Câu 22. Các tính chất hoá học của HNO3 là
A. tính acid mạnh, tính oxi hóa mạnh và tính khử mạnh.
B. tính acid acid mạnh, tính oxi hóa mạnh và bị phân huỷ.
C. tính oxi hóa mạnh, tính acid mạnh và tính base mạnh.
D. tính oxi hóa mạnh, tính acid yếu và bị phân huỷ.
Câu 23. Tính chất vật lí nào sau đây không phải của nitric acid tinh khiết?
A. Chất rắn, không màu. B. Tan vô hạn trong nước.
C. Nóng chảy ở -42oC và sôi 83oC. D. Bốc khói mạnh trong không khí ẩm.
Câu 24. Điều nào sau đây không đúng về tính chất hóa học của dung dịch HNO3?
A. Dung dịch HNO3 có tính khử mạnh.
B. Dung dịch HNO3 có tính oxi hóa mạnh.
C. Dung dịch HNO3 đặc, nguội không phản ứng với Fe.
D. Dung dịch HNO3 có tính acid.
Câu 25. Ammonium nitrate (sản xuất làm phân bón) được thực hiện bằng phản ứng giữa dung dịch nitric acid với hợp nào sau đây?
A. NH3. B. CaO. C. NaOH. D. P.
Câu 26. Trong công nghiệp, quá trình sản xuất Ca(NO3)2 cùng làm phân bón được thực hiện bằng phản ứng giữa dung dịch HNO3 với hợp chất phổ biến, giá rẻ nào sau đây?
A. CaO. B. Ca(OH)2. C. CaCO3. D. CaSO4.
Câu 27. Cho iron (III) oxide tác dụng với nitric acid thì sản phẩm thu được là
A. Fe(NO3)3, NO và H2O. B. Fe(NO3)3, NO2 và H2O.
C. Fe(NO3)3, N2 và H2O. D. Fe(NO3)3 và H2O.
Câu 28. Nitric acid chỉ thể hiện tính acid khi tác dụng với chất nào sau đây?
A. FeO. B. Cu. C. P. D. NaOH.
Câu 29. Acid nào sau đây thể hiện tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với chất khử?
A. HCl. B. HNO3. C. HBr. D. H3PO4.
Câu 30. Hợp chất nào của nitrogen không được tạo ra khi cho HNO3 tác dụng với kim loại?
A. NO. B. NH4NO3. C. NO2. D. N2O5.
Câu 31. Cho Ag tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được khí X có màu nâu đỏ. Khí X là
A. N2. B. N2O. C. NO. D. NO2.
Câu 32. Cho Cu phản ứng với dung dịch HNO3 loãng, nóng thu được khí X không màu hóa nâu trong không khí. Khí X là
A. NO. B. N2O. C. N2. D. NH3.
Câu 33. Kim loại nào sau đây không tác dụng với nitric acid?
A. Zn. B. Cu. C. Ag. D. Au.
Câu 34. Dung dịch nào sau đây tác đụng được với kim loại Cu?
A. HC1. B. HNO3 loãng. C. H2SO4 loãng. D. KOH.
Câu 35. Kim loại iron (Fe) bị thụ động bởi dung dịch
A. H2SO4 loãng. B. HCl đặc, nguội. C. HNO3 đặc, nguội. D. HCl loãng.
Câu 36. Các kim loại đều tác dụng được với dung dịch HCl nhưng không tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nguội
A. Fe, Al, Cr. B. Cu, Fe, Al. C. Fe, Mg, Al. D. Cu, Pb, Ag.
Câu 37. Để điều chế được silver nitrate từ một mẫu silver (bạc) tinh khiết, cần hòa tan mẫu silver vào dung dịch nào sau đây?
A. Cu(NO3)2. B. HNO3. C. NaNO3. D. KNO3.
Câu 38. Nitric acid đặc, nóng phản ứng được với tất cả các chất trong nhóm nào sau đây?
A. Mg(OH)2, CuO, NH3, Ag. B. Mg(OH)2, CuO, NH3, Pt.
C. Mg(OH)2, NH3, CO2, Au. D. CaO, NH3, Au, FeCl2.
Câu 39. Dãy gồm tất cả các chất khi tác dụng với HNO3 thì HNO3 chỉ thể hiện tính acid là
A. CaCO3, Cu(OH)2, Fe(OH)2, FeO. B. CuO, NaOH, FeCO3, Fe2O3.
C. Fe(OH)3, Na2CO3, Fe2O3, NH3. D. KOH, FeS, K2CO3, Cu(OH)2.
Câu 40. Dãy gồm tất cả các chất khi tác dụng với HNO3 thì HNO3 chỉ thể hiện tính oxi hoá là
A. Mg, H2S, S, Fe3O4, Fe(OH)2. B. Al, FeCO3, HI, CaO, FeO.
C. Cu, C, Fe2O3, Fe(OH)2, SO2. D. Na2SO3, P, CuO, CaCO3, Ag.
Câu 41. Nitric acid đặc, nguội có thể tác dụng được với dãy chất nào sau đây?
A. Al, Al2O3, Mg, Na2CO3. B. Cu, Al2O3, Zn(OH)2, CaCO3.
C. Fe, CuO, Zn, Fe(OH)3. D. S, ZnO, Mg, Au.
Câu 42. Một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm cho kim loại Cu tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng. Hiện tượng quan sát nào sau đây là đúng?
A. Khí không màu thoát ra, dung dịch chuyển sang màu xanh.
B. Khí màu nâu đỏ thoát ra, dung dịch không màu.
C. Khí màu nâu đỏ thoát ra, dung dịch chuyển sang màu xanh.
D. Khí không màu thoát ra, dung dịch không màu.
Câu 43. Nước cường toan là hỗn hợp của HNO3 đặc và HCl đặc có tỉ lệ thể tích lần lượt là
A. 1 : 3. B. 2 : 3. C. 3 : 1. D. 3 : 2.
Câu 44. Để hòa tan được kim loại Au (Gold) người ta dùng
A. dung dịch muối ăn. B. nước cường toan.
C. dung dịch nitric acid đặc. D. dung dịch hydrochloric acid đặc.
Câu 45. Nitric acid thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất nào sau đây?
A. Fe2O3. B. Cu(OH)2. C. NaHCO3. D. Fe3O4.
Câu 46. Nitric acid không thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất nào sau đây?
A. Fe2O3. B. FeSO4. C. Cu. D. P.
Câu 47. Cho phản ứng: aFe + bHNO3 cFe(NO3)3 + dNO2↑ + 2H2O
Hệ số tỉ lượng a, b, c, d, e là những số nguyên dương có tỉ lệ tối giản. Tổng (a + b) bằng
A. 3. B. 5. C. 4. D. 6.
Câu 48. Phần lớn nitric acid được dùng để làm gì?
A. Điều chế phân đạm. B. Sản xuất thuốc nổ.
C. Điều chế dược phẩm. D. Sản xuất thuốc nhuộm.
Câu 49. Thí nghiệm với dung dịch HNO3 thường sinh ra khí độc NO2. Để hạn chế khí NO2 thoát ra từ ống nghiệm, người ta nút ống nghiệm bằng:
(a) bông khô. (b) bông có tẩm nước.
(c) bông có tẩm nước vôi. (d) bông có tẩm giấm ăn.
Trong 4 biện pháp trên, biện pháp có hiệu quả nhất là
A. (d). B. (a). C. (c). D. (b).
Câu 50. Hiện tượng phú dưỡng là hiện tượng
A. nước mưa có pH < 5,6.
B. không khí bị ô nhiễm do hỗn hợp khí NOx gây ra.
C. thừa dinh dưỡng đã cung cấp nguồn thức ăn dồi dào cho sinh vật phù du phát triển mạnh.
D. làm trái đất nóng lên.

onthicaptoc.com Cac dang bai tap bai MOT SO HOP CHAT CUA NITROGEN VOI OXYGEN