NITƠ A. Lý thuyết: I. Vị trí và cấu hình e nguyên tử: – Cấu hình e của N: 1s22s22p3 có 5e ở lớp ngoài cùng. – Vị trí của N trong BTH: Ô thứ 7, nhóm VA, chu kì 2 – Phân tử N gồm 2 nguyên tử N, liên kết với nhau bằng 3 liên kết cộng hóa trị không cực. – CTCT: ;  II. Tính chất vật lí:  – Là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, hóa lỏng ở -196oC. – Nitơ ít tan trong nước,  hoá lỏng và hoá rắn ở nhiệt độ rất thấp. – Không duy trì sự cháy và sự hô hấp. III. Tính chất hoá học: – Ở to thường N2 khá trơ về mặt hoá học. – Ở to cao N2 trở  nên hoạt động. – Các trạng thái oxi hoá: -3; 0; +1; +2; +3; +4; +5 .Tuỳ thuộc độ âm điện của chất phản ứng mà N2 có thể thể hiện tính khử hay tính oxi hoá. 1. Tính oxi hoá: a. Tác dụng với kim loại mạnh.(Li,Ca,Mg,Al.. tạo nitrua kim loại) b. Tác dụng với hiđrô: to cao,P cao, xt. 2. Tính khử: – Tác dụng với oxi : ở 3000OC hoặc hồ quang điện: – NO dễ dàng kết hợp với O2 tạo NO2 (màu nâu đỏ), – Một số oxít khác của N: NO2, N2O3, N2O5 chúng không điều chế trực tiếp từ N và O. * Kết luận: N2 thể hiện tính khử khi tác dụng với nguyên tố có độ âm điện lớn hơn và thể hiện tính khử khi tác dụng với nguyên tố độ âm điện nhỏ. IV. Trạng thái thiên nhiên:      Nitơ chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất  và tồn tại dưới dạng phân tử N2 và là thành phần của mọi cơ thể sống. V. Ứng dụng:        Phần lớn được dùng để tổng hợp amoniac từ đó sản xuất ra các loại phân đạm, axit nitric… Dùng làm môi trường trơ cho các ngành công nghiệp luyện kim; nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các các mẫu sinh học khác…. VI. Điều chế: a. Trong công nghiệp: Chưng cất phân đoạn không khí lỏng (-196oC) b. Trong phòng thí nghiệm: B. Bài tập: 1. Dạng 1: Phản ứng điều chế NH3:   Số mol ban đầu x y   0 Số mol phản ứng a 3a   2a + Nếu x > a , y = 3a thì N2 dư => Hiệu suất = 3a/2y + Nếu x = a , y > 3a thì H2 dư => Hiệu suất = a/x VD: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8. Đun nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 2. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 là : A. 50%.              B. 36%.                 C. 40%.                  D. 25%. Lời giải: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8 Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp N2 và H2 ta có :  Chọn số mol N2 = 1 (mol) => số mol số mol H2 = 4 (mol) Phương trình phản ứng hoá học:      Ban đầu 1 4   0 Phản ứng x 3x   2x Sau phản ứng 1-x 4-3x   2x => nhỗn hợp khí sau phản ứng =  (1–x) + (4–3x)  +  2x  = 5 – 2x  Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :mX = mY Vậy x = 0,25 (mol) Hiệu suất phản ứng tính theo N2 vì H2 dư : H = 0,25/1 = 25% => Đáp án D. VD2: Trong một bình kín chứa 10 lít nitơ và 10 lít hiđro ở nhiệt độ 0oC và 10 atm. Sau phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình về 0oC. Biết rằng có 60% hiđro tham gia phản ứng, áp suất trong bình sau phản ứng là :  A. 10 atm.                   B. 8 atm.                     C. 9 atm.                     D. 8,5 atm. Lời giải       Thể tích H2 phản ứng là 10.60% = 6 lít.        Phương trình phản ứng hoá học:   Ban đầu 10 lít 10   0 Phản ứng 2 6   4 Sau phản ứng 8 4   4 => Tổng thể tích N2 và H2 ban đầu là 20 lít. Tổng thể tích của hỗn hợp N2, H2 và NH3 sau phản ứng là 16 lít. Vì trước và sau phản ứng nhiệt độ không thay đổi nên :   => P2 = 8 atm       =>   Đáp án B. 2. Dạng 2: Điều chế Nitơ VD: Trộn 200mL dung dịch natri nitrit 3M với 200mL dung dịch amoniclorua 2M rồi đun nóng đến phản ứng hoàn toàn. Xác định thể tích khí nitơ sinh ra ở đktc. Lời giải:   Ban đầu 0,4 mol 0,6       Phản ứng 0,4 0,4   0,4   Vậy