Luyện tập

Câu 1 trang 56

Đề bài: Phân tử nitrogen có cấu tạo là:

A. N=N.   B. N≡N.   C. N—N.   D. N→N.

Lời giải:

Phân tử $\text{N}_2$ được tạo bởi 2 nguyên tử N, mỗi nguyên tử N có 5 electron lớp ngoài cùng. Hai nguyên tử N góp chung 3 cặp electron để đạt cấu hình bền vững → tạo liên kết ba (1 liên kết σ và 2 liên kết π).

→ Đáp án B.

Câu 2 trang 56

Đề bài: Phân tử ammonia có dạng hình học nào sau đây?

A. Chóp tam giác.   B. Chữ T.   C. Chóp tứ giác.   D. Tam giác đều.

Lời giải:

Phân tử $\text{NH}_3$ có nguyên tử N ở đỉnh, 3 nguyên tử H tạo thành đáy tam giác (do trên N còn 1 cặp electron tự do đẩy 3 liên kết N–H xuống thấp).

→ Dạng hình học của $\text{NH}_3$ là chóp tam giác → Đáp án A.

Câu 3 trang 56

Đề bài: Ammonia đóng vai trò chất khử khi tác dụng với chất nào sau đây?

A. $\text{H}_2\text{O}$.   B. HCl.   C. $\text{H}_3\text{PO}_4$.   D. $\text{O}_2$ (Pt, t°).

Lời giải:

$\text{NH}_3$ là chất khử khi N (số oxi hoá –3) tăng số oxi hoá. Xét từng phản ứng:

• A. $\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O}$: $\text{NH}_3$ nhận $\text{H}^+$ → $\text{NH}_3$ là base (N giữ nguyên –3).
• B. $\text{NH}_3 + \text{HCl}$: $\text{NH}_3$ nhận $\text{H}^+$ → $\text{NH}_3$ là base (N giữ nguyên –3).
• C. $\text{NH}_3 + \text{H}_3\text{PO}_4$: tương tự — $\text{NH}_3$ là base.
• D. $4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \xrightarrow{Pt, t^o} 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O}$: N tăng số oxi hoá từ –3 lên +2 → $\text{NH}_3$ là chất khử. ✓

→ Đáp án D.

Câu 4 trang 56

Đề bài: Khi so sánh phân tử ammonia với ion ammonium, nhận định nào sau đây là đúng?

A. Đều chứa liên kết ion.

B. Đều có tính acid yếu trong nước.

C. Đều có tính base yếu trong nước.

D. Đều chứa nguyên tử N có số oxi hoá –3.

Lời giải:

Xét từng nhận định:

• A. Sai — $\text{NH}_3$ và $\text{NH}_4^+$ đều chứa liên kết cộng hoá trị (trong $\text{NH}_4^+$ có thêm 1 liên kết cho – nhận).
• B. Sai — $\text{NH}_3$ có tính base (nhận $\text{H}^+$), không phải acid.
• C. Sai — $\text{NH}_4^+$ có tính acid yếu (cho $\text{H}^+$), không phải base.
• D. Đúng — Trong $\text{NH}_3$: N có số oxi hoá –3. Trong $\text{NH}_4^+$: gọi x là số oxi hoá của N, ta có $x + 4 \cdot (+1) = +1 \Rightarrow x = -3$. ✓

→ Đáp án D.

Câu 5 trang 56

Đề bài: Cho vài giọt dung dịch $\text{BaCl}_2$ vào dung dịch nào sau đây sẽ tạo kết tủa trắng?

A. NaCl.   B. $\text{Na}_2\text{SO}_4$.   C. $\text{NaNO}_3$.   D. NaOH.

Lời giải:

Ion $\text{Ba}^{2+}$ chỉ tạo kết tủa trắng với ion $\text{SO}_4^{2-}$:

$$\text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} \longrightarrow \text{BaSO}_4\downarrow ;(\text{trắng})$$

Xét từng dung dịch:

• A. NaCl: không phản ứng.
• B. $\text{Na}_2\text{SO}_4$: $\text{BaCl}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 \to \text{BaSO}_4\downarrow + 2\text{NaCl}$ → có kết tủa trắng. ✓
• C. $\text{NaNO}_3$: không phản ứng.
• D. NaOH: tạo $\text{Ba(OH)}_2$ nhưng $\text{Ba(OH)}_2$ tan trong nước → không có kết tủa.

→ Đáp án B.

Câu 6 trang 56

Đề bài: Cho chất rắn nào sau đây vào dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc thì xảy ra phản ứng oxi hoá – khử?

A. KBr.   B. NaCl.   C. $\text{CaF}_2$.   D. $\text{CaCO}_3$.

Lời giải:

Phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá. $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc đóng vai trò chất oxi hoá khi tác dụng với chất khử mạnh (như $\text{Br}^-$, $\text{I}^-$…).

Xét từng phản ứng:

• A. KBr: $2\text{KBr} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{Br}_2 + \text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$. Br: $-1 \to 0$; S: $+6 \to +4$ → có oxi hoá – khử. ✓
• B. NaCl: $2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{HCl}$. Không thay đổi số oxi hoá.
• C. $\text{CaF}_2$: $\text{CaF}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{CaSO}_4 + 2\text{HF}$. Không thay đổi số oxi hoá.
• D. $\text{CaCO}_3$: $\text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \to \text{CaSO}_4 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$. Không thay đổi số oxi hoá.

→ Đáp án A.

Câu 7 trang 56

Đề bài: Khi pha loãng dung dịch sulfuric acid đặc cần tuân thủ thao tác nào sau đây để đảm bảo an toàn?

A. Rót từ từ acid vào nước.   B. Rót nhanh acid vào nước.

C. Rót từ từ nước vào acid.   D. Rót nhanh nước vào acid.

Lời giải:

$\text{H}_2\text{SO}_4$ tan trong nước toả rất nhiều nhiệt. Nếu rót nước vào acid đặc, nước nhẹ hơn sẽ nổi lên trên, nhiệt toả ra ở bề mặt làm nước sôi đột ngột → bắn acid ra ngoài, gây bỏng nguy hiểm.

→ Cách an toàn: rót từ từ acid vào nước, vừa rót vừa khuấy đều để nhiệt phân tán nhanh.

→ Đáp án A.

Câu 8 trang 56

Đề bài: Xét phản ứng trong giai đoạn đầu của quá trình Ostwald:

$$4\text{NH}_3(g) + 5\text{O}_2(g) \xrightarrow{Pt, t^o} 4\text{NO}(g) + 6\text{H}_2\text{O}(g)$$

a) Tính $\Delta_r H^o_{298}$ của phản ứng trên và cho biết phản ứng là toả nhiệt hay thu nhiệt? Có thể tận dụng nhiệt lượng này để làm gì?

Biết nhiệt tạo thành chuẩn của $\text{NH}_3$(g), NO(g) và $\text{H}_2\text{O}$(g) lần lượt là –45,9 kJ/mol; 90,3 kJ/mol và –241,8 kJ/mol.

b) Tính năng lượng liên kết trong phân tử NO.

Biết năng lượng liên kết N–H, O=O, O–H lần lượt là 386 kJ/mol, 494 kJ/mol và 459 kJ/mol.

Lời giải:

a) Tính $\Delta_r H^o_{298}$:

Công thức tính enthalpy phản ứng theo nhiệt tạo thành:

$$\Delta_r H^o_{298} = \sum \Delta_f H^o_{298}(\text{sản phẩm}) – \sum \Delta_f H^o_{298}(\text{chất đầu})$$

Thay số (lưu ý $\Delta_f H^o_{298}$ của đơn chất $\text{O}_2$ bằng 0):

$$\Delta_r H^o_{298} = [4 \cdot \Delta_f H^o(\text{NO}) + 6 \cdot \Delta_f H^o(\text{H}_2\text{O})] – [4 \cdot \Delta_f H^o(\text{NH}_3) + 5 \cdot \Delta_f H^o(\text{O}_2)]$$

$$= [4 \cdot 90{,}3 + 6 \cdot (-241{,}8)] – [4 \cdot (-45{,}9) + 5 \cdot 0]$$

$$= [361{,}2 – 1450{,}8] – [-183{,}6]$$

$$= -1089{,}6 + 183{,}6 = -906 \text{ kJ}$$

Vì $\Delta_r H^o_{298} = -906$ kJ $< 0$ → phản ứng là toả nhiệt.

Tận dụng nhiệt lượng này để:

• Cung cấp nhiệt cho các giai đoạn khác trong quy trình sản xuất nitric acid.
• Sản xuất hơi nước, tạo điện năng.
• Đun nóng các thiết bị trong nhà máy, tiết kiệm năng lượng.

b) Tính năng lượng liên kết trong phân tử NO:

Đếm số liên kết ở 2 vế:

• Vế trái: $4\text{NH}_3$ có $4 \times 3 = 12$ liên kết N–H; $5\text{O}_2$ có 5 liên kết O=O.
• Vế phải: 4 NO có 4 liên kết N=O cần tìm; $6\text{H}_2\text{O}$ có $6 \times 2 = 12$ liên kết O–H.

Áp dụng công thức tính enthalpy theo năng lượng liên kết:

$$\Delta_r H^o_{298} = \sum E_b(\text{chất đầu}) – \sum E_b(\text{sản phẩm})$$

Thay số:

$$-906 = [12 \cdot 386 + 5 \cdot 494] – [4 \cdot E_b(\text{NO}) + 12 \cdot 459]$$

Tính từng phần:

• $12 \cdot 386 = 4632$
• $5 \cdot 494 = 2470$
• $12 \cdot 459 = 5508$

Thay vào:

$$-906 = [4632 + 2470] – [4 \cdot E_b(\text{NO}) + 5508]$$

$$-906 = 7102 – 4 \cdot E_b(\text{NO}) – 5508$$

$$-906 = 1594 – 4 \cdot E_b(\text{NO})$$

$$4 \cdot E_b(\text{NO}) = 1594 + 906 = 2500$$

$$E_b(\text{NO}) = \dfrac{2500}{4} = 625 \text{ kJ/mol}$$

Vậy năng lượng liên kết trong phân tử NO là 625 kJ/mol.

ThS. Lê Thị Mai Nhi

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT

Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ