Giáo án Hóa học 11 - Bài 11: Amoniac và muối amoni (tiết 1)

Bài 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI (Tiết 1)
Mục tiêu bài học
1.Về kiến thức
* Học sinh hiểu được:
- Tính chất hoá học của amoniac
- Vai trò quan trọng của amoniac trong đời sống và trong kỹ thuật
 * Học sinh biết: Phương pháp điều chế amoniac trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm.
2. Về kĩ năng:
- Dựa vào cấu tạo phân tử để giải thích tính chất vật lí, tính chất hoá học của amoniac.
- 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.
 II. Chuẩn bị
Dụng cụ, hoá chất biểu diễn tính tan của NH3 ; dung dịch NH4Cl; dung dịch NaOH; dung dịch AgNO3; dung dịch CuSO4.
Tranh (hình 3.6): NH3 khử CuO; tranh ( hình 3.7): Sơ đồ thiết bị tổng hợp NH3 trong công nghiệp.
III. Tổ chức hoạt động dạy học:
Kiểm tra bài cũ: 
GV đặt câu hỏi: Trình bày tính chất hoá học của N2.
GV gọi 1 HS lên bảng trả lời câu hỏi, gọi 1 HS khác nhận xét và bổ sung.
GV nhận xét và cho điểm.
Tiến trình:
 Các em có nhận thấy là khi chúng ta đến gần nhà vệ sinh thì thường thấy có mùi khó chịu không? Đó là mùi khai của amoniac. Để hiểu đầy đủ về amoniac chúng ta cùng đi nghiên cứu bài học hôm nay: 
Bài 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI (Tiết 1)
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung ghi bảng
Hoạt động 1: 
- GV nêu câu hỏi: Dựa vào cấu tạo của nguyên tử N và H hãy mô tả sự hình thành phân tử amoniac?
Viết công thức electron và công thức cấu tạo phân tử amoniac?
- HS dựa vào kiến thức đã biết ở lớp 10 và SGK để trả lời.
- GV bổ sung: Phân tử NH3 có cấu tạo hình tháp, nguyên tử N ở đỉnh tháp, còn 3 nguyên tử H nằm ở 3 đỉnh của tam giác đều là đáy của hình tháp àCó cấu tạo không đối xứng lên phân tử NH3 phân cực.
Hoạt động 2:
- GV: Chuẩn bị một ống nghiệm chứa sẵn khí amoniac. Cho HS quan sát trạng thái , màu sắc, có thể hé mở nút cho HS phẩy nhẹ để ngửi.
- Tìm tỉ khối của amoniac đối với không khí.
- HS: Dựa trên các thông tin thu nhận được nhận xét:
+ Amoniac là chất khí không màu, mùi khai, xốc.
+ Tỉ khối = 17/29 = 0,59
 Vậy amoniac nhẹ hơn không khí.
GV: làm thí nghiệm thử tính tan của ammoniac
+ Chuẩn bị một lọ thu đầy khí NH3.
+ Đậy lọ bằng nút cao su có ống thuỷ tinh vuốt nhọn. Đầu nhọn quay vào trong lọ.
+ Chuẩn bị một chậu nước, nhỏ vào đó một vài giọt dung dịch phenolphtalein.
+ Nhúng ống thuỷ tinh vào chậu nước. Thoạt đầu nước dâng lên từ từ trong ống thuỷ tinh. Sau đó nước phun mạnh vào lọ, và nước trong lọ có màu hồng.
HS: Quan sát hiện tượng, giải thích.
+ Nước phun rất mạnh vào lọ. Nguyên nhân là do khí NH3 tan rất nhiều trong nước, làm giảm áp suất trong lọ. Nước phun vào lọ để cân bằng áp suất.
+ Dung dịch trong lọ có màu hồng là do phenolphthalein không màu hoá hồng trong dung dịch kiềm. Vì vậy dung dịch ammoniac có tình kiềm.
GV bổ sung : Khí NH3 tan rất nhiều trong nước, ở điều kiện thường 1 l nước hoà tan được khoảng 800l NH3.
Hoạt động 3:
Tính bazơ yếu
GV yêu cầu HS: Dựa vào thuyết axit- bazơ của Bron- stet, tính chất hoá học chung của bazơ và SGK để giải thích tính bazơ của NH3.
Tác dụng với nước
GV: Dung dịch amoniac có biểu hiện tính chất của 1 bazơ yếu như thế nào?
HS: Khi tan trong nước, một phần nhỏ các phân tử NH3 kết hợp với H+ của nước à NH4+ + OH-.
GV bổ sung: Kb của NH3 ở 250C là 1,8.10-5 nên là một bazơ yếu.
GV: NH3 khí cũng như dung dịch dễ dàng nhận H+ của dung dịch axit tạo muối amoni.
Dung dịch amoniac làm cho phenolphthalein từ không màu chuyển sang màu hồng, quỳ tím chuyển sang màu xanh. Nên ngưòi ta dung quỳ tím ẩm để nhận ra khí amoniac.
Tác dụng với axit
GV mô tả thí nghiệm giữa khí NH3 và khí HCl.
HS: quan sát, giải thích hiện tượng thí nghiệm và viết phương trình phản ứng: 
NH3(k) + HCl(k) àNH4Cl(r)
Phản ứng này dùng để nhận ra khí amoniac
Tác dụng với dung dịch muối
GV: Khi cho dung dịch Al3+ vào dung dịch NH3 sẽ xảy ra phản ứng nào giữa các ion trong hai dung dịch này?
HS: xảy ra phản ứng:
 Al3+ + OH- à Al(OH)3 â
GV hướng dẫn HS thiết lập nên phương trình hoá học.
Hoạt động 4:
GV đặt vấn đề: Ngoài những tính chất hóa học kể trên, NH3 còn có tính chất đặc biệt khác.
 GV làm thí nghiệm 1: Nhỏ từ từ dung dịch NH3 đến dư vào 2ml dung dịch CuSO4.
HS quan sát, nhận xét hiện tượng: Lúc đầu có kết tủa sau đó kết tủa tan, thu được dung dịch xanh thẫm trong suốt.
GV giải thích hiện tượng bằng các phương trình hỗn hợp.
GV bổ sung: dung dịch NH3 còn hoà tan một số kết tủa như: AgCl, Zn(OH)2, tạo ra các ion phức [Ag(NH3)2]+, [Zn(NH3)4]2+ 
GV làm thí nghiệm 2: Nhỏ vài giọt dung dịch AgNO3 vào ống nghiệm chứa 1 ml dung dịch NaCl.
HS: Quan sát
GV: Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch NH3 cho đến khi kết tủa trắng tan hoàn toàn.
GV: Ion phức được tạo thành là nhờ liên kết cho nhận giữa cặp electron tự do ở N trong phân tử NH3 với các obitan trống của ion kim loại.
HS: Hoàn thành các phương trình phản ứng
Hoạt động 5:
GV yêu cầu HS cho biết: Số oxi hoá của N trong NH3 và nhắc lại các số oxi hoá của N. Từ đó dự đoán tính chất hoá học tiếp theo của NH3 dựa vào sự thay đổi số oxi hoá của N.
HS: Trong phân tử NH3, N có số oxi hoá -3 và các số oxi hoá có thể có của N là: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Như vậy trong các phản ứng hóa học khi có sự thay đổi số oxi hoá, số oxi hoá của N trong ammoniac chỉ có thể tăng lên. Vậy ammoniac có tính khử.
GV bổ sung: NH3 thể hiện tính khử yếu hơn H2S
GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK cho biết tính khử của NH3 biểu hiện như thế nào? Viết các phương trình phản ứng.
HS:
+ Tác dụng với Oxi
+ Tác dụng với Clo
+ Tác dụng với một số oxit kim loại.
GV bổ sung các hiện tượng có thể quan sát đựơc.
GV: từ phản ứng NH3 tác dụng với Cl2 ở điều kiện thường, còn với O2 thì cần đốt cháy lên Cl2 có tính oxihoá mạnh hơn O2.
GV kết luận:
 + Amoniac ở trạng thái khí hay dung dịch đều thể hiện tính bazơ yếu. Tác dụng với axit tạo thành muôí amoni và kết tủa được hiđroxit của nhiều kim loại.
+ Amoniac có tính khử: Phản ứng được với O2, Cl2 và khử một số oxit kim loại. Trong các phản ứng này số oxi hoá của N trong ammoniac tăng từ -3 lên 0 hoặc +2.
+ Amoniac có tính chất đặc biệt: Có khả năng tạo phức với nhiều ion kim loại nhờ liên kết cho- nhận.
Hoạt động 6:
GV hướng dẫn HS nghiên cứu SGK.
NH3 còn dùng để chống ngất xỉu. NH3 còn được dùng để loại bỏ khí SO2 trong khí thải của các nhà máy có quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch (than, dầu) và sản phẩm amoni sunfat thu hồi của các quá trình này có thể được sử dụng làm phân bón.
Hoạt động 7:
HS nghiên cứu SGK cho biết NH3 được điều chế trong phòng thí nghiệm như thế nào? Viết phương trình phản ứng hoá học?
GV yêu cầu Hs sử dụng nghuyên lí Lơ Sa-tơ-li-e để làm cho cân bằng chuyển dịch về phía tạo NH3.
gV gợi ý: Có thể áp dụng yếu tố p, t0, xúc tác, nồng độ được không? Vì sao?
HS: Tăng áp suất cho hệ, giảm nhiệt độ, dung chất xúc tác.
GV bổ sung: 
+ Tăng áp suất: 300- 1000 atm.
+ Giảm nhiệt độ: 450- 5000C.
+ Chất xúc tác: Fe trộn thêm Al2O3, K2O
+ Vận dụng chu trình khép kín để nâng cao hiệu suất phản ứng.
AMONIAC (NH3)
I. Cấu tạo phân tử
 - Trong phân tử NH3 nguyên tử N lien kết với 3 nguyên tử H bằng 3 liên kết cộng hoá trị có cực, ở nguyên tử N còn một cặp electron chưa tham gia liên kết.
- NH3 là phân tử phân cực.
- Nguyên tử N trong phân tử NH3 có số oxi hoá -3 là thấp nhất trong các số oxi hoá có thể có của N.
Tính chất vật lí
Là chất khí không màu, mùi khai, xốc, nhẹ hơn không khí.
Tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch có tính bazơ.
Tính chất hoá học:
Tính bazơ yếu:
Tác dụng với nước
Khi hoà tan khí NH3 vào nước một phần các phân tử NH3 phản ứng:
=1,8.10-5 là một bazơ yếu.
Tác dụng với axit
VD: NH3(k) + HCl(k) àNH4Cl(r)
(không màu) (khói trắng)
c.Tác dụng với dung dịch muối
VD: Al3+ + 3NH3 + 3H2O à3NH4+ + + Al(OH)3
Khả năng tạo phức:
Cu(OH)2+ 4NH3 à
 [Cu(NH3)4](OH)2
Cu(OH)2 + 4NH3 à
[Cu(NH3)4]2+ + 2OH-
(ion phức màu xanh thẫm)
AgCl + 2NH3 à[Ag(NH3)2]Cl
AgCl +2NH3 à[Ag(NH3)2] +Cl-
Tính khử
Tác dụng với Oxi
4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
Tác dụng với Clo
2NH3 + 3Cl2 à N2 + 6HCl
Tác dụng với oxit kim loại
2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 
 +3H2O
Ứng dụng: SGK/44
Điều chế:
1. Trong phòng thí nghiệm
2NH4Cl + Ca(OH)2à2NH3 + 
CaCl2 + H2O
NH4+ + OH- à NH3 + H2O
- Đun nóng dung dịch NH3 đậm đặc.
2. Trong công nghiệp:
Tổng hợp trực tiếp từ các nguyên tố:
N2+H22NH3
êH = - 92 kJ
Các biện pháp khoa học đã áp dụng:
Tăng áp suất:200- 300 atm.
Giảm nhiệt độ; 450- 5000C
Chất xúc tác: Fe.
Vận dụng chu trình khép kín để nâng cao hiệu suất phản ứng