Ở nhiệt độ thường, khí nitrogen khá trơ về mặt hóa học. Nguyên nhân là do

Trong phân tử N2 có liên kết ba rất bền.

Trong phân tử N2, mỗi nguyên tử nitrogen còn 1 cặp electron chưa tham gia liên kết.

Nguyên tử nitrogen có độ âm điện kém hơn oxygen.

Nguyên tử nitrogen có bán kính nhỏ.

Ứng dụng nào sau đây không phải của nitrogen?

Làm môi trường trơ trong một số ngành công nghiệp.

Bảo quản máu và các mẫu vật sinh học.

Căn cứ vào tính chất vật lí nào sau đây để tách Nitrogen ra khỏi không khí?

Nhiệt độ hóa lỏng của N2 và O2 là khác nhau.

N2 rất ít tan trong nước.

N2 là chất không màu, không mùi.

Nhiệt độ hóa lỏng của N2 và O2 là khác nhau.

Luyện tập Đơn chất Nitrogen - Trắc nghiệm Hóa 11 Bài 4 Cánh diều

Câu 1: Vận dụng
Thành phần % theo thể tích NH3
Hỗn hợp X gồm N₂, H₂, NH₃, cho hỗn hợp X đi qua dung dịch H₂SO₄ đặc, dư thì thấy thể tích khí còn lại một nửa. Thành phần % theo thể tích của NH₃ trong hỗn hợp đầu là bao nhiêu?
- A. 85%.
- B. 75%.
- C. 50%.
- D. 45%.
Hướng dẫn:
Cho hỗn hợp gồm N₂, H₂, NH₃ đi qua dung dịch H₂SO₄ đặc, dư thì chỉ có NH₃ phản ứng
2NH₃+ H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄
Sau phản ứng thể tích khí còn một nửa
→ %V_NH3= 50%.
Câu 2: Vận dụng cao
Thành phần % số mol N2 trong hỗn hợp
Hỗn hợp N₂ và H₂ trong bình phản ứng ở nhiệt độ không đổi. Sau thời gian phản ứng, áp suất các khí trong bình thay đổi 5% so với áp suất ban đầu. Biết tỉ lệ số mol N₂ đã phản ứng là 10%. Thành phần phần trăm số mol N₂ trong hỗn hợp ban đầu là
- A. 25%.
- B. 10%.
- C. 5%.
- D. 20%.
Hướng dẫn:
Gọi x, y là số mol ban đầu của N₂ và H₂ trong 1 mol hỗn hợp đầu
Gọi n₁, P₁, n₂, P₂ lần lượt là số mol hỗn hợp khí và áp suất trong bình lúc đầu và lúc sau ta có:
n₁ = x + y = 1 (1)
N₂ + 3H₂ 2NH₃
Ban đầu x y
Phản ứng 0,1x 0,3x 0,2x
Sau phản ứng 0,9x y - 0,3x 0,2x
n₂ = 0,9x + y - 0,3x + 0,2x = 0,8x + y (2)
Ta có:
$\frac{n_1}{n_2}=\frac{P_1}{P_2}\Rightarrow\frac{P_1}{0,95.P_1}=\frac{x+y}{0,8x+y}$
⇒ 0,95.(x + y) = 0,8x + y
⇒ 0,15x = 0,05y ⇒ y = 3x (3)
Giải hệ phương trình (1) và 3) ta có
x = 0,25 mol, y = 0,75 mol
Thành phần phần trăm số mol N₂ trong hỗn hợp đầu là:
%N₂= 25%.
Câu 3: Nhận biết
Tính kém hoạt động hóa học của Nitrogen
Ở nhiệt độ thường, khí nitrogen khá trơ về mặt hóa học. Nguyên nhân là do
- A. Nguyên tử nitrogen có độ âm điện kém hơn oxygen.
- B. Nguyên tử nitrogen có bán kính nhỏ.
- C. Trong phân tử N₂, mỗi nguyên tử nitrogen còn 1 cặp electron chưa tham gia liên kết.
- D. Trong phân tử N₂ có liên kết ba rất bền.
Hướng dẫn:
Ta có:
N ≡ N
Liên kết ba giữa hai nguyên tử N trong phân tử nitrogen có năng lượng liên kết rất lớn (946KJ mol-1) nên rất khó bị phá vỡ.
Câu 4: Thông hiểu
Thuộc tính không phải Nitrogen
Tìm các tính chất không thuộc về khí nitrogen?
a) Hóa lỏng ở nhiệt độ rất thấp (-196^oC).
b) Tan nhiều trong nước
c) Nặng hơn Oxygen.
d) Kém bền, dễ bị phân hủy thành nitrogen nguyên tử.
- A. b, c, d.
- B. a, b.
- C. c, d
- D. a, c, d.
Hướng dẫn:
Khí N₂ tan rất ít trong nước và nhẹ hơn khí oxygen (d = 28/32 <1)
N₂ rất bền, khó bị nhiệt phân thành nguyên tử
Câu 5: Vận dụng
Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3
Hỗn hợp X gồm 2 chất khí N₂ và H₂ có tỉ lệ mol 1 : 4. Nung X với xúc tác ta được hỗn hợp khí Y, trong đó sản phẩm NH₃ chiếm 20% theo thể tích (biết các khí đo cùng điều kiện). Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH₃ là:
- A. 20,83%.
- B. 48,62%.
- C. 43,76%.
- D. 41,67%.
Hướng dẫn:
Ta thấy: $\frac{1}{1} < \frac{4}{3}$ nên hiệu suất tính theo N₂
Phương trình
N₂+
3H₂
2NH₃
Ban đầu
1
4

Phản ứng
x
3x
2x
Sau phản ứng
1 - x
4-3x
2x
→ ∑n_sau = 1 - x + 4 - 3x + 2x = 5 - 2x (mol)
Trong hỗn hợp sau phản ứng, NH₃ chiếm 20% theo thể tích nên ta có:
$\begin{array}{l}\frac{{2x}}{{5 - 2x}}.100\% = 20\% \Rightarrow x = \frac{5}{{12}}\\ \Rightarrow {n_{{N_2}pu}} = x = \frac{5}{{12}}\\ \Rightarrow \% H = \frac{{{n_{{N_2}pu}}}}{{{n_{{N_2}bd}}}}.100\% \\ = \frac{{\frac{5}{{12}}}}{1}.100\% = 41,67\% \end{array}$
Câu 6: Vận dụng
Tính tỉ lệ áp suất
Cho 5 lít N₂ và 15 lít H₂ vào một bình kín dung tích không đổi. Ở 0^∘C, áp suất trong bình là P₁ atm. Đun nóng bình một thời gian thấy có 20% N₂ tham gia phản ứng, đưa bình về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất trong bình lúc này là P₂ atm. Tỉ lệ P₁ và P₂ là:
- A.
  6 : 10.
- B.
  9 : 10.
- C.
  10 : 6.
- D.
  10 : 9.
Hướng dẫn:
N₂+ 3H₂ ⇌ 2NH₃
Vì phản ứng vừa đủ nên hiệu suất phản ứng tính theo N₂ hoặc H₂
Giả sử ban đầu có 1 mol N₂ và 3 mol H₂, n_{khí ban đầu} = 4 mol
$\Rightarrow$ n_{N2 pứ} = 1.20% = 0,2 mol
N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃
Ban đầu: 1 3
Phản ứng: 0,2 0,6 0,4
Sau pứ: 0,8 2,4 0,4
n_{khí sau pứ} = 0,8 + 2,4 + 0,4 = 3,6 mol
Trong cùng điều kiện nhiệt độ và thể tích thì tỉ lệ về số mol bằng tỉ lệ về áp suất:
$\frac{{\mathrm P}_1}{{\mathrm P}_2}\;=\;\frac{{\mathrm n}_1}{{\mathrm n}_2}=\frac4{3,6}\;=\;\frac{10}9$
Câu 7: Thông hiểu
Nitrogen có số oxi hóa âm trong hợp chất
Nitrogen có số oxi hóa âm trong hợp chất với nguyên tố nào sau đây
- A. Cl.
- B. H.
- C. F.
- D. O.
Hướng dẫn:
Trong các hợp chất, nitrogen có thể có các số oxi hóa là: -3; +1; +2; +3; +4; +5
Vậy trong hợp chất với kim loại hoặc H thì nitrogen có số oxi hóa âm.
Ví dụ: NH₃
Câu 8: Nhận biết
Ứng dụng nào sau đây không phải của Nitrogen
Ứng dụng nào sau đây không phải của nitrogen?
- A. Bảo quản máu và các mẫu vật sinh học.
- B. Sản xuất phân lân.
- C. Sản xuất nitric acid.
- D. Làm môi trường trơ trong một số ngành công nghiệp.
Hướng dẫn:
Nitrogen không có ứng dụng sản xuất phân lân.
Sản xuất phân lân là ứng dụng của acid H₃PO₄.
Câu 9: Nhận biết
Cấu hình của Nitrogen
Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm Nitrogen là
- A. ns²np³.
- B. ns¹.
- C. ns²np¹.
- D. ns²np².
Gợi ý:
Nitrogen thuộc nhóm VA nên cấu hình có dạng là ns²np³.
Câu 10: Nhận biết
Phản ứng Nitrogen thể hiện tính khử
Trong phản ứng nào sau đây, nitrogen thể hiện tính khử?
- A. N₂ + 6Li → 2Li₃N.
- B. N₂+ 3Mg $\overset{t^{o} }{ightarrow}$ Mg₃N₂.
- C. N₂ + O₂ $\overset{t^{o} }{ightleftharpoons}$ 2NO.
- D. N₂+ 3H₂2NH₃.
Hướng dẫn:
Phản ứng của nitrogen với oxygen thì nitrogen đóng vai trò là chất khử.
N⁰₂ + O₂ $\overset{t^{o} }{ightleftharpoons}$ 2N⁺²O.
Câu 11: Thông hiểu
Dựa vào tính chất để tách N2 ra khỏi không khí
Căn cứ vào tính chất vật lí nào sau đây để tách Nitrogen ra khỏi không khí?
- A. N₂ rất ít tan trong nước.
- B. N₂ nhẹ hơn không khí.
- C. N₂ là chất không màu, không mùi.
- D. Nhiệt độ hóa lỏng của N₂ và O₂ là khác nhau.
Hướng dẫn:
Nhiệt độ hóa lỏng của N₂ và O₂ khác nhau → Dùng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí để sản xuất N₂
Câu 12: Nhận biết
Cấu hình e nguyên tử của nitrogen
Cấu hình electron nguyên tử của nitrogen là
- A. 1s²2s²2p⁵.
- B. 1s²2s²2p³.
- C. 1s²2s²2p¹.
- D. 1s²2s²2p⁶3s²3p².
Hướng dẫn:
Nitrogen có số hiệu nguyên tử là 7 ⇒ nguyên tử N có 7 electron.
Cấu hình electron nguyên tử nitrogen là 1s²2s²2p³
Câu 13: Vận dụng
Tính thể tích N2
Để điều chế 2 lít NH₃ từ N₂ và H₂ với hiệu suất 25% thì thể tích N₂ cần dùng ở cùng điều kiện là
- A. 2 lít.
- B. 8 lít.
- C. 4 lít.
- D. 1 lít.
Hướng dẫn:
Phương trình hóa học
N₂ + 3H₂ $\overset{t^{o},xt,p }{ightleftharpoons}$ 2NH₃
Theo phương trình hóa học: V_N2 = 0,5.V_NH3 = 0,5.2 = 1 lít
Do hiệu suất đạt 25% nên lượng N₂ cần dùng là:
V_{N2 cần dùng} = 1.(100:25) = 4 lít.
Câu 14: Nhận biết
Điều chế nitrogen trong công nghiệp
Trong công nghiệp, người ta thường điều chế N₂ từ
- A. HNO₃.
- B. NH₄NO₃.
- C. không khí.
- D. NH₄NO₂.
Gợi ý:
Trong công nghiệp, nitrogen được điều chế bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
Câu 15: Thông hiểu
Cặp chất khí khồng thể cùng tồn tại
Cặp chất khí nào sau đây không thể cùng tồn tại trong một hỗn hợp?
- A. O₂ và Cl₂.
- B. H₂S và Br₂.
- C. Cl₂ và N₂.
- D. H₂S và HCl.
Hướng dẫn:
Cặp chất khí không thể cùng tồn tại trong một hỗn hợp là H₂S và Br₂.

	N₂	+ 3H₂	2NH₃
Ban đầu	x	y
Phản ứng	0,1x	0,3x	0,2x
Sau phản ứng	0,9x	y - 0,3x	0,2x

Phương trình	N₂+	3H₂	2NH₃
Ban đầu	1	4
Phản ứng	x	3x	2x
Sau phản ứng	1 - x	4-3x	2x

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!