BÀI 4: NITROGEN
Câu 1. Dựa vào tương tác van der Waals, hãy giải thích tại sao đơn chất N2 khó hóa lỏng và ít tan trong
nước.

Câu 2. Trong phương trình hóa học của phản ứng tổng hợp ammonia, hãy xác định các nguyên tử có
sự thay đổi số oxi hóa và vai trò của nitrogen.

Câu 3. Trong phương trình hóa học của phản ứng giữa nitrogen và oxygen:
a) Hãy các định các nguyên tử có sự thay đối số oxi hóa.
b) Tại sao thực tế không sử dụng phản ứng để tạo ra NO, một hợp chất trung gian quan trọng trong
công nghiệp sản xuất nitric acid?

Câu 4. Viết các phương trình hóa học minh họa quá trình hình thành đạm nitrate trong tự nhiên xuất
phát từ nitrogen.

Câu 5. a) Tại sao nitrogen lỏng được dùng để bảo quản mẫu vật phẩm trong y học?
b) Tại sao dùng khí nitrogen để làm căng vỏ bao bì thực phẩm mà không dùng không khí?

Câu 6. Trong buổi sinh nhật của G. Scanlon, cô đã uống thứ cocktail Jagermeister được pha với
nitrogen lỏng để tạo “hiệu ứng tỏa khói” trong lễ sinh nhật thứ 18. Scanlon đã bị khó thở và đau bụng
dữ dội sau khi uống cocktail. Cô được đưa tới bệnh viện Lancaster Royal Infirmary (Vương quốc Anh)
được chẩn đoán thủng dạ dày và phải mổ cấp cứu để cắt dạ dày. (Theo: News.go.vn). Nguyên nhân
nào làm cho cô gái bị thủng dạ dày?

Câu 7. Đồ thị sau biểu diễn %NO theo thể tích trong hỗn hợp khi tổng hợp từ N2 và O2.

a) Dựa vào đồ thị hãy cho biết quá trình tổng hợp NO từ N2 và O2 là dễ hay khó thực hiện?

b) Trong tự nhiên, khí NO thường được tạo ra khi nào?

Câu 8. Hiện nay người ta sản xuất ammonia không từ nitrogen và hydrogen tinh khiết mà tiến hành sự
chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí thiên nhiên (có thành phần chính
là methane).
Phản ứng điều chế hydrogen: CH4 + 2H2O  CO2 + 4H2. (1)
Phản ứng khử oxygen để thu nitrogen trong không khí:
CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O. (2)
Phản ứng tổng hợp ammonia:
N2(khí) + 3H2(khí)  2NH3(khí) (3)
Để sản xuất một tấn khí ammonia cần lấy 841,7 m3 không khí (chứa 21,03% O2; 78,02% N2; còn lại là
khí hiếm). Hỏi cần phải lấy bao nhiêu m3 khí methane và bao nhiêu m3 hơi nước để có đủ lượng
hydrogen và nitrogen theo tỉ lệ 1:3 về thể tích dùng cho phản ứng tổng hợp ammonia. Giả thiết phản
ứng (1) và (2) đều xảy ra hoàn toàn và các thể tích khí xét ở cùng điều kiện.
Hướng dẫn giải
Thể tích khí N2 trong 841,7 m3 không khí là: VN2= …….
Thể tích khí O2 trong 841,7 m3 không khí là: VO2= ………
Thể tích khí H2 cần là: VH2= 3.VN2 = ……
Thể tích CH4 cần là: VCH4= ¼.VH2 + ½.VO2 = ….
Thể tích hơi nước cần là: VH2O = ½.VH2 = …..
Câu 9. Hệ thống túi trên ô tô là thiết bị thụ động được trang bị trên ô tô nhằm hạn chế va đập gây tổn
thương cho người ngồi trên xe khi có va chạm xảy ra. Theo các thống kê tại Mỹ, hệ thống túi khí giúp
hạn chế nguy cơ thương vong lên đến 30%. Khi xe gặp sự cố nguy hiểm, hệ thống túi khí sẽ phồng lên
rất nhanh để tạo thành đệm hơi giúp làm giảm chấn thương cho người ngồi trong xe và sẽ nhanh chóng
xẹp đi. Nguyên lý hoạt động của túi khí thông qua việc áp dụng phản ứng phân hủy đơn giản của
sodium azide, một hợp chất ion chứa các ion sodium và ion azide,
, phân hủy nhanh chóng để giải
phóng khí N2. Một túi khí được trang bị sẵn một xi lanh nhỏ chứa hỗn hợp các chất rắn sodium azide
(NaN3), potassium nitrate (KNO3) và silicon dioxide (SiO2). Khi xe giảm tốc độ nhanh, chẳng hạn như
khi va chạm, một cảm biến sẽ gửi tín hiệu điện đến hỗn hợp, nhanh chóng đốt cháy và phân hủy
sodium azide đồng thời giải phóng khí nitrogen làm phồng túi khí.
Các phản ứng xảy ra như sau:

Giải thích vai trò của KNO3 và SiO2 trong túi khí.
Tính thể tích khí N2 (điều kiện chuẩn) được giải phóng trong túi khí khi phân hủy 150 gam sodium
azide.

Câu 10. Khi bị bắt lửa hoặc bị tác động đột ngột, nitroglycerine bị phân hủy rất nhanh và tỏa nhiệt:
Nitroglycerine nguyên chất rất nguy hiểm. Năm 1867, Alfred Nobel đã phát hiện ra rằng nếu
nitroglycerine được hấp thụ vào silica xốp thì nó có thể được xử lý khá an toàn. Ông đặt tên cho hỗn
hợp mới này là thuốc nổ.
Tại sao phản ứng nổ trên không tạo thành hợp chất oxide của nitrogen?
Tính enthalpy tạo thành chuẩn của nitroglycerine biết
.

,

Tại sao nitroglycerine lại được sử dụng làm thuốc nổ?
Khối lượng riêng của nitroglycerine là 1,60 g/ml. Tính thể tích (lít) khí tạo thành khi 5,0 mL
nitroglycerine phát nổ. Giả sử nhiệt độ tăng lên đến 425oC, áp suất là 1 bar.

Câu 11.Vì sao người ta phải bơm khí nitrogen vào các khoang chứa của tàu chở dầu sau khi chuyển
dầu ra khỏi khoang?
Câu 12.Cho biết năng lượng liên kết của phân tử fluorine, nitrogen lần lượt là 159 kJ.mol-1 và 946
kJ.mol-1
Giải thích nguyên nhân chính dẫn đến sự khác biệt giá trị năng lượng liên kết giữa hai phân tử trên.
Cho biết chất nào hoạt động hoá học hơn.

Câu 13.Sử dụng kiến thức hoá học để giải thích câu ca dao sau:
“Lúa chiêm lấp ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm, phất cờ mà lên”
Câu 14.Viết phương trình hoá học của phản ứng giữa nitrogen với hydrogen và với oxygen. Nếu ứng
dụng của mỗi phản ứng này trong thực tế.
Câu 15.Trong công nghiệp, ammonia được sản xuất dựa vào phản ứng thuận nghịch giữa nitrogen và
hydrogen trong thiết bị kín.
a) Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì trong thiết bị sẽ có các khí nào?
b) Biết nhiệt độ hóa lỏng của các chất H2,N2,NH3 lần lượt là -252.870c;-1960c; -33.30c . Từ đó cho biết,
nếu giữ nguyên áp suất và làm lạnh thiết bị thì khí nào sẽ hoá lỏng đầu tiên.
Câu 16.Ngoài đơn chất nitrogen, thì nguyên tố nitrogen còn tồn tại dưới dạng nào? 
Câu 17.Nitrogen nặng hơn hay nhẹ hơn không khí. Tại sao?
Câu 18.Người ta có thể thu khí nitrogen trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp đẩy nước. Hãy giải
thích điều này.
Câu 19.Giải thích vì sao người ta bơm khí nitrogen vào những lọ vaccine.
 Câu 20.Trình bày cấu tạo của phân tử N2. Giải thích vì sao ở điều kiện thường, N2 khá trơ về mặt hoá
học.
Câu 21.Viết phương trình hoá học chứng minh tính oxi hoá và tính khử của nitrogen. Cho biết số oxi
hoá của nitrogen thay đổi như thế nào trong các phản ứng hoá học đó.
Câu 22.Dựa vào giá trị năng lượng liên kết (Eb), hãy dự đoán ở điều kiện thường, chất nào (nitrogen,
hydrogen, oxygen, chlorine) khó và dễ tham gia phản ứng hoá học nhất. Vì sao?

a)N2(g)→2N(g)Eb=945kJ/mol ;b)H2(g)→2H(g) Eb=432kJ/mol
;c)O2(g)→2O(g)Eb=498kJ/mol ;d)Cl2(g)→2Cl(g)Eb=243kJ/mol