Cho biết năng lượng liên kết của phân tử fluorine, nitrogen lần lượt là 159 kJ.mol-1 và 946 kJ.mol-1
a) Giải thích nguyên nhân chính dẫn đến sự khác biệt giá trị năng lượng liên kết giữa hai phân tử trên.
b) Cho biết chất nào hoạt động hoá học hơn.
Năng lượng liên kết hóa học trong phân tử càng lớn, liên kết càng bền, liên kết trong phân tử càng khó bị phá vỡ nên khó tham gia phản ứng hóa học.
a) Phân tử fluorine có công thức cấu tạo: F F
Phân tử nitrogen có công thức cấu tạo: N ≡ N
Trong phân tử fluorine chỉ có liên kết đơn, còn phân tử nitrogen có liên kết ba bền vững. Liên kết ba bền hơn liên kết đơn nên năng lượng liên kết của phân tử nitrogen lớn hơn so với năng lượng liên kết của phân tử fluorine.
b) Vì liên kết đơn trong phân tử fluorine nhỏ, dễ bị phá vỡ hơn so với liên kết ba trong phân tử nitrogen nên phân tử fluorine hoạt động hóa học hơn.
Các bài tập cùng chuyên đề
1. Sắp xếp các hợp chất sau vào vị trí tương ứng trong trục biểu diễn số oxi hóa của nitrogen: NO, N2O, NO2, NH3, HNO2, HNO3, NH4Cl, KNO2, NaNO3.
2. Dựa vào trục biểu diễn số oxi hóa của nitrogen để giải thích nitrogen có cả tính oxi hóa và tính khử. Viết một quá trình oxi hóa và một quá trình khử để mình họa.
Trong công nghiệp, đơn chất nitrogen kết hợp với hydrogen tạo thành ammonia là một hợp chất quan trọng trong sản xuất phân bón, hoá chất.
Tại sao phản ứng trên cần thực hiện ở nhiệt độ cao? Đơn chất nitrogen đóng vai trò gì trong phản ứng đó?
Phân tử nitrogen có cấu tạo là
A. N═N. B. N☰N. C. N─N. D. N→N
Nitrogen là khí có hàm lượng lớn nhất trong không khí, có vai trò cung cấp đạm tự nhiên cho cây trồng. Nitrogen có tính chất gì và có những ứng dụng nào trong cuộc sống?
Quan sát Hình 3.4, cho biết con người có thể can thiệp vào chu trình của nitrogen trong tự nhiên bằng cách nào. Nếu sự can thiệp đó vượt ngưỡng cho phép thì ảnh hưởng gì đến môi trường?
Vì sao người ta phải bơm khí nitrogen vào các khoang chứa của tàu chở dầu sau khi chuyển dầu ra khỏi khoang?
Giải thích vì sao người ta bơm khí nitrogen vào những lọ vaccine.
Trình bày cấu tạo của phân tử N2. Giải thích vì sao ở điều kiện thường, N2 khá trơ về mặt hoá học.
Người ta có thể thu khí nitrogen trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp đẩy nước. Hãy giải thích điều này.
Quan sát Hình 3.3 và từ dữ kiện năng lượng liên kết trong phân tử N2 dự đoán về độ bền phân tử và khả năng phản ứng của nitrogen ở nhiệt độ thường.
Ngoài đơn chất nitrogen, thì nguyên tố nitrogen còn tồn tại dưới dạng nào? Lấy ví dụ.
Dựa vào tương tác van der Waals, hãy giải thích tại sao đơn chất N2 khó hoá lỏng và ít tan trong nước.
Trong một số nghiên cứu tổng hợp hữu cơ cần môi trường trơ, người ta loại oxygen ra khỏi hệ phản ứng bằng cách dùng bơm chân không rút không khí ra khỏi hệ, sau đó xả khí nitrogen vào hệ phản ứng. Lượng khí được rút ra thường đi kèm một lượng dung môi hữu cơ; để tránh làm hỏng bơm và ngăn hơi dung môi hữu cơ độc hại thoát ra ngoài, lượng khí rút ra được dẫn qua bình chứa, bình này lại được ngâm trong nitrogen lỏng. Bình chứa này còn được gọi là bẫy dung môi, hơi dung môi sẽ bị giữ lại ở đây và được thu hồi sau khi phản ứng kết thúc. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy, bẫy dung môi này tiềm ẩn nhiều nguy cơ phát nổ và thực tế đã không ít vụ nổ đã xảy ra. Nguyên nhân được cho là do sự gia tăng áp suất đột ngột khi oxygen lỏng bay hơi khi loại bỏ nitrogen lỏng cũng như phản ứng mãnh liệt giữa chất lỏng này với một số chất hữu cơ tạo thành các hợp chất dễ gây nổ.
Đọc đoạn thông tin trên và trả lời các câu hỏi dưới đây bằng cách chọn phương án đúng:
a) Vai trò của khí nitrogen trong hệ phản ứng trên là gì?
A. Tạo môi trường trơ. B. Là chất tham gia phản ứng.
C. Giữ nhiệt độ phản ứng cố định. D. Hạn chế sự bay hơi của dung môi hữu cơ.
b) Có thể thay khí nitrogen bằng loại khí nào sau đây?
A. Các khí có chứa nguyên tố nitrogen vì nitrogen cần cho phản ứng.
B. Hơi nước vì hơi nước giúp ổn định nhiệt độ và không độc hại.
C. Argon, neon,... hoặc các khí trơ khác.
D. Các khí có tỉ trọng lớn để ngăn dung môi hữu cơ bay hơi.
c) Vì sao bẫy dung môi cần được ngâm trong nitrogen lỏng?
A. Do nhiệt độ nitrogen lỏng rất thấp.
B. Do phản ứng cần môi trường trơ.
C. Để hạ nhiệt độ phản ứng làm mát bơm.
D. Vì nitrogen lỏng có thể phản ứng với dung môi hữu cơ tạo chất ít độc hại.
d) Từ tìm hiểu, tra cứu nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của một số dung môi hữu cơ thông dụng, dự đoán dung môi hữu cơ được giữ lại trong bẫy dung môi dưới dạng nào sau đây.
A. Khí. B. Lỏng. C. Rắn. D. Lỏng hoặc rắn.
e) Vì sao có sự xuất hiện của oxygen lỏng trong trong bẫy dung môi?
A. Oxygen có sẵn trong hệ khi rút ra sẽ hóa lỏng khi đi qua bẫy dung môi.
B. Nhiệt độ nóng chảy của oxygen cao hơn nhiệt độ nitrogen lỏng.
C. Oxygen được sinh ra trong phản ứng tổng hợp.
D. Oxygen có thể đi vào hệ thông qua các kẽ hở.
g) Nguyên nhân gây nổ được xác định là do oxygen lỏng. Để hạn chế việc này xảy ra người ta đã thiết kế, cải tiến bẫy dung môi bằng chất liệu phù hợp. Theo em, nên chọn loại vật liệu nào sau đây?
A. Loại thép dày, nếu vụ nổ có xảy ra cũng không thể phá huỷ, không gây nguy hiểm cho người sử dụng.
B. Vật liệu chống cháy, vụ nổ có thể tạo ra nhiều nhiệt do đó cần vật liệu cách nhiệt để tránh hơi nóng thoát ra gây hoả hoạn.
C. Thuỷ tinh cách nhiệt, trong suốt giúp quan sát phát hiện màu xanh của oxygen lỏng, đồng thời ngăn nhiệt thoát ra ngoài.
D. Thuỷ tinh chịu nhiệt, trong suốt giúp phát hiện lượng oxygen lỏng xuất hiện (nếu có) và xử lí sớm, do oxygen lỏng có màu xanh.
Phát biểu nào sau đây về đơn chất nitrogen (N2) là không đúng?
A. Dù phân tử N2 có tính kém hoạt động hoá học, nhưng vẫn hoạt động hoá học mạnh hơn chlorine, Cl2.
B. Đơn chất nitrogen không phản ứng với hydrogen, oxygen ở điều kiện thường.
C. Do có nhiệt độ rất thấp nên nitrogen lỏng được sử dụng bảo quản một số loại mẫu vật.
D. Trong bầu khí quyển, khi có sấm chớp, khí nitrogen tạo các nitrogen oxide, là một nguyên nhân làm cho nước mưa có tính acid.
Số oxi hoá và hoá trị của nitrogen trong hợp chất nitric acid lần lượt là:
A. +5 và V.
B. +5 và IV.
C. +5 và III.
D. +4 và IV.
Phát biểu nào sau đây về nguyên tố nitrogen (7N) là không đúng?
A. Nguyên tử nguyên tố nitrogen có cấu hình electron là 1s22s22p3.
B. Nguyên tử nguyên tố nitrogen có 3 electron hoá trị.
C. Nguyên tố nitrogen thuộc chu kì 2, nhóm VA trong bảng tuần.
D. Trong một số hợp chất, nguyên tử nitrogen có thể dùng cặp electron hoả trị riêng để tạo một liên kết cho – nhận với nguyên tử khác.
Tính khối lượng riêng (g/L) của không khí ở điều kiện chuẩn, giả thiết thành phần không khí: 78% nitrogen, 21% oxygen và 1% argon.
Tính phân tử khối trung bình của không khí, giả thiết thành phần không khí: 78% nitrogen, 21% oxygen và 1% argon.
Bậc liên kết và năng lượng liên kết trong phân tử nitrogen tương ứng là
A. 2 và 418 kJ/mol. B. 1 và 167 kJ/mol.
C. 1 và 386 kJ/mol. D. 3 và 945 kJ/mol.
Số liên kết sigma (σ) và số liên kết pi (π) trong phân tử nitrogen lần lượt là
A. 2 và 1. B. 0 và 3. C. 3 và 0. D. 1 và 2.
Áp suất riêng phần của khí nitrogen trong khí quyển là
A. 0,21 bar. B. 0,01 bar. C. 0,78 bar. D. 0,28 bar.
Trong tự nhiên, nguyên tố nitrogen tồn tại chủ yếu ở dạng đồng vị nào sau đây?
A. 14N. B. 13N. C. 15N. D. 12N.
Trong tự nhiên, nguyên tố nitrogen tồn tại trong hợp chất hữu cơ nào sau đây?
A. Tinh bột. B. Cellulose. C. Protein. D. Glucose.
Vị trí (chu kì, nhóm) của nguyên tố nitrogen trong bảng tuần hoàn là
A. chu kì 2, nhóm VA. B. chu kì 3, nhóm VA
C. chu kì 2, nhóm VIA. D. chu kì 3, nhóm IVA.
Công thức hoá học của diêm tiêu Chile là
A. Ca(NO3)2. B. NH4NO3. C.NH4Cl. D. NaNO3.
Khí nào phổ biến nhất trong khí quyển Trái Đất?
A. Oxygen. B. Nitrogen. C. Ozone. D. Argon.
Tại sao ở điều kiện thường (25 °C, 1 bar), nitrogen tồn tại ở dạng phân tử N2 trong khi đó phosphorus lại tồn tại ở dạng P4 mà không xảy ra trường hợp ngược lại? Biết:
– Năng lượng liên kết ba N≡N là 941 kJ/mol.
– Năng lượng liên kết ba P≡P là 490 kJ/mol.
– Năng lượng liên kết đơn N-N là 160 kJ/mol.
– Năng lượng liên kết đơn P-P là 209 kJ/mol.
Tính chất nào sau đây của nitrogen không đúng?
A. Ở điều kiện thường, nitrogen là chất khí.
B. Nitrogen tan rất ít trong nước.
C. Nitrogen không duy trì sự cháy và sự hô hấp.
D. Nitrogen nặng hơn không khí.
Cấu hình electron nguyên tử của nitrogen là
A. 1s22s22p1. B. 1s22s22p5.
C. 1s22s22p4. D. 1s22s22p3.
Ở trạng thái tự nhiên, nitrogen
A. tồn tại ở dạng đơn chất và hợp chất.
B. chỉ tồn tại ở dạng đơn chất.
C. chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.
D. tự do chiếm khoảng 20% thể tích không khí.
