Bài tập về NH3 và các muối NH4+

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Bài tập về NH3 và các muối NH4+, nhằm giúp các em học tốt chương trình Hóa học 11.

Nội dung bài viết Bài tập về NH3 và các muối NH4+:
Điều chế NH3: N2 + 3H2 = 2NH3 Là phản ứng thuận nghịch với hằng số cân bằng. Hằng số cân bằng của phản ứng không thay đổi nếu nhiệt độ không thay đổi. Khi ta thay đổi nồng độ (thêm hoặc bớt một chất) thì cân bằng chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó. Khi đạt đến trạng thái cân bằng mới, các nồng độ mới của N2, H2, NH3 phải thỏa mãn hệ thức Kc, Kp. Ngược lại NH3 bị nhiệt phân ra N2 và H2.
Hiệu suất của phản ứng được tính theo lượng chất thiếu (chất hết trước khi tính theo hệ số phương trình phản ứng với giả sử H = 100%). Thí dụ nếu dùng N2, H2 theo tỉ lệ mol 1 : 2 (thay vì 1: 3 theo phương trình hóa học), ta thiếu H2, hiệu suất được tính theo H2. Nếu dùng N2 và H2 theo tỉ lệ mol 1 : 4, thiếu N2 hiệu suất phản ứng tính theo N2. Nên nhớ NH3 là một bazơ nên chỉ phản ứng với axit cho muối NH4+ tuyệt nhiên không phản ứng với dung dịch bazơ. FeCl3 + 3NH3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3NH4Cl; AlCl3 + 3NH3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3NH4Cl.
Để tách hết lượng Al3+ ra khỏi dung dịch người ta dùng dung dịch NH3 dư vì Al(OH)3 không tan trong một bazơ yếu như NH3. NH3 có tính khử, khi bị oxi hóa bởi O2 hoặc một hợp chất khác sẽ tạo ra N2 và H2O. Khi có xúc tác (Pt) ta thu được NO. Dung dịch NH3 có khả năng hòa tan hiđroxit hay muối ít tan của một số kim loại như Ag, Cu, Zn … tạo thành các dung dịch phức chất.
Ví dụ 1: Một bình kín dung tích 1 lít chứa 1,5 mol H2 và 1,0 mol N2 (có xúc tác và nhiệt độ thích hợp). Ở trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành. Muốn hiệu suất đạt 25% cần phải thêm vào bình bao nhiêu mol N2? Giải: Vì thể tích bình 1 lít nên số mol bằng nồng độ mol. Gọi x là số mol N2 cần thêm vào bình để hiệu suất phản ứng đạt 25%. Ta có: N2 + 3H2 = 2NH3 (Kc).
Ví dụ 2: Bình kín có thể tích không đổi là 0,5 lít chứa 0,5 mol H2 và 0,5 mol N2 ở tC, khi ở trạng thái cân bằng có 0,4 mol NH3 được tạo thành. Giá trị của hằng số cân bằng K là? Đáp án D. Ví dụ 3: Cho 0,448 lít khí NH3 (đktc) đi qua ống sứ đựng 16 gam CuO nung nóng, thu được chất rắn X (giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn). Phần trăm khối lượng của Cu trong X là? A. 12,37%. B. 87,63%. C. 14,12%. D. 85,88%.
Ví dụ 4: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở tC, H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng Kc ở tC của phản ứng có giá trị là?
Ví dụ 5: Hoà tan 14,4 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu và Mg trong 120 gam dung dịch HNO3 63% đun nóng, kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y và 8,96 lít (đktc) hỗn hợp hai khí NO, NO2 có tỉ khối so với H2 là 20. Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch NH3, sinh ra 16,5 gam kết tủa. a) Tính phần trăm khối lượng mỗi chất trong X. b) Tính nồng độ phần trăm các chất trong Y. Coi nước bay hơi không đáng kể trong quá trình phản ứng.
Giải: a) Gọi a, b lần lượt là số mol của NO và NO2 chứa trong 0,4 mol hỗn hợp khí. Giải hệ (1), (2), (3) ta được: x = y = z = 0,1 mol Phần trăm khối lượng các chất trong X b) Khối lượng dung dịch Y là: 14,4 + 120 – 30.0,15 – 46.0,25 = 118,4 gam. Nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch Y. Ví dụ 6: Đưa một hỗn hợp khí N2 và H2 có tỷ lệ 1 : 3 vào tháp tổng hợp, sau phản ứng thấy thể tích khí đi ra giảm 1/10 so với ban đầu. Phần phần trăm về thể tích của NH3, N2 và H2 trong hỗn hợp khí sau phản ứng lần lượt là?