NH3 + H2O → NH4OH

Phản ứng NH₃ + H₂O ra NH₄OH (thể hiện tính bazo yếu của NH₃) thuộc loại phản ứng hóa hợp đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về NH₃ có lời giải, mời các bạn đón xem:

NH₃ + H₂O ⇄ NH₄OH

1. Phương trình phản ứng NH₃ tác dụng với nước

NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH^-

Phản ứng hoá học này cho thấy NH₃ có tính bazơ yếu.

2. Hệ thống lí thuyết về NH₃

2.1. Cấu tạo phân tử

- Trong phân tử NH₃, N liên kết với ba nguyên tử hiđro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực.

- Những đôi electron dùng chung bị lệch về phía nguyên tử N có độ âm điện lớn hơn.

- Phân tử NH₃ có cấu tạo hình chóp với nguyên tử nitơ ở đỉnh, đáy là một tam giác mà đỉnh là ba nguyên tử H.

- Nitơ còn một cặp electron hóa trị là nguyên nhân gây ra tính bazơ của NH₃.

2.2. Tính chất vật lý

- amonia (NH₃) là chất khí không màu, có mùi khai và xốc, nhẹ hơn không khí, tan rất nhiều trong nước.

- Ở điều kiện thường, 1 lít nước có hòa tan 800 lít amonia.

- Hòa tan NH₃ vào nước thu được dung dịch gọi là dung dịch amonia. Dung dịch amonia đậm đặc thường dùng trong phòng thí nghiệm có nồng độ 25% (D = 0,91g/cm³).

2.3. Tính chất hóa học

a. Tính bazơ yếu

- Tác dụng với nước

NH₃ + H₂O ⇄$N{H}_4^{+}+O{H}^{-}$

⇒ Dung dịch NH₃ là một dung dịch bazơ yếu.

⇒ Có thể dùng quỳ tím ẩm để nhận biết khí amonia, quỳ tím ẩm sẽ chuyển thành màu xanh.

- Tác dụng với dung dịch muối

Dung dịch amonia có thể tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại, tạo thành kết tủa hiđroxit của các kim loại đó.

AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

Al³⁺ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3$N{H}_4^{+}$

- Tác dụng với axit → muối amoni:

NH₃ + HCl → NH₄Cl (ammonium chloride)

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ (amoni sunfat)

b. Tính khử

amonia có tính khử: phản ứng được với oxi, clo và khử một số oxit kim loại.

- Tác dụng với oxi

NH₃ cháy trong khí oxi cho ngọn lửa màu vàng, tạo ra khí nitơ và hơi nước.

4NH₃ + 3O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2N₂ + 6H₂O

4NH₃ + 5O₂ $\underset{Pt}{\overset{850-900C_o}{\to }}$ 4NO + 6H₂O

- Tác dụng với clo

+ Clo oxi hóa mạnh amonia tạo ra nitơ và hiđro clorua:

2NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6HCl

+ NH₃ kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo “khói trắng” NH₄Cl.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

2.4. Ứng dụng

- Sản xuất nitric acid, các loại phân đạm như urê (NH₂)₂CO; NH₄NO₃; (NH₄)₂SO₄; …

- Điều chế hiđrazin (N₂H₄) làm nhiên liệu cho tên lửa.

- Amoni lỏng dùng làm chất gây lạnh trong thiết bị lạnh.

2.5. Điều chế

a. Trong phòng thí nghiệm

- Điều chế bằng cách đun nóng muối amoni (ví dụ NH₄Cl) với Ca(OH)₂.

Phương trình hóa học:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ $\stackrel{t^o}{\to }$CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Lưu ý:

- Để làm khô khí, người ta cho khí amonia vừa tạo thành có lẫn hơi nước đi qua bình đựng vôi sống (CaO).

- Khi muốn điều chế nhanh 1 lượng nhỏ khí NH₃, người ta thường đun nóng dung dịch amonia đậm đặc.

b. Trong công nghiệp

- Tổng hợp từ nitơ và hiđro, theo phản ứng:

N₂ + 3H₂ $\stackrel{t^o,p,xt}{\rightleftarrows }$2NH₃ ∆H < 0

- Điều kiện áp dụng:

+ Nhiệt độ: 450 – 500^oC.

+ Áp suất cao từ 200 – 300 bar.

+ Chất xúc tác: sắt kim loại được trộn thêm Al₂O₃, K₂O, ...

- Làm lạnh hỗn hợp khí bay ra, NH₃ hóa lỏng được tách riêng.

3. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1:Hỗn hợp X gồm N₂ và H₂ với tỉ lệ mol là 1:4. Nung hỗn hợp X ở điều kiện thích hợp để phản ứng xảy ra. Biết hiệu suất phản ứng là 40%. Phần trăm theo thể tích của amonia (NH₃) trong hỗn hợp thu được sau phản ứng là:

A. 16,04%.

B. 17,04%.

C. 18,04%.

D. 19,04%.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Dễ thấy hiệu suất tính theo N₂

Giả sử X$\left(\begin{array}{c}{N}_2:1mol\\ H_2:4mol\end{array}\right)$→ $n_{N_2}$_{phản ứng} = 1.40% = 0,4 mol

$\to \%V_{N{H}_3}=\frac{\mathrm{0,8}}{\mathrm{0,6}+\mathrm{2,8}+\mathrm{0,8}}.100\%=\mathrm{19,04}\%$

Câu 2: Chất nào sau đây có thể làm khô khí NH₃ có lẫn hơi nước ?

A. P₂O₅.

B. H₂SO₄ đặc.

C. CuO bột.

D. NaOH rắn.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Chất dùng làm khô khí NH₃ có lẫn hơi nước phải là chất có đặc tính hút nước và không phản ứng với NH₃.

→ Dùng NaOH rắn để làm khô khí.

Câu 3: Cho các thí nghiệm sau :

(1). NH₄NO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$

(2). KMnO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$

(3). NH₃ + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$

(4). NH₄Cl $\stackrel{t^o}{\to }$

(5). (NH₄)₂CO_{3 $\stackrel{t^o}{\to }$}

(6). AgNO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$

Số thí nghiệm tạo ra đơn chất là :

A. 6

B. 5

C. 4

D. 3

Hướng dẫn giải:

Đáp ánC

Số thí nghiệm tạo ra đơn chất là (1), (2), (3) và (6).

(1). $N{H}_{4}N{O}_2\stackrel{t^0}{\to }{N}_2\uparrow +2H_{2}O$

(2). $2KMn{O}_4\stackrel{t^0}{\to }{K}_{2}Mn{O}_4+Mn{O}_2+O_2\uparrow$

(3). $4N{H}_3+3O_2\stackrel{t^0}{\to }2N_2\uparrow +6H_{2}O$

(4). $N{H}_{4}Cl\stackrel{t^0}{\to }N{H}_3+HCl$

(5). ${\left({\text{NH}}_{\text{4}}\right)}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}\stackrel{t^0}{\to }C{O}_2+2N{H}_3+H_{2}O$

(6). $AgN{O}_3\stackrel{t^o}{\to }Ag+N{O}_2+\frac{1}{2}{O}_2$

Câu 4: Người ta điều chế phân urê bằng cách cho NH₃ tác dụng với chất nào (điều kiện thích hợp):

A. CO₂

B. CO

C. HCl

D. Cl₂

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Phân urê là (NH₂)CO.

Điều chế:

CO₂ + 2NH₃ $\stackrel{t^o,P}{\to }$ (NH₂)₂CO + H₂O

Câu 5: Các chất khí điều chế trong phòng thí nghiệm thường được thu theo phương pháp đẩy không khí (cách 1, cách 2) hoặc đẩy nước (cách 3) như các hình vẽ sau đây:

Có thể dùng cách nào trong 3 cách trên để thu khí NH₃?

A. Cách 1

B. Cách 2

C. Cách 3

D. Cách 2 hoặc 3

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

+ NH₃ là chất khí tan rất nhiều trong nước nên ta loại cách 3.

+ NH₃ nhẹ hơn không khí → Khi thu khí phải úp ống nghiệm.

→ Sử dụng cách 1 để thu khí NH₃.

Câu 6: Cho 4 lít N₂ và 14 lít H₂ vào bình phản ứng ở điều kiện thích hợp, hỗn hợp thu được sau phản ứng có thể tích bằng 16,4 lít (thể tích các khí được đo ở cùng điều kiện). Hiệu suất phản ứng là

A. 30%.

B. 20%.

C. 17,14%.

D. 34,28%.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

N₂ + 3H₂ $\underset{xt}{\overset{t^o,P}{\rightleftarrows }}$ 2NH₃

Nhận thấy: $\frac{V_{N_2}}{1}<\frac{V_{H_2}}{3}$→ Hiệu suất tính theo N₂.

Gọi $V_{N_2}$_{phản ứng} = a lít

→ $V_{H_2}$_{phản ứng} = 3a lít và $V_{N{H}_3}=2a$lít

→ $(4-a)+(14-3a)+2a=\mathrm{16,4}$

→ a = 0,8 lít

$\to H=\frac{\mathrm{0,8}}{4}.100\%=20\%$

Câu 7:Sản phẩm phản ứng nhiệt phân nào sau đây không đúng?

A. NH₄NO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ N₂ + 2H₂O

B. NH₄NO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$NH₃ + HNO₃

C. NH₄Cl $\stackrel{t^o}{\to }$NH₃ + HCl

D. NH₄HCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$NH₃ + H₂O + CO₂

Hướng dẫn giải:

Đáp ánB

NH₄NO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ N₂O + 2H₂O

Câu 8: Chất nào sau đây làm khô khí NH₃ tốt nhất?

A. HCl

B. H₂SO₄

C. CaO

D. HNO₃

Hướng dẫn giải:

Đáp ánC

Nguyên tắc chung cần ghi nhớ:

- Chất làm khô là chất có khả năng hút ẩm mạnh.

- Chất làm khô không tác dụng, không hòa tan với khí (cả khi có nước)

- Trong quá trình làm khô khí thì không giải phóng khí khác.

Nhận thấy, các axit HCl, H₂SO₄, HNO₃ đều có phản ứng với NH₃ ⇒ loại các đáp án A, B, D

Câu 9: Sục khí NH₃ đến dư vào dung dịch nào dưới đây để thu được kết tủa?

A. CuCl₂

B. KNO₃

C. NaCl

D. AlCl₃

Hướng dẫn giải:

Đáp ánD

- Các muối NaCl, KNO₃ không phản ứng với NH₃

- CuCl₂ và AlCl₃ tạo kết tủa với NH₃:

CuCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O → Cu(OH)₂↓ + 2NH₄Cl

AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

Tuy nhiên, khi dùng NH₃ dư thì hòa tan được kết tủa Cu(OH)₂ tạo phức tan [Cu(NH₃)₄](OH)₂.

→ Chỉ có AlCl₃ tạo kết tủa với NH₃ dư.

Câu 10:Phản ứng nhiệt phân nào sau đây viết đúng?

A.$N{H}_{4}N{O}_3\underset{t^0}{\overset{}{\to }}N{H}_3+HN{O}_3$

B.$2Fe{\left(N{O}_3\right)}_2\underset{t^0}{\overset{}{\to }}2FeO+4N{O}_2+O_2$

C.$Cu{\left(N{O}_3\right)}_2\underset{t^0}{\overset{}{\to }}Cu+2N{O}_2+O_2$

D.$N{H}_{4}N{O}_2\underset{t^0}{\overset{}{\to }}{N}_2+2H_{2}O$

Hướng dẫn giải:

Đáp ánD

A sai vì NH₄NO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ N₂O + 2H₂O

B sai vì 4Fe(NO₃)₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂

C sai vì 2Cu(NO₃)_{2 $\stackrel{t^o}{\to }$}> 2CuO + 4NO₂ + O₂

D đúng.

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃
• N₂ + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2NO
• 2NO + O₂ → 2NO₂
• NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃
• 8NH₃ + 3Cl₂ → N₂ + 6NH₄Cl
• 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O
• NH_{3 (k)} + HCl _(k) → NH₄Cl _(r)
• 3NH₃ + AlCl₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl
• NH₄Cl + AgNO₃ → AgCl↓ + NH₄NO₃
• NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃↑ + H₂O
• 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃ ↑ + 2H₂O
• 2NH₄Cl + Ba(OH)₂ → BaCl₂ + 2NH₃ ↑+ 2H₂O
• NH₄Cl _(r) $\stackrel{t^o}{\to }$NH_{3 (k)} + HCl _(k)
• NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O
• NH₄NO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$N₂ + 2H₂O
• NH₄HCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$NH₃ + CO₂ + H₂O
• NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₃↑ + H₂O
• 2NH₄NO₃ + Ba(OH)₂ → Ba(NO₃)₂ + 2NH₃↑+ 2H₂O
• (NH₄)₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ ↓+ 2NH₄Cl
• (NH₄)₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2NH₃ ↑+ 2H₂O
• 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

---