Phương trình Hoá Học N2 + H2 → NH3, ứng dụng, điều kiện

Phương trình phản ứng để tạo ra khí amoniac là: N2 + 3H2 → 2NH3. Điều kiện cần thiết để phản ứng xảy ra là ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có mặt chất xúc tác.

Nitơ là một nguyên tố có tính oxi hóa và tính khử. Trong các hợp chất nitơ, nguyên tố này có thể có các số oxi hóa từ -3 đến +5, tùy thuộc vào các nguyên tố khác trong hợp chất. Tính oxi hóa vẫn là tính chất chủ yếu của nitơ.

Ví dụ, khi nitơ tác dụng với kim loại như Canxi (Ca), Magie (Mg), Nhôm (Al),… sẽ tạo thành nitrua kim loại. Một ví dụ về phản ứng này là: 3Ca + N2 → Ca3N2.

Các bài tập liên quan đến phản ứng này có thể bao gồm tính toán số mol và khối lượng của các chất tham gia và sản phẩm, hoặc tìm kiếm các ứng dụng của amoniac trong sản xuất phân bón, hóa chất và nhiều lĩnh vực khác.

Phản ứng tổng hợp Ammoni

Phản ứng tổng hợp Ammoni được biểu diễn bằng công thức hóa học:

N2 + H2 → NH3

Giải thích

Trong phản ứng tổng hợp Ammoni, khí Nitơ (N2) và khí Hiđro (H2) sẽ tác dụng với nhau để tạo thành khí Ammoni (NH3).

Phản ứng này là một trong những phản ứng quan trọng trong công nghiệp hóa chất, được sử dụng để sản xuất phân bón và các hợp chất hữu cơ khác.

Trong điều kiện phù hợp, phản ứng tổng hợp Ammoni diễn ra với sự tham gia của chất xúc tác Fe, đồng thời cần phải cung cấp nhiệt độ và áp suất phù hợp để tối đa hóa hiệu suất của phản ứng.

Công thức hóa học

Phản ứng tổng hợp Ammoni được biểu diễn bằng công thức hóa học sau đây:

N2 + H2 → NH3

Trong đó, N2 là khí Nitơ, H2 là khí Hiđro, và NH3 là khí Ammoni.

Phản ứng của nitơ và tính oxi hóa, tính khử của nitơ

Thí dụ:

Ca + N₂O → Ca₃N₂

b. Tác dụng với hiđro tạo ra khí amoniac

Điều kiện: Nhiệt độ cao, áp suất cao và có mặt chất xúc tác

N₂O + 3H₂ → 2N₃H₃

Nhận xét: Trong những phản ứng thí dụ trên, số oxi hóa của nguyên tố nitơ giảm từ 0 đến – 3 => Nitơ thể hiện tính oxi hóa.

Tính khử

Nitơ tác dụng với oxi trong từng điều kiện khác nhau thì nguyên tử nitơ có số oxi hóa khác nhau. Khoảng 3000oC (hoặc nhiệt độ lò hồ quang điện), nitơ phản ứng trực tiếp với oxi tạo ra nitơ monooxit NO.

N₂O + O₂ → 2N₂O

Nhận xét: Ở thí dụ trên, số oxi hóa oxi tăng từ 0 lên +2 => Nitơ thể hiện tính khử.

Điều kiện thường, khí NO không màu tác dụng ngay với oxi trong không khí tạo ra nitơ đioxit NO₂ có màu nâu đỏ:

2NO + O₂ → 2NO₂

Bài tập vận dụng liên quan

Bài tập về phản ứng tổng hợp Ammoni

Bài tập yêu cầu viết phương trình hóa học cho phản ứng tổng hợp Ammoni, được biểu diễn bằng công thức:

Câu 1. Khi có tia lửa điện hoặc ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng trực tiếp với ôxi tạo ra hợp chất X. Công thức của X là:

A. N₂O. B. NO₂. C. NO. D. N₂O₅. Đáp án C.

Câu 2. Nitơ thể hiện tính khử trong phản ứng với chất nào sau đây?

A. H₂. B. O₂. C. Mg. D. Al. Đáp án B.

Câu 3. Phần trăm khối lượng của N trong một oxit của nó là 30,43%. Tỉ khối của A

Xác định CTPT của oxit đó là:

A. N2O

B. N2O4

C. N2O5

D. NO2

Đáp án D

Phân tử khối của A là 46. Gọi công thức của oxit là NxOy

Có %N/%O = 14x/16y = 30,43/69,57

suy ra x/y = 1/2 → Công thức đơn giản nhất là NO2

Mà MA = 46→ A là NO2

Câu 4. Trong các oxit của nito thì oxit được điều chế trực tiếp từ phản ứng của nitơ với oxi là:

A. NO2

B. NO

C. N2O

D. N2O5

Đáp án B

Để tiện trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm giảng dạy và học tập môn học THPT, THPT Trường Cao đẳng nghề Việt Mỹ mời các bạn truy cập nhóm riêng dành cho lớp 11 sau: Nhóm Tài liệu học tập lớp 11 để có thể cập nhật được những tài liệu mới nhất. cdvatc.edu.vn