Cân bằng phương trình hóa học NH3 + O2 → NO + H2O

Buzz

Nội dung bài viết

1. Phương trình phản ứng tạo NO từ NH3

2. Điều kiện cần thiết để phản ứng NH3 tạo NO

3. Tính chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Tính chất của NH3 (Amoniac)

3.2. Tính chất của O2 (Oxi)

4. Tính chất hóa học của NH3

4.1. Amoniac có tính bazơ yếu

4.2. Amoniac có tính khử mạnh mẽ

5. Đặc điểm hóa học của O2

5.1. Phản ứng với kim loại

5.2. Phản ứng với phi kim

5.3. Phản ứng với các hợp chất

6. Bài tập ứng dụng liên quan đến phản ứng của NH3 với O2

7. Các phương pháp cân bằng phương trình hóa học nhanh chóng và chính xác

7.1 Phương pháp dựa trên nguyên tố phổ biến nhất

7.2 Phương pháp cân bằng theo thứ tự Kim loại – Phi kim

7.3 Phương pháp sử dụng hệ số thập phân

7.4 Phương pháp cân bằng chẵn lẻ

7.5 Phương pháp đại số

Xem thêm

Hãy cân bằng phương trình hóa học NH3 + O2 → NO + H2O, và tham khảo thông tin chi tiết dưới đây:

1. Phương trình phản ứng tạo NO từ NH3

2. Điều kiện cần thiết để phản ứng NH3 tạo NO

Nhiệt độ hoạt động: 850 - 900°C

Xúc tác sử dụng: Bạch kim (Pt) hoặc các oxit sắt (Fe2O3), crom (Cr2O3)

3. Tính chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Tính chất của NH3 (Amoniac)

- Trong phản ứng này, NH3 đóng vai trò là chất khử.

- Nitơ trong NH3 có mức oxi hóa thấp nhất là -3, vì vậy NH3 có tính khử mạnh và có thể phản ứng với O2.

3.2. Tính chất của O2 (Oxi)

Trong phản ứng này, O2 đóng vai trò là chất oxi hóa.

4. Tính chất hóa học của NH3

4.1. Amoniac có tính bazơ yếu

Do tính bazơ của amoniac, dung dịch amoniac làm quỳ tím chuyển thành màu xanh, trong khi dung dịch phenolphthalein từ không màu chuyển thành hồng.

Để nhận diện amoniac, người ta thường sử dụng quỳ tím ẩm.

Nguyên nhân là do cặp electron chưa tham gia liên kết tại nguyên tử N.

Ba(OH)2 > NaOH > NH3 > Mg(OH)2 > Al(OH)3

a) Amoniac phản ứng với nước

NH3 + H2O ⇔ NH4+ + OH-

b) Amoniac phản ứng với Axit → Muối Amoni

Thí dụ:

NH3 (khí) + HCl (khí) → NH4Cl (khói trắng)

NH3 + H2SO4 → NH4HSO4

2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

c) Amoniac phản ứng với dung dịch muối của các kim loại có hidroxit không tan tạo ra bazơ và muối.

NH3 + Dung dịch muối → Bazơ + Muối mới

Ví dụ

2NH3 + MgCl2 + 2H2O → Mg(OH)2 + 2NH4Cl

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

* Lưu ý: Với muối của Cu2+, Ag+ và Zn2+, kết tủa ban đầu sẽ tan do tạo thành phức chất tan.

Cu(NH3)4(OH)2; Ag(NH3)2OH; Zn(NH3)4(OH)2.

Ví dụ:

ZnSO4 + 2NH3 + 2H2O → Zn(OH)2↓ + (NH4)2SO4

Zn(OH)2 + 4NH3 → Zn(NH3)42

4.2. Amoniac có tính khử mạnh mẽ

Nguyên nhân: vì nitơ trong NH3 có mức oxi hóa thấp nhất là -3

a) Amoniac phản ứng với O2

4NH3 + 3O2 → 2N2↑ + 6H2O

4NH3 + 5O2 → 4NO↑ + 6H2O

b) Amoniac phản ứng với Cl2

2NH3 + 3Cl2 → N2↑ + 6HCl

8NH3 + 3Cl2 → N2↑ + 6NH4Cl

c) Amoniac phản ứng với oxit kim loại

Ví dụ:

3CuO + 2NH3 → Cu + 3H2O + N2↑

Khả năng tạo phức chất

Dung dịch amoniac có khả năng hòa tan một số hiđroxit hoặc muối khó tan của kim loại, hình thành các dung dịch phức chất.

Chẳng hạn:

* Đối với Cu(OH)2:

Cu(OH)2 + 4NH3 → Cu(NH3)42 (màu xanh thẫm)

5. Đặc điểm hóa học của O2

- Trong phản ứng, nguyên tử oxy dễ dàng nhận thêm 2 electron. Oxy có độ âm điện cao (3,44), chỉ đứng sau flo (3,98).

- Vì vậy, oxy là nguyên tố phi kim có tính oxi hóa mạnh. Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo), oxy thường có số oxi hóa là -2.

- Oxi phản ứng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt, ...) và các phi kim (trừ halogen). Oxi cũng tương tác với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.

5.1. Phản ứng với kim loại

Oxi phản ứng với hầu hết kim loại (ngoại trừ Au và Pt), cần thiết phải có sự tạo thành oxit:

Cân bằng phương trình hóa học sau: NH3 + O2 → NO + H2O

5.2. Phản ứng với phi kim

Oxi phản ứng với hầu hết các phi kim (ngoại trừ halogen), cần phải có sự hình thành oxit:

5.3. Phản ứng với các hợp chất

- Tác dụng với các chất có tính khử:

- Phản ứng với các chất hữu cơ:

6. Bài tập ứng dụng liên quan đến phản ứng của NH3 với O2

Câu 1. Thêm từ từ dung dịch NH3 vào dư dung dịch AlCl3. Hiện tượng quan sát được là:

A. Xuất hiện kết tủa keo màu trắng và dần tan hết.

B. Xuất hiện kết tủa keo màu trắng, sau đó tan và lại có kết tủa.

C. Có kết tủa keo màu trắng, không thấy kết tủa tan.

D. Dung dịch vẫn trong suốt.

Lời giải:

Đáp án: C

Khi dẫn NH3 vào dung dịch AlCl3, xảy ra phản ứng hóa học sau:

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

Do NH3 là bazơ yếu nên không thể hòa tan được Al(OH)3

=> Hiện tượng là kết tủa keo màu trắng không tan

Câu 2. Nhỏ từ từ và dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, hiện tượng quan sát được là:

A. Xuất hiện kết tủa keo màu trắng, sau đó kết tủa tan.

B. Chỉ thấy kết tủa keo màu trắng.

C. Có kết tủa keo màu trắng và khí thoát ra.

D. Không có kết tủa, chỉ có khí thoát ra.

Lời giải:

Đáp án: A

Nhỏ từ từ và dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, ban đầu sẽ xuất hiện kết tủa keo màu trắng.

3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3 ↓ + 3NaCl

Sau đó, kết tủa keo trắng sẽ tan trong NaOH dư tạo thành dung dịch trong suốt (do Al(OH)3 có tính lưỡng tính, có thể hòa tan trong dung dịch axit dư hoặc kiềm dư).

NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O

Câu 3. Chất nào sau đây có khả năng làm khô khí NH3 có lẫn hơi nước?

A. P2O5.

B. H2SO4 đặc.

C. Bột CuO.

D. NaOH dạng rắn.

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 4. Dãy các chất nào sau đây đều có thể phản ứng với NH3 trong điều kiện phù hợp?

A. HCl, O2, Cl2, FeCl3.

B. H2SO4, Ca(OH)2, FeO, KOH.

C. HCl, HNO3, AlCl3, CaO.

D. KOH, HNO3, CuO, CuCl2.

Lời giải:

Giải đáp: A

NH3 + HCl → NH4Cl

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl

FeCl3 + 3NH3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3NH4Cl

Câu 5. Dung dịch NH3 có khả năng phản ứng với các dung dịch sau:

A. HCl, CaCl2

B. KNO3, H2SO4

C. ZnCl2, AlCl3

D. Ba(NO3)2, HNO3

Lời giải:

Giải đáp: C

Phương trình phản ứng mẫu:

ZnCl2 + 6NH3 → (Zn(NH3)6)Cl2

2NH3 + AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl

Câu 6. Khi thêm NH3 vào 50ml dung dịch chứa CuSO4 1M, ZnCl2 0,5M, AgNO3 1M và AlCl3 1M, khối lượng kết tủa tạo ra sau phản ứng là:

A. 9,8 gam

B. 3,9 gam

C. 7,8 gam

D. 5 gam

Lời giải:

Giải đáp: B

Các ion Cu2+, Zn2+, Ag+ phản ứng với NH3 tạo kết tủa, sau đó kết tủa này tan trong NH3 dư để tạo phức

=> Kết quả kết tủa chỉ còn Al(OH)3

nAl(OH)3 = nAlCl3 = 0,05 mol => m = 3,9 gam

Câu 7. Khi cho muối NH4Cl phản ứng hoàn toàn với 100 ml dung dịch NaOH đun nóng, thu được 5,6 lít (đktc) khí. Nồng độ mol/l của dung dịch NaOH đã sử dụng là:

A. 3,0M.

B. 1,0M.

C. 2,0M.

D. 2,5M.

Giải đáp:

NH4+ + OH− → NH3 + H2O

Dựa vào phương trình hóa học, ta có:

nOH− = nNH3 = 5,6/22,4 = 0,25 mol

=> CM = n/V = 0,25/0,1 = 2,5M

7. Các phương pháp cân bằng phương trình hóa học nhanh chóng và chính xác

7.1 Phương pháp dựa trên nguyên tố phổ biến nhất

Điều này có nghĩa là chọn nguyên tố xuất hiện trong hầu hết các hợp chất trong phương trình cần cân bằng để cân bằng hệ số các phân tử trước.

Ví dụ: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

Trong phương trình này, nguyên tố Oxi xuất hiện nhiều nhất, vì vậy ta sẽ cân bằng Oxi trước, sau đó mới cân bằng các nguyên tố khác.

Vế trái có 8 nguyên tử Oxy, trong khi vế phải chỉ có 3 nguyên tử Oxy. Do đó, bội số chung nhỏ nhất của 8 và 3 là 24, từ đó suy ra hệ số của HNO3 là 24/3 = 8.

Vậy phương trình cân bằng là: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

7.2 Phương pháp cân bằng theo thứ tự Kim loại – Phi kim

Phương pháp này yêu cầu cân bằng số nguyên tử của kim loại trước, sau đó là phi kim, tiếp theo là Hidro, và cuối cùng là Oxy.

Ví dụ: CuFeS2 + O2 → CuO + Fe2O3 + SO2

Vì nguyên tử Cu đã được cân bằng, nên bước đầu tiên là cân bằng Fe, tiếp theo là Cu, S, O. Sau đó, nhân đôi các hệ số để có được kết quả:

4CuFeS2 + 13O2 = 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2

7.3 Phương pháp sử dụng hệ số thập phân

Phương pháp này được thực hiện như sau: gán hệ số cho các chất phản ứng, có thể là số nguyên hoặc phân số, miễn là số nguyên tử ở cả hai vế đều bằng nhau. Sau đó, nhân lên để loại bỏ mẫu số chung ở cả hai vế.

Ví dụ: Fe + O2 → Fe2O3

Bước đầu, ta đặt hệ số vào các chất phản ứng, ví dụ: 2Fe + 3/2O2 → Fe2O3

Lúc này, số nguyên tử ở hai vế đã cân bằng. Tiếp theo, ta nhân hệ số để khử mẫu số chung; trong trường hợp này, nhân tất cả các hệ số với 2.

Kết quả cuối cùng là: 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

7.4 Phương pháp cân bằng chẵn lẻ

Một phương pháp khác để cân bằng phương trình hóa học nhanh chóng là phương pháp chẵn lẻ. Cách thực hiện như sau: Trong một phương trình đã cân bằng, số nguyên tử của nguyên tố ở cả hai vế phải bằng nhau. Nếu số nguyên tử của bất kỳ nguyên tố nào ở một vế là lẻ, thì cần nhân đôi tất cả các hệ số để số nguyên tử ở cả hai vế đều trở thành số chẵn.

Ví dụ: Xem lại ví dụ trước: Fe + O2 → Fe2O3

Ở vế trái, số nguyên tử Fe là lẻ, còn vế phải là chẵn, nên ta nhân số nguyên tử Fe ở vế trái với 2. Tương tự, số nguyên tử Oxy ở vế trái đã chẵn, còn vế phải là lẻ, do đó, ta cũng nhân số nguyên tử Oxy ở vế phải với 2.

2Fe + O2 → 2Fe2O3

Sau khi nhân đôi, số nguyên tử ở cả hai bên đã đều chẵn, chỉ cần cân bằng lại để số nguyên tử của các nguyên tố ở cả hai bên bằng nhau.

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

7.5 Phương pháp đại số

Học sinh gán các hệ số a, b, c… vào các chất trong phương trình và thiết lập các phương trình toán học để đảm bảo số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai bên phản ứng là bằng nhau. Sau đó, giải hệ phương trình này để tìm các hệ số cần thiết và đưa vào phương trình hóa học, sau cùng khử mẫu số nếu cần.

Ví dụ với phương trình FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2: Ở vế trái, số nguyên tử Oxy là chẵn với bất kỳ hệ số nào, trong khi ở vế phải, SO2 có Oxy chẵn còn Fe2O3 có Oxy lẻ, nên cần nhân đôi. Cân bằng các hệ số còn lại, ta có 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2.

Việc cân bằng phương trình hóa học rất quan trọng vì ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả bài tập. Ngoài 5 phương pháp phổ biến đã nêu, học sinh có thể áp dụng các phương pháp khác như nguyên tử nguyên tố hoặc hóa trị tác dụng. Hy vọng rằng những thông tin này sẽ giúp học sinh giải bài tập cân bằng phương trình hóa học chính xác hơn.

Nội dung được phát triển bởi đội ngũ Mytour với mục đích chăm sóc khách hàng và chỉ dành cho khích lệ tinh thần trải nghiệm du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không đưa ra lời khuyên cho mục đích khác.

Nếu bạn thấy bài viết này không phù hợp hoặc sai sót xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected]

Các câu hỏi thường gặp

Điều kiện nào cần thiết để phản ứng giữa NH3 và O2 xảy ra?

Phản ứng giữa NH3 và O2 xảy ra trong điều kiện nhiệt độ từ 850 đến 900°C và cần có xúc tác như bạch kim hoặc các oxit sắt, crom.

Amoniac có tính chất hóa học nào nổi bật trong phản ứng với nước?

Khi NH3 phản ứng với nước, nó tạo ra ion amoni và hydroxide, thể hiện tính bazơ yếu của nó và làm quỳ tím chuyển sang màu xanh.

Amoniac phản ứng với các hợp chất nào để tạo ra muối amoni?

Amoniac có thể phản ứng với các axit như HCl hoặc H2SO4 để tạo ra muối amoni, ví dụ NH3 kết hợp với HCl tạo ra NH4Cl.

Oxy đóng vai trò gì trong phản ứng hóa học với amoniac?

Trong phản ứng với amoniac, oxy đóng vai trò là chất oxi hóa, dễ dàng nhận thêm electron và thường có số oxi hóa là -2 trong các hợp chất.

Phương pháp nào là tốt nhất để cân bằng phương trình hóa học nhanh chóng?

Phương pháp cân bằng theo thứ tự kim loại và phi kim được cho là hiệu quả nhất, bắt đầu bằng việc cân bằng kim loại trước, tiếp theo là phi kim và cuối cùng là oxy.

Tại sao amoniac có khả năng hòa tan các hiđroxit không tan của kim loại?

Amoniac có khả năng hòa tan một số hiđroxit khó tan của kim loại nhờ vào việc hình thành các dung dịch phức chất với ion kim loại, tạo ra các phức chất tan.