Điểm giống nhau giữa N2 và CO2? Tính chất của N2 và CO2

 Điểm giống nhau giữa  N2 và CO2

A. Tất cả đều tan tốt trong nước.

B. Vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử.

C. Không thể duy trì lửa và sự sống.

D. Tất cả đều đúng.

Câu trả lời:

Đáp án: C. Không thể duy trì lửa và sự sống

Điểm giống nhau giữa N₂ và CO₂  không duy trì lửa và sự sống.

A sai vì N₂ ít tan trong nước

B sai vì CO₂ chỉ có tính oxi hóa, không có tính khử vì C có số oxi hóa +4 là số oxi hóa cao nhất còn O có số oxi hóa -2 nhưng không có phản ứng với O tạo thành O₂ nên O không có tính khử.

I. Khí N2 

Khái niệm và cấu tạo phân tử

Khái niệm

– Nitơ là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có ký hiệu N và số hiệu nguyên tử 7. Ở điều kiện thường nó là chất khí không màu, không mùi, không vị và khá trơ, tồn tại. như một N. phân tử₂, còn được gọi là khí nitơ.

Nitơ chiếm khoảng 78% bầu khí quyển của Trái đất và là thành phần của tất cả các sinh vật sống. Nitơ tạo thành nhiều hợp chất quan trọng như axit amin, amoniac, axit nitric và xyanua.

Cấu trúc phân tử

– Thuộc nhóm VA có cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns²np³  Do đó nitơ vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa.

– Cấu hình electron của N₂: 1s²2s²2p³

– Công thức cấu tạo: N ≡ N.

– Công thức phân tử: N₂.

– Chỉ số oxi hóa là: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

Tính chất vật lý của nitơ

Nitơ thứ nhất là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí (có d = 28/29). Nó được hóa lỏng ở -196ºC.

Nitơ lỏng còn được gọi là LN₂, là một cụm từ xuất hiện rộng rãi hiện nay, đặc biệt là trong lĩnh vực y tế và bảo quản thực phẩm. Nó tồn tại ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ rất thấp, được tạo ra bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng. Là chất lỏng trong, không màu, hằng số điện môi 1.4.

Ít tan trong nước, đông đặc ở nhiệt độ rất thấp.

– Khí N2 không duy trì quá trình cháy và hô hấp nên không độc.

Tính chất hóa học của Nitơ

– Nitơ có EN N = 946 kJ / mol nên khá trơ ở nhiệt độ thường. Tính chất hóa học của nitơ hoạt động chủ yếu ở nhiệt độ cao.

– Nitơ có các số oxi hoá: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Vì nó có số oxi hóa bằng 0 nên nó vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử, nhưng tính chất oxi hóa cụ thể hơn.

Tính chất oxy hóa

Cấu trúc của phân tử nitơ tương đối bền giữa ba liên kết, làm phát sinh tính oxi hóa với các nguyên tố hóa học sau đây.

Phản ứng với hydro

Nitơ phản ứng với hydro ở nhiệt độ và áp suất cao và cần chất xúc tác, tạo ra amoniac.

Tác dụng với kim loại

– Ở nhiệt độ thường, nitơ phản ứng với liti tạo thành liti nitrua:6Li + N₂ → 2Li₃N.

– Ở nhiệt độ cao, nitơ phản ứng với Mg, tạo magie nitrua: 3Mg + N₂ → Mg₃N₂

– Có một điểm cần lưu ý là các nitrua rất dễ bị thủy phân tạo NH₃. Nitơ chỉ thể hiện tính oxi hóa với những nguyên tố kém âm điện hơn.

Thuộc tính loại bỏ

Khí nitơ thể hiện tính khử khi kết hợp với các nguyên tố âm điện hơn.

Ở nhiệt độ khoảng 3000ºC, nitơ phản ứng với oxy tạo thành nitơ monoxit

Ở điều kiện bình thường, nitơ monoxit phản ứng với oxy có trong không khí, tạo thành nitơ đioxit có màu nâu đỏ đặc trưng.

Một số oxit khác của nitơ gồm có N₂O, N₂O₃, N₂O₅, nhưng không được điều chế trực tiếp từ oxi và nitơ.

Trong tự nhiên, Khí N₂  tồn tại ở hai dạng là dạng tự do và dạng hợp chất.

Ở dạng tự do, nó chiếm 80% thể tích không khí

Ở dạng hợp chất, nitơ có trong thành phần của protein, axit ucleic và nhiều hợp chất hữu cơ khác. Nitơ được tìm thấy rất nhiều trong khoáng chất NaNO₃ như muối natri.

II. KHÍ CO2

Khái niệm và cấu tạo phân tử

Khái niệm

Khí cacbonic (tên gọi khác là khí cacbonic, anhiđrit cacbonic, khí cacbonic). Là một hợp chất hóa học được biết đến rộng rãi, nó thường được gọi bằng công thức hóa học là CO₂.

CO₂ Một hợp chất ở điều kiện bình thường là khí và có ở nồng độ thấp trong bầu khí quyển của Trái đất. Ở dạng rắn, nó được gọi là đá khô. Bao gồm một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử oxy.

 Cấu trúc phân tử

– Công thức phân tử: CO₂

=> Liên kết C-O trong CO₂là liên kết cộng hóa trị có cực nhưng do CO₂ có cấu trúc thẳng nên các cực bị hủy là CO₂ là một phân tử không phân cực.

– Công thức cấu tạo: O = C = O.

Tính chất vật lý của CO₂

Ở điều kiện thường: là chất khí không màu, không mùi, có vị chua nhẹ, nặng hơn không khí.

– Có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao 2000^oC tạo thành CO và O₂

– Tạo thành chất rắn khi làm lạnh đột ngột và được gọi là đá khô. Đá khô sẽ thăng hoa mà không bị tan chảy thành CO2 lỏng dưới áp suất thường.

Tỷ trọng riêng: 1,98 kg.m^-3 (ở tuổi 25^oC)

Điểm nóng chảy: -57^oC (-71^oF; 216^oK) (áp suất)

Điểm sôi: -78^oC (-108^oF; 195^oK) (thăng hoa)

Tính chất hóa học của CO₂

– CO₂ là oxit axit

Khi hòa tan trong nước, nó tạo thành axit cacbonic

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃

– Phản ứng với oxit bazơ tạo ra muối

CaO + CO₂ → CaCO₃ (to lớn)

– Phản ứng với dung dịch bazơ tạo ra muối và nước

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2NaOH + CO₂  → Na₂CO₃ + H₂O

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

– Là chất khí bền, có tính oxi hóa ở nhiệt độ cao khi phản ứng với chất khử mạnh

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C

CO₂ + C → 2CO

– Cách nhận biết: tạo kết tủa trắng bằng dung dịch nước vôi trong dư.

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Điều chế CO₂ 

Điều chế CO₂ trong phòng thí nghiệm

-CO₂ Thường được điều chế từ CaCO₃ và dung dịch HCl. Tuy nhiên, sản phẩm tạo thành có chứa một lượng nhỏ khí hiđro clorua và hơi nước.

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Để lấy CO₂ nguyên chất sẽ cho hỗn hợp khí và hơi đi qua bình đựng NaHCO. dung dịch₃ dư thì khí hiđro clorua sẽ bị giữ lại. Sau đó cho hỗn hợp còn lại qua bình đựng H₂VÌ THẾ₄ rắn (hoặc P₂O₅) hơi nước sẽ được hấp thụ và sản phẩm là CO. thu được₂ thuần khiết.

Điều chế CO₂ trong ngành

– Sản xuất CO₂  bằng cách đốt cháy hoàn toàn than cốc trong không khí:

C + O₂ → CO₂

Hoặc nhiệt phân đá vôi:

CaCO₃ → CaO + CO₂ (ở mức 1000^oC)

– Ngoài ra có thể thu khí CO₂ từ:

Hô hấp của con người hoặc động vật

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

• Lên men rượu

C₆H₁₂O₆ → 2CO₂ + 2C₂H₅OH

• Quá trình đốt cháy nhiên liệu