Chuyên đề tháng 2: PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN

Chuyên đề: PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN
Người báo cáo: Phan Thị Thuận
Thời gian báo cáo: Tháng 2 năm 2019.
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
Khi làm quen với môn Hóa học là bắt đầu làm quen với các phương trình phản ứng như: Phản ứng trao đổi, phản ứng thế, phản ứng hóa hợp, phản ứng phân hủy…Phản ứng nhiệt phân (đa phần là phản ứng phân hủy) có nhiều dạng và khá phức tạp  nên làm cho học sinh có nhiều lúng túng khi xác định sản phẩm của loại phản ứng này.
Để các em nắm chắc hơn về phản ứng nhiệt phân , tôi đưa ra một số dạng bài tập về Phản ứng nhiệt phân sau đây mong rằng sẽ giúp học sinh học tập dễ hơn từ đó hứng thú với môn học hơn.
PHẦN II: NỘI DUNG.
A – LÍ THUYẾT
I/ Khái niệm - Bản chất của phản ứng:
- Khái niệm: Phản ứng nhiệt phân là phản ứng phân huỷ các hợp chất hoá học dưới tác dụng của nhiệt độ.
- Bản chất: Phân cắt các liên kết kém bền trong phân tử hợp chất vô cơ hay hữu cơ bởi nhiệt độ.
  * Lưu ý:
(1)  Phản ứng nhiệt phân có thể thuộc phản ứng oxi hoá - khử hoặc không:
VD:      2KClO₃  2KCl + 3O₂ : Thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
CaCO₃  CaO + CO₂ : Không thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
            (2)  Phản ứng điện phân nóng chẩy không thuộc phản ứng nhiệt phân vì nó phân huỷ dưới tác dụng của dòng điện một chiều.
II/ Các trường hợp nhiệt phân:
1/ Nhiệt phân hiđroxit:
 * NX: Các bazơ không tan đều bị phân huỷ ở t⁰ cao:
PƯ:      2M(OH)_n  M₂O_n + nH₂O. (Với M khác Li; Na; K; Ca; Ba)
 * Lưu ý:
+ Phản ứng nhiệt phân Fe(OH)₂ có mặt không khí:
4Fe(OH)₂ + O₂  2Fe₂O₃ + 4H₂O
+ Với AgOH và Hg(OH)₂ : Không tồn tại ở nhiệt độ thường.
2AgOH  Ag₂O + H₂O
Hg(OH)₂  HgO + H₂O
Ở nhiệt độ cao thì Ag₂O và HgO tiếp tục bị phân huỷ:
2Ag₂O  4Ag + O₂
2HgO  2Hg + O₂
2/ Nhiệt phân muối:
 a/ Nhiệt phân muối amoni (NH₄⁺):
 * NX:      -  Tất cả các muối amoni đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi nung nóng.
-  Nguyên nhân: Do cấu trúc của ion NH₄⁺ không bền.
-  Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân phụ thuộc vào bản chất của anion gốc axit trong muối (có hay không có tính oxi hoá).
* TH₁: Nếu anion gốc axit trong muối không có tính oxi hoá (VD: X^-; PO₄^3-; CO₃^2-...)
            PƯ:      (NH₄)_nA nNH₃ + H_nA : Không thuộc phản ứng oxi hoá khử.
            VD:      NH₄Cl _(rắn)  NH_{3 (k)} + HCl _(k)
* TH₂: Nếu anion gốc axit trong muối có tính oxi hoá (VD: NO₃^-; NO₂^- ; Cr₂O₄^2-...) thì sản phẩm của phản ứng không phải là NH₃ và axit tương ứng:
            VD:      NH₄NO₃  N₂O + 2H₂O    (Nếu nung ở > 500⁰C có thể cho N₂ và H₂O)
                        NH₄NO₂  N₂ + 2H₂O
                        (NH₄)₂Cr₂O₄  Cr₂O₃ + N₂ + 4H₂O
 b/ Nhiệt phân muỗi nitrat (NO₃^-):
 * NX:     -  Tất cả các muối nitrat đều dễ bị nhiệt phân.
-  Nguyên nhân: Do cấu trúc của ion NO₃^- kém bền với nhiệt.
-  Sản phẩm của quá trình nhiệt phân phụ thuộc vào khả năng hoạt động của kim loại có trong muối.
Có 3 trường hợp:
 
 
            TH₁:                                                     TH₂                                                                                      TH₃
K     Ba   Ca     Na    Mg     Al    Zn     Fe   Co     Ni     Sn    Pb    H₂    Cu    Hg     Ag    Pt    Au
 Muối nitrit + O₂                                Oxi + NO₂ + O₂                                                  Kim loại + NO₂ + O₂
VD:      2NaNO₃  2NaNO₂ + O₂
2Cu(NO₃)₂  2CuO + 4NO₂ +  O₂
2AgNO₃  2Ag + 2NO₂ + O₂
* Lưu ý:     +  Ba(NO₃)₂ thuộc TH₂
                  +  Tất cả các phản ứng nhiệt phân muỗi nitrat đều thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
                  +  Khi nhiệt phân NH₄NO₃
NH₄NO₃    N₂O  +  2H₂O
+  Khi nhiệt phân muối Fe(NO₃)₂ trong môi trường không có không khí: Có phản ứng:
2Fe(NO₃)₂ 2FeO + 4NO₂ + O₂ (1)
4FeO + O₂  2Fe₂O₃                   (2)
+ Nếu phản ứng hoàn toàn thì chất rắn trong bình sau phản ứng là Fe₂O₃.
 c/ Nhiệt phân muối hiđrocacbonat  và muối cacbonat:
 * Nhiệt phân muối hiđrocacbonat (HCO₃^-) :
  * NX: Tất cả các muối hiđrocacbonat đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi đun nóng.
PƯ: 2M(HCO₃)_n M₂(CO₃)_n + nCO₂ + nH₂O
VD: 2NaHCO₃  Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O
* Nhiệt phân muối cacbonat (CO₃^2-) :
* NX: Các muối cacbonat không tan (trừ muối amoni) đều bị phân huỷ bởi nhiệt.
PƯ: M₂(CO₃)_n  M₂O_n + CO₂
VD: CaCO₃  CaO + CO₂
  * Lưu ý:
- Các phản ứng nhiệt phân muối cacbonat và hiđrocacbonat đều không thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
- Phản ứng nhiệt phân muối FeCO₃ trong không khí có pư:
FeCO₃  FeO + CO₂       
4FeO + O₂  2Fe₂O₃
d/ Nhiệt phân muối chứa oxi của clo:
* NX:  Tất cả các muối chứa oxi của clo đều kém bền với nhiệt, dễ bị phân huỷ khi nung nóng và phản ứng phân huỷ đều thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
VD₁:    2NaClO 2NaCl + O₂ (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử).
VD₂:    Phản ứng nhiệt phân muối KClO₃ xảy ra theo 2 hướng.
            4KClO₃  KCl + 3KClO₄          (1)        (Phản ứng tự oxi hoá - khử).
            2KClO₃ 2KCl + 3O₂              (2)        (phản ứng oxi hoá nội phân tử).
VD₃:    2CaOCl₂ 2CaCl₂ + O₂
e/ Nhiệt phân muối sunfat (SO₄^2-):
 * NX:
-  Nhìn chung các muối sunfat đều khó bị phân huỷ bởi nhiệt so với các muối khác
-  Nguyên nhân: Do liên kết trong ion SO₄^2- bền:
-  Phản ứng:
+ Các muối sunfat của các kim loại từ: Li đến Ba (Li; K; Ba; Ca; Na) rất khó bị nhiệt phân. Ở nhiệt độ cao nó chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng).
+ Các muối sunfat của các kim loại khác bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao (>1000⁰C).
PƯ:      2M₂(SO₄)_n 2M₂O_n + 2nSO₂ + nO₂      (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử).
VD:      2MgSO₄  2MgO + 2SO₂ + O₂
 f/ Nhiệt phân muối sunfit (SO₃^2-):
  * NX: Các muối sunfit đều kém bền nhiệt, dễ bị phân huỷ khi nung nóng:
PƯ:      4M₂(SO₃)_n  3M₂(SO₄)_n + M₂S_n   (thuộc phản ứng tự oxi hoá - khử).
 g/ Nhiệt phân muối photphat (PO₄^3-):
·         NX: Hầu như các muối photphat đều rất bền với nhiệt và không bị nhiệt phân ở t⁰cao.   
B- BÀI TẬP PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN
Câu 1: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị 2, thu được 6,8 gam chất rắn và khí X. Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là (cho H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23).
A. 6,3 gam                      B. 6,5 gam                      C. 5,8 gam                      D. 4,2 gam
Câu 2: Khi nung hỗn hợp các chất Fe(NO₃)₂; Fe(OH)₃; FeCO₃ trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được một chất rắn là:
A. FeO                            B. Fe₃O₄                         C. Fe                               D. Fe₂O₃
Câu 3: Thu được chất nào khi đun nhẹ muối amoni nitrit?
A. N₂; H₂O                     B. N₂O; H₂O                   C. H₂; NH₃; O₂                D. H₂; N₂; H₂O
Câu 4: Nhiệt phân hoàn toàn 1 muối amoni của axit cacbonic sau đó dẫn toàn bộ sản phẩm vào 50 gam dung dịch H₂SO₄ 19,6 % thì đủ tạo một muối trung hoà có nồng độ 23,913%. Công thức và khối lượng của muối ban đầu là:
A. (NH₄)₂CO₃; 9,6 gam                                         B. (NH₄)₂CO₃; 11,5 gam
C. NH₄HCO₃; 9,6 gam                                          D. NH₄HCO₃; 11,5 gam
Câu 5: Đem nung nóng m gam Cu(NO₃)₂ một thời gian rồi dừng lại, làm nguội và đem cân thấy khối lượng giảm 0,54 gam so với ban đầu. Khối lượng muối Cu(NO₃)₂ đã bị nhiệt phân là:
A. 1,88 gam                    B. 9,4 gam                      C. 0,47 gam                    D. 0,94 gam
Câu 6: Tiến hành nung 6,06g muối nitrat của một kim loại kiềm thu được 5,1g muối nitrit .Hỏi muối nitrat của kim loại đem phân hủy là gì ?
A. Na                              B. K                                C. Cs                              D. Rb
Câu 7: Nung 316g KMnO₄ một thời gian thấy còn lại 300g chất rắn. Vậy phần trăm KMnO₄ bị nhiệt phân là:
A. 50%                           B. 40%                           C. 30%                           D. 25%
Câu 8: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp MgCO₃; CaCO₃ rồi cho toàn bộ khí thoát ra (khí A) hấp thụ vừa hết bằng dung dịch Ca(OH)₂ thu được kết tủa B và dung dịch C. Hỏi A, B, C lần lượt là những chất gì?
A. CO; CaCO₃; Ca(HCO₃)₂                                    B. CO₂; CaCO₃; Ca(HCO₃)₂
C. CO; Ca(HCO₃)₂; Ca(OH)₂                                 D. CO₂; Ca(HCO₃)₂, CaCO₃
Câu 9: Nhiệt phân hoàn toàn 9,4 gam một muối nitrat của kim loại R thì sau phản ứng ta thu được 4 gam chất rắn. Xác định công thức phân tử của muối trên.
A. AgNO₃                       B. Mg(NO₃)₂                   C. Cu(NO₃)₂                   D. Trường hợp khác
Câu 10: Khí oxi thu được khi nhiệt phân các chất: H₂O₂, KMnO₄, KClO₃, KNO₃ . Khi nhiệt phân 10 gam mỗi chất trên, thể tích khí oxi thu được ở điều kiện tiêu chuẩn lớn nhất là:
A. KNO₃                         B. KMnO₄                      C. H₂O₂                          D. KClO₃
Câu 11: Đem nung 1,50 gam một muối cacbonat một kim loại cho đến khối lượng không đổi, thu  được 268,8 cm³ khí cacbon đioxit (đktc). Kim loại trong muối cacbonat trên là:
A. Zn                              B. Mn                             C. Ni                               D. Ca
Câu 12: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO₃, phần còn lại là tạp chất trơ. Nung m gam đá một thời gian thu được chất rắn nặng 0,78m gam. Hiệu suất phân huỷ CaCO₃ bằng :
A. 58,8%                        B. 65%                           C. 78%                           D. 62,5%
Câu 13: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp 2 muối NH₄HCO₃; (NH₄)₂CO₃ thu được hỗn hợp khí và hơi trong đó CO₂ chiếm 30% về thể tích. vậy tỉ lệ số mol NH₄HCO₃; (NH₄)₂CO₃ theo thứ tự là :
A. 3:1                             B. 1:2                             C. 2:1                             D. 1:1
Câu 14: Nhiệt phân hoàn toàn 5,24 gam hỗn hợp Cu(NO₃)₂ và Mg(NO₃)₂ đến khối lượng không đổi thì sau phản ứng phần chất rắn giảm 3,24 gam. Thành phần  % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là:
A. 50% và 50%              B. 47,34% và 52,66%    C. 71,76% và 28,24%    D. 60% và 40%
Câu 15: Nung nóng hoàn toàn 27,3 gam hỗn hợp NaNO₃; Cu(NO₃)₂. Hỗn hợp khí thoát ra được dẫn vào nước dư thì thấy có 1,12 lít khí (đktc) không bị hấp thụ (lượng O₂ hoà tan không đáng kể). Khối lượng Cu(NO₃)₂ trong hỗn hợp ban đâu là:
A. 8,6 gam                      B. 18,8 gam                    C. 28,2 gam                    D. 4,4 gam
 
Câu 16: Nhiệt phân hoàn toàn m gam Cu(NO₃)₂ thu được 0,56 lít hỗn hợp khí X (đktc) và chất rắn Y. Giá trị của m là:
A. 4 gam          B. 2 gam