高中化学总复习课件 氮族元素 (教学课件)

条件
温度: 温度:
4000C ~5000C
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催化剂: 铁触媒 催化剂:
工业上合成氨条件的选择依据
分析角度 反应条件 增大合成氨的 化学反应速率 使化学平衡向 正反应方向移动 适宜条件选择
压强 温度 催化剂 浓度
高压 高温 使用 增大反应 物浓度
高压 低温 不影响
增大廉价反应 物浓度或减少 生成物浓度
元素化合物
知识点3:氮族元素 知识点 :
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一,氨气的性质及用途
⑴结构 ° N-H键为 极性 键,键角 107°18′ , - 键为 NH3是分子 三角锥形, ⑵物理性质 气体, 无色有特殊的 刺激性气味 气体, 易 液化 和极易 溶于水 ,
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常温常压下, 体积的NH 常温常压下,1体积水约能溶解 700 体积的NH3
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思考:硝酸有哪些重要的化学性质? 思考:硝酸有哪些重要的化学性质?
【例】下列事实体现了硝酸的什么性质? 下列事实体现了硝酸的什么性质?
A.氧化性 B.酸性 C.不稳定性 D.挥发性 氧化性 酸性 不稳定性 挥发性 (1)硝酸存放在棕色瓶中密封保存 ) (2)浓硝酸可以和铜反应 ) (3)木炭和浓硝酸反应 ) (4)锌和硝酸不产生 2 )锌和硝酸不产生H (5)氧化铜溶于硝酸 ) (6)不用硝酸制 2气体 )不用硝酸制SO (7)用铁槽存放浓硝酸 ) (8)检验 42-时不能先用硝酸酸化 )检验SO ( CD) ( AB ) ( A ) ( A ) ( B ) ( A ) (A ) (A )
高压
10MPa~30MPa
适宜温度 500℃左右 使用 铁触媒
氨液化,补氮 氢,原料气循环
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氨的性质与用途
物理性质 有刺激性气味 极易溶于水 易液化 与水反应 NH3 与酸反应 NH3 化学性质 与盐溶液 NH 3 反应 还原性 NH3 N2 NH3 H2O NH4+ Al(OH)3 Ag(NH3)2OH NO2 HNO3
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练习,下列有关试剂的保存方法, 练习,下列有关试剂的保存方法,错误的是 ( ) D A,新制的氯水通常保存在棕色玻璃试剂瓶中 B,少量的钠保存在煤油中 C,氢氧化钠溶液保存在具橡皮塞的玻璃试剂瓶中 D,浓硝酸保存在无色玻璃试剂瓶中 问题:写出下列反应的方程式,并指出 问题:写出下列反应的方程式,并指出HNO3在反应中 体现的性质. 体现的性质.
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【例 3】写出过量 】 写出过量NH-3通入下列溶液中的反应离子方程式并说明实 验现象. 验现象. A. Al2(SO4)3 B. FeCl3 C. AgNO3
从 A中的反应还可以说明什么问题 ? C反应的产物可用于检验 中的反应还可以说明什么问题? 反应的产物可用于检验 中的反应还可以说明什么问题 什么物质? 什么物质? A. Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ B. Fe3++3NH3+3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ C. Ag++2NH3=Ag(NH3)2+ 有白色沉淀生成 有红褐色沉淀生成
问题:硝酸有哪些重要的物理性质? 问题:硝酸有哪些重要的物理性质? 一,硝酸的物理性质
1.无色液体,有刺激性气味,与水互溶, 无色液体,有刺激性气味,与水互溶, 无色液体 易挥发 2.硝酸溶液的密度随其溶质质量分数 硝酸溶液的密度随其溶质质量分数 增大而增大. 的增大而增大.
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硝酸的性质 从组成上看硝酸为强酸,具有酸的通性; 从组成上看硝酸为强酸,具有酸的通性; 从氧化还原角度看,硝酸分子中氮呈+5 +5价 从氧化还原角度看,硝酸分子中氮呈+5价,具有 强氧化性,与金属反应一般不生成氢气. 强氧化性,与金属反应一般不生成氢气. 从联系实际看硝酸是一种重要的化工原料, 从联系实际看硝酸是一种重要的化工原料,常用 来制氮肥,染料,塑料,炸药,硝酸盐等. 来制氮肥,染料,塑料,炸药,硝酸盐等. 另外硝酸不稳定,见光或受热易分解. 另外硝酸不稳定,见光或受热易分解. 也可总结为不稳定性,酸性,强氧化性等三性. 也可总结为不稳定性,酸性,强氧化性等三性.
(3)装置: 固体 )装置:
加热
CaCl2+2NH3 +2H2O
气体,与实验室用 气体,与实验室用KClO3和MnO2 固体混合加热制O 固体混合加热制 2装置
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4,干燥: 常用碱石灰作干燥剂,不能用酸性干燥 干燥: 常用碱石灰作干燥剂, 剂如浓H 剂如浓 2SO4,P2O5等. 收集: 只能用向下排空气法. 5,收集: 只能用向下排空气法. 用湿润的红色石蕊试纸放在试管口, 用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,也可 验满: 6,验满: 用玻璃棒蘸有浓盐酸,靠近试管口. 用玻璃棒蘸有浓盐酸,靠近试管口. 为防止气体对流, 为防止气体对流,提高收集 .棉花的作用: 注意: 7,注意: a.棉花的作用: 氨气的速率和纯度;也可用来吸收尾气. 氨气的速率和纯度;也可用来吸收尾气. b.不使用 的原因: .不使用NaOH的原因: 的原因 是加热时 是加热时NaOH碱性 碱性 容易腐蚀试管.消石灰碱性相对弱, 强,容易腐蚀试管.消石灰碱性相对弱,且 比较疏松,氨气容易逸出. 比较疏松,氨气容易逸出. c.制取干燥氨气也不能用 作干燥剂: .制取干燥氨气也不能用CaCl2作干燥剂: 原因是CaCl2和NH3加合生成 加合生成CaCl28NH3. 原因是 d.尾气不能排放到大气中的原因: .尾气不能排放到大气中的原因 污染环境
为达到此目的,应如何操作: 为达到此目的,应如何操作: 打开K 当装置C中产生白色沉淀时,关闭K 打开K,当装置C中产生白色沉淀时,关闭K 中的"操作"后将装置B (2)在(1)中的"操作"后将装置B中铜丝插入稀 硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是: 硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是: 铜丝上有气泡产生, 铜丝上有气泡产生,稀HNO3逐渐变为蓝色 B中反应的离子方程式是: 中反应的离子方程式是:
1.氨,氨水的性质 水溶液呈碱性的氢化物, 水溶液呈碱性的氢化物,
氨可以与酸反应生成铵盐. 氨可以与酸反应生成铵盐. 从结构,化合价角度看NH 分子中氮呈— 从结构,化合价角度看NH3分子中氮呈—3价,具有还原 能被氧化剂氧化,如氧气,氯气,氧化铜等. 性,能被氧化剂氧化,如氧气,氯气,氧化铜等. 从联系生产实际看氨水可做化肥,制冷剂等, 从联系生产实际看氨水可做化肥,制冷剂等,由于氨水易 挥发,常将其转化为固态铵盐做化肥. 挥发,常将其转化为固态铵盐做化肥. 也可总结为三性:溶解性,碱性,还原性. 也可总结为三性:溶解性,碱性,还原性.
(二)与非金属反应 CO2 C 与浓HNO 反应时,非金属单质一般被氧化为高 与浓HNO3反应时,非金属单质一般被氧化为高 H3PO4 + NO P 或高价含氧酸,硝酸只显示强氧化性. + HNO3(浓) 硝酸只显示强氧化性 价氧化物或 只显示强氧化性. 价氧化物 高价含氧酸, 2 20 S H2SO4
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问题: 问题: 利用NH3+H2O NH3H2O 利用 用哪些物质制备氨气? 用哪些物质制备氨气? 生石灰 浓氨水 NaOH固体等 固体等 消石灰 铵盐 铵盐等Baidu Nhomakorabea解
NH+4 +OH-还可
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工业制法: 工业制法:
N2+3H2
(选修2—P12) ) 选修
哈伯——波施法 波施法 哈伯
2NH3(正反应放热) 正反应放热) 原料: 原料: 石油, 水,煤(石油,天然气,焦炉气,炼厂气)和空气 石油 天然气,焦炉气,炼厂气) 三步骤: 造气,净化, 三步骤: 造气,净化,氨的合成与分离 压强: 10MPa~30MPa 压强:
(1)Cu 与 HNO3(浓) (2)Cu 与 HNO3 ((稀) 3(浓 稀 (3)Fe 与 HNO3(稀,过量) 3(稀 过量) (4)Fe(过量)与HNO3(稀) (5) C 与 HNO3 ((浓) 过量) 3(稀 浓 (6)FeO 与 HNO3(稀) 3(稀 18 (7)Na2SO3 与HNO3(稀) 3(稀
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2,强氧化性
(一)与金属反应 a.几乎可和所有金属 除金,铂外)反应,并显示最高价 几乎可和所有金属( a.几乎可和所有金属(除金,铂外)反应,并显示最高价 若铁过量则生成亚铁离子),反应时, ),反应时 (若铁过量则生成亚铁离子),反应时,硝酸显示强氧化 性和酸性. 性和酸性. 铝遇冷浓HNO 发生钝化 b,铁,铝遇冷浓HNO3发生钝化 浓硝酸一般被还原为NO 稀硝酸被还原为NO NO, C,浓硝酸一般被还原为NO2,稀硝酸被还原为NO,其本 质是NO 在酸性条件下显示强氧化性. 质是NO3—在酸性条件下显示强氧化性.
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NH3
NO
3,铵盐的性质*** 铵盐的性质***
离子键,共价键,属离子晶体 离子键,共价键, ⑴结构: 结构: ⑵物理性质: 均为能溶于水的无色晶体. 物理性质: 均为能溶于水的无色晶体. 注意硝酸氨固体 溶于水热效应? 溶于水热效应
⑶化学性质 水解反应: 水解反应:
NH4++H2O
NH3H2O+H+ H
练习:为探究铜与稀硝酸反应产生的是NO.图中K 练习:为探究铜与稀硝酸反应产生的是NO.图中K为止 NO 水夹(处于关闭状态), 是一半空的注射器, ),F 水夹(处于关闭状态),F是一半空的注射器,D是尾气 处理装置(兼防倒吸功能). 处理装置(兼防倒吸功能).
(1)设计装置A的目的是: 设计装置A的目的是: 利用生成的CO 将整个装置内的空气排尽, 利用生成的CO2将整个装置内的空气排尽,避免 21 NO和 反应生成NO NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰
先有白色沉淀生成, 先有白色沉淀生成,后溶解
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二,氨气的制法: 氨气的制法:
1,工业制法:N2 + ,工业制法: 2,实验室制法: ,实验室制法:
(1)药品: 铵盐(氯化铵)与消石灰固体混合加热 )药品: 铵盐(氯化铵)
高温高压 3H2 催化剂
2NH3 (人工固氮) 人工固氮)
(2)原理:2NH4Cl +Ca(OH)2 原理:
二,硝酸的化学性质 1,不稳定性 4HNO3
△ 或光照
2 H2O + 4 NO2 ↑ + O2 ↑
思考:浓硝酸常呈黄色的原因是什么?如何消除黄色? 思考:浓硝酸常呈黄色的原因是什么?如何消除黄色? 浓硝酸见光分解产生的NO2溶于硝酸中,可以通入 2 溶于硝酸中,可以通入O 浓硝酸见光分解产生的 思考:浓硝酸如何保存? 思考:浓硝酸如何保存? 棕色细口试剂瓶中,避光,低温保存,不能用橡皮塞. 棕色细口试剂瓶中,避光,低温保存,不能用橡皮塞. 细口试剂瓶中 常见药品中,需要放在棕色瓶中的试剂有哪些? 常见药品中,需要放在棕色瓶中的试剂有哪些? HNO3
思考:如何检验铵 思考:如何检验铵盐——即NH4+的检验方法 即 三,NH4+的检验方法 NaOH溶液 加NaOH溶液 变蓝) )用湿润的红色石蕊试纸(变蓝 铵 气 (1)用湿润的红色石蕊试纸 变蓝 盐 加热 体 (2)蘸有浓盐酸的玻璃棒接近 2) 瓶口(产生白烟 瓶口 产生白烟.) 产生白烟
归纳:铵盐: 三解" 归纳:铵盐:"三解" 若是稀溶液应如 易溶解:均为易溶于水的白色晶体. (1)易溶解:均为易溶于水的白色晶体. 何检验? 何检验 受热易分解:晶体受热易分解. (2)受热易分解:晶体受热易分解. 易碱解:和碱在加热的条件下, (3)易碱解:和碱在加热的条件下,发生复分解 14 反应,产生NH3 . 反应,产生NH
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一,与酸反应
NH3+HCl=NH4Cl(生成白烟) = (生成白烟) NH3+CO2+H2O=NH4HCO3(碳铵) 碳铵) =
氯气管道发生泄露, 氯气管道发生泄露,可用蘸 有浓氨水的棉球检验,为什么? 有浓氨水的棉球检验,为什么?
2NH3(不足)+ 3Cl2=N2+6HCl 不足) 8NH3(过量)+ 3Cl2=N2+6NH4Cl 过量)
NH3↑+H2O +
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与碱反应: 与碱反应: NH4++OH- 受热分解: 受热分解:
①不稳定酸的铵盐
NH4HCO3,(NH4)2CO3,(NH4)2SO3,NH4HSO3
②挥发性酸的铵盐
NH4I? 气体遇冷形成白色固体
③氧化性酸的铵盐
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(4)用途:可作氮肥,制炸药,作焊药 用途:可作氮肥,制炸药,