氮及其化合物(最新课件ppt)

一、氮气及氧化物
1．氮气
(1)物理性质
颜色 气味
溶解性
密度
①____ ②____ ③____溶于水 比空气④____
(2)化学性质
注意 (1)不能用向下排空气法收集N2， (2)N2化学性质不活泼，但N元素为活泼非金属元 素。
(3)氮的固定
2.氮的常见氧化物
思考1 如何鉴别NO2与溴蒸气？ 【提示】 由于NO2和Br2在性质上有不少相似性： ①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反 应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉－KI试纸、pH 试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以 用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4；③用水洗 法。
不用KI淀粉试纸鉴别NO2与溴蒸气。
(3)因在常温常压下发生反应2NO2 N2O4，所以通 常“纯净”的NO2或N2O4并不纯．由于此可逆反应的发 生，通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际 值。
2．氮的氧化物溶于水的计算 (1)方程式法 有关化学反应方程式 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO① 4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3② 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③ 2NO＋O2===2NO2④
①
②
③三角锥形 ④刺激性
⑤小 ⑥700 ⑦NH3＋H2O NH3·H2O ⑧白烟
⑨NH3＋HCl===NH4Cl
⑩4NH3＋5O2
催化剂 ==△===
4NO＋
6H2O
⑪2NH4Cl＋Ca(OH)2
△ =====
CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
⑫
N2＋3H2高催温化高剂压2NH3
三、铵盐
1．构成
②采用下图装置
①实验室不能用加热NH4Cl制取NH3，因为生成的 NH3和HCl遇冷会重新结合成NH4Cl。不能用NH4NO3代替 NH4Cl，因为NH4NO3加热时可能爆炸；也不能用 NH4HCO3或(NH4)2CO3，因为他们分解时还产生CO2；② 不能用NaOH代替Ca(OH)2与NH4Cl加热。因NaOH易吸
由①________和酸根离子通过②________键结合，
属③________化合物。
2．结构
NH
＋
4
的电子式④________；结构式⑤________；空
间构型⑥________。
3．物理性质
白色或无色晶体，⑦________溶于水。
4．化学性质
5．NH＋4 的检验 取少许样品(固体或溶液)与NaOH(固体或浓溶液)共 热，产生的气体能够使⑫________试纸变⑬______。
V(NO2)＝20mL，V(O2)＝5mL＋5mL＝10mL。
(2)若NO2相对于O2是过量的，则剩余的NO2会与
H2O反应生成NO，最终量筒内剩余的气体是5mL NO，
也即NO2相对于O2过量15mL，设O2的体积为y：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
4y
y
4y＋y＝(30－15)mL，解得y＝3mL，混合气体体积
组成为：
V(NO2)＝27mL，V(O2)＝3mL，故B正确。
答案 B
互动训练1 在一定条件下，将充满NO2和O2的试管 倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体的体积为原混合
气体体积的1/8，则原混合气体中NO2和O2的体积之比是
() A．8∶1
B．7∶3
C．Βιβλιοθήκη Baidu∶1
D．4∶1
解析 根据Ⅲ规律可知：若剩余气体为NO，则 [V(NO2)－4V(O2)]/3＝[V(NO2)＋V(O2)]/8，求得 V(NO2)∶V(O2)＝7∶1；若剩余气体为O2，则V(O2)－ V(NO2)/4＝[V(NO2)＋V(O2)]/8，求得V(NO2)∶V(O2)＝ 7∶3。
氮及其化合物
1．了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质及其 作用。
2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影 响。
本节重要知识有 N2、NO、NO2、NH3、HNO3、铵盐 的性质及用途，NH3 的制法，NH＋ 4 的检验等，主要考查硝 酸的强氧化性，如离子共存，氨气的性质、实验室制法及 相关探究性实验，硝酸与金属反应的相关计算，大气污染 等。硝酸的强氧化性一直是高考的热点，硝酸与金属的反 应也经常出现，预测 2013 年的高考中氮及其化合物知识 仍会与理论知识结合起来综合考查。
湿，使固体结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管。 ③不能用铵盐和碱的溶液制取NH3，NH3易溶于水。④因 为CaCl2吸收NH3形成CaCl2·8NH3，干燥不能用CaCl2，也 不能浓H2SO4干燥氨气。
2．喷泉实验 (1)喷泉实验的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压 强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而 形成喷泉。
③久置浓HNO3显黄色，是因为⑪_______，可用通 入⑫_____的方法除去黄色，反应方程式为⑬_______。
(3)强氧化性 ①与金属的反应：除⑭________外，大部分金属能 与HNO3反应。
a．Fe、Al 遇冷的浓 HNO3 能发生⑮______，故可用 铁铝质容器盛浓 HNO3。
② 与 非 金 属 反 应 ： 如 浓 HNO3 与 C 反 应 ⑱ __________。
不同情况及剩余气体的体积
(2)原子组成法 4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的 组成，即上述反应中的②③两种情况中的总反应式都与 N2O5＋H2O===2HNO3等效。这为上述问题的解决提供 了新的思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进 行分析判断。
<2∶5，剩余O2 N(N)∶N(O)＝2∶5，恰好完全反应
【提示】 不相同，NH4Cl固体受热分解成NH3和 HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气， 是物理变化。
四、硝酸 1．物理性质 颜色 气味 挥发性 溶解性 密度 无色 ①____ ②__挥发 ③__溶于水 比水④__ 2.化学性质 (1)强酸性：具有酸的通性，但与金属反应⑤______ 放出H2
3．氮的氧化物对大气的污染与防治 (1)
(2)
(3)
①无色
②无味
③不
④小
⑤N2＋O2
放电 =====
2NO
⑥N2＋3H2
高温高压 催化剂
2NH3
⑦N2＋3Mg
点燃 =====
Mg3N2
⑧
合成氨 ⑨自然固氮 ⑩无 ⑪红棕色 ⑫无 ⑬刺激性
⑭ 有 ⑮ 有 ⑯ 大 ⑰ 大 ⑱ 不 溶 ⑲ 2NO＋ O2===
(2)形成喷泉的条件 从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形 成足够大的压强差；从实验上讲，烧瓶内气体要充满， 气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。
①刺激性 ②易 ③易 ④大 ⑤不能 ⑥变红 ⑦ 先变红，后褪色 ⑧浓HNO3强于稀HNO3 ⑨4HNO3△==或==光= 4NO2↑＋O2↑＋2H2O ⑩棕色 ⑪HNO3 分解生成的NO2溶于HNO3中 ⑫O2 ⑬4NO2＋O2＋ 2H2O===2HNO3 ⑭Au、Pt ⑮钝化
⑯3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
浓氨水 中加固
浓氨水中存在以下平衡：NH3 ＋H2O NH3·H2O NH＋4 ＋ OH－，加入固态碱性物质(如
态碱性 CaO、NaOH、碱石灰等)，使
物质 平衡逆向移动，同时反应放
热，促进NH3·H2O的分解
气体发生装置
(1)干燥：通过盛碱石灰的干燥管 (2)收集：只能用向下排空气法
(3)验满 ①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝 色； ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产 生。 (4)尾气处理 ①收集时，一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿 的棉花球，可减少NH3与空气的对流速度，收集到纯净 的NH3，同时也可避免污染空气。
③氧化还原性化合物 如 FeO、Fe3O4、Na2S、H2S、 Na2SO3、KI、HBr、FeSO4 等。
稀HNO3与Fe2＋、SO32－反应的离子方程式分别为 ⑲_________________________________________、 ⑳________________________________________。 思考3 “浓HNO3与Cu反应产生NO2，稀HNO3与 Cu反应产生NO，则稀HNO3氧化性强。”这种说法对 吗？为什么？
答案 BC
考点二
氨气的实验室制法及喷泉实验
1.氨气的三种实验室制法
方法
反应原理
气体发生装置
加热NH4Cl 和Ca(OH)2 的混合物
2NH4Cl＋Ca(OH)2 ==△===2NH3↑＋ CaCl2＋2H2O
方法
反应原理
气体发生装置
加热浓氨水
△ NH3·H2O===== NH3↑＋H2O
方法
反应原理
①NH＋ 4 ②离子 ③离子 ④
⑤ NH3↑＋HCl↑
⑥正四面体形
⑦易
⑧NH4Cl
△ =====
⑨NH4HCO3
△ =====
NH3↑＋H2O↑＋CO2↑
⑩NH
＋
4
＋
OH－
△ =====
NH3↑＋H2O
⑪NH
＋
4
＋H2O
NH3·H2O＋
H＋ ⑫湿润的红色石蕊 ⑬蓝色
思考2 固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为 固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固 态碘，这两种现象的本质是否相同？
2NO2 ⑳ 3NO2 ＋ H2O===2HNO3 ＋ NO ○21 稀 HNO3 ○22 浓 HNO3 ○23 排水集气法 ○24 酸雨 ○25 血红蛋白 ○26 臭氧层 ○27 NO ○28 CO ○29 N2 ○30 CO2
二、氨
1．分子结构
电子式①______，结构式②______，空间构型
>2∶5，剩余NO
(3)电子守恒法
当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两 种气体与O2混合通入水中时，O2得电子，且得失电子数 必然相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。
例1 将30mL NO2和O2的混合气体通入倒置于水槽 且装满水的量筒中，充分反应后，量筒内剩余5mL气 体，则原混合气体的体积组成是( )
A．NO2：17mL；O2：13mL B．NO2：27mL；O2：3mL C．NO2：15mL；O2：15mL D．NO2：25mL；O2：5mL
解析 (1)若5mL是O2，则设参与反应的O2的体积 为x：
4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3
4x
x
4x＋x＝(30－5)mL，解得x＝5mL，体积组成为：
⑰Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋NO2↑＋2H2O ⑱C
＋4HNO3(浓)
△ =====
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
⑲3Fe2＋＋
NO
－
3
＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
⑳3SO
2－ 3
＋2H＋＋
2NO－ 3 ===2NO↑＋3SO24－＋H2O
考点一
氮的氧化物及其有关计算
1.NO和NO2 (1)NO、NO2均不属于酸酐，N2O3和N2O5分别是 HNO2和HNO3的酸酐。 (2)NO是无色还原性较强的气体，易被氧气氧化成
NO2；NO2是红棕色易溶于水且与水反应的气体，氧化 性强，能氧化SO2，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，但溴 蒸气也为红棕色，也能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，因此
【提示】 不对。在跟金属反应时，浓硝酸一般被 还原为NO2而稀硝酸一般被还原为NO的原因，可作如下 简单解释：硝酸越浓，氧化性越强，反应中即使生成了 氮的低价化合物，也会被浓HNO3氧化为氮的较高价氧 化物——NO2；硝酸较稀时，氧化能力较弱，生成氮元 素的较低价氧化物——NO，NO不会被稀HNO3进一步 氧化。
(2)不稳定性 ①HNO3见光或受热易分解，化学方程式⑨_______ _________________________________________________ _______________________________________________。
②浓HNO3存放在 ○10 ____细口瓶里，并置于阴暗 处。
③______
2．物理性质
颜色 气味 密度
溶解性
比空气 常温常压下，1体积的水 无色 ④____
⑤____ 能溶解⑥____体积NH3
3.化学性质
4．制法与用途 ①实验室制法：⑪___________________________ _____________________________________________。 ②工业制法：⑫____________________________ ____________________________________________。 ③用途：制HNO3、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂 等。