氮的氧化物和硝酸中小学PPT教学课件

mol/L。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全
部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水
g。
解析 (1)设反应得到的NO为x mol，NO2为y mol 解题思路为化合价升降相等（铜元素化合价的升
高等于N元素化合价的降低）
依据。
NO、NO2混合气与NaOH溶液的反应
发生如下反应：3NO2+H2O
2HNO3+NO，
NO2+NO+2NaOH
2NaNO2+H2O,将以上两个
反应合并得:2NO2+2NaOH
NaNO3+NaNO2+
H2O。
（1）当V（NO）>V(NO2)时，反应后剩余NO，体
积为V（NO）原-V（NO2）。
（2）当V(NO2)≥V(NO)时，最后无气体剩余。
②也可先将NO2和H2O反应转化为NO,按4NO+3O2
+2H2O
4HNO3情况处理。
③还可以利用混合气体中N、O原子个数比进行分
析判断：
n(N):n(O)
<2∶5 =2∶5 >2∶5
O2剩余 完全溶于水 剩余NO
2.原子守恒法
4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组
成，都与N2O5+H2O
（ A）
①1.2 mL ②2.4 mL ③3.6 mL ④4 mL
A. ①④ B.②③ C. ①③ D. ②④
解析 解题依据的化学反应原理为
4NO2+O2+2H2 O
4HNO3
3NO2+H2O
2HNO3+NO
设O2的体积为x mL，剩余的气体有两种可能：
（1）若剩O2，则V剩=x- 1（12-x）=2
2HNO3等效。当NO、NO2、
O2的混合气溶于水时利用混合气体中N、O原子
个数比进行分析判断。
n(N):n(O)
<2∶5 =2∶5 >2∶5
剩余O2 恰好完全反应 剩余NO
3.得失电子守恒法
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，O2得电子，且得失电子数 必然相等,这是得失电子守恒法解答此类题目的
且浓硝酸氧化性强于稀硝酸,所以浓硝酸中红色 迅速褪去，且产生红棕色气体NO2，对稀硝酸加 热可出现类似现象。
（4）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,生成氮的较低价氧化物——NO，NO不会被稀 HNO3进一步氧化。
2HNO3+NO
②
由②×2+①得
4NO2+O2+2H2O
4HNO3
③
由①×③+②×②
4NO+3O2+2H2O
4HNO3
④
③、④两式就是平时计算经常用到的关系式。
设剩余的5 mL为O2，则参加反应③的NO2和O2的总 体积为:50 mL-5 mL=45 mL
则原混合气体里,NO2的体积为:45 mL×4/5=36 mL O2的体积为：50 mL-36 mL=14 mL 即NO2与O2的体积比为：36∶14=18∶7。 设剩余的5 mL为NO，由②式得过量的NO2体积为 15 mL,则发生反应③的NO2和O2的总体积为50 mL -15 mL=35 mL
①与金属的反应
a.除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。
b.Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为：
Cu+4HNO3(浓）
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ,
3Cu+8HNO3(稀）
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 。
c.Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生 钝化 ，
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，
以NO
3
的形式存在于溶液中；一部分作为氧化
剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物
质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的 量。
（2）得失电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮 原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的
量。
NOx+NH3 N2+H2O。
二、硝酸 自我诊断 3.思考并回答下列问题： （1）酸的挥发性和不稳定性有何区别？ （2）酸性和氧化性有何统一和区别？ （3）在浓、稀硝酸中分别滴加紫色石蕊试液各有
什么现象发生？ （4）“浓HNO3与Cu反应产生NO2，稀HNO3与Cu反
应产生NO，则稀HNO3氧化性更强。”这种说法对 吗？为什么？
基础回归
1.氮气 （1）氮的固定
①含义：使空气中 游离态 的氮转化为化合态氮的
过程。
高能 固氮（约占10%） 自然固氮 生物固氮（约占90%） ②方法：
合成氨固氮 人工固氮 仿生 固氮
（2）氮气的性质
①物理性质
纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空 气中约占总体积的 4/5 。
②结构：电子式为
O2过量，剩余气体为O2 恰好完全反应 NO2过量，剩余气体为NO
（2）NO与O2同时通入水中：
2NO+O2
2NO2，3NO2+H2O
总反应方程式为：4NO+3O2+2HO2
当体积比：
2HNO3+NO 4HNO3
V(NO2):V(O2)
<4∶3 =4∶3 >4∶3
余O2 恰好完全反应 余NO
（3）NO2、NO、O2三种混合气体通入水中 ①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况 分别处理。
NaOH溶液的体积是
（ A）
A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL
解析 O2为氧化剂，Cu为还原剂，HNO3仅仅发生 了复分解反应，则n（Cu）=2n(O2)=0.15 mol， n(NaOH)=2n(Cu)=0.3 mol,V(NaOH)=
=0.06 L=60 mL，故选A。
则原混合气体里,O2的体积为：35 mL×1/5=7 mL, NO2的体积为：50 mL-7 mL=43 mL 即NO2与O2的体积为：43∶7。 答案 18∶7 43∶7
迁移应用1 将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量 筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气
体，则原混合气体中O2的体积是
基础回归
1.硝酸的物理性质 色味态： 无色有刺激性气味的液体 ；挥发性: 易挥发；水溶性：与水以任意比互溶；发烟硝酸：
质量分数大于98%的硝酸 。 2.硝酸的化学性质
(1)具有酸的通性，但考虑其酸性时需首先考虑到 其强氧化性。
注意 ①浓、稀HNO3对紫色石蕊试液作用，前者使 之先变红后褪色，后者只使之变红。
有毒 能溶
化 与O2反应 2NO+O2 学 性 质 与H2O反应
2NO2
3NO2+H2O 2HNO3+NOห้องสมุดไป่ตู้
实验室制法 （填化学方 程式）
3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+ 4H2O
Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O
与人体、环境 的关系
①与血红蛋白结合 使人中毒 ②转化成NO2形成
（4）与有机物的反应 ①硝化反应（如与苯反应）； ②酯化反应（如与纤维素反应）； ③颜色反应（如与蛋白质反应）。
要点精讲
要点一 氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法 1.加合式法
（1）NO2和O2混合气体溶于水的计算
由4NO2+O2+2H2O
4HNO3可知，当体积比：
V(NO2):V(O2)
<4∶1 =4∶1 >4∶1
【典例导析1】将容积为50 mL的量筒内充满二氧化
氮和氧气的混合气体，倒置量筒在盛满水的水槽
里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL。
则原混合气体中NO2和O2体积比可能是 或 。 解析 NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关 系式可由下列化学方程式推导出来。
2NO+O2
2NO2
①
3NO2+H2O
（2）铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过 量，Fe(NO3)3再和Fe反应生成Fe(NO3)2。
（3）铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时硝酸 的还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3 变稀，硝酸的还原产物为NO，最终应得到NO2 和NO的混合气体。
3.计算方法
（1）原子守恒法
3
进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
【典例导析2】足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝
酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体 与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体 完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加
入5 mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗
②金属与HNO3反应不产生H2。 ③比较HNO3与Na2CO3和Na2SO3的反应。(前者为复 分解反应，后者为氧化还原反应。) （2）不稳定性：浓硝酸显黄色，是因为 HNO3分
解产生的NO2溶解在硝酸中 ，说明浓硝酸具有 不稳定 性，化学方程式为 4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O 。
(3)强氧化性
得x=4，④正确。
4
（2）若剩NO，则V剩= 1［（12-x）-4x］=2， 得x=1.2，①正确。 3
要点二 金属与硝酸的反应
1.金属与HNO3反应的一般通式 （1）金属+浓硝酸 金属硝酸盐+NO2↑+H2O （2）金属+稀硝酸 金属硝酸盐+NO↑+H2O 2.反应规律
（1）金属与硝酸反应一般不生成H2。浓HNO3一 般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。
故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。
②与非金属反应
与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高
价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的
化学方程式为: C+4HNO3（浓）
CO2↑+
4NO2↑+2H2O 。
③与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、 SO2、HBr、HI、FeCl2等。 ④王水 王水由 浓硝酸 与 浓盐酸 按体积比1∶3混合所得， 具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。
，结构式为N≡N，氮
氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。
③化学性质
通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放 电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。
a.与H2反应： b.与O2反应： c.与Mg反应：
。 。 。
2.氮的氧化物
物理 性质
颜色 毒性 溶解性
NO 无色 有毒 不溶
NO2 红棕色
形成酸雨、光化 学烟雾
特别提示 ①氮的氧化物都是大气污染物。
②空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。 ③空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、 汽车尾气、硝酸工厂等。
④NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。
NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝：
2NO2+2KI
2KNO2+I2。
⑤NO、NO2均能与NH3发生归中反应生成N2。
第4讲 氮的氧化物和硝酸 基础盘点
一、氮气及氮的氧化物
自我诊断
1.用化学方程式表示“雷雨发庄稼”的原理。
① N2+O2
2NO ，
② 2NO+O2
2NO2 ，
③ 3NO2+H2O
2HNO3+NO 。
雨水中的HNO3进入土壤与矿物质作用生成
硝酸盐
，其中
NO
3
被植物根系吸收。
2.如何鉴别NO2与溴蒸气？ 答案 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。
答案 （1）二者有着本质区别。酸的挥发性是一 种物理性质,指的是酸以分子状态离开溶液逸出。 一般低沸点酸挥发性强。而不稳定性指化学性质, 指的是酸分子分解生成新的物质。
（2）酸性指酸中H+表现出的性质；氧化性有时 是H+表现出的性质,有时指酸根离子表现出的,即 其中心原子被还原，此时不生成H2。 （3）浓、稀硝酸均具有酸的通性，所以都可以 使紫色石蕊试液变红，但二者又都具有氧化性，
迁移应用2 将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸
反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标 准状况下的体积为11.2 L。请回答：
(1)NO的体积为
L，NO2的体积为
L。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a
mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化
成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为
（3）电荷守恒法
HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）则有：
c(NO
3
)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。
（4）离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸
盐中NO
3
在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属
反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先
作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或NO