《高一化学氮族元素ppt》 课件

周红杰课件 07.9 周红杰课件 07.9 主题1：氮族元素 在周期表中位置？ 7N(氮) 15P (磷) 33As (砷) 51Sb (锑) 相似性 递变性 1、最外层都有5个 电子，主要化合价 2、气态氢化物的 通式： 3、最高价氧化物对 应的水化物通式为 原子结构单质物性化学性质 核电荷数增大、电子层增多 原子半径增大 熔沸点先升高后降低 单质密度增大 单质氧化性减弱 最高价氧化物对应水化物的酸性减 弱 氢化物的稳定性减弱 83Bi (铋) 第A 族 元素符号和名称？ HRO3 或H3RO4 RH3 -3、+3和+5 nS2np3 nS nP 氮族元素的第一电离能比同周期的碳族、氧族元素大！氮族元素的第一电离能比同周期的碳族、氧族元素大！ 周红杰课件 07.9 主题2：氮及其化合物 一、氮气（N2） 1、氮的原子结构 知识主线(化合价变化)： N N N N N -3 0 +2 +4 +5 NH3 N2 NO NO2 HNO3 （NH4+）（N2O4）（NO3-） N2的电子式： 电子排布式：电子排布式： 1S22S22p3 氮气（N2）的分子结构式为：NN，键能大，结 构非常稳定。所以化学性质不活泼“惰” 周红杰课件 07.9 2.化学性质： 3.氮的固定： 4.制法： 实验室制少量：实验室制少量： N2+3H2 2NH3 高温高压 催化剂 点燃 放电 （氧化性） 人工固氮 自然固氮 （氧化性） （还原性） N2 化合态氮 根瘤菌 将氮单质变成化合物将氮单质变成化合物 N2+O2 2NO N2+3Mg Mg3N2 ( (淡黄色淡黄色) ) ( (从氧化还原角度从氧化还原角度) ) 工业上工业上: :分离液态空气分离液态空气 2NH3+3CuO=3Cu+3H2O+N2 周红杰课件 07.9 空 气液态空气 氮 气 氧 气 沸点：-196 沸点：-183 液化 先气化 后气化 N2的制法：分离液态空气 不是不是“ “蛋糕蛋糕” ” “ “蛋蛋” ”扶你走路，扶你走路，“ “羊羊” ”负你爬山！负你爬山！ 周红杰课件 07.9 二、氮的氧化物 N2O NO N2O3 NO2（N2O4） N2O5 1、一氧化氮 无色、有毒(与血红蛋白结合)、难溶于水的气体；极易与氧 气反应生成二氧化氮；“明星分子” 2NO+O2 = 2NO2 2、二氧化氮 红棕色、有刺激性气味的有毒的气体；易液化；密度比空 气大。溶于水跟水反应生成硝酸和一氧化氮。强氧化性； 与N2O4（无色）可相互转化。 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO NO2+SO2=NO+SO3 2NO2 N2O4 NO2+2KI+H2O=NO+2KOH+I2 能用湿润的淀粉KI试纸鉴别NO2和溴蒸气吗？ 通常情况下纯的二氧化氮是纯净物吗？ 有哪几种？有哪几种？ 周红杰课件 07.9 氮的氧化物NO与NO2的性质比较 无色，刺激性气味 红棕色，刺激性气味 有毒（机理同CO） 有毒 NONO2 物性 毒性 与水 与O2 与O2、 H2O 与NaOH 制备 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO34NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O 3Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2+2NO+ 4H2O Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2+ 2NO2 + 2H2O 无色、难溶红棕色、易溶、刺激性味 周红杰课件 07.9 小结：NONO I I2 2 +NO+KOH+NO+KOH NONO 2 2 N N2 2 NaNONaNO 2 2 HNOHNO 3 3 SOSO 3 3 +NO+NO N N2 2O O4 4 2 2NO+ONO+O 2 2 =2NO=2NO 2 2 3NO3NO 2 2 +H+H 2 2 O=2HNOO=2HNO 3 3 +NO+NO 4NO+3O4NO+3O 2 2 +2H+2H 2 2 O=4HNOO=4HNO 3 3 4NO4NO 2 2 +O+O 2 2 +2H+2H 2 2 O=4HNOO=4HNO 3 3 6NO6NO x x +4xNH+4xNH 3 3 =(3+2x)N=(3+2x)N 2 2 +6xH+6xH 2 2 O(O(催化剂催化剂) ) NONO 2 2 +NO+2NaOH=2NaNO+NO+2NaOH=2NaNO 2 2 +H+H 2 2 OO NO2+SO2=NO+SO3 NO2+2KI+H2O=NO+2KOH+I2 周红杰课件 07.9 能力思维方法 【例1】Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内 有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这 三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。下列 关于NO的叙述不正确的是( ) A. NO可以是某些含低价N物质氧化产物 B. NO不是亚硝酸酐 C. NO可以是某些含高价N物质的还原产物 D. NO是棕色气体 D D 周红杰课件 07.9 【例2】NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的 NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记 忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点。NO亦被称为“明 星分子”，试回答下列问题： （1）NO的危害在于 （填以下项目的编号）。 A. 破坏臭氧层 B. 高温下能使一些金属被氧化 C. 造成酸雨 D. 与人体血红蛋白结合 （2）在含Cu+离子酶活化中心中，亚硝酸根离子可转化为NO， 写出Cu+和亚硝根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式 。 （1）A.破坏臭氧层。主要是因为NO易形成光化学烟雾，存 在如下循环：NO2+能量NO+O，O2+OO3。易反应的O3 又与烃类等进行一系列复杂化学反应，生成能与NO反应的自 由基，由此形成光化学烟雾。选项C，造成酸雨，因为NO易 被氧化成NO2，NO2遇水生成HNO3。选项D，NO同CO一样 ，易与人体中血红蛋白结合，使人体缺氧而中毒。 A A C C D D （2）Cu+NO2-+2H+=Cu2+NO+H2O 周红杰课件 07.9 （3）在常温下，将NO气体压缩到1.01107Pa，在一个 体积固定的容器里加热到50。发现气体的压强迅速下 降，压强降至略小于原压强2/3就不再改变，已知其中一 种产物为N2O，写出上述变化的化学方程式。 （4）解释（3）中为什么最后的气体总压强小于原压强 的2/3？ （3）3NO=N2O+NO2 （4）存在平衡2NO2 N2O4，所得气体的 物质的量略小于原气体的2/3。 周红杰课件 07.9 拓展：氮的氧化物跟氧混合后溶于水的数量分析 周红杰课件 07.9 例1同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积 混合的2种气体，它们是NO和NO2；NO2和O2；NH3和N2 。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余 气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是 ( ) A. V1 V2 V3 B. V1 V3 V2 C. V2 V3 V1 D. V3 V1 V2 B 有关反应为：3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3。 各取气体4体积，则剩余气体：中为(4+4/3)体积NO； 中为3体积O2；中为4体积N2 。 例2某NO和NO2的混合气体,在标准状况下的密度为1.875 g/L。将盛此气体的试管倒立在水槽中,到水位不再上升为止,剩 余气体的体积为原混合气体的 ( ) A. 1/2 B. 1/3 C. 1/4 D. 1/5 A 混合气平均相对分子质量为1.87522.4=42。据十字交 叉法求得NO和NO2的体积比为1：3。设原为4体积，则反应 后体积为2。 周红杰课件 07.9 【解析】题题中没有明确剩余5mL是何种气体,故有 两种可能： (1)当剩余5mL O2时时肯定无NO2,设设NO2体积为积为 x 由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可得x+x/4+5=40,x=28, 即NO228mL,O212mL,V(NO2)V(O2)=73. (2)当剩余5ml为为NO时时,肯定无O2,设设O2为为y, 由4NO2+O2+2H2O=4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO, 可得4y+y+15=40,y=5, 即NO235ml,O25mL,V(NO2)V(O2)=71, 例3由NO2和O2组成的混合气40mL,通过足量的水吸 收后剩下5mL气体,则原混合气体中NO2和O2的体积比 为( ) A. 13 B. 11 C. 71 D. 73 CD 周红杰课件 07.9 【例4】同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满 NH3 NO2，进行喷泉实验，经充分反应后，瓶内溶液的物 质的量浓度大小关系为 ( ) A. B. C.= D.不能确定 延伸拓展 C 设圆底烧瓶的体积为VL，所含气体的物质的量为x mol。 则：c(NH3)=x/V mol/L 而3NO2+H2O=2HNO3+NO， c(HNO3)=2x/3 mol/2/3VL= x/V mol/L 规律：只要在同温同压下，单一气体（或某一气体中 混有空气）如进行“喷泉”实验（在H2O中）后所得溶液 的浓度均相同。它与液体上升高度无关。如在标准状况 下，则浓度为1/22.4 mol/L。 周红杰课件 07.9 【例5】有混合气体X，它是由NO、H2、CO2组成， 通入足量的Na2O2后，变成混合气体Y，将Y用电火花 引燃使其充分反应，只得到浓度为70%的HNO3溶液， 无其他任何气体，求X中各气体体积之比。 【解析】设NOamol，H2bmol，COcmolO2c/2mol 2H2+O2=2H2O 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 2 1 4 3 4 b b/2 a (c/2-b/2) a 4/a=3(c/2-b/2) 63a/(30a+2b+32c/2)=70% 2c-2b=3a 8c+b=30a 解得：a=b/2、c=7b/4 abc=b/2b7b/4=247 周红杰课件 07.9 三、氨 NH3 1、结构：型，键构成的分子。 2、物性：色，气味，密度比空气， 易，溶于水的气体。 3.化学性质(从结构角度分析) 三角锥 极性极性 无 刺激性 小 液化极易 （1：700） (1)氨分子中N元素为-3价处于最低价 4NH35O2 = 4NO6H2O Pt 8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2 2NH3+3CuO=3Cu+3H2O+N2 为什么NH3易液化、极易溶于水？ N元素电负性大、原子半径小，氨分子间 及氨分子与水分子间能形成氢键 作制冷剂 4NH3+3O2(纯氧)=2N2+6H2O 还原性 周红杰课件 07.9 讨论：氨水的成份？ 三分子：H2O、NH3H2O(主)、NH3； 三离子：OH-、NH4+、H+。 注意：氨水溶质按NH3计 氨水的密度小于1 (3)与水反应： (2)氨分子中N原子上有孤对电子 碱性： 络合性：Ag+2NH3Ag(NH3)2+ Cu2+4NH3Cu(NH3)42+ ( (深蓝色深蓝色) ) (与酸反应生成铵盐) (形成配离子) 可形成配位键 (与挥发性酸生白烟) 周红杰课件 07.9 （4）与CO2反应： NHNH 3 3 + CO + CO 2 2 + H + H 2 2 O = NHO = NH 4 4 HCOHCO 3 3 NHNH 3 3 + CO + CO 2 2 + H + H 2 2 O + O + NaClNaCl =NH =NH 4 4 Cl + NaHCOCl + NaHCO 3 3 2NH3 + CO2 CO(NH2)2 + H2O 一定温度 一定压强 CO(NH2)2 + 2H2O (NH4)2CO3 微生物 ( (尿素尿素) ) ( (氨碱法制纯碱氨碱法制纯碱) ) 周红杰课件 07.9 4 4、制备、制备 (1)(1)工业制法工业制法 (2)(2)实验室制法实验室制法 反应原理反应原理： 2 2NHNH 4 4 Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH) 2 2 =CaCl=CaCl 2 2 +2NH+2NH 3 3 +2H+2H 2 2 OO 药品药品：固体：固体NHNH 4 4 ClCl，消石灰消石灰( (或浓氨水、或浓氨水、CaOCaO) ) 装置装置：固固加热：固固加热( (或液固不加热或液固不加热) ) 干燥干燥： 工业合成氨：N2 + 3H2 2NH3 用碱石灰或生石灰 能用酸性干燥剂吗？能用种性干燥剂无水氯化钙吗？ 周红杰课件 07.9 作用？ 浓氨水 生石灰或 NaOH固体 检 验: （1）用湿润的红色石蕊试纸（变蓝） 或酚酞试纸(变红) （2）蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口（产生白烟 ） 减少与空气的对流， 得到更纯净的氨气 周红杰课件 07.9 从某些方面看，氨和水相当；NH4+和H3O+相当； NH2-和OH-相当；NH2-(或N3-)和O2-相当。 （1）写出液氨电离的方程式 （2）完成下列反应： Na + NH3 = . CaO + NH4Cl = . Mg(NH2) 2 = . NH4Cl + NaNH2 = . 练吧练吧 2Na + 2NH3 = 2NaNH2+H2 CaO +2NH4Cl = CaCl2 + 2NH3+H2O 3Mg(NH2 )2 = Mg3N2 + 4NH3 NaCl + 2NH3 2NH3 NH2-+NH4+ 周红杰课件 07.9 5 5、用途、用途 氨 制硝酸制铵盐 、制纯 碱 制尿素 制纤维、塑料、染料 制医用稀氨水、 作制冷剂 周红杰课件 07.9 小结: N N2 2 +H+H 2 2O O N N2 2+ + CuCu + +H H2 2O O Cu(NHCu(NH 3 3) )4 4 2+2+ NHNH 3 3 NHNH 3 3 HH 2 2O O NHNH 4 4 ClCl NHNH 4 4 NONO 3 3 (NH(NH 4 4) )2 2 SOSO 4 4 NHNH 4 4 H HCOCO 3 3 N N2 2 +NH+NH 4 4 ClCl NONO + +H H2 2O O CO(NHCO(NH 2 2) )2 2 COCO 2 2 180 180 200atm200atm Ag(NHAg(NH 3 3) )2 2 + + CaClCaCl 2 2 8 8NHNH 3 3 不能用无水氯不能用无水氯 化钙干燥氨气化钙干燥氨气 周红杰课件 07.9 NH3+ H2O NH3H2O NH4+OH- NH3+HCl=NH4Cl NH3+HNO3=NH4NO3 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 NH3+H2SO4=NH4HSO4 NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 4NH3+3O2(纯氧)=2N2+6H2O 4NH3+5O2=4NO+6H2O(催化剂加热) 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl 2NH2NH 3 3 +3CuO=3Cu+N+3CuO=3Cu+N 2 2 +3H+3H 2 2 OO 2NH2NH 3 3 +Ag+Ag + + =Ag(NH=Ag(NH 3 3 ) ) 2 2 + + 4NH4NH 3 3 +Cu+Cu2+ 2+=Cu(NH =Cu(NH 3 3 ) ) 4 4 2+2+ 8NH8NH 3 3 +CaCl+CaCl 2 2 = CaCl= CaCl 2 2 8NH8NH 3 3 2NH2NH 3 3 +CO+CO 2 2 =CO(NH=CO(NH 2 2 ) ) 2 2 +H+H 2 2 O(180O(180,200atm),200atm) 周红杰课件 07.9 1.都是离子化合物， 3.与碱反应 NH4+OH- = NH3H2O NH4+OH- = NH3H2O(稀溶液中) 2. NH4+水解呈酸性 NH4+H2O NH3H2OH+ 含有离子键、极性键和配位键， 应用： 实验室制氨气 2NH4ClCa(OH)2 = CaCl22H2O2NH3 检验铵离子的存在 取少量固体放入试管中，加入苛性钠溶液，加热， 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色。 思考：NH4HSO4与NaOH溶液反应的离子方程式？ 都易溶于水 。 （注意：固体反应不写离子方程式） 四、铵盐四、铵盐 与NaOH量多少相关！先反应H+再反应NH4 +。 正四面体 周红杰课件 07.9 4.不稳定性受热易分解 NH4Cl = NH3HCl (但遇冷NH3HCl = NH4Cl) NH4HCO3= NH3H2OCO2 注意：并非所有的铵盐受热都有NH3放出。 思考：NH4I加热分解产物？ (NH4)2SO4= 2NH3H2SO4 思考：1.不用其它试剂能否鉴别NaHCO3、NH4HCO3、NH4Cl 2NH4NO3 = 2N2 O2+ 4H2O NH4NO3 = N2O+ 2H2O 2.舞台上的幕布与布景多是用浓氯化铵溶液浸过制成的， 可以防火其原因是_ 氯化铵受热分解时吸热降温，同时生成不易燃的气体氯化铵受热分解时吸热降温，同时生成不易燃的气体HClHCl与与 NHNH 3 3 能隔绝空气故用能隔绝空气故用NHNH 4 4 ClCl溶液浸过的幕布可以防火溶液浸过的幕布可以防火 ( (HHI I不稳定会分解不稳定会分解) ) 用用Ba(OHBa(OH) ) 2 2 溶液溶液 周红杰课件 07.9 1.1.下列分子或离子结构不属于正四面体的是下列分子或离子结构不属于正四面体的是( )( ) ( (A)PA)P4 4 (B)NH (B)NH 4 4 + + (C)NH (C)NH3 3 (D)H (D)H 2 2O O CDCD 2.2.下列各组气体，在常温常压不发生反应下列各组气体，在常温常压不发生反应( )( ) A.NA.N 和 和H H B.NO B.NO和和O O C.NH C.NH 3 3 和和HClHCl D.NHD.NH 3 3 和和O O 2 2 ADAD 练吧 3.3.用化学方法以区别溴蒸气和二氧化氮两种红棕色气体用化学方法以区别溴蒸气和二氧化氮两种红棕色气体 的试剂是（的试剂是（ ） ( (A)ClA)Cl2 2 (B) (B)淀粉淀粉KIKI试纸试纸 ( (C)C)水 水 ( (D)D)硝酸银溶液硝酸银溶液 CDCD 4.4.下列物质分解后不留残渣的是（下列物质分解后不留残渣的是（ ） ( (A)NaHCOA)NaHCO3 3 (B)NH(B)NH 4 4 HCOHCO3 3 (C)NH (C)NH 4 4 ClCl (D)Cu(NO(D)Cu(NO 3 3) ) 2 2 BCBC 5.5.作为炸药的铵盐是作为炸药的铵盐是( ( ) ) ( (A)A)硫酸盐硫酸盐 ( (B)B)盐酸盐盐酸盐 ( (C)C)硝酸盐硝酸盐 ( (D)D)碳酸盐碳酸盐 C C 周红杰课件 07.9 能力能力 训练训练 1.氯化铵浓溶液与Mg、Na2SiO3、NaAlO2的反应原理？ 2.已知NH3结合H能力比结合Ag强。 (1)要使Ag(NH3)2+ 转化为自由的Ag，应加入的试剂 名称是。 (2)某固体混合物可能由AgNO3、Al(NO3)3、NaOH和 NH4Cl四种物质中的某几种组成。取少量固体加入 蒸馏水完全溶解得到无色溶液， 若再加入盐酸，先产生沉淀，后沉淀溶解，则固体 成分？ 若再加入过量的稀硝酸得到白色沉淀，则固体成分？ 硝酸（不能用盐盐酸或硫酸） Ag(NH3)2+2H=Ag+2NH4+ Al(NO3)3、NaOH AgNO3、NaOH和NH4Cl 周红杰课件 07.9 1、 纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体 5、常用浓硝酸的质量分数为69%，质量分数 为98%以上的浓硝酸通常叫做“发烟 硝酸”。 4、 硝酸能以任意比溶解于水； 3、 密度比水大； 五、硝酸（HNO3） 开瓶瓶口有白雾：发烟 硝酸；挥发性酸用浓硫 酸制取；与浓氨水产生 白烟；参与化学反应温 度不宜过高 硝酸的物理性质 2、 低沸点（83）、易挥发。在空气中遇水蒸气呈白雾状； 周红杰课件 07.9 思考:下列物质的溶液在长期放置的过程中因 被氧化而成黄色的是 （ ） A.浓硝酸 B.工业盐酸 C.氯化亚铁 D.浓溴水 E.KI溶液 HNO3 1、不稳定性 浓硝酸呈黄色的原因是什么？如何消除黄色？ 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。 浓HNO3 、AgNO3 、氯水、溴水等。 常见的需要放在棕色瓶中的试剂有哪些? 4HNO3 2 H2O + 4 NO2 + O2 或光照 硝酸的化学性质 硝酸的浓度越大，越容易分解 CE 周红杰课件 07.9 2 2、酸的通性、酸的通性 （1 1）与指示剂作用）与指示剂作用 （2 2）与活泼金属反应不产生）与活泼金属反应不产生H H 2 2 。 （3 3）与碱和碱性氧化物反应：）与碱和碱性氧化物反应： 比较与CuO、FeO的反应 （4 4）与）与盐盐反应：反应： 稀硝酸与石蕊试液变红，加热不褪色， 浓硝酸与石蕊试液变红，加热褪色 比较与Na2CO3、Na2SO3 的反应 【思考思考】1. 1.在不打开瓶盖的情况下如何鉴别三瓶失去标签在不打开瓶盖的情况下如何鉴别三瓶失去标签 的液体：浓的液体：浓HClHCl、浓浓HH 2 2 SOSO 4 4 、浓浓HNOHNO 3 3 。 2. 2. 只用蓝色石蕊试纸如何鉴别以上三瓶失去标签的液体只用蓝色石蕊试纸如何鉴别以上三瓶失去标签的液体 1. 1.棕色液中的是棕色液中的是浓浓浓浓HNOHNO 3 3 ，粘稠状的是粘稠状的是HH 2 2 SOSO 4 4 ，余下的是余下的是浓浓浓浓HCl HCl 2. 2.将三种试剂滴到湿润的蓝将三种试剂滴到湿润的蓝 色石蕊试纸上，再加热。色石蕊试纸上，再加热。浓浓 硝酸：变红色硝酸：变红色红色褪去（具红色褪去（具 有酸性、氧化性）；有酸性、氧化性）；浓硫酸浓硫酸 ：变红色：变红色变黑色（具有酸性变黑色（具有酸性 、脱水性）；、脱水性）；浓盐酸：变红浓盐酸：变红 色色红色不变（具有酸性）红色不变（具有酸性） 周红杰课件 07.9 3、强氧化性 与还原性物质反应：如金属单质、非金属单质 Fe2+、I-、S2-、SO2等。 1）与金属反应 (不产生氢气，N元素被还原) 一般规律： 金属 稀硝酸 浓硝酸 高价金属 + NO2 高价金属 + NO a.几乎和所有金属（除金、铂等少数金属外） b.与任何金属反应均不生成H2 ，说明呈现氧化性 的不是H+而是HNO3,但由于H+的量决定HNO3的量， 所以硝酸发生化学反应时要特别关注H+的浓度 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 周红杰课件 07.9 c.与金属反应硝酸既起氧化剂的作用，又起 酸的作用 d.铁、铝遇冷浓HNO3发生钝化，其原因是在铁 、铝表面氧化生成一层致密的氧化膜，阻止 反应进一步发生 e.Cu等较不活泼的金属与浓硝酸反应得到NO2， 与稀HNO3反应得NO,可以以此反应制NO2和NO气体 f.Mg、Zn、Fe等较活泼的金属与稀HNO3反应根 据稀HNO3的浓度不同可得NO、N2O、 N2、NH4NO3 等不同产物。 g.硝酸与变价金属（如Fe）反应，根据硝酸 的量的多少分别得到低价、高价或两种价态 共存的混合物。 周红杰课件 07.9 B C P S I2 + HNO3（浓） H3BO3 CO2 H3PO4 H2SO4 HIO3 + NO2 2）浓硝酸与非金属的反应（C、S等） C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O 周红杰课件 07.9 如含S2- 、SO32- 、Fe2+ 、 I-等的化合物反应。 3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O 3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+4H2O 3Fe2+ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO+ 2H2O 王水:浓硝酸和浓盐酸的体积比为 13 的混合物 周红杰课件 07.9 1.1.下列反应中下列反应中HNOHNO既表现氧化性又表现酸性的是既表现氧化性又表现酸性的是 （ ） ( (A)C+A)C+浓浓HNOHNO3 3 (B)FeO+HNO (B)FeO+HNO3 3 (C)Fe(C)Fe 2 2O O3 3 +HNO+HNO3 3 (D) Cu+ (D) Cu+浓浓HNOHNO 3 3 BDBD 2.2.利用下述反应制相同质量的硝酸铜时，从理利用下述反应制相同质量的硝酸铜时，从理 论上看，消耗硝酸质量最多的是论上看，消耗硝酸质量最多的是 ( (A)Cu+A)Cu+浓浓HNOHNO3 3 (B)Cu+ (B)Cu+稀稀HNOHNO3 3 (C)CuO+HNO(C)CuO+HNO3 3 (D) Cu(OH) (D) Cu(OH) 2 2 +HNO+HNO 3 3 A A 反馈吧反馈吧 周红杰课件 07.9 3.某溶液能与Al作用产生H2，则该溶液可能 大量共存的离子组合是（ ） A.Na+ 、NO3- 、Fe2+ 、K+ B.Cl- 、Na+ 、Fe2+ 、K+ C.K+ 、I- 、NO3- 、H+ D. NO3- 、 Na+ 、NH4+ 、 HCO3- B 4. 不同浓度的硝酸分别与足量的锌完全反 应，还原产物分别是NO2、 NO和NH4NO3 ，若这 些产物的物质的量相等，则参加反应的HNO3 的 物质的量之比是（ ） A.2: 4: 5 B.1: 2: 5 C.1: 2: 2 D.1: 1: 1 B 周红杰课件 07.9 4. 4.与有机物的反应与有机物的反应 硝化反应：硝化反应： 硝基苯、三硝基甲苯硝基苯、三硝基甲苯( (TNT)TNT) +HNO+HNO 3 3 浓硫酸浓硫酸 NONO2 2 +H +H 2 2O O 酯化反应：酯化反应： 硝酸乙酯、硝化甘油、硝化纤维（无烟火药）硝酸乙酯、硝化甘油、硝化纤维（无烟火药） CHCH 3 3 CHCH 2 2 OH+HNOOH+HNO 3 3 浓硫酸浓硫酸 CHCH 3 3 CHCH 2 2 ONOONO 2 2 +H+H 2 2O O 与含有苯环结构的蛋白质作用，呈与含有苯环结构的蛋白质作用，呈黄色黄色。 55-6055-60 周红杰课件 07.9 在欲鉴别的试样里,加入浓H2SO4和Cu片共热,如 有红棕色的NO2产生,就可以证明它是硝酸盐.(若 为稀溶液,应先将溶液浓缩) Pt 800 实验室制法: NaNO3 + H2SO4 (浓)=NaHSO4 + HNO3 工业制法: 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 4NO + 3O2 + 2H2O 4HNO3 NaNO3 + H2SO4 (浓)=NaHSO4 + HNO3 Cu + 4HNO3 (浓)=Cu(NO3 ) 2 + 2NO2 + 2H2O 尾气处理: NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH = NaNO3+NaNO2+H2O NO3-的检验 周红杰课件 07.9 5、硝酸的制备 实验室制法： NaNO3 +H2SO4(浓)= NaHSO4 + HNO3 工业生产： NH3 NO NO2 HNO3 药品：固体硝酸钠，浓硫酸 装置：固液加热（曲颈甑） 收集：冷凝 4NH3+5O2=4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 尾气处理：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O 周红杰课件 07.9 H H2 2 SOSO4 4 H H2 2 O NOO NO 2 2 Cu(NOCu(NO 3 3) ) 2 2 NO NO 2 2 HNOHNO 3 3 H H2 2 0 NO0 NO2 2 O O2 2 酸的通性酸的通性 COCO2 2 H H2 2 O NOO NO 2 2 H H3 3 POPO4 4 NO NO 2 2 钝化钝化 S HS H 2 2 O NOO NO H H2 2 SOSO 4 4 NO NO FeFe3+ 3+ NO NO (I(I 2 2 )Br)Br 2 2 NO NO C C6 6H H5 5 NONO 2 2 CHCH 2 2 ONOONO 2 2 | | CHONOCHONO 2 2 | | CHCH 2 2 ONOONO 2 2 NaNa 2 2 SOSO 4 4 NO NO 小结 周红杰课件 07.9 4HNO3=2H2O+4NO2+O2 C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H20 P+5HNO3(浓)=H3PO4+5NO2+H2O S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+4H2O 3SO2+2H20+2HNO3(稀)=3H2SO4+2NO 周红杰课件 07.9 3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O 6Br-+2NO3-+8H+=3Br2+2NO+4H2O 3Na2SO3+2HNO3=3Na2SO4+2NO+H2O C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O CH2OH CH2ONO2 | | CHOH+3HNO3 CHONO2+3H2O | | CH2OH CH2ONO2 周红杰课件 07.9 例把7.2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中，充 分反应后剩余固体1.6g，产生NO2和NO的混 合气体0.08mol。若不考虑N2O4的存在，则原 HNO3溶液的物质的量浓度为 ( ) A 3.5mol /L B 4.5mol /L C 7.0mol /L D 9.0mol /L C 电子守恒 原子守恒 利用离子方程式计算 考点5、硝酸与金属反应的计算 周红杰课件 07.9 考点5、硝酸与金属反应的计算 n(总HNO3)=n(氧化剂)+n(酸介质)+n(余 ) n(总HNO3)=n(气体) + 2n(Cu2+) +n(余 ) n(总HNO3)=2n(Cu)+ 2n(Cu2+)+ n(余 ) n(NO3-)=2n(Cu2+)+ n(H+) 若Cu、Ag 若Cu、Ag 且浓HNO3 若剩余溶液 周红杰课件 07.9 Cu(NO3)2 HNO3 Cu 气体 ？ Cu(NO3)2 HNO3 Cu 气体 0.03mol 0.05mol 产生的气体与多少升O2混合后通入水中恰好完全吸收？ ？ 12mol/L 10mL 0.04mol 0.1mol HNO3 Cu 气体 0.05mol pH= ？ 0.03mol 0.03mol Cu(NO3)2 0.03mol 周红杰课件 07.9 考点5、硝酸与金属反应的计算 例将14g铜银合金与足量的HNO3反应，放 出的气体与标准状况下体积为1.12L的O2混合 后再通入水中，恰好全部吸收，则合金中铜 的质量为 ( ) A 3.2g B 4.8g C 6.4g D 10.8g A 周红杰课件 07.9 【例1】3.2 g铜与过量硝酸反应，硝 酸被还原为NO2和NO。反应后溶液中含 H+ a mol,则此时溶液中含NO3-的物质 的量为_mol。 【答案】(a+0.1)mol 周红杰课件 07.9 【例2】 (2000年上海市高考题)铜和镁 的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应 中硝酸被还原只产生4480 mL的NO2气体 和336 mL的N2O4气体（气体的体积已折 算到标准状况），在反应后的溶液中 ，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉 淀的质量为 ( ) A. 9.02g B. 8.51g C. 8.26g D. 7.04g B 周红杰课件 07.9 【解析】 此题如单纯用Cu、Mg分别与HNO3反应的结果 求出合金的物质的量组成而求得沉淀的质量， 那是相当繁琐的，如用整体思维，则沉淀的质 量为金属Cu、Mg的质量加上OH-的质量，由电子 守恒知: Cu、Mg的物质的量之和为 n(Cu,Mg)2=4.48L/22.4L/mol+0.336L/22.4L/ mol2,n(Cu,Mg)=0.115mol，故沉淀的质量为 4.6g+(0.115mol2)17g/mol=8.51g。 周红杰课件 07.9 【答案】B 【解题回顾】 某些化学计算题，往往会涉及多个反 应或物质，解题中如根据其整体性质或利 用内在联系，做整体处理，就能开拓思路 ，迅速求解。 一题多解：本题还可用平均值法计算。 被还原的硝酸共0.23 mol(+5价N+4价N) ，4.6g铜和镁的合金为0.115 mol，故合金 的平均摩尔质量为4.6g/0.115mol=40g/mol ，氢氧化物的平均相对式量为： 40+172=74。故形成氢氧化物沉淀为 (4.6g40g/mol)74 g/mol=8.51g或 0.115mol74 g/mol=8.51g。 周红杰课件 07.9 【例3】 （2002年上海市高考题）0.03 mol铜完 全溶于硝酸，产生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混 合气体共0.05 mol。该混合气体的平均相对分 子质量可能是 ( ) A.30 B.46 C.50 D.66 【解析】该题用极值法来求解，产物NO的相对分子 质量是30，所以A选项是不可能的。 假设混合气体中是NO和NO2（此时平均相对分子质 量最小），则有以下关系： x+y=0.05 3x+y=0.06 解得：x=0.005 y=0.045 周红杰课件 07.9 则混合气体的平均相对分子质量为： (0.005mol30gmol-1+0.045mol46gmol- 1)/(0.005mol+0.045mol)=44.4 gmol-1 假使混合气体中是NO2和N2O4（此时平均相对分子质 量最大），则： x+y=0.05 x+2y=0.06 解得：x=0.04 y=0.01 则混合气体的平均相对分子质量为55.2。 混合气体的平均相对分子质量应满足44.4Mr55.2。 【答案】BC 【解题回顾】 此题较难，解题要有恒心，不要急于求成。 周红杰课件 07.9 例4、有一含0.04 mol H2SO4、0.04 mol HNO3的混合 稀溶液，加入足量的铜粉，加热充分反应，最终可 产生气体的物质的量是 （ ） A、0.01 mol B、0.03 mol C、0.04 mol D、0.01-0.03 mol B 例5、76.8 mg Cu与足量浓硝酸反应，铜作用 完全后，如果NO3-减少210-3 mol，则溶液中 H+同时下降（ ） A、2.2 10-3 mol B、3.2 10-3 mol C、4.4 10-3 mol D、4.8 10-3 mol C 周红杰课件 07.9 课 后 热 身 1(2000年全国高考题)下列块状金属在常温下 能全部溶于足量浓HNO3的是 ( ) A. Ag B. Cu C. Al D. Fe 225.6 mgCu跟含有1.410-3 mol的硝酸恰好完 全反应，反应完毕后收集到的气体在标准状况 下的体积为 ( ) A7.84 mL B13.44 mL C15.68 mL D17.92 mL 【解析】n(Cu)=0.4mmol,生成0.4mmolCu(NO3)2, 故生成气体为1.4mmol-0.4mmol2=0.6mmol， 气体体积为0.622.4=13.44。 AB B 周红杰课件 07.9 3下列各组离子在溶液中，因发生氧化还 原反应而不能大量共存的是 ( ) AAl3+、NO3-、CO32-、Na+ BFe2+、H+、NO3-、Cl- CFe3+、Na+、SCN-、Cl- DI-、H+、Na+、NO3- BD 周红杰课件 07.9 4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 （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H2( ) （5）氧化铜溶于硝酸( ) （6）不用硝酸制SO2气体( ) （7）用铁槽存放浓硝酸( ) （8）检验SO42-时不能先用硝酸酸化( ) A AB A A A A A B 周红杰课件 07.9 例1、某课外兴趣小组为探究Cu与稀硝酸反应 生成的NO气体设计了如图所示装置，请回答 ： 周红杰课件 07.9 （1）如何检验装置的气密性 关闭分液漏斗活塞及止水夹1、2，分别从U型 管的1、2长管口注入液体，若出现液面高度差 ，说明气密性好。 （2）实验开始时打开止水 夹和分液漏斗活塞，先在 管2中加浓硝酸与橡皮塞接 触然后关闭止水夹1、2， 从管1长管加入稀硝酸至橡 胶塞，关闭分液漏斗活塞 。为加快反应速率，应采 取什么措施 . 周红杰课件 07.9 （3）实验中硝酸与Cu的反应，能否自动停止 .为什么 . （4）在实验中，证明生成的无色气体是NO的操 作是： . 能 随反应生成气体增多，压强增大，液面下降， 当液面脱离铜丝时，反应停止。 将分液漏斗活塞打开，使无 色气体进入分液漏斗中，若 无色气体边为红棕色，证明 无色气体为NO。 周红杰课件 07.9 （5）关闭漏斗活塞打开止水夹1，NO气由 管1进入管2，同学们意外发现在管2短管上 部出现红棕色气体层，且浓硝酸颜色变黄 ，此现象的原因是 ， 此过程的化学方程式为： 。 此现象说明 。 浓硝酸将NO气体氧化 成NO2，且部分NO2溶 于浓硝酸而现黄色 浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。 2HNO3+NO =3NO2+H2O 周红杰课件 07.9 （6）为防止生成的气体对环境造成 污染，实验完毕后应采取什么样的措 施？ 。 周红杰课件 07.9 思维拓展 例2.铁在热的稀硝酸中反应其主要还原 产物为N2O，而在冷的稀硝酸中反应，其主 要产物为NO，当溶液更稀时，还原产物是 NH4+，请分析下图回答有关问题： C(H+) a a b c d b c d n(Fe) V气体线 （标况） o 周红杰课件 07.9 1：假设在任意气体产生的曲线段内只有一种 还原产物，判断从o点到a点时还原产物应为 （ ） C(H+ ) c(H+)线 a a b c d b c d n(Fe ) V气体 （ 标况） o NO 2：判断从a点到b点时还原产物为（ ） 其原因是.反应放热 温度升高 N2O 周红杰课件 07.9 3.试配平由b到c点的化学方程式。 Fe + HNO3= Fe(NO3)3+ + H2O 4：已知到达d点时，反应完全结束，此时溶 液中主要的阳离子为( )且分析c、d点投 入金属铁的物质的量之比ncFe:ndFe=( ： ) C(H+ ) c(H+)线 a a b c d b c d n(Fe ) V气体 （ 标况） o Fe2+ NH4+ 2 3 NH4NO3 883039 周红杰课件 07.9 七、磷及其化合物 1 、磷有两种同素异形体： 白磷 和 红磷 2 、同素异构体： 由同种元素形成的不同的几种单质的现象 。 3、自然界中磷的存在： 化合态；主要以Ca3(PO4)2存在于磷矿石中 原因: 磷在空气中易被氧化 磷单质比N2活泼 物理性质 周红杰课件 07.9 4、白磷、红磷的物理性质 白磷 色、态 溶解性 毒性 着火点 白色蜡状红棕色粉末 不溶于水，溶于CS2不溶于水和CS2 剧毒无毒 40 , 易自燃240 红磷 保存 用途 密封，保存于冷水中密封，防止吸湿 制高纯度磷酸制安全火柴、火药 分子结构P4 正四面体 键角60结构复杂 (不作要求） 相互转化白磷红磷 隔绝空气加热到260 加热到416 ( 升华后冷却 ) 周红杰课件 07.9 白磷和红磷的比较 白磷红磷 分子结构 P4正四面体形，分子晶体结构复杂，分子晶体 颜色状态白色蜡状固体暗红色粉末 溶解性 不溶于水， 易溶于CS2 不溶于水， 也不溶于CS2 毒性剧毒（0.1g致死）无毒 着火点40（可自燃）240 熔点44升华 保存少量保存在水中密闭保存 相互转化 260 白磷 红磷 416（升华） 周红杰课件 07.9 1、白磷的分子结构： 2、红磷的分子结构 ： 结构复杂（不作要求 ） P4 （正四面