2020版高三化学总复习专题5第3讲生产生活中的含氮化合物课件苏教版.pptx

第3讲 生产生活中的含氮化合物,-2-,考纲要求:1.了解氮及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。 2.了解氮及其重要化合物对环境的影响。,-3-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,氮及其氧化物的性质 导学诱思 下列说法中正确的是 。 NO2不能用排水法收集 NO不能用排水法收集 NO2与水反应中NO2只作氧化剂 NO2、NO均属于大气污染物,-4-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.氮及其氧化物的物理性质,2.氮及其氧化物的化学性质 (1)氮气的化学性质。 氮气的化学性质比较稳定,与H2、O2反应的条件比较苛刻: 与H2反应的化学方程式为 ; 与O2反应的化学方程式为 。,无色,无味,无毒,难溶,无色,难溶,红棕色,有刺激性气味,有毒,-5-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)氮的氧化物的化学性质。 写出上述过程中的化学方程式: ; ; 。 3.氮的氧化物对环境的影响 氮的氧化物对环境均有污染:形成硝酸型酸雨;形成光化学烟雾。,-6-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,易错辨析判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)固氮反应一定属于氧化还原反应( ) (2)氮的氧化物都是大气污染物( ) (3)氮的固定只有在高温、高压、催化剂的条件下才能实现,答案: (1) (2) (3) 提示: (3)根瘤菌固氮是在常温常压下进行的。,-7-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 氮气的性质 例1下列说法正确的是( ) A.标准状况下11.2 L氮气与过量的氢气在催化剂存在的条件下充分反应,转移电子为3NA C.氨气与HCl反应生成固体NH4Cl,由气体生成固体属于固氮反应 D.N、S的单质直接与氧气反应均能生成一种氧化物,答案,解析,-8-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 氮气的化学性质比较稳定,我们只学过与氧气、氢气反应,且反应条件比较苛刻,原因是氮气中含有NN,断开NN需要很高的能量。,-9-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-10-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(1)装置D可将剩余的NO氧化成 ,发生反应的离子方程式为 。 (2)如果没有B装置,C中发生的副反应有 。 (3)甲同学检验气密性良好后进行实验,发现NaNO2的纯度较低。乙同学对上述装置进行了改进后提高了NaNO2的纯度,其改进措施是 。 (4)丙同学把B中的药品进行了更换,也提高了NaNO2的纯度。丙更换的药品可能是 。,-11-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-12-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)自然界氮循环中氮元素均被氧化( ) (2)制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气( ) (3)氮肥厂用氢气和氮气合成氨不涉及化学变化( ) (4)CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在 ( ),(6)选择合适的试剂,可用如图装置制取少量CO2、NO和O2 ( ),答案,解析,-13-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.(2018河北定州中学周练)下列反应中,属于氮的固定的是( ) A.N2和H2在一定条件下合成氨 B.由氨制成碳酸氢铵或硫酸铵 C.NO和O2反应生成NO2 D.NO2与H2O反应生成HNO3,答案,解析,-14-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.如图AD四种物质均含有同一种元素,A可以是单质也可以是气态氢化物,D是该元素最高价氧化物对应水化物,则A、B、C、D中共同含有的元素可能是( ) A.氯 B.铁 C.碳 D.氮,答案,解析,-15-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.有a、b、c、d、e五种气体,现进行下列实验: 则a、b、c、d、e可能依次是( ) A.O2、NO、HCl、NH3、CO2 B.O2、NO、NH3、HCl、SO3 C.NO、O2、NH3、HCl、SO2 D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH4,答案,解析,-16-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,5.利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下: (1)一定条件下,NO与NO2存在下列反应:NO(g)+NO2(g) N2O3(g),其平衡常数表达式为K= 。 (2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是 ;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是 (填化学式)。,-17-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近11。若n(NO)n(NO2)11,则会导致 ;若n(NO)n(NO2)11,则会导致 。 (4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式为 。,(2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 (3)排放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高,-18-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,解析: (2)气体上升,液体下降,这样气液接触充分,使尾气被充分吸收;分析加入的原料及生成物,只有Ca(OH)2微溶于水,Ca(NO3)2易溶,所以滤渣的主要成分为Ca(OH)2。 (3)当n(NO)n(NO2)时,NO过剩;当n(NO)n(NO2)时,NO2过剩,剩余NO2会与Ca(OH)2反应生成Ca(NO3)2。,-19-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,氨气、铵盐的性质 导学诱思 (1)实验室中通常用 与 加热制取氨气,用 法收集氨气,用 试纸或蘸有 的玻璃棒靠近集气瓶口检验是否集满。 (2)固体NH4Cl受热变成气体,气体冷却后又变为固体NH4Cl,固体碘单质受热变成蒸气,蒸气冷却后又变为固体碘,这两种现象的本质是否相同? 。,NH4Cl,熟石灰,向下排空气,湿润的红色石蕊,浓盐酸,不相同,固体NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,NH3和HCl冷却后又生成NH4Cl,是两个化学变化;碘的升华和凝华是物理变化,-20-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.氨气 (1)氨气的结构和物理性质。 (2)氨气的化学性质。 氨气与水的反应。 氨气溶于水所得溶液叫做 ,氨水呈碱性的原因为 (用方程式表示)。,小,有刺激性,易,极易,氨水,-21-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,氨气与HCl、H2SO4反应。 反应的化学方程式分别为 (生成浓的 ,可检验 )、 。 氨水与盐反应。 向AlCl3溶液中滴加氨水,反应的离子方程式为 。 向FeCl3溶液中滴加氨水,反应的离子方程式为 。 氨气的还原性。 NH3中N的价态为 价,故NH3具有 性,能发生氧化反应,氨的催化氧化反应的化学方程式为 ,该反应为 热反应。,白烟,-3,还原,放,-22-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)氨气的制法与用途。 用途:制硝酸、铵盐、尿素、纯碱,作制冷剂等。,-23-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.铵盐 (1)铵盐的物理性质。 铵盐都是白色或无色晶体,都 溶于水。 (2)铵盐的化学性质。,易,-24-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,易错辨析判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)氨气溶于水能导电,所以氨气是电解质( ) (2)氨水中含氮微粒中最多的微粒是 (除水)( ) (3)实验室一般用N2、H2在催化剂的条件下制取氨气( ),无色且有刺激性,红,蓝,答案: (1) (2) (3),-25-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 氨气的性质 例1如图,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( ),-26-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,答案,解析,-27-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-28-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 氨气的实验室制法 例2某研究性学习小组对实验室制取NH3的方法进行了如下设计: (1)甲同学拟用浓氨水与固体NaOH制取NH3,并用图装置作为NH3的发生装置。,写出固体NaOH的作用: 。,-29-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)乙同学建议用集气瓶且瓶口向上来收集氨气,并确保不污染环境。请你根据其设想回答: 若用排空气法收集NH3,请在图的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用的试剂(自选)名称。 若用排液集气法收集NH3,可选用的试剂是 (填序号)。 A.H2O B.浓硫酸 C.CCl4 D.饱和NaCl溶液,-30-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,解析: (1)利用化学平衡移动原理和固体NaOH的性质进行分析;(2)氨气的密度比空气的小,应该用向下排空气法收集,当瓶口向上收集时应短进长出,还应注意尾气吸收。氨气易溶于H2O、浓硫酸、饱和NaCl溶液,所以只能选择CCl4。,-31-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,互动探究制备NH3实验中的固体能否用碱石灰、氧化钠、过氧化钠?,答案: 过氧化钠不可以,过氧化钠与水反应生成氧气掺入了新杂质。,-32-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 NH3的实验室制法。 (1)加热固态铵盐和碱的混合物。 一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物:,-33-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,收集:用向下排空气法。 干燥:用碱石灰。 验满方法:a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。 环保措施:收集时,一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3,同时也可避免NH3污染空气。,-34-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-35-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-36-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,答案,解析,-37-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 铵盐“三解”。 (1)铵盐的溶解:铵盐都易溶于水。 (2)铵盐的热解:NH4Cl、NH4HCO3受热分解。 (3)铵盐的碱解:任何铵盐与碱共热都产生氨气。,-38-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度四 喷泉实验 例4中学实验中,通常利用如图所示的装置进行喷泉实验,来验证气体的“溶解性”,下列有关说法不正确的是( ) A.用滴管向烧瓶中加入液体后,由于气体的 “溶解”,使瓶内压强减小,导致瓶内压强小于 外界压强,从而形成喷泉 B.选用合适的溶液,CO2也能用于做喷泉实验 C.HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验 D.用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验,烧瓶中将充满稀硝酸,答案,解析,-39-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 只要气体在溶液中的溶解度很大或通过反应使气体的物质的量迅速减小,产生足够的压强差(负压),均可形成喷泉。,-40-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.下列说法正确的是 。 A.NH3易溶于水,可用作制冷剂 B.用烧碱处理含高浓度N H 4 + 的废水并回收利用氨 C.(2018江苏)NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3 D.NH3能使酚酞溶液变红,因而NH3可用于设计喷泉实验 E.只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液 F.将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体 G.浓氨水可检验氯气管道是否漏气,答案,解析,-41-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.下列有关NH3的实验正确的是( ),答案,解析,-42-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.氨气在工农业生产中有重要应用。 .(1)如下图所示,向NaOH固体上滴几滴浓氨水,迅速盖上盖,观察现象。 浓盐酸液滴附近会出现白烟,发生反应的化学方程式为 。,-43-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)已知氨气极易溶于水,而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做氨气尾气吸收的是 。,-44-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,.现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。 图1 氨气喷泉实验 图2 喷泉实验中瓶内压强变化曲线,某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理(图1)。,-45-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(1)关闭a,将吸有2 mL水的胶头滴管塞进颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内气压变化曲线(图2)。图2中 点时泉喷最剧烈。 (2)从三颈烧瓶中量取25.00 mL氨水至锥形瓶中,加入 作指示剂;用0.050 0 molL-1HCl溶液滴定。终点时溶液颜色由 色变为 色,用pH计采集数据、电脑绘制滴定曲线如下图。,-46-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)据图,计算氨水的浓度为 molL-1;比较当V(HCl溶液) =17.50 mL时溶液中离子浓度大小关系 。 (4)关于该滴定实验的说法中,正确的是 。 A.锥形瓶中有少量蒸馏水导致测定结果偏低 B.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失测得氨水的浓度偏高 C.酸式滴定管水洗后未用盐酸润洗会导致测得氨水的浓度偏高 D.滴定终点时俯视读数会导致测得氨水的浓度偏低,-47-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)C .(1)D (2)甲基橙 黄 橙 (3)0.045 0 c(N H 4 + )c(Cl-)c(OH-)c(H+) (4)BCD,-48-,(2)A项,水的密度比四氯化碳的小,浮在四氯化碳的上面,四氯化碳不能与氨气反应,也不溶解氨气,该装置既能够吸收易溶于水的气体,又能够防止倒吸,A正确;B项,吸收装置中的导管下连漏斗,漏斗的边缘紧靠液面,易吸收易溶于水的气体,能防止倒吸,B正确;C项,吸收装置中的导气管插入液面以下,吸收易溶于水的气体时产生倒吸,C错误;D项吸收装置可吸收易溶于水的气体,能防止倒吸,D正确,答案选C。 .(1)瓶内压强最小的时候泉喷最剧烈,从图2中看出D点压强最小。 (2)由于NH4Cl水解使溶液显酸性,故选择甲基橙作指示剂。用0.050 0 molL-1 HCl溶液滴定氨水,终点时溶液颜色由黄色变为橙色且半分钟内不恢复原色。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-49-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)从图中看出,盐酸体积在22.50 mL时发生突变,则c(NH3H2O) 25.0010-3 L=0.050 0 molL-122.5010-3 L,解得c(NH3H2O)= 0.045 0 molL-1;当V(HCl溶液)=17.50 mL时氨水过量,溶液显碱性,则溶液中离子浓度大小关系为c( )c(Cl-)c(OH-)c(H+)。 (4)锥形瓶中有少量蒸馏水没有改变氨水中溶质的物质的量,不影响测定结果,A错误;酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,则消耗盐酸的体积偏大,测得氨水的浓度偏高,B正确;酸式滴定管水洗后未用盐酸润洗会导致盐酸的浓度变小,盐酸的用量就会增多,从而测得氨水的浓度偏高,C正确;滴定终点时俯视读数会导致盐酸的体积变小,从而测得氨水的浓度偏低,D正确,答案选BCD。,-50-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,硝酸 导学诱思 足量铜与一定量浓硝酸反应的实验现象为 。 落实基础 硝酸的性质 1.硝酸的物理性质 纯硝酸是 色、 气味的液体, 挥发, 溶于水。,答案: 铜与浓硝酸剧烈反应,有红棕色气体生成,溶液由无色变成蓝色,随着反应的进行生成的气体颜色逐渐变浅,最后有无色气体生成,无,有刺激性,易,易,-51-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.硝酸的化学性质 (1)强酸性。 具有酸的通性。 (2)不稳定性。 硝酸不稳定,见光或受热易分解,其反应的化学方程式为 。 硝酸浓度越大越易分解,分解产生的NO2溶于HNO3而显 色。因此,浓硝酸应贮存在 中 保存,并放置于阴凉处。,黄,棕色瓶,密封,-52-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)强氧化性。 与金属的反应(除Au、Pt外,大部分金属能与硝酸反应)。 a.Cu与浓、稀硝酸均能起反应,其反应的化学方程式分别为 、 。 b.铁、铝遇冷的浓硝酸能发生 ,故可用铁、铝容器运输冷的浓硝酸。 与非金属的反应。 碳与浓硝酸反应的化学方程式为 。,钝化,-53-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 硝酸的酸性和强氧化性 例1下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是 。 A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色 B.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色 C.铁丝插入稀硝酸中有无色气体产生,生成氢气 D.常温下,浓硝酸不与铁、铝反应 E.可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜 F.硝酸保存时应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处,答案,解析,-54-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 (1)金属与硝酸反应的注意点。 注意强氧化性。 任何金属与硝酸反应都不能生成氢气。 注意还原产物。 一般浓硝酸对应的还原产物为NO2、稀硝酸对应的还原产物为NO。所以含有等物质的量HNO3的浓、稀硝酸分别与足量的同一种金属反应时,稀硝酸消耗的金属多,但不能认为稀硝酸的氧化性浓硝酸的氧化性。 注意量。 a.铁与稀硝酸反应,先生成Fe(NO3)3,若Fe过量,Fe(NO3)3再与Fe反应生成Fe(NO3)2。 b.铜与浓硝酸反应,若铜过量,开始时浓硝酸的还原产物为NO2,随着反应的进行浓硝酸逐渐变为稀硝酸,硝酸的还原产物为NO,最终得到NO2和NO的混合气体。,-55-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-56-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 溶液酸碱性对 性质的影响 例2向硝酸钠溶液中加入铜粉不发生反应,若加入某种盐,则铜粉可以逐渐溶解,符合此条件的是( ) A.Fe(NO3)2 B.ZnSO4 C.NaHCO3 D.NaHSO4,答案,解析,-57-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,互动探究上题中若加入FeCl3是否可行?,答案: 可以,FeCl3加入溶液中可与Cu发生反应。,-58-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.我国清代本草纲目拾遗中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指( ) A.氨水 B.硝酸 C.醋 D.卤水,答案,解析,-59-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( ),A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸产生了反应 C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物 D.的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应,答案,解析,-60-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.如图表示铁与不同浓度硝酸反应时,各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系,则下列说法不正确的是( ),A.一般来说,硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B.用一定量的铁粉与大量的9.75 molL-1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L,则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol C.硝酸的浓度越大,其还原产物中价态越高的成分越多 D.当硝酸浓度为9.75 molL-1时还原产物是NO、NO2、N2O,且其物质的量之比为531,答案,解析,-61-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.某实验小组欲探究C与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明C与浓硝酸发生了反应。 (1)乙同学认为甲同学的结论是错误的,他的理由是 (用化学方程式表示),所以他认为应该检验 (填化学式)的产生来证明C与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0 时四氧化二氮为液体”,从而改进了实验装置,如图2所示。,-62-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)为了减少干扰,对于A装置有下面4种操作方案,其中最合理的是(填序号) 。 将木炭与浓硝酸一同放在装置中加热 先加热浓硝酸,然后将木炭投入其中 先加热木炭,再加入冷浓硝酸 先加热木炭,再将木炭投入冷浓硝酸 (3)请用平衡移动原理解释B装置的作用: 。 (4)C装置中出现的现象是 ,经检测C的溶液中还含有少量氮元素,只以 形式存在,写出生成该离子的化学方程式: 。,答案,解析,-63-,有关氮及其化合物的计算 有关氮及其化合物的计算题比较难,我们遇到此类题往往不知从何下手,但只要我们排除中间反应的干扰,牢牢抓住初始反应物及最终生成物,充分利用原子守恒、电荷守恒,此类题就迎刃而解。 一、有关硝酸的计算 1.原子守恒法 HNO3与金属反应时,一部分起酸的作用,以 的形式存在于溶液中;一部分作为氧化剂转化为还原产物(NO2或NO),这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗硝