2020版高考化学复习 专题4 非金属及其化合物 第4讲 生产、生活中的含氮化合物课件 苏教版.ppt

第4讲生产、生活中的含氮化合物,考纲要求:1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。(宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想)2.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。(科学探究与创新意识)3.了解氮的重要化合物对环境的影响。(科学态度与社会责任),考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,氮气及氮的氧化物的性质1.氮的固定,2.氮气(1)物理性质:色味气体,密度比空气略小,溶于水。(2)化学性质:,游离,人工,化合,无,无,难,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物,氮元素从+1+5价都有对应的氧化物,如N2O、N2O3、NO2(或)、N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、。(2)NO和NO2的性质比较。,NO,N2O4,N2O5,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,注意氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4存在下列平衡:2NO2N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,(3)氮氧化物对环境的污染。光化学烟雾:NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。酸雨:NOx排入大气中,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。NO与血红蛋白结合使人中毒。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,自主练习1.溴蒸气和NO2都为红棕色气体,用湿润的淀粉KI试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗?为什么?若不能,请你设计一种简单的方法,鉴别溴蒸气和NO2。,提示不能鉴别。因为这两种气体都有氧化性,都可以把KI中的I-氧化成I2,从而使试纸变蓝色。NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。鉴别的方法:用AgNO3溶液,Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr;用水,溶于水后有颜色的是Br2,无颜色的是NO2。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.(2019辽宁沈阳质检)关于氮的变化关系图如下,则下列说法不正确的是()A.路线是工业生产硝酸的主要途径B.路线、是雷电固氮生成硝酸的主要途径C.上述所有反应都是氧化还原反应D.上述反应中只有属于氮的固定,答案,解析,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.下列有关氮气用途的说法不正确的是()A.作焊接金属的保护气B.制硝酸和化肥的原料C.食品袋中充氮气来防腐D.与氧气反应制NO从而制硝酸,答案,解析,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,考向1NO、NO2的性质例1氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素,根据NOx的性质特点,开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知:4NH3+6NO5N2+6H2O,8NH3+6NO27N2+12H2O。同温同压下,3.5LNH3恰好将3.0LNO和NO2的混合气体完全转化为N2,则原混合气体中NO和NO2的体积之比是。(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为11,写出该反应的化学方程式:。NO与NO2按物质的量之比11被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式为。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,答案(1)13(2)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONaNO2,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,解得V(NO)=0.75LV(NO2)=2.25L则V(NO)V(NO2)=13。(2)生成两种钠盐,必然是NO2的歧化反应,依据两种盐的物质的量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。NO中氮的化合价为+2价,NO2中氮的化合价为+4价,二者11混合时与NaOH反应生成一种钠盐,依据得失电子守恒可知,钠盐中氮的化合价为+3,即为NaNO2。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,易错警示NO用排水法收集,不能用排空气法收集;而NO2用向上排空气法收集,不能用排水法收集。归纳总结常见的NOx尾气处理方法碱液吸收法。2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。催化转化法。在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2),NOx与CO在一定温度下发生催化反应转化为无毒气体(N2和CO2)。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,对点演练随着我国汽车年销量的大幅增加,空气环境受到了很大的污染。汽车尾气处理装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示,下列说法正确的是()A.反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应D.催化转化总反应化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2,答案,解析,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,考向2氮氧化物溶于水的定量计算例2(2019陕西师大附中月考)如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则(1)和(2)两个试管内溶液物质的量浓度之比为()(1)(2)A.11B.43C.57D.75,答案,解析,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,归纳总结氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算1.利用关系式求解氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有:3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2。叠加后得4NO2+O2+2H2O=4HNO3;4NO+3O2+2H2O=4HNO3;NO2+NO+O2+H2O=2HNO3。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,若NO、NO2、O2混合气体通入水中,当V(NO)V(NO2)V(O2)=111时,恰好转化为HNO3,即按式反应。当V(NO)V(NO2)V(O2)111时,可先将NO2转化为NO,然后再按照NO和O2的混合气体溶于水的反应进行计算。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.依据氮氧原子个数比求解通过上述方程式的关系,我们不难发现:无论是哪种情况,生成HNO3的NO、NO2、O2中氮氧原子个数比都为25。都等效于硝酸的酸酐N2O5与H2O的反应。在解题时,我们也可以利用这个关系来进行分析判断,并最终得出结论。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.利用电子守恒关系求解从氧化还原反应的电子得失角度分析上述反应,都是氮的氧化物被氧气氧化生成硝酸。,解题时,可以根据氮的氧化物失电子总数=氧气得电子总数的关系来求解。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,对点演练在一定温度和压强下,将一只容积为15mL的试管充满NO2后,倒置于一个盛水的水槽中,当试管内液面上升至一定高度不再变化时,在相同条件下通入氧气。若要使试管内液面仍保持在原高度,则通入氧气的体积为()A.3.75mLB.7.5mLC.10.5mLD.8.75mL,答案,解析,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,氨铵盐的性质1.氨的分子结构与物理性质,小,强烈刺激性,700,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.氨的化学性质,(1)与水反应。氨气溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有:。NH3H2O为可溶性一元弱碱,不稳定,易分解,化学方程式为。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,(2)与酸的反应。蘸有浓盐酸(或)的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为。化学方程式分别为。(3)与盐溶液的反应。如过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式:。,浓硝酸,有白烟生成,HCl+NH3=NH4Cl、HNO3+NH3=NH4NO3,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,(4)氨气的还原性。,注意NH3是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可在推断题中作为解题突破口。氨水呈碱性,属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.氨气的实验室制法,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,氨气的用途。化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。,碱石灰,湿润的红色石蕊,白烟,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,4.铵盐的性质(1)铵盐的物理性质。铵盐都是白色固体,均易溶于水。(2)铵盐的化学性质。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,自主练习1.液氨和氨水在组成上有哪些区别?,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?请说明判断的理由。,提示液氨是氨气液化的产物,只含NH3,是纯净物;氨水是NH3的水溶液,含有H2O、NH3、NH3H2O、OH-、H+等粒子。,提示不相同。NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)的过程,在物质聚集状态变化方面与I2(s)I2(g)I2(s)一致,但前者是化学变化,后者是物理变化。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.(2019湖北恩施月考)已知氨气极易溶于水,而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜作氨气尾气吸收的是(),答案,解析,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,考向1氨和铵盐的性质及应用例1(2019江西上饶模拟)某同学探究氨和铵盐的性质,对相关实验操作及现象描述正确的是()A.室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH,比较氨水和NaOH碱性强弱B.将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中,研究Al(OH)3的两性C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,观察到白烟D.加热除去NH4Cl中的少量NaHCO3,答案,解析,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,对点演练NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如下图)。下列说法正确的是()A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应D.图中所涉及的反应均为氧化还原反应,答案,解析,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,考向2氨气的制取及实验探究例2(2019湖南湘潭调研)某研究小组要快速制取干燥的氨气,提供的药品有:浓氨水、氯化铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰,提供的仪器如图所示(必要的塞子、玻璃导管、橡胶管、固定装置和尾气处理装置略去)。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(1)需选择的药品是,该小组将选择的药品混合后快速放出氨气的原因是,选择的仪器(填序号)。(2)若用如图装置收集NH3,如何判断烧瓶中已收集满NH3?。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,思维建模有关气体制备的解题思路,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,归纳总结实验室制取氨气的简易方法,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,对点演练实验室采用下列装置制取氨气,正确的是(),答案,解析,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,硝酸1.物理性质硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。2.化学性质,(1)不稳定性反应的化学方程式:。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(2)强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。与金属反应稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O;浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O。与非金属反应浓硝酸与C的反应:C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O。与还原性化合物反应硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式:。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(3)与有机物反应。硝化反应(与反应):。颜色反应:含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。注意硝酸浓度越大,其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)NO2,HNO3(稀)NO。浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”,并非不反应,故浓硝酸可以用铁桶盛放。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,自主练习1.久置的浓硝酸呈黄色,如何除去?怎样保存浓硝酸?,提示浓硝酸显黄色是由于浓硝酸见光或受热发生分解,生成的NO2溶于浓硝酸所致,所以消除的方法是通入O2(或空气),使其发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,2.(2019广东肇庆月考)一定质量的铜分别与足量的稀硝酸、浓硝酸完全反应,在相同条件下,用排水集气法收集产生的气体(假设产物气体只可能是NO或NO2)。下列叙述一定正确的是()硝酸浓度越大,消耗的硝酸越少硝酸浓度不同,但生成的Cu(NO3)2的物质的量相同硝酸浓度越大,产生的气体越少用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同A.只有B.C.D.,答案,解析,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,3.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(),A.B.C.D.,答案,解析,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考向1硝酸的性质及应用例1(2019河南郑州模拟)硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是()A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色酸性和强氧化性B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气强氧化性C.要用棕色瓶盛装浓硝酸不稳定性D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去强氧化性,答案,解析,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,归纳总结化学反应中硝酸表现的性质,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练某同学进行下列实验:,下列说法合理的是()A.烧杯A中发生反应:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OB.红棕色气体消失只与NO2和烧杯C中的KI发生反应有关C.烧杯C中溶液变蓝只与NO2和C中溶液发生反应有关D.若将铜片换成铁片,则C中的液体也可能变蓝,答案,解析,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,答案,解析,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,思维建模金属与硝酸反应计算题的一般方法,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,归纳总结金属与硝酸反应的相关计算中守恒思想的应用,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练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1.68LO2(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5molL-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是()A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL,答案,解析,2,3,1,含氮元素物质之间的转化关系,2,3,1,(1)歧化同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。如:3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO2+2Na