高考化学一轮总复习 第三章 第三节氮及其化合物课件.ppt

第三节氮及其化合物 第三章非金属及其化合物 考纲 网络 掌控全局 梳理 判断 突破点面 梳理基础 一 氮气及氮的氧化物1 存在及用途 n2在大气中的体积分数约为 主要用作合成氨的原料气 以及填充气和保护气 液态氮可做 等 2 氮的固定 1 定义 将空气中 的氮转化为 的方法 78 冷冻剂 游离态 含氮化合物 3 氮气 1 物理性质 色 味 体 密度比空气 水 2 化学性质 自然 高能 人工 仿生 无 无 气 略小 不溶于 4 氮的常见氧化物 n2 3h22nh3 无 红棕 有 有 不 易 血红蛋白 酸雨 光化学烟雾 二 氨及铵盐1 氨气 1 物理性质 色 气味 密度比空气 常温常压下 1体积水中溶解 体积氨 2 化学性质 无 有刺激性 小 700 3 制法 实验室制法 工业制法 nh3 h2o nh3 h2o 产生大量白烟 4 用途 制hno3 铵盐 纯碱 尿素 制冷剂等 2 铵盐 1 构成 由 和 构成 2 物理性质 都是白色或无色晶体 都 溶于水 3 化学性质 不稳定性 写出nh4cl nh4hco3受热分解的化学方程式 与强碱反应 写出nh4cl与naoh反应并微热搅拌的离子方程式 铵根离子 酸根离子 易 三 硝酸1 物理性质 2 化学性质 1 强酸性 具有酸的通性 2 不稳定性 变蓝 刺激性 无 黄 挥发 互溶 3 强氧化性 与金属反应 a 与除au pt外大部分金属反应 如cu b 常温下浓hno3使fe al 与非金属 如木炭 反应 钝化 判断正误 正确的打 错误的打 1 2011 安徽高考 过量的fe粉中加入稀hno3 充分反应后 滴入kscn溶液 溶液呈红色 稀hno3将fe氧化为fe3 2 2011 安徽高考 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上 试纸变蓝色 故浓氨水呈碱性 3 2011 四川高考 向装有fe no3 2溶液的试管中加入稀h2so4 在管口观察到红棕色气体 hno3分解生成了no2 4 2011 山东高考 co no no2都是大气污染气体 在空气中都能稳定存在 5 将nh3通入热的cuso4溶液中能使cu2 还原成cu 6 铁溶于稀硝酸 溶液变黄 是因为发生反应 3fe 8h 2no3fe2 2no 4h2o 7 2012 天津武清一模 氮的固定不一定都要在高温 高压 催化剂的条件下才能实现 8 2012 山东高考 fe与稀hno3 稀h2so4反应均有气泡产生 说明fe与两种酸均发生置换反应 9 2012 天津高考 no2溶于水时发生氧化还原反应 10 2012 汕头二模 常温下 向nh4cl溶液中加入氨水至溶液的ph 7 此时溶液中c nh c cl 11 2012 湛江一模 氨气是工业制取硝酸的重要原料 热点一 热点 典例 融会贯通 氮的氧化物溶于水的有关计算 1 讨论法 1 no2或no2与n2 非o2 的混合气体溶于水时 可依据3no2 h2o2hno3 no 利用气体体积的变化差值进行计算 2 no2和o2的混合气体溶于水时 由反应4no2 o2 2h2o4hno3进行计算 当v no2 v o2 4 1时 恰好完全反应 无气体剩余 当v no2 v o2 4 1时 no2过量 剩余气体为no 当v no2 v o2 4 3时 剩余气体为no 当v no v o2 4 3时 剩余气体为o2 4 no no2 o2三种混合气体同时通入水中 可先按反应3no2 h2o2hno3 no求出no2与水反应生成no的体积 再加上原混合气体中no的体积 得no的总体积 再按反应4no 3o2 2h2o4hno3进行计算 5 通常 纯净 的no2或n2o4并不纯 因为在常温常压下它们存在着一个平衡 2no2 n2o4 在涉及no2气体颜色变化 压强 密度 相对分子质量等问题时 要考虑此可逆反应的存在 2 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的得电子数与两种气体的失电子总数必然相等 这是解题的依据 例1 将一干燥试管中充满等体积no2和no后倒置在水槽中 反应完毕 试管中液面上升的高度是多少 nox与o2混合气体溶于水时 剩余气体只能是no或o2 不可能是no2或no与o2混合气体 1 将充满no2和o2的量筒倒立于盛有水的水槽中 经过一段时间后 水上升到量筒体积的一半处停止了 则剩余气体的成分是 a no2b noc o2d no或o2 解析 设试管的总容积为1 如果余下的1 2全是no 则no2必须过量3 2 这已经超出了试管的总容量 是不可能的 故余下的气体只能是o2 故选c项 答案 c 热点二 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 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 hno3与金属反应时 一部分hno3起酸的作用 以no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 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 3 电荷守恒法 hno3过量时反应后溶液中 不考虑oh 则有 c no 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进行相关计算 且溶液中要符合电荷守恒 例2 2011 山东实验中学月考 取xg铜和镁的合金完全溶于浓硝酸 若反应中硝酸被还原只产生8960ml的no2气体和672ml的n2o4气体 都已折算到标准状况 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17 02g 则x等于 a 8 64gb 9 00gc 9 20gd 9 44g 解答此类题目时要防止应用化学方程式进行计算 否则会陷入复杂的计算过程中 甚至无法计算出正确结果 2 2012 瓦房店高级中学月考 14g铜 银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应 将放出的气体与1 12l 标准状况下 氧气混合通入水中 恰好全部被水吸收 则合金中铜的质量是 a 9 6gb 6 4gc 3 2gd 4 8g 14gcu ag合金与hno3反应 若是浓hno3 还原产物是no2或no2与no的混合物 随反应进行浓hno3逐渐变稀 若是稀hno3 则还原产物是no 该反应是氧化还原反应 cu ag失电子 hno3得电子 生成no2或no 由于no2 no和o2都被水吸收生成hno3 即no2 no又将电子转移给o2 所以在整个反应过程中 相当于cu ag失去的电子转移给0 05molo2 0 05molo2得电子数 0 05 4 0 2mol 即cu ag共失去0 2mol电子 设cu为xmol ag为ymol 则 实验 操作 提高素养 实验课题 氨气的实验室制法 1 实验目的 实验室制备氨气 2 实验原理 1 氨气易溶于水 nh3 h2o为弱碱 且氨气与h2o反应为可逆反应 要设计在无水环境中加热使铵盐与强碱反应制取氨气 2 设法减少浓氨水中水的量 并且使氨水的温度升高可释放出nh3 如向浓氨水中加入cao或碱石灰等 3 探究活动 1 按如下图所示装置连接好仪器 并检验装置的气密性 2 按图装好药品 点燃酒精灯 加热试管 发生反应 反应的化学方程式为 ca oh 2 2nh4cl2nh3 cacl2 2h2o 3 用向下排空气法收集氨气 4 验满方法 可将湿润的红色石蕊试纸放在收集氨气的试管口 检验氨气是否已集满 或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口 若有白烟产生 说明已收集满 4 操作提示 1 固 固气体时 试管口应略向下倾斜 2 消石灰和nh4cl要在研钵中研细并混合均匀且均匀地撒在试管底部 3 用酒精灯给试管均匀预热后 用外焰给试管中有药品处从前向后加热 4 收集气体时 一般在试管口塞一团棉花 可减小nh3与空气的对流速度 以便收集到纯净的nh3 同时也可避免污染空气 例3 已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜 用如下示意图中的装置可以实现该反应 回答下列问题 1 a中加入的物质是 发生反应的化学方程式是 2 b中加入的物质是 其作用是 3 实验时在c中观察到的现象是 发生反应的化学方程式是 4 实验时在d中观察到的现象是 d中收集到的物质是 检验该物质的方法和现象是 解析 由实验目的 氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜 并结合题干装置图可知 a装置提供nh3 且是固 固加热制备气体 则a中应加入固体nh4cl和ca oh 2 发生反应 2nh4cl ca oh 2cacl2 2nh3 2h2o b装置是干燥装置 除去nh3中的水蒸气 应加入碱石灰或cao等碱性固体干燥剂 c装置中发生反应 2nh3 3cuon2 3h2o 3cu 则c中黑色粉末逐渐变为红色 反应生成的n2及水蒸气和未反应的nh3均会从c装置中进入d试管中 则d中收集到的是氨水 因为水蒸气在冰水中转化为液态水 氨气极易溶于水 e装置是气体收集装置 收集到的是n2 答案 1 固体nh4cl和ca oh 22nh4cl ca oh 2cacl2 2nh3 2h2o 其他合理答案也可以 2 碱石灰 或cao 除去nh3气流中的水蒸气 3 黑色粉末部分逐渐变为红色2nh3 3cuon2 3h2o 3cu 4 出现无色液体氨水用玻璃棒蘸取无色液体 滴在红色石蕊试纸上 试纸变蓝 或取少量无色液体 加入无水硫酸铜 无水硫酸铜变蓝 3 2011 重庆高考 固态化合物a由两种短周期元素组成 可与水发生复分解反应 甲组同学用下图装置 夹持装置略 对其进行探究实验 1 仪器b的名称是 2 实验中 中的试纸变蓝 中黑色粉末逐渐变为红色并有m生成 则 中的试剂为 中发生反应的化学方程式为 中的试剂为 3 乙组同学进行同样实验 但装置连接顺序为 此时 中现象为 原因是 4 经上述反应 2 5g化合物a理论上可得0 56l 标准状况 m 则a的化学式为 解析 2 化合物a与水反应生成氨气 氨气经碱石灰干燥 与cuo反应生成红色的cu 根据化合价守恒可知cu的化合价降低 nh3中的n的化合价升高生成气体m 氮气 4 经浓硫酸吸收未反应的nh3 收集的氮气的物质的量为n n2 0 025mol 所以a中含n n 0 05mol 设a的化学式为q3n或qn时其式量均为50 q的相对原子质量分别为12或36 无意义 设a的化学式为q3n2 其相对分子质量为100 q的相对原子质量为24 所以a为mg3n2 答案 1 分液漏斗 2 碱石灰3cuo 2nh33cu n2 3h2o浓硫酸 3 试纸变蓝cuo与氨气反应生成的水和未反应的氨气反应生成氨水 使红色石蕊试纸变蓝 4 mg3n2 巩固 演练 基础达标 1 2012 茂名二模 下列是某同学学习氨和铵盐的性质总结 相关实验操作正确且能达到目的的是 a 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nh3 h2o溶液缓慢滴入alcl3溶液中 研究al2o3的两性c 将蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近 观察产生的白烟d 加热除去nh4cl中的少量nahco3 解析 nh3 h2o是弱碱 不能完全电离 naoh是强碱 完全电离 在同浓度时 naoh碱性比氨水强 a方法可行 将nh3 h2o溶液缓慢滴入alcl3溶液中 只能生成al oh 3沉淀 b不可行 浓硫酸没有挥发性 将蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近 不会产生白烟 c不可行 nh4cl与nahco3均易分解 不能通过加热分离 d不可行 答案 a 2 相同状况下 在容积相同的三个烧瓶内 分别充满干燥的nh3 hcl no2气体 然后分别做喷泉实验 若不考虑溶质扩散到烧瓶外的容器中 实验结束后 烧瓶内3种溶液的物质的量浓度之比为 a 3 3 2b 1 1 1c 2 2 3d 无法比较 2题变式 2 1 2011 江苏模拟 现有等体积混合而成的4组气体 no2 no no2 o2 hcl n2 cl2 so2 现将其分别通入体积相同的试管中并立即倒立在足量水中 试管内水面上升的高度分别为h1 h2 h3 h4 则高度关系是 a h4 h2 h3 h1b h4 h3 h2 h1c h2 h3 h1 h4d h3 h2 h1 h4 解析 气体通入试管中的有关反应为 3no2 h2o2hno3 no 4no2 o2 2h2o4hno3 cl2 so2 2h2o2hcl h2so4 hcl极易溶于水 设各取每种气体4体积 则剩余气体 中为体积的no 中为3体积的o2 中为4体积的n2 中cl2与so2 h2o恰好完全反应 生成h2so4和hcl 则剩余气体为0体积 所以试管内水面上升的高度为h4 h2 h3 h1 答案 a 2 2 2011 福建长乐侨中 福清二中联考 如右下图所示 锥形瓶内盛有气体x 滴管内盛有液体y 若挤压滴管胶头 使液体y滴入瓶中 振荡 过一会可见小气球a鼓起 气体x和液体y不可能是 a x是nh3 y是水b x是so2 y是naoh浓溶液c x是co2 y是稀硫酸d x是hcl y是nano3稀溶液 解析 气球鼓起 说明锥形瓶内的压强减小 所以只要气体溶于液体或与液体反应使压强减小即可 a d中nh3 hcl极易溶于水 b中so2与naoh反应 答案 c 2 3 利用下图两套装置进行喷泉实验 请回答下列问题 1 用图1所示装置进行喷泉实验 上部烧瓶已装满干燥氨气 引发水上喷的操作是 该实验的原理是 2 如果仅提供图2所示的装置 请说明引发喷泉的方法 解析 喷泉形成的根本原因在于烧瓶内外有较大的气压差 对于装置1来说 只需将滴管内的水挤入烧瓶内 氨气极易溶于水 烧瓶内气压瞬时降低而形成内外气压差 对于装置2来说 没有滴管引发喷泉 可通过降温或升温改变烧瓶内压强 引发喷泉 答案 1 打开止水夹 挤出胶头滴管中的水氨极易溶解于水 致使烧瓶内气体压强迅速减小 2 打开止水夹 用手或热毛巾等将烧瓶捂热 氨气受热气体膨胀 赶出玻璃导管内的空气 氨气与水接触 即产生喷泉 3 2011 四川彭州中