高考化学一轮复习 第四单元 非金属及其化合物 4.4 氮及其化合物课件.pptVIP

第4节氮及其化合物 2 考纲要求 1 了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法 掌握其主要性质及其应用 2 了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响 3 掌握氨气的实验室制法 包括所用试剂 反应原理 仪器和收集方法 3 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 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 无色无味气体 密度比空气略小 难溶于水 2 化学性质 4 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 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 no n2o3 no2 或n2o4 n2o5 其中属于酸性氧化物的是n2o3 n2o5 5 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 2 no和no2性质比较 6 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 7 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 8 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 9 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 2 电子守恒法当nox转化为硝酸时要失去电子 如果是nox与o2混合 则反应中o2得到的电子数与nox失去的电子数相等 3 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 2hno3等效 当no no2 o2的混合气体通入水中时利用混合气体中n o原子个数比进行分析判断 10 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 例1将容积为50ml的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体 将量筒倒置在盛满水的水槽里 一段时间后 量筒里剩余气体体积为5ml 若向量筒内鼓入氧气后 量筒内水柱继续上升 直至量筒内完全被水充满 则原混合气体中no2和o2体积比是 a 43 7b 18 7c 4 1d 22 3 a 解析 no2 o2与水的反应属于循环反应 可简化为4no2 o2 2h2o 4hno3 根据 若向量筒内鼓入氧气后 可以观察到量筒内水柱继续上升 直至量筒内完全被水充满 可知 反应后剩余气体为no 其体积为5ml 结合反应3no2 h2o 2hno3 no可知生成5mlno 需消耗no2的体积为5ml 3 15ml 其余的35ml混合气体按v no2 v o2 4 1恰好发生反应 则混合气体中氧气的体积为35ml 7ml 则二氧化氮的体积为50ml 7ml 43ml 故原混合气体中no2和o2体积比为43 7 11 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 例2汽车尾气含氮氧化物 nox 碳氢化合物 cxhy 碳等 直接排放容易造成 雾霾 因此 不少汽车都安装尾气净化装置 净化处理过程如图 下列有关叙述中错误的是 a 尾气造成 雾霾 与汽油未充分燃烧有关b 尾气处理过程中 氮氧化物 nox 被还原c pt rh催化剂可提高尾气净化反应的平衡转化率d 使用氢氧燃料电池作汽车动力能源能有效减少雾霾 答案 解析 12 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 归纳总结nox的处理方法氮的氧化物均有毒 是主要的污染性气体 对其处理主要有如下三种方法 1 转化为hno3 利用nox o2 h2o共同作用生产hno3 2 转化为n2 利用nox的氧化性 与co nh3等在催化剂作用下生成无毒无害的n2 3 碱液吸收法 主要化学方程式有 2no2 2naoh nano3 nano2 h2o no no2 2naoh 2nano2 h2o 13 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 跟踪训练1 把一支充满no2气体的试管 倒置于水槽中 向其中缓慢通入o2直至试管全部充满水 假设整个过程中溶质不会扩散入水槽 则硝酸的物质的量浓度c hno3 与通入o2的体积v o2 关系正确的是 答案 解析 14 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 2 利用石灰乳与硝酸工业的尾气 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 15 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 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 3 该工艺需控制no和no2物质的量之比接近1 1 若n no n no2 1 1 则会导致 若n no n no2 1 1 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 16 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 17 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 氨铵盐的性质1 氨 1 氨气的分子结构和物理性质 2 化学性质 18 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 3 实验室制取氨气 19 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 20 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 4 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 特别提醒 1 制氨时 选用的铵盐及碱都有一定的要求 选铵盐时 不选 nh4 2co3 nh4hco3 nh4no3等 因它们受热易分解 使产生的nh3中混有较多的杂质气体 另外nh4no3易爆炸 选碱时 用ca oh 2而不用naoh或koh 因naoh koh具有吸湿性 易结块 不利于产生氨气 且在高温下均能腐蚀玻璃 2 干燥氨气不能用浓硫酸 也不能用无水cacl2 8nh3 cacl2 cacl2 8nh3 通常用碱石灰干燥氨气 21 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 2 铵盐 1 物理性质 铵盐都是白色或无色晶体 都易溶于水 2 化学性质 22 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 23 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 自主巩固判断正误 正确的画 错误的画 1 由于nh4hco3受热易分解 故可用作氮肥 3 加热盛有nh4cl固体的试管 试管底部固体消失 试管口有晶体凝结 nh4cl固体可以升华 4 nh3能使酚酞溶液变红 nh3可用于设计喷泉实验 上述叙述均正确并有因果关系 5 浓氨水可检验氯气管道是否泄漏 6 因为nh4cl为强酸弱碱盐 所以可用加热法除去nacl中的nh4cl 24 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 7 可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 8 液氨汽化时要吸收大量的热 可用作制冷剂 9 检验时 往试样中加入naoh溶液 微热 用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体 25 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 1 喷泉实验的原理及应用 1 喷泉实验的原理使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差 利用压强差形成喷泉 2 形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体 26 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 27 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 例3nh3及其盐都是重要的化工原料 1 用nh4cl与ca oh 2反应制备nh3 反应发生 气体收集和尾气处理装置依次为 28 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 2 按如图装置进行nh3性质实验 先打开旋塞1 b瓶中的现象是 原因是 稳定后 关闭旋塞1 再打开旋塞2 b瓶中的现象是 29 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 答案 1 acg 2 有白烟出现a瓶中hcl气体压强大 所以hcl进入b瓶 与nh3发生反应 生成白色nh4cl固体颗粒 石蕊水溶液进入b瓶 且溶液显红色解析 1 利用nh4cl与ca oh 2制备氨气 使用固固加热装置 试管口应略向下倾斜 防止水蒸气在管口遇冷倒流 选择a装置 由于nh3的密度比空气的小 故收集氨气采用向下排空气法 气体应该长进短出 选择c装置 尾气处理装置要防止倒吸 选择g装置 2 旋塞1打开 由于a瓶中气体的压强大于b瓶中气体的压强 所以hcl进入b瓶与nh3反应 hcl nh3 nh4cl 产生白烟 反应后hcl过量 但瓶内压强减小 故烧杯中液体倒吸到b瓶 且溶液变红 30 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 归纳总结 1 引发喷泉的几种方法 使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中 使烧瓶内气体温度降低 从而使气压减小 使烧瓶外待喷液面上的气压增大 31 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 2 喷泉实验的几种常见装置 32 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 说明 装置 中最好采用顶部有孔的烧瓶 装置 引发喷泉的方法是打开止水夹 用热毛巾或双手焐热烧瓶 松开后片刻即形成喷泉现象 33 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 跟踪训练3 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 34 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 4 2016上海化学 称取 nh4 2so4和nh4hso4混合物样品7 24g 加入含0 1molnaoh的溶液 完全反应 生成nh31792ml 标准状况 则 nh4 2so4和nh4hso4的物质的量比为 a 1 1b 1 2c 1 87 1d 3 65 1 答案 解析 35 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 硝酸1 物理性质纯硝酸是无色 有刺激性气味的液体 易挥发 易溶于水 2 化学性质 36 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 特别提醒 1 浓 稀硝酸均具有强氧化性 浓度越大 氧化性越强 其还原产物的价态越高 还原产物一般为hno3 浓 no2 hno3 稀 no 2 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 3 常温下 铁 铝遇浓硝酸能发生 钝化 并非不反应 37 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 自主巩固判断正误 正确的画 错误的画 1 将铁屑放入稀硝酸中有气体放出证明fe比h2活泼 3 稀硝酸可除去试管内壁的银镜 4 浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条 产生红棕色气体 5 将稀硝酸加入过量铁粉中 充分反应后滴加kscn溶液 有气体生成 溶液呈红色 稀硝酸将fe氧化为fe3 6 将可调高度的铜丝伸入到稀硝酸中溶液变蓝 所以cu与稀硝酸发生置换反应 38 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 7 fe与稀硝酸 稀硫酸反应均有气泡产生 说明fe与两种酸均发生置换反应 8 用浓硝酸与cu反应制备no2 9 过量的铜与浓硝酸反应生成一氧化氮 39 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 1 化学反应中硝酸表现的性质 40 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 41 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 42 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 例4当硝酸与金属或非金属反应时 反应物或反应条件不同 硝酸被还原的产物也不同 请回答下列问题 1 金属zn与某浓度的硝酸反应时无气体产生 则硝酸的还原产物为 填化学式 2 某混酸由200ml3mol l 1的稀硝酸和200ml2 5mol l 1的稀硫酸均匀混合而成 忽略溶液的体积变化 将其分成两等份 分别与足量的铜和铁反应 还原产物只有no 则最多能溶解molcu和gfe 3 200ml16mol l 1的浓硝酸与3 2gcu反应 反应过程中还原产物只有no2 则反应结束后 产生气体的体积为 标准状况下 溶液中c h c 忽略hno3的挥发 43 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 44 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 答题模板硝酸与金属反应的分析思路 45 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 跟踪训练5 2017河南安阳模拟 将22 4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中 若反应只收集到0 2molno2和0 3molno 下列说法正确的是 a 反应后生成的盐只有fe no3 3b 反应后生成的盐只有fe no3 2c 反应后生成的盐为fe no3 2和fe no3 3 其物质的量之比为1 3d 反应后生成的盐为fe no3 2和fe no3 3 其物质的量之比为3 1 答案 解析 46 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 6 如图是用浓硝酸 铜片 水等试剂探究浓 稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置 浓硝酸的强氧化性实验将铜片放入具支试管 在分液漏斗中加入约5ml浓硝酸 从分液漏斗往具支试管中放入约2ml浓硝酸 用排水法收集产生的气体 1 写出具支试管中发生反应的化学方程式 2 实验中观察到能证明浓硝酸有强氧化性的现象是 47 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 稀硝酸的强氧化性实验 3 上述反应完成后 欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性 紧接的简便 合理的实验操作是 4 能证明稀硝酸与铜反应产生no的实验现象是 填写序号 a c中收集到无色气体b c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色c b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 实验反思 5 利用该装置先进行铜与浓硝酸的反应 再进行铜与稀硝酸反应的实验 其好处是 48 考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 答案 1 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 2 铜片逐渐溶解 溶液变蓝 放出红棕色气体 3 往分液漏斗中加水稀释浓硝酸 打开活塞 向具支试管中放入稀硝酸 4 c 5 利用cu与浓硝酸反应生成的no2排出具支试管中的空气 有利于观察cu与稀硝酸反应的产物解析 铜与浓硝酸反应的化学方程式为cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 实验中具支试管中溶液变蓝 且有红棕色气体产生 向分液漏斗中加水将浓硝酸稀释后 可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验 这样可以利用cu与浓硝酸反应产生的no2排出具支试管中的空气 有利于观察铜与稀硝酸反应的产物 49 利用浓氨水制取氨气 50 51 例题 2016课标全国 氮的氧化物 nox 是大气污染物之一 工业上在一定温度和催化剂条件下用nh3将nox还原生成n2 某同学在实验室中对nh3与no2反应进行了探究 回答下列问题 1 氨气的制备 52 氨气的发生装置可以选择上图中的 反应的化学方程式为 欲收集一瓶干燥的氨气 选择上图中的装置 其连接顺序为 发生装置 按气流方向 用小写字母表示 53 2 氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的nh3充入注射器x中 硬质玻璃管y中加入少量催化剂 充入no2 两端用夹子k1 k2夹好 在一定温度下按图示装置进行实验 54 55 56 跟踪训练1 下列有关实验装置中进行的相应实验 能达到实验目的的是 a 用图 所示装置制取少量纯净的co2气体b 用图 所示装置验证镁与盐酸反应的热效应c 用图 所示装置制取并收集干燥的nh3d 用图 所示装置制备fe oh 2并能较长时间观察到白色 答案 解析 57 2 氨与硝酸都是氮的重要化合物 在工农业生产中有广泛应用 实验室模拟工业氨催化氧化法制取硝酸 装置如图所示 1 若分液漏斗中氨水的浓度为9 0mol l 1 配制该浓度的氨水100ml 用到的玻璃仪器有烧杯 玻璃棒 量筒 2 甲装置不需要加热即能同时产生氨气和氧气 烧瓶内固体x的化学式为 3 写出受热时丙装置内发生反应的化学方程式 当戊中观察到石蕊溶液变红 则说明已制得硝酸 58 nh3的性质 4 氨的水溶液显弱碱性 其原因为