高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第4讲 氮及其化合物课件 新人教版.ppt

第四章非金属及其化合物 第四讲氮及其化合物 考纲要求 1 了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用 2 了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 考点一氮气及其氧化物 知识梳理 a 5 2 氮的氧化物氮有多种价态的氧化物 n2o no n2o3 no2 n2o4 n2o5等 完成no和no2的比较表 无色 红棕色 有毒 有毒 一 氮的固定及氮氧化物的性质1 2015 北京理综 下列关于自然界中氮循环 如图 的说法不正确的是 题组训练 a 氮元素均被氧化b 工业合成氨属于人工固氮c 含氮无机物和含氮有机物可相互转化d 碳 氢 氧三种元素也参与了氮循环 2 no吸收治疗法可快速改善sars重症患者的缺氧状况 缓解病情 病毒学研究同时证实 no对sars病毒有直接抑制作用 下列关于no的叙述正确的是 a no是一种红棕色气体b 常温常压下 no不能与空气中的氧气直接化合c 含等质量的氧元素的no和co的质量相等d no难溶于水 可以用排水法收集 解析no是一种无色难溶于水的气体 可以用排水法收集 常温常压下 no易与氧气直接化合生成no2 答案d 3 汽车尾气主要含有co2 co so2 nox等物质 这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一 1 汽车尾气中的co来自于 no来自于 汽车尾气对环境的危害主要有 至少填两种 2 汽车尾气中的co nox在适宜温度下采用催化转化法处理 使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体 反应的化学方程式可表示为 汽油的不完全燃烧 n2与o2在 汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨 导致光化学烟雾 产生温室效应 解析 1 汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应 当空气不足时 汽油不完全燃烧 会产生co 当空气过量时 n2和o2在放电或高温条件下反应生成no 汽车尾气对环境的危害很大 可以形成硝酸型酸雨 导致光化学烟雾 产生温室效应 2 co nox反应后生成的无毒气体为co2和n2 氮氧化物对环境的污染及防治1 常见的污染类型 1 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 产生的一种有毒的烟雾 2 酸雨 nox排入大气中后 与水反应生成hno3和hno2 随雨雪降到地面 3 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 2 常见的nox尾气处理方法 1 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 2 催化转化 在催化剂 加热条件下 氨可将氮氧化物转化为无毒气体 n2 或nox与co在一定温度下催化转化为无毒气体 n2和co2 一般适用于汽车尾气的处理 二 有关氮的氧化物的简单计算4 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 则原混合气体中no2和o2体积比可能是 或 解析no或no2与o2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来 2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no 由 2 得4no2 o2 2h2o 4hno3 由 3 24no 3o2 2h2o 4hno3 18 7 43 7 两式就是平时计算经常用到的关系式 设剩余的5ml气体为o2 则参加反应 的no2和o2的总体积为50ml 5ml 45ml则原混合气体里 no2的体积为45ml 4 5 36mlo2的体积为50ml 36ml 14ml即no2与o2的体积比为36 14 18 7 设剩余的5ml气体为no 由 式得过量的no2体积为15ml 则发生反应 的no2和o2的总体积为50ml 15ml 35ml 则原混合气体里 o2的体积为35ml 1 5 7ml no2的体积为50ml 7ml 43ml即no2与o2的体积比为43 7 1 3 2no2 2naoh nano3 nano2 h2o nano2 na2co3 2no2 nano3 nano2 co2 nano3 0 05mol nano2 0 15mol 0 5mol l 1 1 物理性质硝酸是无色 易挥发的液体 有 气味 能与水以任意比例混溶 2 化学性质 考点二硝酸的性质和应用 知识梳理 刺激性 与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式 硝酸分解生成的no2溶解在硝酸里 棕色 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 浓硝酸与铜反应的化学方程式 与非金属反应 如浓硝酸与c反应的化学方程式 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 如稀硝酸与feso4溶液反应的离子方程式 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 判断正误 正确的划 错误的划 1 实验室里用锌与稀hno3反应制取h2 2 cu溶于稀hno3反应的离子方程式 cu 2h no cu2 no2 h2o 3 将可调高度的铜丝伸入稀hno3中 溶液变蓝 说明铜与稀hno3发生置换反应 4 用铜和稀硝酸反应制取no2气体 5 常温下 将al片放入浓硝酸中无明显现象 原因是al与浓硝酸不反应 思考辨析 一 硝酸性质1 2015 新课标全国卷 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 五金八石皆能滴穿 惟玻璃可盛 这里的 强水 是指 a 氨水b 硝酸c 醋d 卤水 解析该强水能溶解五金 说明具有酸性和强氧化性 且不与玻璃反应 则该物质为硝酸 即b项正确 答案b 题组训练 2 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 硝酸能与feo反应 只表现氧化性c 硝酸可与na2s反应制得h2s气体d 浓硝酸因分解放出的no2又溶解于硝酸而呈黄色 解析硝酸是一种具有强氧化性的强酸 并且浓度越大 氧化性越强 浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 故选项a错 硝酸是一种强氧化性酸 可氧化许多还原性物质 因此硝酸与na2s反应不能生成h2s 与feo反应时表现氧化性和酸性 所以选项b c错 选项d正确 答案d 3 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置于具支试管的底部 在分液漏斗中加入约5ml浓硝酸 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 具支试管中发生反应的化学方程式为 2 实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 试管中溶液变蓝 且有红棕色气体产生 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 填选项字母 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反应 再进行铜与稀硝酸反应的实验 其好处是 向试管中加水将浓硝酸稀释 c 操作简便 节约试剂 问题讨论用等质量的铜片与等体积的浓硝酸 稀硝酸 硝酸均过量 反应时 发现反应后所得溶液前者呈绿色 后者呈蓝色 对此有两种看法 两者颜色不同的原因是因为cu2 浓度差异引起的 前者溶液呈绿色 是因为生成的红棕色no2溶解于溶液中引起的 6 你认为上述看法 填 或 合理 若是 合理 说明理由 若是 合理 设计一个简单实验证明 向蓝色溶液中通入no2 若溶液变绿色证明 说法正确 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 向试管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 由于硝酸均过量 铜的质量相同 溶液的体积相同 所以铜无论是与稀硝酸反应 还是与浓硝酸反应 生成的cu2 的浓度是相同的 看法 是不合理的 可通过向蓝色溶液中通入no2看溶液是否变绿 或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明 二 硝酸与金属反应的计算4 在标准状况下将1 92g铜粉投入一定量浓hno3中 随着铜粉的溶解 反应生成的气体颜色逐渐变浅 当铜粉完全溶解后共收集到由no2和no组成的混合气体1 12l 则混合气体中no的体积为 a 112mlb 1008mlc 224mld 448ml 解析混合气体的总物质的量为1 12l 22 4l mol 1 0 05mol 1 92g铜粉的物质的量为0 03mol 设no的物质的量为n1mol 则no2的物质的量为 0 05 n1 mol 根据得失电子守恒得3n1 0 05 n1 1 0 03 2 解得n1 0 005 v no 0 005mol 22 4l mol 1 0 112l 112ml 答案a 5 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5 6lo2 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 则消耗铜的质量为 a 16gb 32gc 64gd 无法计算 6 将51 2gcu完全溶于适量浓硝酸中 收集到氮的氧化物 含no n2o4 no2 的混合物 这些气体恰好能被500ml2 0mol lnaoh溶液完全吸收 生成含nano3和nano2的盐溶液 其中nano3的物质的量是 a 0 2molb 0 4molc 0 6mold 0 8mol 1 氨的分子结构和性质 1 物理性质 氨气是 色有 气味的气体 液化可作制冷剂 常温 常压下 1体积的水可溶解 体积的氨气 2 分子结构 电子式 空间结构 形 考点三氨铵盐 知识梳理 无 刺激性 易 700 三角锥 氨气与酸反应 a 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近 其现象为 将浓盐酸改为 也会出现相同的现象 化学方程式 b 与co2等酸性氧化物反应 nh3 co2 h2o nh4hco3或2nh3 co2 h2o nh4 2co3 nh3 h2o 有白烟生成 浓硝酸 hcl nh3 nh4cl nh3 hno3 nh4no3 nh3的还原性 氨的催化氧化 化学方程式 与盐溶液反应 将氨水加入下列溶液 完成下表 4 氨气的实验室制法 红褐 白 白 易 红 蓝 3 喷泉实验的原理中学教材中喷泉实验装置如图所示 实验操作是 打开橡皮管上的夹子 挤压滴管的胶头 则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶 形成喷泉 1 喷泉实验的原理 因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应 使瓶内压强减小 形成压强差 大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉 2 能形成喷泉的条件 从原理上讲 气体要易溶于水或易与水反应 以形成足够大的压强差 从实验条件上讲 烧瓶内气体要充满 气体和仪器均要干燥 装置的气密性要好 3 可以形成喷泉的组合 液体是水时 nh3 hcl so2 no2 o2等气体均可 液体是naoh溶液时 cl2 co2 h2s so2等气体均可 另外so2和氯水 ch2 ch2与溴水等组合也可形成喷泉 总之 组合条件是 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 产生压强差的方法一般有 一是使烧瓶外气压增大 烧瓶内气压不变 二是使烧瓶外气压不变 烧瓶内气压减小 上述形成喷泉的组合选用的是第二种方法 思考辨析 一 氨和铵盐的性质1 探究氨气及铵盐性质的过程中 下列根据实验现象得出的结论不正确的是 a 将集有氨气的试管倒扣于水槽中 液体迅速充满试管 说明氨气极易溶于水b 将ph 11的氨水稀释1000倍 测得ph 8 说明nh3 h2o为弱碱c 加热nh4hco3固体 观察到固体逐渐减少 试管口有液滴产生 说明nh4hco3受热不稳定 题组训练 d 将红热的pt丝伸入右图所示的锥形瓶中 瓶口出现少量红色气体 说明氨气的氧化产物为no2 解析d选项 氨气与氧气催化氧化生成no no与o2反应生成红棕色的气体no2 错误 答案d 解析由n2 nh3 s h2s可知a项正确 如果甲是氨气 则乙为no 丙为no2 丁为hno3 nh3 hno3 nh4no3 3no2 h2o 2hno3 no可知b项正确 d项错误 都有氧气参加反应 一定为氧化还原反应 c项正确 答案d 二 有关氨的实验3 下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验 能达到实验目的的是 a 用装置甲制备氨气b 用装置乙除去氨气中少量水c 用装置丙收集氨气d 用装置丁吸收多余的氨气 解析a选项 试管口应略低于试管底 错误 b选项 浓硫酸与氨气反应 错误 c选项 无法保持内外压平衡 错误 d选项 可防止倒吸 正确 答案d 4 下列制备氨水的实验装置中最合理的是 解析制备氨水不需要干燥氨气 a c项错误 d项 不能防止倒吸 错误 答案b 5 如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案 下列有关操作不可能引发喷泉现象的是 a 挤压装置 的胶头滴管使ccl4全部进入烧瓶 片刻后打开止水夹b 挤压装置 的胶头滴管使naoh溶液全部进入烧瓶 片刻后打开止水夹c 用鼓气装置从装置 的a处不断鼓入空气并打开止水夹d 向