英才教育高中化学家教材料——氮的循环.doc

英才教育 1368953789 涂老师七氮的循环【知识精讲】氮元素是一种典型的变价元素，掌握氮元素形成的单质和化合物的有关知识，应以N元素化合价为线索 化合价 -3 0 +2 +4 +5 物 质 NH3 N2 NO NO2 HNO3 （或铵盐） （或硝酸盐） 而对其中每种物质都从结构、性质（物理、化学）、制法、用途四方面来认识理解记忆，最后在各物质（不同价态间）间形成相互转化的知识网络。1氮气（N2）（1）分子结构：电子式为 ，结构式为 ，氮氮叁键键能大，分子结构稳定，在通常情况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。但在一定条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。（2）物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体， 溶于水，空气中约占总体积的 。（3）化学性质：常温下化学性质 ，可作 ；但在高温、放电、点燃等条件下能与H2、O2、IIA族的Mg、Ca等发生化学反应，即发生氮的固定。N2中N元素0价，为N的中间价态，既有 又有 。与H2反应： ，与O2反应： ，与活泼金属反应： ，（4）氮气的用途：化工原料；液氮是火箭燃烧的推进剂；还可用作保护气等。【例1】：下列反应起了氮的固定作用的是（）A氨经催化氧化生成NO BNO与O2反应生成NO2CN2在一定条件下与Mg反应生成Mg3N2 DNH3与硝酸反应生成NH4NO3（使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫氮的固定，简称固氮。分为自然固氮和人工固氮）2氮的氧化物氮的氧化物有六种：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 。NO是无色、难溶于水的气体，易被空气中的氧气氧化为NO2：NO + O2 ；NO2是红棕色、有刺激性气味有毒的气体，易溶于水，重要的反应有：NO2 + H2O 氮的氧化物(NO2和NO)是产生光化学烟雾和酸雨的主要原因。水体中含有过量的氮会使水体富营养化，造成污染。3氨气（NH3）：（1）分子结构：由极性键形成的三角锥形的极性分子；N -3价，为N元素的最低价态。（2）物理性质：无色、 气味的气体，密度比空气 ， 溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）。氨的喷泉实验要成功，需保证烧瓶和烧杯液体之间有足够大的压强差，为此需注意三方面：氨气要收集满 氨和烧瓶都要干燥气密性要良好【例2】右图烧瓶中充满干燥气体a，胶头滴管及烧杯中分别装有液体b，下列组合中不可能形成喷泉的是：（）A、a为HCl和b为H2OB、a为O2、b为H2OC、a为NH3和b为H2OD、a为CO2和b为NaOH溶液（3）化学性质：与H2O反应： ，溶液呈 性，氨水的成份为： ，氨水中溶质通常看作为NH3，而不是NH3H2O。与酸反应_ 将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒靠近（不要接触），会有_产生，原因是挥发出来的_和_两气体相遇，生成了NH4Cl固体小颗粒。这也是检验氨气的方法之一。还原性（催化氧化）： 【例3】氨与重水（D2O）形成的碱与盐酸反应，这一反应生成的盐中阳离子的化学式是（）ANH3D+ BNH2D2+ CND3H+ DNH4+（4）氨的实验室制法原理：_装置：固固反应加热装置（与制取_装置相同）收集方法：只能用_ 干燥方法：用_，不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl28NH3。检验方法：用湿润的红色石蕊试纸（变蓝） 蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口（产生白烟） 浓氨水棉花团的作用：防止NH3与空气形成对流，提高了收集NH3的纯度。实验室简易制NH3 (如右图): _CaO 工业制氨气： （5）用途：化工原料，制硝酸、氮肥等，作致冷剂【例3】某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是_溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是：_。4铵盐：铵盐都是白色晶体，都溶于水。不稳定，受热易分解：受热分解：碳酸氢铵分解 ， 氯化铵分解 ，与碱反应都能生成氨气，产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝，故一般用这个原理来检验铵盐。与碱反应： ，铵盐与碱溶液反应离子方程式： （可用于制取氨气和铵根离子的检验）5硝酸(HNO3)（1）物理性质：纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。质量分数在95%以上的浓硝酸在空气中由于挥发出硝酸蒸气会产生“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。常用浓硝酸的质量分数大约为69%。（2）化学性质：具有酸的通性，稀硝酸使石蕊试液变红，浓硝酸使石蕊试液先变红后褪色。不稳定性：浓硝酸受热或见光易分解产生红棕色的NO2, 二氧化氮又溶在浓硝酸中而使溶液呈黄色。其方程式为： 浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶中并放置在阴凉处。强氧化性：无论浓稀硝酸均具有强氧化性，与金属反应时不放出氢气。与金属反应：能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应，产物与硝酸的浓度有关。通常浓硝酸与金属反应生成二氧化氮，稀硝酸与金属反应生成一氧化氮，不会产生氢气。在反应中硝酸既表现酸性又表现氧化性。Cu + HNO3（浓） ；Cu + HNO3（稀） ；常温下浓硝酸与 发生钝化。b.与非金属反应，只表现氧化性。： C + HNO3（浓） ；c.与其他还原剂反应,如H2S、SO2、Fe2+等。【例4】下列反应中，浓硝酸既表现氧化性又表现酸性的是（ ） A. 浓硝酸中滴入紫色石蕊试液（先变红后退色） B. 铜与浓硝酸反应 C. 氢氧化铜与浓硝酸反应 D. 碳与浓硝酸反应【例5】根据下图所示的A、B、C、D、E 五种物质的相互转化关系，按如下关系填写相应的物质和有关反应的化学方程式：（1）当A是气体单质时，B是_，C是_，E是_，由D 生成E的反应的化学方程式是 。（2）当A是固体单质时，A是_，B是_，D是_，由E 生成C的反应的化学方程式是 。巩固复习1下列现象与人为排放大气污染物无关的是（ ）A.酸雨 B.光化学烟雾 C.闪电 D.臭氧层空洞2实验室收集下列气体时，不能用排水法收集的是（ ） A.氨气B.氢气 C.二氧化氮 D.一氧化氮3回答关于硝酸的下列问题：（1）硝酸盛于棕色瓶中，原因_;（2）硝酸放于低温处，原因_;（3）浓硝酸久置发黄, 原因_;（4）浓硝酸敞口放置会变稀, 原因_;（5）浓硝酸可用铝罐装, 原因_.4氨气极易溶于水，可以进行喷泉实验。(1)写出实验室制取氨气的化学方式_ (2)收集氨气应用_法，要得到干燥的氨气可用_做干燥剂。(3)用上图装置进行喷泉实验，上部烧瓶中已装满氨气，引发水上喷的操作是_该实验的原理是 _ 。5.下列气体的制备可采用右图装置的是（ ） A、氯化铵与氢氧化钙反应NH3 B