广东省高三化学第一轮复习非金属全套复习课件人教版’氮和氮的化合物.ppt

氮气及氮的氧化物 一 氮气 n2 1 氮的原子结构 知识主线 n2的电子式 结构式 n n nh3n2nono2hno3 30 2 4 5 2 物理性质 3 化学性质 4 氮的固定 n2 3h22nh3n2 o22no 高温高压 催化剂 放电 氧化性 人工固氮 自然固氮 还原性 n2化合态氮 根瘤菌 氮气 n2 的分子结构为 n n 结构非常稳定 所以化学性质很稳定 一定条件下 无色无味的气体 不溶于水 5 n2的工业制法 6 氮气的用途 1 合成氨 制硝酸 制氮肥 炸药 2 做保护气 焊接金属 填充灯泡 保存食品 3 医学上 液氮做冷冻剂 在冷冻麻醉下做手术 二 氮的氧化物 1 一氧化氮 是一种无色有毒的难溶于水的气体 极易与氧气反应生成二氧化氮 故两者不能共存 2no o2 2no2 2 二氧化氮 是一种红棕色 有刺激性气味的有毒的气体 易液化 密度比空气大 溶于水跟水反应生成硝酸和一氧化氮 与n2o4 无色 可相互转化 3no2 h2o 2hno3 no 2no2 红棕色 n2o4 无色 q 氮的氧化物性质应用 氮的氧化物溶于水的计算 no2和o2的混合气体溶于水时由4no2 o2 2h2o4hno3 v no2 v o2 4 1时 no2过量 剩余气体为no 且为过量no2体积的1 3 v no2 v o2 4 1时 恰好完全反应 v no2 v o2 4 1时 o2过量 剩余气体为o2 no和o2的混合气体溶于水时由4no 3o2 2h2o4hno3 v no v o2 4 3时 no过量 剩余气体为no v no v o2 4 3时 恰好完全反应 v no v o2 4 3时 o2过量 剩余气体为o2 氮的氧化物 no与no2的性质比较 无色 刺激性气味 红棕色 刺激性气味 有毒 机理同co 有毒 3no2 h2o 2hno3 no 2no o2 2no2 4no 3o2 2h2o 4hno3 4no2 o2 2h2o 4hno3 no no2 2naoh 2nano2 h2o2no2 2naoh nano3 nano2 h2o 氮的氧化物性质 注意 no2虽能与水反应生成hno3 但它不是酸性氧化物 因无对应的水化物 仅属于酸性气体 3 no no2对环境的污染 光化学烟雾 酸雨 石油产品和煤燃烧的产物汽车尾气制硝酸的工厂 污染源 危害 no no2 2naoh 2nano2 h2o2no2 2naoh nano3 nano2 h2o 4 no2和溴蒸气 br2 都为红棕色 鉴别它们的方法可能有哪些 no2和溴蒸气在性质上的相似之处 a 均有氧化性 b 溶于水后溶液呈酸性 c 能与碱溶液反应 颜色消失 鉴别两者不能用淀粉ki试纸 碱溶液等 no2和溴蒸气在性质上的差异之处 a 通入水中 no2溶于水发生反应后溶液无色而溴蒸气溶于水溶液呈橙色 b 通入agno3溶液 有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气 c 通入ccl4有机溶剂中 溶于ccl4而且ccl4溶液呈橙红色的为br2 g d 将盛有溴蒸气和no2气体试管放入冷水中冷却 气体颜色变浅的为no2 氨气及铵盐 色 有 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体积氨气 氨水的浓度越大 密度 易 液氨汽化时吸收大量的热 因此液氨可作 无 刺激性 极易 液化 越小 一 氨气 1 物理性质 致冷剂 小 电子式 结构式 呈 hnhh hnhh 三角锥形 思考 氨气极易溶于水的原因 2 结构 和水分子能形成氢键 喷泉是一种常见的自然现象 其产生原因是存在压强差 1 如图甲为喷泉实验装置 在烧瓶中充满干燥气体 胶头滴管及烧杯中分别盛有液体 下列组合中不可能形成喷泉的是a hcl和h2ob o2和h2oc nh3和h2od co2和naoh 甲 产生喷泉的原因 烧瓶内压强减小 在氨水中 存在的分子有 h2o nh3 nh3 h2o 存在的离子有 nh4 oh h 氨水是混合物能导电 液氨是纯净物不导电 3 化学性质 1 氨与水的反应 氨水显弱碱性 氨水 加入到 fecl2溶液mgcl2溶液alcl3溶液agno3溶液 现象 氨水中主要成分是 但溶质是 因此表示浓度均以 表示 nh3 h2o nh3 nh3 问题 为什么浓氨水加到生石灰中可制得氨气 下列关于氨水的说法中 不正确的是a 氨水和液氨不同 氨水是混合物 液氨是纯净物 b 氨水中物质的量浓度最大的粒子是nh3 h2o 除水 c 氨水显弱碱性 故通常保存在金属容器中d 在1mol l氨水中 nh3 h2o nh4 nh3的物质的量浓度之和为1mol l c 2 氨与酸的反应 酸溶液均能吸收nh3而生成铵盐 2nh3 h2so4 nh4 2so4 nh3 hno3 nh4no3 nh3 hcl nh4cl 思考 浓氨水与什么类型的酸靠近就会有大量的白烟产生 在盐酸中通nh3 离子方程式为 在氨水中滴加盐酸 则离子方程式为 nh3 h nh 4 h nh3 h2o nh 4 h2o 氨跟氧气反应 3 氨气的还原性 例 如右图所示把一根红热的铂金丝伸进盛有浓氨水的试剂瓶中看到现象是 原因是 铂丝持续红热 有红棕色气体产生 并有少量白烟生成 正反应是放热反应 有no生成 继而转变为no2 no2溶于水生成hno3 hno3与挥发的nh3生成nh4no3 工业上制硝酸的基础 氨在纯氧中可燃烧 2nh3 3cl2n2 6hcl 氨气适量 8nh3 3cl2n2 6nh4cl 氨气过量 2nh3 3cuon2 3cu 3h2o 4nh3 3o2点燃2n2 6h2o 氨与氯气反应 氨气与氧化铜反应 氨气与氮的氧化物反应 nh3 noxn2 h2o 未配平 5 氨气的制法 工业制法 n2 3h22nh3 人工固氮 高温高压 催化剂 实验室制法 1 药品 2 原理 3 装置 铵盐 氯化铵 与消石灰固体混合加热 固体加热气体 思考 该发生装置还可以制取哪些气体 5 收集 只能用向下排空气法 6 验满 用湿润的红色石蕊试纸放在试管口 也可用玻璃棒蘸有浓盐酸 靠近试管口 7 注意 a 棉花的作用 4 干燥 常用碱石灰作干燥剂 不能用酸性干燥剂如浓h2so4 p2o5等 为防止气体对流 提高收集氨气的速率和纯度 也可用来吸收尾气 b 不使用naoh的原因 加热时naoh碱性强 容易腐蚀试管 消石灰碱性相对弱 且比较疏松 氨气容易逸出 c 制取干燥氨气也不能用cacl2作干剂 原因是cacl2和nh3加合生成cacl2 8nh3 d 尾气不能排放到大气中的原因 氨气有毒 污染环境 可用水或酸吸收 注意防止倒吸 其他制氨气的方法 正四面体结构 键角 109o28 1 结构 nh4 电子式 呈 2 性质 都是易溶于水的晶体 受热易分解 与强碱反应放出氨气 铵盐是农业上常用的化肥 不稳定性 nh4cl nh3 hcl nh4hco3 nh3 h2o co2 与碱溶液的反应 nh4 oh nh3 h2o 强调 是铵盐的通性 可用于nh4 的检验 固体反应不写离子方程式 二 铵盐 分解产物为nh3和相应的酸 3 用途 铵盐可用作氮肥 氮肥贮存时应密封包装并放在阴凉通风的地方 施用时应埋地土下并及时灌水 以保证肥效 已知氨气跟氧化铜反应可以制备氮气 2nh3 3cuo 3cu 3h2o n2 纯氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁 但氮化镁遇水即反应生成氢氧化镁和氨气 1 下面是某化学课外小组的同学提出的实验室制备氨气的几种方案a 硫酸铵固体与消石灰共热b 浓氨水逐滴加到新制的生石灰c 在一定条件下 氮气与氢气化合d 加热分解氯化铵固体 你认为其中较简便易行的方案有 填字母 其反应的化学方程式为 a b nh3 h2o cao ca oh 2 nh3 2 该小组同学设计的制备氮化镁的方案有以下两个 分别见实验方案的装置图 夹持及加热仪器没有画出 且在实验前系统内的空气均已排除 该实验完成后 能否得到纯净的氮化镁 填 能 或 不能 简述理由 不能 由于在f装置后缺少一干燥装置 部分氮化镁将与空气中的水蒸气发生水解反应生成氢氧化镁 导致产品不纯 装置c的作用是 做安全瓶 防止装置d中的水倒吸 方案一 该方案中存在的主要问题是 由于与镁粉反应的氮气中混有氨气 且氨气也可与镁粉反应 造成产品不纯 如何才能解决上述问题 可将装置d换成一装有浓硫酸的洗气瓶 并在装置c与装置d之间加一安全瓶 或在装置c与装置d之间顺序加入安全瓶和装有水的洗气瓶 方案二 硝酸 一 硝酸的物理性质 纯硝酸是无色 易挥发 有刺激性气味和水互溶的液体 密度为1 5027g cm3 沸点是83 常用浓硝酸质量分数为69 98 以上的硝酸叫发烟硝酸 浓硝酸为什么会产生 发烟 现象 挥发出的硝酸分子和空气中的水蒸气结合 形成的硝酸小液滴 浓硝酸 浓盐酸 浓硫酸物理性质对比 硝酸的化学性质 一元强酸 易挥发 不稳定 分解 强氧化性 二 硝酸的化学性质 1 硝酸是一种强酸 hno3 h no3 使指示剂变色 与金属反应 与碱发生中和反应 与碱性氧化物反应 与某些盐反应 稀硝酸使紫色石蕊试液变红 hno3 naoh nano3 h2o 2hno3 cuo cu no3 2 h2o 2hno3 na2co3 2nano3 h2o co2 表现硝酸的强酸性 浓硝酸则先变红后褪色 2 硝酸的不稳定性 二 硝酸的化学性质 浓硝酸如何保存 纯净的硝酸本无色 但浓硝酸往往显黄色原因 hno3 棕色试剂瓶中 避光 低温保存 分解产生的no2 红棕色 溶于浓硝酸中而变黄 不能用橡皮塞 硝酸的浓度越大 越容易分解 3 强氧化性 与还原性物质反应 如与金属单质 非金属单质 h2s fe2 i s2 so2等反应 1 与金属反应 浓 稀hno3与金属单质反应一般不产生h2 主要是 5价n元素被还原 反应的一般规律 分析cu fe分别与浓 稀硝酸反应 常温时 fe al遇浓硝酸也被钝化 金属 浓hno3 高价金属硝酸盐 no2 h2o 稀hno3 高价金属硝酸盐 no h2o 试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 铁粉少量 铁粉过量 fe 2fe no3 3 3fe no3 2 cpsi2 hno3 浓 co2h3po4h2so4hio3 no2 2 浓硝酸与非金属的反应 c s等 h2o 3 与一些还原性物质的反应 3fe2 4h no3 3fe3 no 2h2o 3feo 10hno3 稀 3fe no3 3 no 5h2o 3h2s 2hno3 稀 3s 2no 4h2o 若将浓hno3和浓hcl按体积比1 3混合所得混合物叫王水 氧化性更强 可溶解不活泼金属金 如铂 金等 除au pt等少数金属外 硝酸几乎可能氧化所有的金属 常温下fe al等金属在浓hno3中发生 钝化 硝酸越浓 其氧化性越强 如稀hno3可使石蕊试变红 而浓hno3可使石蕊试液先变红后褪色 一般来说 活泼金属与hno3反应不生成h2 浓hno3的还原产物为no2 稀hno3的还原产物为no 活泼金属与极稀hno3反应时 还原产物复杂 为no n2o nh4no3等 非金属单质可被hno3氧化为最高价氧化物或其含氧酸 王水 浓hno3和浓hcl按体积比1 3配制 具有更强的氧化性 能溶解au pt 硝酸反应规律 4 与有机物的反应 二 硝酸的化学性质 硝化反应 酯化反应 与含有苯环结构的蛋白质作用 呈黄色 ch3ch2ono2 h2o 颜色反应 硝基苯 硝酸乙酯 硝基苯 三硝基甲苯 硝酸乙酯 硝化甘油 硝化纤维 强酸 酸 强氧化性酸 还能与有机物反应 挥发性酸 下列事实体现了硝酸的什么性质 a 氧化性b 酸性c 不稳定性d 挥发性 1 硝酸存放在棕色瓶中密封保存 2 浓硝酸可以和铜反应 3 木炭和浓硝酸反应 4 锌和硝酸不产生h2 5 氧化铜溶于硝酸 6 不用硝酸制so2气体 7 用铁槽存放浓硝酸 8 检验so42 时不能先用硝酸酸化 c ab a a a a a b 实验室制法 nano3 h2so4 浓 nahso4 hno3 三 hno3的制法 药品 固体硝酸钠 浓硫酸装置 固液加热收集 冷凝 难挥发性酸制备挥发性酸如 hcl气体的制备 硝酸的工业制法 氨的催化氧化法 no 工艺流程反应原理设备 no氧化成no22no o2 2no2吸收塔 硝酸的生成3no2 h2o 2hno3 no吸收塔 尾气处理 no no2 2naoh 2nano2 h2o2no2 2naoh nano3 nano2 h2o 四 no3 的检验 在欲鉴别的试样里 加入浓h2so4和cu片共热 如有红棕色的no2产生 就可以证明它是硝酸盐 若为稀溶液 应先将溶液浓缩 课后热身 1 下列块状金属在常温下能全部溶于足量浓hno3的是 a agb cuc ald fe2 25 6mgcu跟含有1 4 10 3mol的硝酸恰好完全反应 反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为 a 7 84mlb 13 44mlc 15 68mld 17 92ml 解析 n cu 0 4mmol 生成0 4mmolcu no3 2 故生成气体为1 4mmol 0