高考化学 第3单元第10讲 生活中的含氮化合物(1)课件 苏教版.ppt

第10讲生活中的含氮化合物 1 一 氮在自然界中的循环1 氮元素的存在氮在自然界中 既有游离态 又有化合态 它以双原子分子 n2 存在于大气中 约占空气总体积的78 或总质量的75 在自然界中 植物只能利用化合态的氮 大豆 蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定 简称固氮 另外在雷电交加的雨天 空气中的少量n2与o2可以直接化合 生成无色 难溶于水的no气体 然后在常温下与o2迅速化合 生成红棕色 有刺激性气味的二氧化氮气体 溶于水并与水反应生成hno3和no 随雨水洒到地面上 与土壤中的矿物作用 形成能被植物吸收的硝酸盐 其反应的化学方程式可表示为n2 o22no 2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no 2 氮气 1 电子式 结构式 键能大 分子结构稳定 化学性质不活泼 2 物理性质 无色无味的气体 难溶于水 3 化学性质 常温下 n2化学性质很不活泼 可代替稀有气体作保护气 但在一定条件下 能与h2 o2 mg等反应 与h2反应 n2 3h22nh3 与o2反应 n2 o22no 与mg反应 n2 3mgmg3n2 氮的固定类型 天然固氮 例如雷电时n2 o2化合 生物固氮 例如豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气变成化合态氮而被作物吸收 人工固氮 例如合成氨 二 氮的氧化物及其对环境的影响1 氮的氧化物的种类氮氧化物有n2o n 1价 no n 2价 n2o3 n 3价 no2 n 4价 n2o4 n 4价 n2o5 n 5价 等6种 其中n2o3是亚硝酸 hno2 的酸酐 n2o5是硝酸 hno3 的酸酐 2 no和no2的性质 3 氮氧化物对空气的污染及防治 1 形成硝酸型酸雨 2 在日光照射下 no2与o2经过复杂的反应生成o3 o3与空气中的一些碳氢化合物发生作用后 就产生了一种有毒烟雾 称之为光化学烟雾 3 氮氧化物能破坏大气平流层里的臭氧层 造成臭氧层空洞 注意 石蕊试液 湿润的淀粉碘化钾试纸不能鉴别 br2蒸气和no2都是红棕色气体 常见鉴别方法 三 氨及铵盐1 氨气 1 分子结构 2 氨的物理性质氨是无色 有刺激性气味的气体 密度比空气小 易液化 液氨汽化时吸收大量的热量 故可用作制冷剂 氨极易溶于水 常温常压下 1体积水中能溶解700体积氨 可用喷泉实验来验证 3 氨气的化学性质 与水反应 nh3 h2onh3 h2onh4 oh 氨溶于水形成的溶液称为氨水 其中大部分nh3与h2o反应生成一水合氨 nh3 h2o 但氨水的溶质仍是nh3 一水合氨部分电离出nh4 与oh 故氨水显弱碱性 能使酚酞变红 nh3 h2o受热又容易分解为nh3与h2o 氨水的密度小于1g ml 且溶质的质量分数越大 密度越小 nh3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 常用此性质检验nh3的存在 与酸反应 a 与hcl反应 nh3 hcl nh4cl 产生大量白烟 用于检验nh3 b 与h2so4反应 2nh3 h2so4 nh4 2so4 无白烟产生 不能用浓h2so4干燥nh3 c 与hno3反应 nh3 hno3 nh4no3 产生大量白烟 d 与co2反应 nh3 h2o co2 nh4hco3 生成碳铵 具有还原性 4nh3 5o24no 6h2o 反应放热 是工业上制硝酸的基础 4 氨的用途 是氮肥工业及制造硝酸 铵盐 纯碱的重要原料 也是有机合成工业的常见原料 如制尿素 合成纤维 染料等 5 氨气的制法 氨气的工业制法 n2 3h22nh3 氨气的实验室制法 原理 ca oh 2 2nh4clcacl2 2nh3 2h2o 装置 固体 固体气体 装置 与用kclo3或kmno4制o2的装置相同 收集 只能用向下排空气法 干燥 用碱石灰 naoh和cao固体的混合物 检验 a 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口 若试纸变蓝色 说明氨已收集满了 b 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口 若有白烟产生 说明已收集满了 环保措施 用稀硫酸吸收多余的氨 棉花用稀硫酸浸湿 棉花的作用 防止空气与氨气对流使收集到的氨气不纯 2 铵盐的性质 1 组成和物理性质 铵盐是由nh和酸根阴离子构成的化合物 铵盐都是白色或无色晶体 都易溶于水 2 化学性质 受热分解 nh4clhcl nh3 nh4hco3nh3 co2 h2onh4no3n2o 2h2o2nh4no32n2 o2 4h2o 与碱反应 nh4no3 naohnano3 nh3 h2o与强碱反应的离子方程式 nh oh nh3 h2o 固体或溶液中均可产生nh3 在稀溶液中不加热时生成nh3 h2o 3 nh4 检验方法 证明某白色固体是否为铵盐 即检验nh4 的存在 a 取少许样品与浓碱溶液混合于试管中共热 将红色湿润的石蕊试纸靠近试管口 若试纸变蓝 则证明样品中含nh4 b 取少量样品于试管中 加入浓碱溶液后加热 用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验产生的气体 若有白烟产生 则证明样品中含有nh4 检验无色溶液中是否存在nh4 的方法步骤 加浓碱溶液 加热 检验nh3原理 nh4 oh nh3 h2o 4 铵盐的用途 作氮肥 炸药 作焊药等 由于铵盐受热易分解 存储氮肥时 应密封包装并放在阴凉通风处 1 氨水的组成 h2o nh3 nh3 h2o nh4 oh h 在氨水中除水外含量最多的就是nh3 h2o 在计算氨水的浓度时 一般把氨气看作溶质 例如将1mol氨气溶于水配成1l溶液 所得氨水的浓度就是1mol l 事实上溶解在水中的氨气已经大部分生成了nh3 h2o 2 要注意no3 在酸性条件下的氧化性 硝酸盐在酸性条件下 实际上 no3 h 就是硝酸 的氧化性易被人忽视 如在氯化亚铁溶液中滴加硝酸溶液 能发生氧化还原反应 换个角度 硝酸亚铁溶液中滴加盐酸溶液也能发生氧化还原反应 亚硫酸钡中加入硝酸可生成硫酸钡 换个角度 把硝酸钡 亚硫酸钠和稀盐酸混合也能生成硫酸钡沉淀 再换个角度 把硝酸钡 亚硫酸钠 硫酸氢钠三种盐混合也可能发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀 再如 把过量铁片投入一定量的稀硝酸溶液中 会生成no 等反应完全后 在残留有铁片的反应混合液中再加入一定的稀硫酸溶液 还会产生no气体 可看作是硝酸亚铁跟稀硫酸混合后 no3 h fe三种微粒之间发生的反应 四 硝酸1 物理性质 1 纯硝酸是无色 有刺激性气味的液体 密度为1 5027g cm3 2 低沸点 83 易挥发 能跟水任意比互溶 在空气中遇水蒸气呈雾状 98 以上的硝酸叫 发烟硝酸 3 王水 浓硝酸和浓盐酸 体积比为1 3 它的氧化性比硝酸强 能溶解pt au 2 化学性质 1 强酸性 具有酸的通性 2 硝酸的化学特性 不稳定性 4hno34no2 o2 2h2o 强氧化性 hno3中 5价n有很强的得电子能力 故hno3与金属反应不放出h2 hno3能与除au pt外的金属反应 越浓氧化性越强 a 常温下浓hno3使fe al钝化 但铁与稀hno3或在加热的条件下与浓hno3都能反应 b 能溶解cu等不活泼金属cu与浓hno3反应 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2ocu与稀hno3反应 3cu 8hno3 3cu no3 2 2no 4h2o c 与非金属反应碳与浓hno3反应 c 4hno3 浓 co2 4no2 2h2od 与其他还原性物质的反应 如feo fe oh 2 fe2 so2 h2s hbr hi so32 s2 i br 等 不能用硝酸制取h2s hbr hi so2等气体 在so42 检验中也不用稀hno3 3 硝酸的工业制法 氨的催化氧化法 1 4nh3 5o24no 6h2o 2 2no o2 2no2 3 3no2 h2o 2hno3 no 4 硝酸的用途 制硝酸盐 氮肥 炸药 染料等 1 浓硝酸久置呈黄色 是由于硝酸分解产生的二氧化氮溶于硝酸的缘故 2 浓