氮及其化合物课件

一、氮气及氮的氧化物1物理性质,2.化学性质(1)氮气(2)NO与O2反应：2NOO2=2NO2。(3)NO2与H2O反应：3NO2H2O=2HNO3NO。,3氮氧化物对环境的影响(1)形成硝酸型酸雨。(2)形成光化学烟雾。,二、氨和铵盐1氨(1)结构与物理性质(2)化学性质,想一想1：固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？提示：不相同，NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘的蒸气，是物理变化。,三、硝酸1物理性质(2)化学性质(1)强酸性：具有酸的通性(2)强氧化性与金属反应,想一想2：(1)钝化是不是不发生化学反应？(2)如何除去浓HNO3中的黄色物质？提示：(1)Fe、Al遇浓HNO3钝化，钝化是一种化学反应，在金属表面形成了一层致密的氧化膜。(2)浓HNO3中的黄色物质为NO2，可充入O2除去，发生如下反应：4NO2O22H2O=4HNO3。,1(蚌埠2011届高三模拟)下列反应表示氮的固定作用的是()AN2与H2在一定条件下合成NH3BNH3经催化氧化生成NOCNO和O2反应生成NO2D由NH3制碳酸氢铵和尿素答案：A,2把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是()A氧气B二氧化氮C二氧化氮和氧气D二氧化氮和一氧化氮答案：C,3判断下列说法是否正确，(正确的划“”，错误的划“”)。(1)氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。()(2)实验室用浓氮水与NaOH固体制取氨气。()(3)氨和酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。()(4)某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH4。()(5)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH4。(),(6)把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，溶液中NH3和HNO3等物质的量反应。()(7)稀HNO3、稀H2SO4均能将木炭氧化成CO2。()(8)(2011年海安调研)硝酸常用作金属铜加工前的酸洗。()(9)(2011年盐城模拟)受热分解能产生三种气体的物质一定是NH4HCO3。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9),4同温同压下，在甲、乙两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满NH3、NO2进行喷泉实验。如图：,(1)实验室制备NH3的化学方程式为：_。(2)形成喷泉后，甲烧瓶内液体呈_色，原因是_(用化学方程式说明)；乙烧瓶内液体呈_色，原因是_(用化学方程式说明)。(3)喷泉停止后，甲烧瓶中溶质的物质的量浓度_(填“大于”、“小于”或“等于”)乙烧瓶中溶质的物质的量浓度。,要点1氮的主要氧化物及其有关计算1NO和NO2(1)NO、NO2均不属于酸酐，N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。(2)NO是无色还原性较强的气体，易被氧气氧化成NO2；NO2是红棕色易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，但溴蒸气也为红棕色，也能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，因此不用KI淀粉试纸鉴别NO2与溴蒸气。,对应学生用书61页,不同情况及剩余气体的体积,迁移应用1将盛有amolNO2和bmolNO(标准状况下)混合气体的试管倒立于水槽中，再通入bmolO2，充分反应后试管里剩余气体的成分及物质的量决定于a与b的关系，请填写表格：,(2)收集：只能用向下排空气法。(3)干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。(4)验满方法：a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。(5)环保措施：收集时，一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。2加热浓氨水,(2)装置：,例2某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。,回答下列问题：(1)若用装置制取NH3，其反应的化学方程式为_；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是_(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是_。(2)若用装置制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是_，分液漏半中装的试剂是_，收集装置应选择_(填装置序号)。,【解析】(1)装置适用于固固加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3才行。(2)装置是固液反应，不需加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰作用。,迁移应用2下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(),ABCD【解析】NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新凝结产生NH4Cl，在此过程中还有可能出现堵塞导管的情况，因此不能用的方法制取氨气，中试管口未向下倾斜，会导致液体倒流入试管而使试管破裂，不可行。浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生CaO2NH3H2O=Ca(OH)22NH3，故可用的方法制取氨气。浓氨水受热产生氨气，通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH3，所以符合要求。答案为D。【答案】D,要点3金属与硝酸的反应1金属与硝酸反应一般不产生H2，且浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3被还原为NO，随着反应进行很稀的HNO3有可能被还原为N2O，甚至NH3NO3。硝酸在反应中体现氧化性和酸性。2铁与硝酸反应要考虑Fe的用量，若Fe不足则生成Fe(NO3)3，若Fe过量则生成Fe(NO3)2。3铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时HNO3的还原产物为NO2，随着反应进行浓HNO3变稀，HNO3的还原产物为NO，最终应得到NO2和NO的混合气体。4硝酸与FeO反应实质是HNO3氧化Fe2，与FeI2反应不但氧化Fe2，也氧化I。,5离子共存判断中的NO3若在H条件下NO3会体现出强氧化性；不能与Fe2、S2、I、SO32、Br等离子共存。6金属与HNO3的反应运用“守恒法”求解，一般类型有(1)电子守恒金属失电子数生成气体时HNO3得电子数。(2)物料守恒耗HNO3的量盐中NO3的量(表现酸性的HNO3)气体中的N原子(被还原的HNO3)的量。(3)电荷守恒HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)有：c(NO3)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。,名师点睛：(1)NO3在酸性条件下显示强氧化性，在中性或碱性溶液中不具有强氧化性。(2)HNO3的氧化性与浓度有关，浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，但金属与HNO3反应时浓度越大，耗酸越多，产生的污染性气体也多。,例3将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：(1)NO的体积为_L，NO2的体积为_L。(2)参加反应的HNO3的物质的量是_。(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_mol/L。(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水_g。,迁移应用3物质的量之比为25的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()A14B15C23D25,易错点对NO3在酸性条件下的强氧化性认识不透例碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示)下列有关说法正确的是()A洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B从Z导管出来的气体中无二氧化碳C洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D在Z导管口有红棕色气体出现,对应学生用书64页,【错因分析】对于硝酸的生成以及与二氧化硫的反应掌握不够。有关硝酸氧化性环境的形成，一直是各类命题的热点，常见的情况有：,【正确解答】气体X是二氧化碳和二氧化硫的混合物，气体Y是二氧化氮，二氧化碳与氯化钡溶液不反应，A选项错误；二氧化氮溶于水后，发生了如下反应：3NO2H2O=2HNO3NO，生成的硝酸有强氧化性，与二氧化硫气体发生氧化还原反应，将SO2氧化成硫酸，硫酸与氯化钡溶液发生反应生成硫酸钡沉淀，产生的一氧化氮气体经Z导管排出，在导管口被氧气氧化，生成红棕色的二氧化氮气体。答案为CD。,易错再练1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12L(标准状况)。则消耗硝酸的物质的量是()A0.12molB0.11molC0.09molD0.08mol【解析】随着反应的进行，硝酸的浓度降低，生成的气体将由NO2变为NO，收集到的气体为NO2和NO的混合气体，参加反应的HNO3中的N原子分布于产物Cu(NO3)2、NO2和NO中，故该类型题可用N原子守恒求解。由N原子守恒求得：反应消耗的硝酸的物质的量为21.92g/64gmol11.12L/22.4Lmol10.11mol。【答案】B,对应学生用书64页,2(2009年全国理综)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气与金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。,回答下列问题：(1)A中加入的物质是_，发生反应的化学方程式是_；(2)B中加入的物质是_，其作用是_；(3)实验时在C中观察到的现象是_，发生反应的化学方程式是_；(4)实验时在D中观察到的现象是_，D中收集到的物质是_，检验该物质的方法和现象是_。,解析：根据实验目的及要求，反应物为NH3和CuO，故可判断A试管中应加入制NH3的药品，可选择NH4Cl和Ca(OH)2，NH3应用碱石灰或CaO干燥，反应过程中氧化铜被还原为铜，固体的颜色发生了变化，生成了水和氮气，未反应的氨气生成氨水留在D中，而氮气用排水法收集，检验氨气，可利用NH3溶于水显碱性来检验，可用无水CuSO4检验水的存在。,3氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述与氮元素的循环无关的是()A工业合成氨的过程是固氮的过程B自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物C为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气做保护气D电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收,解析：本题考查氮气的性质及氮的固定。氮的固定是指游离态的氮元素转化为化合态的氮元素的过程；蛋白质腐败后可产生氮气；由于N2很不活泼，故可作为保护气，不参与化学反应，也无循环可言。答案：C,4(江西南昌2011届高三三校二联)将N2、CO2、CO和H2的混合气体依次通过灼热的氧化铜、澄清的石灰水、干燥剂，则最后剩下的气体成分是_；若气体依次通过灼热的氧化铜、干燥剂、澄清的石灰水则最后剩下的气体成分是_。,(3)用注射器吸取适量的蒸馏水，然后倒立针筒，推动活塞J至底部以排尽装置内的空气(装置内极少量的水不影响实验)。(4)将注射器插入稀HNO3中，吸取适量的稀HNO3，然后迅速关闭阀门K，请回答此时可能观察到的实验现象：_，反应的离子方程式：_；当注射器活塞上升到某一位置时，迅速打开阀门K，将反应液推入NaOH溶液中后关闭K。.NO性质实验(1)观察注射器内气体呈_色，然后打开K，吸取适量空气后关闭K，此时注射器内气体呈_色，反应的化学方程式为_。,(2)向下快速推动活塞J，注射器内气体颜色变化情况为_，原因是_(结合化学方程式并配以必要的文字说明)。.尾气处理若原注射器内NO的体积为20mL，则至少应抽入_mL相同状况下的空气，才能保证NO完全被NaOH溶液吸收(假设空气中氧气的体积分数为20%)。解析：本题考查了氮的氧化物的性质及化学实验基本原理、基本操作及数据处理能力。.(1)在制取气体的实验中，首先要进行装置气密性的检查。,一、喷泉的形成1喷泉形成的原理：容器内外存在较大的压强差。在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。2从原理上分析使容器内外产生较大的压强差，通常有两类情况：(1)容器内气体极易溶于水或容器内气体易快速与溶液中的溶质发生化学反应。因此当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体大量溶解或快速反应，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。,对应学生用书65页,下表列出的气体作用于相应的吸收剂，就能形成喷泉：(2)容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应，容器内产生大量气体，使容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。例如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用了此原理。,3喷泉实验的几种常见装置说明：装置中的烧瓶最好采用顶部有孔的烧瓶。,名师点睛：要使喷泉实验成功，首先要保证装置的气密性良好；其次，收集的气体要干燥且要充满。,探究活动某化学研究小组设计了如图所示装置进行氨气的喷泉实验：说明：B中空饮料瓶的中上部打一个小孔，饮料瓶里装有滴有酚酞试液的水；请回答下列问题：,(1)制备并收集NH3：首先打开弹簧夹_(填“a”、“b”或“c”，下同)，夹紧弹簧夹_。将浓氨水滴入氢氧化钠固体上，装置A中发生反应的化学方程式为_。当烧杯中的酚酞溶液_，证明氨气已充满圆底烧瓶，取下A中具支试管，夹紧弹簧夹_。(2)引发