第讲氮和氮化合物

1、考点考点1 氨和铵盐氨和铵盐1氨气和氨水 氨气是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，极易溶于水(常温常压下，1体积水约能溶解700体积的氨气)。氨气能与水、氯化氢、氧气等物质发生反应，其中与水反应的产物nh3h2o是一种弱碱。(1)浓氨水易挥发，具有强烈的刺激性气味。(2)不稳定性，受热易分解(氨水应密封于玻璃瓶中，置于冷暗处保存)。(3)有腐蚀性，对眼睛黏膜有强烈的刺激性，使用时要特别小心。万一溅入眼睛，应用水清洗。(4)氨水密度小于水，当把氨水稀释时，随质量分数的减小，氨水的密度增大。 氨水的性质：氨水是氨气溶于水形成的混合物，纯净的氨水是无色液体。电离方程式：nh3+h2on

2、h3h2o +oh-。+4nh(5)弱碱性，具有碱的通性： (与易挥发的酸反应产生白烟，可用于检验氨气、氨水的存在)。氨水是很好的沉淀剂，能使al3+、fe3+、mg2+分别转化成al(oh)3、fe(oh)3、mg(oh)2沉淀，但氨水中滴加ag+溶液开始出现沉淀agoh，继续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液。氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐，根据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸式盐。如：氨水中通入过量二氧化硫的离子方程式为： 。324nhh onhoh322nhh oso43nhhso2铵盐与铵根离子的检验 nh3获取1个h+形成 ，所有铵盐都是离子晶体，都易溶于水，铵盐不稳定，受热易分解(铵盐的分

3、解比较复杂，并非都生成对应的酸和氨气)；铵盐与强碱反应生成nh3h2o，加热放出nh3(能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)，该原理可用于 的检验。+4nh+4nh例例1 制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。 (1)写出实验室制取氨气的化学方程式_。2nh4cl+ca(oh)2 2nh3+cacl2+2h2o (2)收集氨气应使用_法，要得到干燥的氨气可选用_做干燥剂。碱石灰 向下排空气法例例1 制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。 (3)用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是_ 。该实验的原理是_。 打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 氨气极易溶于水，

4、使烧瓶内气体压强迅速减小 例例1 制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。 _。(4)如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。打开止水夹，用手(热手巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉 【解析】 (1)实验室制氨气的常用方法是用氯化铵与消石灰共热。(1)收集氨气只能用向下排空气法，干燥也只能用碱石灰等碱性干燥剂，不能用浓硫酸和无水cacl2。(3)引发喷泉的原理是氨极易溶于水，使烧瓶内气压迅速减小。sup7() sup7() 【点评】 喷泉实验的原理是容器内外存在较大的压强差。使容器内外产生较大的压强差的方法有：1减小容器内压强(1)容器

5、内气体极易溶于水；(2)容器内气体易与溶液中的某种成分发生化学反应而被吸收。例如氨气溶于水、co2溶于浓naoh等。2增大容器内压强例如人造喷泉等。考点考点2 实验室制实验室制nh3的方法的方法实验室制备氨气时应注意的问题(1)制氨气所用的铵盐不能用硝铵、碳铵。因为加热过程中nh4no3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险，且产物复杂；而碳铵受热极易分解产生co2，使生成的nh3中混有co2杂质。(2)消石灰不能用naoh、koh代替，原因：在高温下naoh、koh能腐蚀试管。naoh、koh具有吸湿性，易结块，不利于产生nh3。(3)多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或盐酸浸湿的棉花球)，

6、避免污染空气。 (4)氨的干燥剂不能选用浓h2so4、无水cacl2、p2o5等，它们均能与nh3发生反应。 (5)nh3极易溶于水，在制备收集、过程中，应尽可能地不与水接触，以减少损失和防止倒吸现象。 (6)检验氨气时红色石蕊试纸要湿润，因为氨气溶于水后： 产生的oh-，表现碱性。 (一)制取氨气(1)实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合_。(2)实验室还可在_(填一种试剂)中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。物来制取氨气，写出反应的化学方程式：例例2 某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然氨气具有还原性，能否像h2那样还原cuo呢？他们设计实验制取

7、氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究：2nh4cl+ca(oh)2 cacl2+2nh3+2h2o 氢氧化钠固体(或生石灰或碱石灰)(二)实验探究该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物，实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)图如下：(1)该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，你对该装置的改进措 施 是_。在装置a和b之间增加装有碱石灰的干燥管 (二)实验探究该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物，实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)图如下：(2)利用改进后的装置进行实验，观察到cuo变为红色物质，无水cuso4变蓝，同时生成一种无污染的气体。请写出nh3与cu

8、o反应的化学方程式：_。3cuo+2nh3 3cu+n2+3h2o(三)问题讨论(1)有同学认为：nh3与cuo反应生成的红色物质中可能含有cu2o。已知cu2o是红色粉末，是一种碱性氧化物，在酸性溶液中，cu+能自身发生氧化还原反应生成cu2+和cu。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有cu2o：_。取少量样品，加入稀h2so4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有cu2o，反之，则没有(2)在解决了问题(1)后，又有同学提出：cu2o与cuo的热稳定性哪个更强？于是他们进行了如下实验：取98 g cu(oh)2固体，加热到80 100 时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000 以上

9、，黑色粉末全部变成红色粉末a。冷却后称量，a的质量为72 g。据此可推得a为_，由此得到的结论是_。cuo比cu2o的热稳定性差 cu2o 【解析】 在nh3中氮元素显-3价，处于最低价，因此具有较强还原性，能被o2、cl2等强氧化剂反应，也能被cuo等较弱氧化剂氧化。cuo在常温下比较稳定，但加热到高温时，分解生成cu2o，说明高温下cu2o比cuo稳定。 【点评】 氨气的性质是重要的考点，内容较多，如溶于水、与酸反应、还原性、实验性制法等。考点考点3 氮的氧化物氮的氧化物1氮的氧化物及其对大气的污染no是无色、难溶于水的气体，在常温下它很容易与空气中的o2化合生成no2。no2是红棕色、有

10、刺激性气味的有毒气体，易溶于水。它与水反应生成hno3和no，工业上利用这一反应制硝酸；常温下，no2部分迅速二聚为无色的n2o4。no和no2都是大气污染物，空气中的no和no2污染物主要来自石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气、制硝酸工厂的废气。空气中的no2是造成光化学烟雾的主要因素。22no2n2o4dh0的应用通常“纯净”的no2和n2o4并不纯，因为常温、常压下能发生反应：2no2n2o4，由于此反应可逆，导致一些物理量发生改变。例如：(1)收集no2 1 mol时在标准状况下的体积应小于22.4 l。(2)标准状况下22.4 l no2的质量大于46 g。(3)no与o2混合后，相对

11、分子质量应大于按体积比求得的数值。(4)温度影响“2no2n2o4”平衡体系，其他条件不变，体系颜色随温度改变而改变。升高温度，气体颜色变深；降低温度，气体颜色变浅。(5)当no2、n2o4溶于水时，要考虑平衡移动。3有关no、no2和o2的混合气体与水反应的计算：组合类型 反应原理 no2、n2； no、o2组合3no2+h2o=2hno3+no no、o2组合 2no+o2=2no2 3no2+h2o=2hno3+no 即无论no或o2过量均为：4no+3o2+2h2o=4hno3 no2、o2组合3no2+h2o=2hno3+no 2no+o2=2no2 若o2过量：4no2+o2+2h

12、2o=4hno3 若no2过量：先讨论4no2+o2+2h2o=4hno3 后讨论3no2+h2o=2hno3+no 续表组合类型 反应原理 no、no2、 o2组合 由2no+o2=2no2 3no2+h2o=2hno3+no可得： 4no+3o2+2h2o=4hno3 4no2+o2+2h2o=4hno3也可得： ano+bno2+(3a/4+b/4)o2+ (a+b)/2h2o =(a+b)hno3特别地：a=bno+no2+o2+h2o=2hno3 注意得失电子守恒在解题中的运用。例例3 将v ml no和no2的混合气体通过水吸收后得到a ml无色气体a，将此无色气体a与等体积氧气混

13、合，再通过水充分吸收后，收集到5 ml无色气体b。(1)a气体是_，b气体是_。(2)a气体的体积是_ml。(3)v值的范围是_。noo22020v60【解析】 no、no2混合气体通过水吸收后生成的气体为no，当no与o2等体积混合并通过水时，由反应4no+3o2+2h2o=4hno3可知此时o2过量，取值范围的讨论通常用极限法倒推，当气体全部为no或no2时，v分别等于多少。 【点评】 no、no2、o2与水反应的有关题型的解题思路抓住两点：1利用两个总关系式；2确定剩余气体是no还是o2。考点考点4 硝酸硝酸金属与硝酸反应计算的常用方法1原子守恒法hno3与金属反应时，一部分hno3起酸

14、的作用，以 的形式存在于溶液中；一部分作氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的hno3中氮原子的物质的量。2电子守恒法hno3与金属的反应属氧化还原反应，hno3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。依据电子守恒法来解题，是解决氧化还原反应计算题的重要方法之一。3no3离子方程式计算法金属与h2so4、hno3的混合酸反应时，由于硝酸盐中 在h2so4提供h+的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或h+或no进行相关计算。3no例例4 足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和no2、n2o4、no的

15、混合气体，这些气体与1.68 l o2(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。若向所得硝酸铜溶液中加入5moll-1naoh溶液至cu2+恰好完全沉淀，则消耗naoh溶液的体积是() a60 ml b45 ml c30 ml d15 mla【解析】 根据题意可知将题中的反应过程表示如下： 从中我们可以看出：在整个反应过程中失电子的物质为cu，而得电子的物质为o2，hno3中的n元素在整个过程中最终没有变价(即反应前与反应后的价态相同)。因此利用氧化还原反应中得失电子守恒规律得出： n(cu)2=n(o2)4，n(cu)=2n(o2)=2 =0.15 mol。11.6822.4

16、ll mol然 后 加 氢 氧 化 钠 溶 液 时 发 生 c u2 + 2 o h-=cu(oh)2，所以n(oh-)=2n(cu2+)，因此v(naoh)=0.06 l=60 ml。 【点评】 有关氧化还原反应的解题要抓住本质电子得失守恒，再依据原子守恒计算。3no2+h2o=2hno3+no,2no2+2naoh=nano3+nano2+3h2o，no+3no2+2naoh=2nano2+h2o；no+2hno3=3no2+h2o等。氮元素有多种化合价，-3，+1，+2，+3，+4，+5，n元素显负价的化合物有氨气和铵盐，显正价的有氧化物、hno3、hno2和硝酸盐、亚硝酸盐。由于低价具

17、有还原性，高价具有氧化性，所以其中有一些歧化和归中反应，1.在相同状况下，将下列四种混合气体：体积比为3 1的nh3和n2；体积比为1 1的no2和n2；体积比为1 1的no2和o2；体积比为4 1的no2和o2，分别置于相同的四支试管中并倒置于水槽中，充分反应后液面上升高度分别为h1、h2、h3、h4，下列关系正确的是( ) ah1h2h3h4 bh4h3h2h1 ch4h1h3h2 dh2h3h1h4c2.一定量的铁与一定量的浓hno3反应，得到硝酸铁溶液和no2、n2o4、no的混合气体，这些气体与3.36 l o2(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。若向所得硝酸铁

18、溶液中加入2 moll-1的naoh溶液至fe3+恰好沉淀，则消耗naoh溶液的体积是( ) a300 ml b150 ml c120 ml d90 mla3.下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是( )a使石蕊溶液变红b与铜反应放出no气体，生成cu(no3)2c与na2co3反应放出co2气体，生成nano3d与s单质混合共热时生成h2so4和no2b4.如图在同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：nh3no2进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度的比较关系为( )ba b=c d不能确定5.x、y、z、w、q均为含氮的化合物，我们不了解它们的化学式，但知道它

19、们在一定条件下有如下转换关系(未配平)：(1)xw+o2；(2)z+y+naohh2o+w(3)y+so2z+so3(4)q+yz+h2o(5)x+cu+h2so4(浓)cu2+y+ 则这五种化合物中氮的化合价由高到低的顺序为( )ax y z w q bx z y q wcx y w z q dw x z q yc2-4so6.将相同质量的铜片分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( )a反应速率，两者相同b消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少c反应生成气体的颜色：前者浅，后者深d反应中转移的电子总数：前者多，后者少b 【解析】 铜片与浓、稀hno3的反应方程式分别为:cu+4hno3(浓)=cu(no3)2+2no2+2h2o,3cu+8hno3(稀)=3cu(no3)2+2no+4h2o 因浓度越大反应速率越大，所以a错；又因no2为红棕色，no为无色，所以c错；因两种酸都过量，铜完全溶解，所以转移电子