氮及其氧化物课件

氮及其氧化物如皋市第一中学王洪

氮及其氧化物1学习目标：1．

掌握氮气的主要化学性质2．

了解氮的氧化物的性质及其相互转化关系学习目标：2①甲、乙、丙、丁均为前三周期元素的单质。②在一定条件下甲与丙和甲与丁都按物质的量之比1:3反应，分别生成X和Y，在产物中元素甲呈负价。③在一定条件下乙与丙和乙与丁都按物质的量之比1:2反应，分别生成Z和W，在产物中元素乙呈负价。请填空：⑴甲是________，乙是________。⑵甲与丙反应生成X的化学方程式是____________。⑶乙与丁反应生成W的化学方程式是___________。甲乙丙丁XYWZ[思考]（1）如右图所示。已知：N2O2

N2＋3MgMg3N2或N2＋3H2

2NH3O2＋2H2

2H2O或O2＋2Mg

2MgO①甲、乙、丙、丁均为前甲乙丙丁XYWZ[思考]（1）如右图所3电子式为，结构式为N≡

N，氮氮叁键的键能高达946kJ·mol－1，键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。⑴物理性质：纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的78%。1、氮气的性质⑵结构：电子式为，结构式为N≡N，⑴物理性质：4③与活泼金属反应：N2＋3Mg

Mg3N2

常温下，N2的化学性质很不活泼，可代替稀有气体做保护气，但在高温、放电、点燃等条件下，N2能与H2、O2、ⅡA族的Mg、Ca等发生化学反应。①与H2反应:N2＋3H2

2NH3

②与O2反应：N2＋O2

2NO⑶化学性质Mg3N2＋6H2O＝3Mg（OH）2↓＋2NH3↑③与活泼金属反应：N2＋3MgMg3N2常温下，5【例1】用金属钠制取Na2O，通常采用下法：2NaNO2＋6Na＝4Na2O＋N2↑，试说明为什么不采用钠在氧气中燃烧，而采用此法制取Na2O的原因：

钠在氧气中燃烧会产生过氧化钠，而在氮气的环境中不会被氧化成Na2O2【例1】用金属钠制取Na2O，通常采用下法：2NaNO2＋66试回答：装置甲的作用是：①.

②.③

。从乙处导出的气体是

，检验产物的简单化学方法是

。【例2】实验室，合成氨装置如图所示：干燥气体的作用调节氢、氮气流速度NH3、N2和H2用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近导管口

使两种气体充分混合【例2】实验室，合成氨装置如图所示：干燥气体的作用调节氢、氮7[思考]（2）用下图所示装置（气球内先充有空气）进行铜与稀硝酸反应的实验，请填写下列空格。

①铜丝逐渐减小，但不完全消失，且表面有气泡生成；②气球先略变大，在摇动情况下又变小，而后变大；③________________；④_____________。⑶在摇动情况下，导致气球变小的有关反应的化学方程式为：_____________。

稀硝酸烧瓶铜丝气球

⑴实验开始时，先将烧瓶加热，其目的是________。⑵在不断摇动烧瓶的条件下，使反应充分进行。可观察到的4个主要现象：提高反应速度

无色溶液变成蓝色

烧瓶中气体先呈红棕色，最终为无色

4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3

[思考]（2）用下图所示装置

稀硝酸烧瓶铜丝气球

⑴实验开始82、氮的氧化物NO2NOH2O或SO2O2N2O4

N2ONON2O3NO2N2O4N2O5价态+1+2+3+4+4+5颜色

毒性水溶性

与O2是否共存

相互转化

无色红棕色无色有毒不溶于水2NO＋O2＝2NO2溶于水生成亚硝酸3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO溶于水生成硝酸能2、氮的氧化物NO2NOH2O或SO2O2N2O4

9小结：（3）NO2是一种红棕色的易溶于水与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。（2）NO是一种无色难溶于水还原性较强的气体，易被O2氧化NO2。（1）N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。小结：（3）NO2是一种红棕色的易溶于水与水反应的气体，（210【例3】

（1999年全国高考题）Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。下列关于NO的叙述不正确的是()

A.NO可以是某些含低价N物质氧化产物

B.NO不是亚硝酸酐

C.NO可以是某些含高价N物质的还原产物

D.

NO是棕色气体D【例3】（1999年全国高考题）Murad等三位教授最早提11【例4】鉴别NO2和溴蒸气,可选用的试剂是()A.淀粉碘化钾溶液

B.蒸馏水

C.NaOH溶液

D.AgNO3溶液BD【例4】鉴别NO2和溴蒸气,可选用的试剂是(12【例5】NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点。NO亦被称为“明星分子”，试回答下列问题：（1）NO对环境的危害在于

（填以下项目的编号）

A.破坏臭氧层

B.高温下能使一些金属被氧化C.造成酸雨D.与人体血红蛋白结合（2）在含Cu+离子酶活化中心中，亚硝酸根离子可转化为NO，写出Cu+和亚硝根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式

。Cu++NO2—+2H+=Cu2++NO↑+H2O

A、C、D【例5】NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的NO13（3）在常温下，将NO气体压缩到1.01×107Pa，在一个体积固定的容器里加热到50℃。发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强2/3就不再改变，已知其中一种产物为N2O，写出上述变化的化学方程式。（4）解释（3）中为什么最后的气体总压强小于原压强的2/3？3NO=N2O+NO2存在平衡2NO2N2O4。注意：通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生反应2NO2N2O4所以涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等问题时要考虑此反应。（3）在常温下，将NO气体压缩到1.01×107Pa，在一个14[思考]（3）将盛有12mLNO2和O2

的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是（）

A．1.2mL

B．2.4mL

C．3.6mL

D．4mLAD[思考]（3）AD153．氮的氧化物溶于水的计算⑴NO2

或NO2

与N2（非O2）的混合气体溶于水时可依据：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO利用气体体积变化差值进行计算。⑵NO2

和O2的混合气体溶于水时，由4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3可知，当体积比：V（NO2）:V（O2）＞4:1，NO2过量，剩余气体为NO＜4:1，O2过量，剩余气体为O2＝4:1，恰好完全反应3．氮的氧化物溶于水的计算⑴NO2或NO2与N2（非O216⑶NO和O2同时通入水中时，由4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3可知，

⑷NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按⑴求出NO2与

H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按⑶方法进行计算。V（NO）:V（O2）＝4:3恰好完全反应＞4:3剩余NO＜4:3

剩余O2⑶NO和O2同时通入水中时，⑷NO、17【例6】相同状况下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体，然后按上述顺序分别用水作喷泉实验。实验结束后，烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为（）A．3:3:2

B．2:2:3

C．1:1:1

D．无法比较C【例6】相同状况下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH18

B【例7】(2003年江苏高考题)同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2；②NO2和O2；③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是()A.V1＞

V2＞

V3

B.V1＞

V3＞

V2

C.V2＞

V3＞

V1D.V3＞

V1＞

V2

B【例7】(2003年江苏高考题)同温同压下，在3支相同体积19[思考]（4）若用碱液吸收法处理尾气。将含有NO、NO2的废气通入NaOH溶液中，

NO、NO2转化为NaNO3、NaNO2而被吸收，消除了污染。

2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2ONO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2十H2O下列气体中不可能完全被过量NaOH溶液吸收的是()

A1molO2与4molNO2B4molNO与1molNO2C3molO2与4molNOD1molNO与4molNO2

B[思考]（4）若用碱液吸收法处理尾气。将含有NO、NO2的废203.

有关NO(amol)和NO2(bmol)混合气体被碱液(NaOH)充分吸收的情况讨论混合气体a/b生成盐的成分余气＝1＞1＜1NaNO2

2amol或2bmolNaNO22bmolNaNO2(3a+b)/2NaNO3(b—a)/20NO

（a—b）mol03.有关NO(amol)和NO2(bmol)混合气体被碱液21【例8】（1998年上海高考题）用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO（仪器可选择使用，N2和O2的用量可自由控制）。已知：①NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O②气体液化温度：NO2为0.21℃，NO为-152℃试回答：（1）仪器的连接顺序（按左→右连接，填各接口的编号）为

。（2）反应前先通入N2目的是

。1541011672（10和11可颠倒）驱赶装置中空气，防止反应产生的NO被氧化【例8】（1998年上海高考题）用下列仪器、药品验证由铜和适22（3）确认气体中含NO的现象是

。（4）装置F的作用是

。（5）如果O2过量，则装置B中发生反应的化学方程式为：

。通入O2后装置（D）中有红棕色气体生成分离NO和NO2（或使NO2液化）4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O（3）确认气体中含NO的现象是23总结：知识网络

总结：知识网络24氮及其氧化物如皋市第一中学王洪

氮及其氧化物25学习目标：1．

掌握氮气的主要化学性质2．

了解氮的氧化物的性质及其相互转化关系学习目标：26①甲、乙、丙、丁均为前三周期元素的单质。②在一定条件下甲与丙和甲与丁都按物质的量之比1:3反应，分别生成X和Y，在产物中元素甲呈负价。③在一定条件下乙与丙和乙与丁都按物质的量之比1:2反应，分别生成Z和W，在产物中元素乙呈负价。请填空：⑴甲是________，乙是________。⑵甲与丙反应生成X的化学方程式是____________。⑶乙与丁反应生成W的化学方程式是___________。甲乙丙丁XYWZ[思考]（1）如右图所示。已知：N2O2

N2＋3MgMg3N2或N2＋3H2

2NH3O2＋2H2

2H2O或O2＋2Mg

2MgO①甲、乙、丙、丁均为前甲乙丙丁XYWZ[思考]（1）如右图所27电子式为，结构式为N≡

N，氮氮叁键的键能高达946kJ·mol－1，键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。⑴物理性质：纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的78%。1、氮气的性质⑵结构：电子式为，结构式为N≡N，⑴物理性质：28③与活泼金属反应：N2＋3Mg

Mg3N2

常温下，N2的化学性质很不活泼，可代替稀有气体做保护气，但在高温、放电、点燃等条件下，N2能与H2、O2、ⅡA族的Mg、Ca等发生化学反应。①与H2反应:N2＋3H2

2NH3

②与O2反应：N2＋O2

2NO⑶化学性质Mg3N2＋6H2O＝3Mg（OH）2↓＋2NH3↑③与活泼金属反应：N2＋3MgMg3N2常温下，29【例1】用金属钠制取Na2O，通常采用下法：2NaNO2＋6Na＝4Na2O＋N2↑，试说明为什么不采用钠在氧气中燃烧，而采用此法制取Na2O的原因：

钠在氧气中燃烧会产生过氧化钠，而在氮气的环境中不会被氧化成Na2O2【例1】用金属钠制取Na2O，通常采用下法：2NaNO2＋630试回答：装置甲的作用是：①.

②.③

。从乙处导出的气体是

，检验产物的简单化学方法是

。【例2】实验室，合成氨装置如图所示：干燥气体的作用调节氢、氮气流速度NH3、N2和H2用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近导管口

使两种气体充分混合【例2】实验室，合成氨装置如图所示：干燥气体的作用调节氢、氮31[思考]（2）用下图所示装置（气球内先充有空气）进行铜与稀硝酸反应的实验，请填写下列空格。

①铜丝逐渐减小，但不完全消失，且表面有气泡生成；②气球先略变大，在摇动情况下又变小，而后变大；③________________；④_____________。⑶在摇动情况下，导致气球变小的有关反应的化学方程式为：_____________。

稀硝酸烧瓶铜丝气球

⑴实验开始时，先将烧瓶加热，其目的是________。⑵在不断摇动烧瓶的条件下，使反应充分进行。可观察到的4个主要现象：提高反应速度

无色溶液变成蓝色

烧瓶中气体先呈红棕色，最终为无色

4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3

[思考]（2）用下图所示装置

稀硝酸烧瓶铜丝气球

⑴实验开始322、氮的氧化物NO2NOH2O或SO2O2N2O4

N2ONON2O3NO2N2O4N2O5价态+1+2+3+4+4+5颜色

毒性水溶性

与O2是否共存

相互转化

无色红棕色无色有毒不溶于水2NO＋O2＝2NO2溶于水生成亚硝酸3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO溶于水生成硝酸能2、氮的氧化物NO2NOH2O或SO2O2N2O4

33小结：（3）NO2是一种红棕色的易溶于水与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。（2）NO是一种无色难溶于水还原性较强的气体，易被O2氧化NO2。（1）N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。小结：（3）NO2是一种红棕色的易溶于水与水反应的气体，（234【例3】

（1999年全国高考题）Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。下列关于NO的叙述不正确的是()

A.NO可以是某些含低价N物质氧化产物

B.NO不是亚硝酸酐

C.NO可以是某些含高价N物质的还原产物

D.

NO是棕色气体D【例3】（1999年全国高考题）Murad等三位教授最早提35【例4】鉴别NO2和溴蒸气,可选用的试剂是()A.淀粉碘化钾溶液

B.蒸馏水

C.NaOH溶液

D.AgNO3溶液BD【例4】鉴别NO2和溴蒸气,可选用的试剂是(36【例5】NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点。NO亦被称为“明星分子”，试回答下列问题：（1）NO对环境的危害在于

（填以下项目的编号）

A.破坏臭氧层

B.高温下能使一些金属被氧化C.造成酸雨D.与人体血红蛋白结合（2）在含Cu+离子酶活化中心中，亚硝酸根离子可转化为NO，写出Cu+和亚硝根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式

。Cu++NO2—+2H+=Cu2++NO↑+H2O

A、C、D【例5】NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的NO37（3）在常温下，将NO气体压缩到1.01×107Pa，在一个体积固定的容器里加热到50℃。发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强2/3就不再改变，已知其中一种产物为N2O，写出上述变化的化学方程式。（4）解释（3）中为什么最后的气体总压强小于原压强的2/3？3NO=N2O+NO2存在平衡2NO2N2O4。注意：通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生反应2NO2N2O4所以涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等问题时要考虑此反应。（3）在常温下，将NO气体压缩到1.01×107Pa，在一个38[思考]（3）将盛有12mLNO2和O2

的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是（）

A．1.2mL

B．2.4mL

C．3.6mL

D．4mLAD[思考]（3）AD393．氮的氧化物溶于水的计算⑴NO2

或NO2

与N2（非O2）的混合气体溶于水时可依据：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO利用气体体积变化差值进行计算。⑵NO2

和O2的混合气体溶于水时，由4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3可知，当体积比：V（NO2）:V（O2）＞4:1，NO2过量，剩余气体为NO＜4:1，O2过量，剩余气体为O2＝4:1，恰好完全反应3．氮的氧化物溶于水的计算⑴NO2或NO2与N2（非O240⑶NO和O2同时通入水中时，由4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3可知，

⑷NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按⑴求出NO2与

H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按⑶方法进行计算。V（NO）:V（O2）＝4:3恰好完全反应＞4:3剩余NO＜4:3

剩余O2⑶NO和O2同时通入水中时，⑷NO、41【例6】相同状况下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体，然后按上述顺序分别用水作喷泉实验。实验结束后，烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为（）A．3:3:2

B．2:2:3

C．1:1:1

D．无法比较C【例6】相同状况下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH42

B【例7】(2003年江苏高考题)同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2；②NO2和O2；③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是()A.V1＞

V2＞

V3

B.V1＞

V3＞

V2

C.V2＞

V3＞

V1D.V3＞

V1＞

V2

B