氮和氮的化合物一

学生姓名—年级授课时间—教师姓名—课时课题氮和氮的化合物（一）教学目标理解氮气和氮的化合物的性质，会进行关于氮的氧化物的简单计算。重点氮的氧化物，硝酸的性质。难点硝酸的性质1、氮气⑴物理性质：无色无味的气体，难溶于水，是空气的主要成分。⑵化学性质：通常情况氮气的性质比较稳定，常用作保护气。但在一定条件下可发生反应。放电条件下与氧气反应：N2+O22NO,在一定条件下,与H反应:N+3H•、催化剂2NH（工业合成氨的主要反应,也是人222高温高压3工固氮的方法。）自然固氮主要是雷雨和豆科植物的根瘤菌的固氮。与金属反应：3Mg+N2CM%*,氮的固定：定义：将游离态的氮转化为化合态的氮的方法。方法有两种：人工固氮自然固氮2、氮的氧化物氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：“0、NO、Nq、NO、NO、NO。其中NO和NO分别是HNO和HNO的酸酎。NO是一种无色还原性较强的气体，易22425232523被O2氧化生成业，NO2是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体。1）性质：⑴NO是无色无味的有毒气体，微溶于水,在空气中易被氧化为NO2。2NO+O2==2NO2.在有氧气的条件下,NO和O混合气被水吸收：4NO+3O+2HO==4HNO.223⑵NO2:红棕色有刺激性味有毒气体，溶于水，并与水反应：3NO2+2H2O==2HNO3+NO.在有氧气的条件下：4NO2+O2+2H2O==4HNO3.另外，NO和NO的混和气体也可以被碱液吸收：NO+NO+2NaOH==2NaNO+HO.2222⑶NO、NO2的污染：大气中的氮的氧化物主要来源于汽车的尾气和工业生产的尾气的排放等，大气中的NO、NO2不仅可以形成酸雨，也能形成光化学烟雾，还能破坏臭氧层。因此要严格控制氮的氧化物的排放。一氧化氮和二氧化氮的生成在通常情况下，氮气与氧气不发生反应，但在放电或高温条件下，氮气与氧气会发生反应，生成无色的，不溶于水的一氧化氮（NO）。一氧化氮在常温下很容易和空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮。①N2+O2====2NO（无色）（放电•高温）②2NO+O2===2NO2（无色）（红棕色）2）、NO和NO2性质的比较NONO2物理性质色态无色气体红棕色气体气味无味有刺激性密度比空气的略大比空气的大液化难易水溶性不溶易毒性剧毒有毒化学性质稳定性2NO+O2=2NO2稳定与水反应X3NO2+H2O=2HNO3+NO3）、一氧化氮和二氧化氮的实验室制法Cu+4HNO（浓）=Cu（NO）+2NOt+2HO3Cu+8HNO（稀）=3Cu（NO）+2NOt+4HO332223322［例1］一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是（）A只有NO2B只有NOCNO2和NODNO2和H2［特别提醒］:通常“纯净”的NO2或NO4并不纯，因为在常温、常压下能发生2NO=^NO反应。由于此可逆反应的发生，通常实验测得NO的相对分子质量大于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要小。此外涉及NO气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。因而可逆反应2NO=^NO在解化学题中有很重要的应用。224［例2］最新研究表明:NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是（）NO是一种红棕色的气体常温常压下，NO不能与空气中氧气直接化合含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等NO易溶于水，不能用排水法收集［解析］NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成no2。【答案】C4）氮的氧化物对大气污染氮氧化物的来源：氮肥生产、金属冶炼和汽车等交通工具排放的尾气氮氧化物的危害：1硝酸型酸雨：N2+02===2NO（条件：放电）2NO+02===2NO23N02+H20=2HNO3+NO2、光化学烟雾3、臭氧层空洞（三）防治措施1、使用洁净能源减少氮氧化物的排放2、为汽车等交通工具安装尾气转化装置（2C0+2N0=*+2C02）（条件：催化剂）3、对于生产化肥、硝酸工厂排放气体进行处理3、硝酸（HNO）：31）硝酸物理性质：纯硝酸是无色、有刺激性气味的油状液体。低沸点（83°C）、易挥发，在空气中遇水蒸气呈白雾状。98%以上的硝酸叫“发烟硝酸”，常用浓硝酸的质量分数为69%2）硝酸的化学性质：思考：为什么硝酸保存在棕色试剂瓶中？前面我们遇到什么物质也保存在棕色试剂瓶中？能否根据其保存预测硝酸有什么样的性质？（1）、不稳定性思考：常用的浓硝酸为什么会呈黄色？工业上盐酸呈黄色又是什么原因？4HNO光照或加热2HO+4NOt+O1浓硝酸易分解生成NO溶于硝酸2222工业上盐酸呈黄色是因为含有Fe3+杂质。、具有一般酸的通性，稀硝酸遇紫色石蕊试液变红色，浓硝酸遇紫色石蕊试液先变红(H+作用)后褪色(浓硝酸的强氧化性)。用此实验可证明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。3)、强氧化性浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，能氧化大多数金属，但不放出氢气，通常浓硝酸产生NO2，稀硝酸产生NO，如：Cu+4HNO(浓)=Cu(NO)+2NOt+2HO332223Cu+8HNO(稀)=3Cu(NO)+2NOt+4HO3322反应①还原剂与氧化剂物质的量之比为1:2；反应②还原剂与氧化剂物质的量之比为3：2。S:分析上述反应中电子转移的方向和数目，并指出氧化剂和还原剂。试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式硝酸过量：Fe+4HNO=Fe(NO)+NOt+2HO3332铁过量：3Fe+8HNO=3Fe(NO)+2NOt+4HO3322注意：、铁、铝常温下遇浓硝酸，由于浓硝酸具有，所以在金属的表面形成一层，阻止反应继续进行，这个过程叫。所以可用铁、铝容器装运浓硝酸(或浓硫酸)。加热时能发生反应：Fe+6HNO(浓)4Fe(NO)+3NOt+3HO33322、当溶液中有H+和NO"时，相当于溶液中含HNO3，此时，因为硝酸具有强氧化性，使得在酸性条件下NO’-与具有强还原性的离子如S2-、Fe2+、SO：-、I-、Br-(通常是这几种)因发生氧化还原反应而不能大量共存。(有沉淀、气体、难电离物生成是因发生复分解反应而不能大量共存。)、若将浓HNO3和浓HCl按体积比1:3混合所得混合物叫王水，可溶解不活泼金属金等。与非金属反应C+4HNO3=CO2t+4NO2t+2H2O4)硝酸的工业制法:流程：氨气的催化氧化一NO—进一步氧化生成NO一用水吸收生成硝酸。2设备：①氧化炉：4NH+5O耍剂4NO+6HO，进一步氧化：2NO+O==2NO.32△222②吸收塔：用水吸收：4NO2+O2+2H2O==4HNO3.

尾气处理：在工业生产中，将尾气进行循环使用，处理后进行进一步氧化，再生产硝酸。特别提醒］：有硝酸参与的氧化还原反应的计算：(1)单质与硝酸的反应，分析讨论是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。(2)Cu与HNO3的反应中随着反应的进行浓度逐渐变小，产物由NO变成NO,最终为混合气体。可以2这样理解并分析：反应的硝酸在产物中共三部分：Cu(NO3)2■未被还原HNO3—匚.：可以看出：被还原的硝酸无论生成NO还是NO2均为一个N原子与一个HNO3的比例关系，即：被还原的硝酸与气体的物质的量相等。而未被还原的硝酸总是生成最高价金属的硝酸盐〔如Cu(NO%)，一个金属离子与金属离子最高价数个HNO3成比例关系，即未被还原的HNO3与金属离子的最高价态数相等。［例3］某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是。在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3c中的实验现象。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象右表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是。理由是该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2。操作步骤为，实验现象为;但此实验的不足之处是。［解析］(1)根据题目的叙述可以知道，这样操作的目的是检验装置的气密性，按题目所述若d试管内有气泡，且冷却后导管中有一段水柱，说明气密性良好。(2)c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸时发生反应TOC\o"1-5"\h\z为Cu+4HNO(浓)^=Cu(NO)+2NOt+2HO；若再由a向c中加2mL蒸馏水，浓33222硝酸的浓度变小，所以反应变得缓慢、产生的气体颜色变浅。甲方案制取硝酸铜的反应方程式为Cu+4HNO(浓)^Cu(NO)+2NOt3322+2HO,乙方案制取硝酸铜的反应方程式为3Cu+8HNO(稀)^3Cu(NO)+2NOt2332+4HO,丙制取硝酸铜的反应方程式为2Cu+O+2HNO^2Cu(NO)。比较这三22332种方案的化学方程式可以发现均制取1molCu(NO3)2时消耗硝酸的量分别为4mol、8mol、1mol，丙方案消耗的硝酸的量最少且不产生污染。3若用上述装置进行实验证明氧化性KMnO>Cl>Br，根据氧化还原反应的规律可以得出应先用KMnO4制Cl2，再用Cl2制&七。所以实验的操作步骤为向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸；其中实验的现象为c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色。但是由于Cl2和Br2均为有毒的气体，所以需要尾气处理。［答案］检查装置气密性。Cu+4HNO3(浓)^=Cu(NO3)2+2NO2t+2H2O反应变缓，气体颜色变淡。丙；耗酸量最少，无污染。向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸；c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色；没有处理尾气。［规律总结］对铜与硝酸反应实验装置的改进设计有如下的几个要点：①反应开始前装置怎样避免装置内的空气；②怎样使铜与稀硝酸反应能自动停止，防止NO过多；③反应后，能有效的通入空气，证明NO；同时还要防止NO及生成的NO2逸散到空气中。练习：一、选择题1、下列物质无漂白作用的是()A、氯水B、氨水命二氧化硫D、次氯酸

2、关于SO2和Cl2的叙述错误的是（）B、都具有漂白性，能使有色物质永久性A、都是大气污染物褪色B、都具有漂白性，能使有色物质永久性C、水溶液都呈酸性D、密度都比空气大3、浓硫酸能使石蕊试纸变红后来又变黑A、酸性和吸水性B、强氧化性这是因为浓HSO具有（）243、浓硫酸能使石蕊试纸变红后来又变黑C、酸性和脱水性。、脱水性和强氧化性4、将二氧化硫通入漠水中发生如下的反应：SO4、将二氧化硫通入漠水中发生如下的反应：SO+Br+2HO=2HBr+HSO,反应22中转移的电子数和还原剂是（5、A、2e-，H2SO4有色物质（B、4e-，SO2C、2e-Br2D、2e5、A、2e-，H2SO4有色物质（B、4e-，SO2C、2e-Br2D、2e-，SO26、A、立即褪色B、缓慢褪色C、先褪色后复原D、颜色不能够用于鉴别CO2和SO2的试剂是（A、品红溶液B、紫色石蕊试液C、澄清石灰水D、氯化钡溶液8、A、浓盐酸B、浓氨水C8、A、浓盐酸B、浓氨水C、浓硫酸D、浓硝酸9、以下气体能用水作喷泉实验的是（）10、11、12、A、硫酸B、氯水C、硝酸锌D、氯化铜Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来次领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述中不正确的是（）A、B、C、10、11、12、A、硫酸B、氯水C、硝酸锌D、氯化铜Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来次领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述中不正确的是（）A、B、C、D、在放电条件下，N2和O2可直接化合生成NONO气体难溶于水打开盛NO气体的瓶盖，立即看到瓶口有红棕色气体生成NO是红棕色气体卜列叙述不正确的是（）A、B、NH3易液化，液氨常用作制冷剂与金属反应时，稀HNO3可能被还原为更低价态，则稀HNO3氧化性强于浓HNO3C、氨盐受热易分解，因此贮存氨态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处A、NH3B、CO2C、NO2D、Cl2将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是（）D、稀HNO和活泼金属反应时主要得到氢气3TOC\o"1-5"\h\z13、欲迅速除去水壶底的水垢，又不损坏铝壶，最好选用（）A、浓盐酸B、稀硝酸C、冷的浓硫酸D、冷的浓硝酸14、制取时不需加尾气吸收（或收集）装置的气体是（）A、SOB、ClC、COD、NOE、NOF、O15、下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述正确的是（）A、都具有吸水性和强氧化性B、分别露置在空气中，容器内溶质的物质的量浓度都降低C、常温下都能和铝很快地反应，放出气体D、分别露置在空气中，容器内溶质的质量都变小16、下列情况会对人体健康造成较大危害的是（）入、自来水中通入少量C12进行消毒杀菌B、用米醋清洗热水瓶胆内壁附着的水垢（含CaCO「C、用SO2漂白食品D、用小苏打（NaHCO）发酵面团，制作馒头317、只