【学海导航】高中化学第一轮总复习 第4章 第13讲 氮和氮的化合物课件 新课标（湖南专）

第13讲氮和氮的化合物考点1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NH3·H2O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+H2ONH3·H2O+OH-。(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：。2．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NH3·H2O，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。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)22NH3↑+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。【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2实验室室制NH3的方法法实验室室制备备氨气气时应应注意意的问问题(1)制氨气气所用用的铵铵盐不不能用用硝铵铵、碳碳铵。。因为为加热热过程程中NH4NO3可能发发生爆爆炸性性的分分解反反应，，发生生危险险，且且产物物复杂杂；而而碳铵铵受热热极易易分解解产生生CO2，使生生成的的NH3中混有有CO2杂质。。(2)消石灰不能能用NaOH、KOH代替，原因因：①在高高温下NaOH、KOH能腐蚀试管管。②NaOH、KOH具有吸湿性性，易结块块，不利于于产生NH3。(3)多余的氨要要吸收掉(可在导管口口放一团用用水或盐酸酸浸湿的棉棉花球)，避免污染染空气。(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2(2011·江苏省扬州州中学月考考)某校化学研研究性学习习小组的同同学在学习习了氨的性性质后讨论论：运用类类比的思想想，既然氨氨气具有还还原性，能能否像H2那样还原CuO呢？他们设设计实验制制取氨气并并探究上述述问题。请请你参与该该小组的活活动并完成成下列研究究：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O氢氧化钠固固体(或生石灰或或碱石灰)(二)实验探究该小组成员员设计实验验探究氨气气还原性及及其产物，，实验装置置(夹持及尾气气处理装置置未画出)图如下：(1)该装置在设设计上有一一定的缺陷陷，为确保保实验结果果的准确性性，你对该该装置的改改进措施是是________________________________________。在装置A和B之间增加装装有碱石灰灰的干燥管管(二)实验探究该小组成员员设计实验验探究氨气气还原性及及其产物，，实验装置置(夹持及尾气气处理装置置未画出)图如下：(2)利用改进后后的装置进进行实验，，观察到CuO变为红色物物质，无水水CuSO4变蓝，同时时生成一种种无污染的的气体。请请写出NH3与CuO反应的化学学方程式：：__________________________________。3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O(三)问题讨论(1)有同学认为为：NH3与CuO反应生成的的红色物质质中可能含含有Cu2O。已知Cu2O是红色粉末末，是一种种碱性氧化化物，在酸酸性溶液中中，Cu+能自身发生生氧化还原原反应生成成Cu2+和Cu。请你设计计一个简单单的实验检检验该红色色物质中是是否含有Cu2O：__________________________________________________________________________________。取少量样品品，加入稀稀H2SO4，若溶液出出现蓝色，，说明红色色物质中含含有Cu2O，反之，则则没有(2)在解决了问问题(1)后，又有同同学提出：：Cu2O与CuO的热稳定定性哪个个更强？？于是他他们进行行了如下下实验：：取98gCu(OH)2固体，加加热到80℃℃～100℃℃时，得到到黑色固固体粉末末，继续续加热到到1000℃以上，黑黑色粉末末全部变变成红色色粉末A。冷却后后称量，，A的质量为为72g。据此可推推得A为_______，由此得得到的结结论是________________________。CuO比Cu2O的热稳定定性差Cu2O【解析】在NH3中氮元素素显-3价，处于于最低价价，因此此具有较较强还原原性，能能被O2、Cl2等强氧化化剂反应应，也能能被CuO等较弱氧氧化剂氧氧化。CuO在常温下下比较稳稳定，但但加热到到高温时时，分解解生成Cu2O，说明高高温下Cu2O比CuO稳定。【点评】氨气的性性质是重重要的考考点，内内容较多多，如溶溶于水、、与酸反反应、还还原性、、实验性性制法等等。考点3氮的氧化化物1．氮的氧氧化物及及其对大大气的污污染NO是无色、、难溶于于水的气气体，在在常温下下它很容容易与空空气中的的O2化合生成成NO2。NO2是红棕色色、有刺刺激性气气味的有有毒气体体，易溶溶于水。。它与水水反应生生成HNO3和NO，工业上上利用这这一反应应制硝酸酸；常温温下，NO2部分迅速二聚聚为无色的N2O4。NO和NO2都是大气污染染物，空气中中的NO和NO2污染物主要来来自石油产品品和煤燃烧的的产物、汽车车尾气、制硝硝酸工厂的废废气。空气中中的NO2是造成光化学学烟雾的主要要因素。2．2NO2N2O4

DH＜0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NO21mol时在标准状况下的体积应小于22.4L。(2)标准状况下22.4LNO2的质量大于46g。(3)NO与O2混合后，相对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的混合气体与与水反应的计计算：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+2H2O===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===4HNO34NO2+O2+2H2O===4HNO3也可得：

aNO+bNO2+(3a/4+b/4)O2+(a+b)/2H2O===(a+b)HNO3特别地：a=b

NO+NO2+O2+H2O===2HNO3

注意得失电子子守恒在解题题中的运用。。例3将VmLNO和NO2的混合气体通通过水吸收后后得到amL无色气体A，将此无色气气体A与等体积氧气气混合，再通通过水充分吸吸收后，收集集到5mL无色气体B。(1)A气体是______，B气体是______。(2)A气体的体积是是______mL。(3)V值的范围是________________。NOO22020＜V＜60【解析】NO、NO2混合气体通过过水吸收后生生成的气体为为NO，当NO与O2等体积混合并并通过水时，，由反应4NO+3O2+2H2O===4HNO3可知此时O2过量，取值范范围的讨论通通常用极限法法倒推，当气气体全部为NO或NO2时，V分别等于多少少。【点评】NO、NO2、O2与水反应的有有关题型的解解题思路抓住住两点：1．利用两个总总关系式；2．确定剩余气气体是NO还是O2。考点4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。3．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。例4足量铜与一定定量浓硝酸反反应得到硝酸酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，，这些气体与与1.68LO2(标准状况)混合后通入水水中，所有气气体完全被水水吸收生成硝硝酸。若向所所得硝酸铜溶溶液中加入5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀淀，则消耗NaOH溶液的体积是是()A．60mLB．45mLC．30mLD．15mLA【解析】根据题意可知知将题中的反反应过程表示示如下：从中我们可以以看出：在整整个反应过程程中失电子的的物质为Cu，而得电子的的物质为O2，HNO3中的N元素在整个过过程中最终没没有变价(即反应前与反反应后的价态态相同)。因此利用氧氧化还原反应应中得失电子子守恒规律得得出：n(Cu)×2=n(O2)×4，n(Cu)=2n(O2)=2×

=0.15mol。然后加氢氧化钠溶液时发生Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓，所以n(OH-)=2n(Cu2+)，因此V(NaOH)==0.06L=60mL。【点评】有关氧化还原原反应的解题题要抓住本质质电子得失守守恒，再依据据原子守恒计计算。3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+3H2O，NO+3NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O；NO+2HNO3===3NO2+H2O等。要特别重视。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.(2011·江苏省前黄高高级中学)在相同状况下下，将下列四四种混合气体体：①体积比比为3∶1的NH3和N2；②体积比为为1∶1的NO2和N2；③体积比为为1∶1的NO2和O2；④体积比为为4∶1的NO2和O2，分别置于相相同的四支试试管中并倒置置于水槽中，，充分反应后后液面上升高高度分别为h1、h2、h3、h4，下列关系正正确的是()A．h1＞h2＞h3＞h4B．h4＞h3＞h2＞h1C．h4＞h1＞h3＞h2D．h2＞h3＞h1＞h4C2.(2011·岳阳市一中质质量检测)一定量的铁与与一定量的浓浓HNO3反应，得到硝硝酸铁溶液和和NO2、N2O4、NO的混合气体，，这些气体与与3.36LO2(标准状况)混合后通入水水中，所有气气体完全被水水吸收生成硝硝酸。若向所所得硝酸铁溶溶液中加入2mol·L-1的NaOH溶液至Fe3+恰好沉淀，则则消耗NaOH溶液的体积是是()A．300mLB．150mLC．120mLD．90mLA3.(2011··湖北大冶实验验高中月考)把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液液由棕黄色变变为浅绿色，，但立即又变变为棕黄色，，这时若滴入入BaCl2溶液，会产生生白色沉淀。。在上述一系系列变化过程程中，最终被被还原的是()A．SO2B．Cl-C．Fe3+D．D4.(2011··湖北省孝感高高中综合测试试)如图在同温同同压下，两个个等体积的干干燥圆底烧瓶瓶中分别充满满：①NH3②NO2进行喷喷泉实实验。。经充充分反反应后后，瓶瓶内溶溶液的的物质质的量量浓度度的比比较关关系为为()BA．①>②B．①=②5.(2011·安徽省省屯溪溪一中中期中(1)X―→W+O2；(2)Z+Y+NaOH―→H2O+W(3)Y+SO2―→Z+SO3(4)Q+Y―→Z+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()A．XYZWQB．XZYQWC．XYWZQD．WXZQYC6.将相同同质量量的铜铜片分分别和和过量量浓硝硝酸、、稀硝硝酸反反应，，下列列叙述述正确确的是是()A．反应应速率率，两两者相相同B．消耗耗硝酸酸的物物质的的量：：前者者多，，后者者少C．反应应生成成气体体的颜颜色：：前者者浅，，后者者深D．反应应中转转移的的电子子总数数：前前者多多，后后者少少B【解析】铜片与与浓、、稀HNO3的反应应方程程式分分别为为:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O因浓度度越大大反应应速率率越大大，所所以A错；又又因NO2为红红棕棕色色，，NO为无无色色，，所所以以C错；；因因两两种种酸酸都都过过量量，，铜铜完完全全溶溶解解，，所所以以转转移移电电子子数数相相等等，，D错；；由由方方程程式式不不难难看看出出，，同同质质量量的的铜铜消消耗耗浓浓HNO3多，，故故选选B。7.(2011·河南南焦焦作作十十一一中中期期中中考考试试)下图图中中A、B、C分别别是是某某课课外外活活动动小小组组设设计计的的制制取取氨氨气气并并进进行行喷喷泉泉实实验验的的三三组组装装置置示示意意图图，，制制取取NH3选用用试试剂剂如如图图所所示示，，回回答答下下列列问问题题：：____________(1)用A图所示的的装置可可制备干干燥的NH3：①反应的的化学方方程式为为：装置中收收集NH3的试管口口放置棉棉花团的的作用是是②干燥管管中干燥燥剂能否否改用无无水CaCl2_____，理由是是___