2017届化学总复习-氮与其化合物-讲义(授课)

点面导图第一页，共58页。第二页，共58页。考向分析本节高考重点考查：

(1)氮及其重要化合物的性质；(2)NOx对环境的影响。题型以探究实验为主，难度为中档题。预测2013年将会以NO、NO2、NH3、HNO3、铵盐为载体结合生产生活实际，在其化合物主要性质应用如NH3的制法NH3的检验及相关计算方面进行命题。第三页，共58页。一、氮气：2.化学性质::N::N:··N=N1.物理性质：在常温下是一种无色、无味的气体；密度比空气略小，不溶于水。①通常情况下，很不活泼。②在放电时与O2反应：③与H2反应：

④与Mg等ⅡA族元素的反应：N2+O2==2NO放电N2+3H22NH3催化剂高温高压N2+3Mg===Mg3N2点燃[练习]写出Mg3N2与H2O反应的化学方程式。Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2↓

+2NH3↑

第四页，共58页。空气液态空气氮气氧气沸点：-196℃沸点：-183℃液化先气化后气化分离液态空气3.制法：实验室制少量：工业上:2NH3+3CuO=3Cu+3H2O+N2△第五页，共58页。2、NO：

氮元素的常见正价有：+1、+2、+3、+4、+5所以氮的氧化物种类较多：如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4

、

N2O5等。1、N2O：俗称笑气，可作麻醉剂，M=44g/mol，与其相对分子质量相同的常见气体有CO2。二、氮的氧化物（1）物理性质：NO在常温下是一种无色、无气味的有毒

气体（与人体血红蛋白结合），密度比空气略小，不溶于水。（2）化学性质：NO在常温下很容易与空气中的O2反应生成NO2：

2NO+O2=

2NO2（红棕色）第六页，共58页。4NH3+5O2====4NO+6H2O催化剂△

3、NO2：（1）物理性质：NO2在常温下是一种红棕色、有刺激性气味的气体，密度大于空气，易溶于水。

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(3)制法：工业制法：实验室制法：Cu和稀HNO3反应制NO。以氨为原料催化氧化可制得NO。（2）化学性质：a.与水的反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO

b.强氧化性：能将CO氧化，其反应方程式为

2NO2+4CO=N2+4CO2（汽车尾气净化装置里发生的反应）第七页，共58页。

NO2与N2O4之间的平衡：（1）如果将NO2与N2O4的平衡体系加压，则可以观察到__________________；（2）如果将NO2与N2O4的平衡体系升温，则可以观察到平衡体系的颜色

_____。（2）如果在NO2与N2O4的平衡体系中加入少许N2O4，则平衡体系的颜色_____。[重点解析]颜色先变深后变浅变深2NO2（g）

N2O4（g）

；△H=-56.9KJ/mol(3)实验室制法:Cu和浓HNO3反应制NO2。Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2Oc.常温下易转化为N2O4：NO2具有较强的氧化性，可使湿润的KI淀粉试纸变蓝。变深第八页，共58页。NO2和溴蒸气的鉴别方法NO2Br2方法一：蒸气用水溶解得到无色溶液得到黄色或橙色溶液方法二：加入硝酸银溶液没有沉淀生成产生浅黄色沉淀方法三：用四氯化碳溶解方法四：在一定条件下改变温度无明显现象气体颜色变深或边浅得到橙红色四氯化碳溶液气体颜色不变

思考与交流第九页，共58页。鉴别NO2和Br2，不能采用的实验方法是（）A.分别溶于水中，观察水溶液颜色B.分别加入CCl4，振荡，观察CCl4液体颜色C.用湿润的KI淀粉试纸检验，观察试纸颜色变化D.分别加入少量AgNO3溶液，振荡后观察有无沉淀

C第十页，共58页。氮的氧化物——NO与NO2的性质比较无色，刺激性气味红棕色，刺激性气味有毒（机理同CO）有毒NONO2物性毒性与水与O2与O2、H2O与NaOH制备3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO24NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O无色、难溶红棕色、易溶、刺激性味第十一页，共58页。练吧！【例1】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第十二页，共58页。【例2】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

。ACD（2）Cu++NO2-+2H+=Cu2++NO↑+H2O第十三页，共58页。三、氮氧化物有关计算1.原理:将NO2(或NO)和O2同时通水中发生如下反应：

3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2以上两个反应不断循环，逐步计算非常复杂。通常用总反应式进行计算，可大大简化计算，两个总反应式如下：

学与问(1)4NO2+O2+2H2O=4HNO3(2)4NO+3O2+2H2O=4HNO3第十四页，共58页。2.具体分析如下(1)如果是将NO2和O2同时通入水中反应：①当V(NO2)∶V(O2)=4∶1时，恰好完全反应，无气体剩余。②当V(NO2)∶V(O2)<4∶1时，O2过量，剩余为O2。③当V(NO2)∶V(O2)>4∶1时，NO2过量，剩余为NO。4NO2+O2+2H2O=4HNO3

思考与交流当V(NO2)∶V(O2)=4∶1时，恰好完全反应，无气体剩余，求生成硝酸的物质的量浓度。解析C=4mol/（4+1）×22.4L=1/28mol/L=0.036mol/L第十五页，共58页。(3)如果不是恰好反应，则剩余气体只可能是O2或NO，不可能剩余NO2。(为什么？)（2）如果是将NO和O2同时通入水中反应：①当V(NO)∶V(O2)=4∶3时，恰好完全反应，无气体剩余。②当V(NO)∶V(O2)>4∶3时，NO过量，NO剩余。③当V(NO)∶V(O2)<4∶3时，O2过量，O2剩余。4NO+3O2+2H2O=4HNO3

当V(NO2)∶V(O2)=4∶3时，恰好完全反应，无气体剩余，求生成硝酸的物质的量浓度。

思考与交流解析C=4mol/（4+3）×22.4L=1/39.2mol/L=0.026mol/L第十六页，共58页。【例】将盛有12mlNO2和O2混合气体的量筒倒立于水中，充分反应后，保持气体压强不变，还剩余2ml无色气体，则原混合气体中O2的体积是()。A.1.2mlB.2.4mlC.3.6mlD.4ml[解析]设消耗的氧气的体积为x。4NO2+O2+2H2O=4HNO3414xx（1）若氧气有剩余，则4x+x+2ml=12ml，x=2ml

V（O2）=2ml+2ml=4ml（1）若有NO2剩余，则实际余下的气体为2mlNO，相当于剩余6mlNO2。4x+x+6ml=12ml，x=1.2ml则正确答案为A、D。AD第十七页，共58页。高考试题精析【例】下列叙述正确的是（）。A.稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳B.Na2O2与水反应、红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱C.Li、C、P分别在足量氧气中燃烧均生成一种相应氧化物D.NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三种固体受热后均能生成气体C【解析】稀硝酸、稀硫酸均无法将木炭氧化成二氧化碳，A错；Fe与水蒸气反应能生成四氧化三铁，B错；Na2CO3固体受热难分解，D错。第十八页，共58页。将充满NO2和O2混合气体的量筒倒立于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒容积的一半处停止了，则原混合气体中NO2和O2的体积比是多少？【解析】设原混合气体的体积为1，混合气体中NO2的体积为x，则O2的体积为1−x。根据题意可知，最后剩余气体不可能为NO，只能为O2(理由：若剩余的气体为NO，其体积为1/2，则相当于NO2过量3/2，过量的NO2比原来的NO2和O2混合气体的总体积还大，不合理。)。发生的总反应是：4NO2+O2+2H2O=4HNO3

则有：1−x−x/4=1/2，解得x=2/5，

V(NO2)∶V(O2)=2/5∶(1−2/5)=2∶3第十九页，共58页。【变试训练】下列叙述错误的是A.合金材料中可能含有非金属元素（）。B.人造纤维，合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物C.加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性D.在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放【解析】合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的，A正确；光导纤维主要成分是SiO2，属于无机物，B错误；加热会使蛋白质发生变性，C正确；在车排气管上加装“催化转化器”能将有毒的CO和NO转化为无毒的CO2和N2，D正确。【考点分析】化学基本概念、化学与生活、化学与社会的综合考查。B第二十页，共58页。一、氨气的制取及检验：1.氨气的实验室制法：①发生装置：大试管、单孔橡胶塞、酒精灯等。②净化装置：含有水蒸气等杂质，可以通过装有碱石灰的U形管或球形干燥管进行净化，不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的铵盐。③收集装置：用向下排空气法收集。试管口处的棉花起何作用?

基础回顾(2)实验装置(发生、净化、收集、检验、尾气吸收等):

△

(1)反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O防止空气对流,以便较快地收集到较纯的氨气。

因为氨气极易用于水，使反应装置内压强减少而引起倒吸，所以应在导管处接一倒置的漏斗或类似的防倒吸装置。检验时用湿润的红色石蕊试纸或用玻璃棒蘸取浓盐酸试之。④尾气吸收置：第二十一页，共58页。2.工业制法：3.氨气的检验：方法一：能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。方法二：与浓盐酸作用产生大量白烟。N2+3H22NH3催化剂高温高压第二十二页，共58页。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（）。

ABCDAC第二十三页，共58页。二、氨气的分子结构：三角锥形三、氨的物理性质：

色

气味，比空气轻。

溶于水，氨水

。易

，液氨汽化时吸收大量的热，因此液氨可作

。分子间存在氢键相似相容原理氨极易溶于水无有刺激性极易浓度越大，密度越小液化致冷剂四.氨的化学性质：NH3+H2ONH3·H2ONH+4+OH-1.氨跟水的反应氨水是混合物能导电，而液氨是纯净物不导电。第二十四页，共58页。讨论：氨水的成份？三分子：H2O、NH3·H2O(主)、NH3；三离子：OH-、NH4+、H+。注意：①氨水溶质按NH3计②氨水的密度小于1，浓度越大密度越小。1、与水反应：2、与CO2反应：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(氨碱法制纯碱)CO2通入CaCl2溶液中有沉淀产生吗？同时通入何种气体便有沉淀生成？第二十五页，共58页。[例](2008·上海)右图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶管的胶头，下列与试验事实不相符的是（）。A．CO2(NaHCO3溶液)无色喷泉 B．NH3(H2O含酚酞)红色喷泉C．H2S(CuSO4溶液)黑色喷泉 D．HCl(AgNO3溶液)白色喷泉A第二十六页，共58页。3.氨跟酸的反应：2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4

NH3+HNO3=NH4NO3NH3+HCl=NH4Cl

白烟4.氨气的还原性：（1）氨跟氧气反应：4NH3+5O2====4NO+6H2O催化剂△

（2）氨与氯气反应：2NH3+3Cl2=N2+6HCl（氨气不足）8NH3+3Cl2=

N2+6NH4Cl（氨气过量）（3）氨气与氧化铜反应：

2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O第二十七页，共58页。从某些方面看，氨和水相当；NH4+和H3O+相当；

NH2-和OH-相当；NH2-(或N3-)和O2-相当。

（1）写出液氨电离的方程式（2）完成下列反应：①Na+NH3=.②CaO+NH4Cl=.③Mg(NH2)2

=.

④NH4Cl+NaNH2=.△练吧2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑CaO+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+H2O3Mg(NH2)2=Mg3N2+4NH3↑NaCl+2NH3↑2NH3

NH2-+NH4+第二十八页，共58页。 (2012·惠州一中质检)工业上常用氨氧化法生产硝酸，某化学小组设计的工业催化氧化生产硝酸的流程如下：第二十九页，共58页。 请回答下列问题： Ⅰ.氨气的制备。下图是实验室制取气体的常用装置，可以提供的药品有： ①固体氯化铵②碳酸氢铵③浓氨水④生石灰 ⑤固体氢氧化钠⑥消石灰 根据提供的药品和装置回答：第三十页，共58页。 方案一：选用装置甲，则最宜选用的药品是________(填序号)；制取氨气的化学方程式为_________________________。 方案二：选用装置乙，最适宜选用的药品________(填序号)；请用平衡移动原理解释能制取氨气的原因_____________ ___________________________________________________。 Ⅱ.氨气的催化氧化，氧化室中内置铂丝网。请回答下列问题： (1)加热至铂丝红热后，停止加热，铂丝仍然长时间保持红热，理由是________，在氧化室中进行反应时，空气必须过量，其主要原因________________。第三十一页，共58页。 (2)催化室导出的气体进入吸收装置被吸收产生硝酸，为了提高水对氮氧化物的吸收率可采取的措施有：________________________；吸收装置中通入足量空气的目的是__________________________________________________。 (3)氧化室出来的气体含有氨气，影响硝酸的纯度，进入吸收装置之前要除去氨气，选择的除杂试剂是________。第三十二页，共58页。 【精讲精析】

本题通过实验考查氮及其化合物的性质、化学平衡原理。Ⅰ.固体铵盐与碱加热制取氨气是A装置，但是加热碳酸氢铵容易混有较多的CO2，块状生石灰不利于固体之间的反应和氨气的生成，固体氢氧化钠是块状，且加热时严重腐蚀玻璃，选用消石灰最好，所以A装置选用试剂为①⑥；Ⅱ.(1)催化氧化过程反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O，该反应是放热反应，通入足量的空气有利于提高NH3的转化率；(2)吸收装置中，压强越大，温度越低，气体的溶解度越大，吸收效果越好。吸收装置中通入空气提供足量的氧化剂，有利于氮的氧化物尽可能的转化为硝酸；(3)用浓硫酸或五氧化二磷的原因是氨气可以被浓硫酸或五氧化二磷吸收，而氮的氧化物不能。第三十三页，共58页。第三十四页，共58页。五、铵盐的性质：1.易溶于水的无色或白色的离子化合物。2.与碱反应:NH4++OH-=NH3+H2O3.水解反应:NH4++H2ONH3H2O

+H+

NH4+形成和结构铵根离子是氨分子与酸电离出来的氢离子通过共价键而形成的：NH3+H+=NH4+++H+4、受热分解:

(NH4)2CO3===2NH3+CO2+H2O

微热气体遇冷形成白色固体NH4Cl===NH3+HCl

第三十五页，共58页。六、铵盐的检验方法:铵盐

加NaOH溶液加热氨气（1）用湿润的红色石蕊试纸试之变蓝色。（2）蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口产生白烟。第三十六页，共58页。[例]无色的混合气体甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种。将100mL气体甲经过下图实验处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲的组成可能为（）。A.NH3、NO2、N2B.NH3、NO、CO2C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2B【解析】原来气体无色，说明不含NO2；通过浓硫酸体积减少，说明含有氨气；通过足量Na2O2，气体显红棕色，证明含有NO、CO2；最后几乎无气体剩余，说明没有N2。第三十七页，共58页。[变式训练]某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是____

溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是：

。（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是____________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是：稀氨水和酚酞

氨水显碱性使酚酞变红，加热，氨气逸出，颜色变浅亚硫酸和品红溶解的SO2使品红褪色，加热，SO2挥发，品红恢复原来的颜色。气球第三十八页，共58页。[变式训练]（全国高考Ⅱ）已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，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_____________①__________________.发生反应的化学方程式是_______________②______________;（2）B中加入的物质是_____③________，其作用是

④

。

（3）实验时在C中观察到得现象是

；⑤

。第三十九页，共58页。发生反应的化学方程式是

；⑥

;(4)实验时在D中观察到得现象是

；⑦

。

D中收集到的物质是_______⑧_______，检验该物质的方法和现象是

；⑨

。答案第四十页，共58页。【例】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．3:3:2B．2:2:3

C．1:1:1D．无法比较C第四十一页，共58页。第四十二页，共58页。七、硝酸：1、物理性质：纯硝酸是

、有

气味、易

的液体；98%以上的硝酸叫发烟硝酸。3体积的浓盐酸和1体积的浓硝酸的混合物叫

。“王水”2、化学性质：①酸的通性ａ.与指示剂作用：稀硝酸使蓝色石蕊试纸变红；

浓硝酸使蓝色石蕊试纸先变红后褪色。ｂ.与活泼金属反应,但不产生H2。c.与碱和碱性氧化物反应：比较与CuO、FeO的反应。ｄ.与碱反应:比较与NaOH、Cu(OH)2

的反应。e.与盐反应:比较与Na2CO3、Na2SO3的反应。无色刺激性挥发第四十三页，共58页。②不稳定性:4HNO3===4NO2↑+O2↑+2H2O光或△浓HNO3应避光保存在棕色瓶中。浓硝酸分解产生的NO2溶于HNO3而显黄色。常见的需要放在棕色瓶中的溶液有哪些?浓HNO3、AgNO3、氯水、溴水等。③强氧化性：HNO3不管浓稀都具有强氧化性，且氧化性为：

浓HNO3>稀HNO3a.与金属反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

Cu(NO3)2溶液本应为蓝色溶液,而在铜与浓硝酸反应中却得到绿色溶液,有人认为是因为生成的NO2溶于硝酸铜溶液而显绿色，请用实验证明他的观点是否正确?

思考与交流第四十四页，共58页。3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2Ob.与非金属反应:C+4HNO3(浓)CO2

↑+4NO2↑

+2H2OCPS+HNO3（浓）

CO2H3PO4H2SO4+NO2[规律]与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为高价氧化物或高价含氧酸。C.与还原性化合物反应:与含S2-、SO32-、Fe2+、I-等的化合物反应。3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O3SO32-+2H++2NO3-=3SO42-+2NO↑+H2O第四十五页，共58页。[例]

浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，若向该溶液中滴加稀盐酸，则溶液的颜色（）。A.变黄B.绿色变深C.绿色变浅D.无变化ANO3-在酸性溶液中具有强氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-，将I-、Br-、S2-氧化为I2、Br2、S。第四十六页，共58页。④与有机物的反应：a.硝化反应：b.酯化反应：C.颜色反应：硝酸乙酯生成硝酸乙酯、硝化甘油、硝化纤维等。生成硝基苯、三硝基甲苯(TNT)。与含有苯环结构的蛋白质作用，呈黄色。△+HNO3浓硫酸－NO2+H2OCH3CH2ONO2+H2OCH3CH2OH+HNO3浓硫酸△HOCH2CHOHCH2OH+3HNO3

O2NOCHONO2CH2ONO2+3H2O

浓硫酸△硝化甘油第四十七页，共58页。[变式训练]下列事实体现了硝酸的什么性质？A.强氧化性B.酸性C.不稳定性D.挥发性（1）硝酸存放在棕色瓶中密封保存()。（2）浓硝酸可以和铜反应()。（3）木炭和浓硝酸反应()。（4）锌和硝酸不产生H2()。（5）氧化铜溶于硝酸()。（6）不用硝酸制SO2气体()。（7）用铁槽存放浓硝酸()。（8）检验SO32-时不能先用硝酸酸化()。CDABAAABAA第四十八页，共58页。[变式训练]（09-重庆理综9）下列叙述正确的是A．SO2具有还原性，故可作漂白剂（）。B．Na的金属活性比Mg强，故可用Na与MgCl2溶液反应制MgC．浓硝酸中的HNO3见光会分解，故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色D．Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故在与其它非金属反