氮的氧化物硝酸和氨

高三第一轮总复习2010.09必修1专项4第3讲含氮化合物氮的氧化物硝酸和氨考点一、氮的氧化物和硝酸考点二、氨和氨的实验室制法考点三、铵盐、和NH4+的检验考点一、氮的氧化物和硝酸一、氮气：（2）化学性质:N::N:‥N=N（1）物理性质：在常温下是一种无色的无味的气体；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+3H2=====2NH3催化剂高温高压N2+3Mg===Mg3N22、NO：氮元素的常见正价有+1、+2、+3、+4、+5因此氮的氧化物种类较多，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O51、N2O：（仅作理解：俗称笑气，M=44g/mol，常见与其M相似的气体有CO2）二、氮的氧化物（a）物理性质：NO在常温下是一种无色的无味的气体；密度比空气略小；不溶于水；（b）化学性质：NO在常温下很容易与空气中的O2反映：2NO+O2=2NO24NH3+5O2====4NO+6H2O高温高压催化剂3、NO2：（Ⅰ）物理性质：NO2在常温下是一种红棕色，有刺激性气味的气体；密度不不大于空气；易溶于水。3Cu+8HNO3(浓)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(c)制法工业上以氨为原料催化氧化可制得NO

实验室用Cu和稀HNO3反应制NOb.强氧化性：能将SO2氧化，其反映方程式为a.与水的反映：氧化剂是NO2，还原剂是NO2两者的物质的量之比为：1：23NO2+H2O=2HNO3+NONO2+SO2=NO+SO3（Ⅱ）化学性质：实验室用Cu和浓HNO3反映制NO2Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O（Ⅲ）制法★１、NO2与N2O4之间的平衡：如果将NO2与N2O4的平衡体系加压，则能够观察到______________________；如果将NO2与N2O4的平衡体系升温，则能够观察到______________________。重点注意：2NO2===N2O4颜色先变深后变浅颜色变深例：下图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4mL一氧化氮。若通入11.2mL氧气（气体体积均在原则状况下测定），保持温度、压强不变，则容器内的密度（上海高考题）A.等于1.369g/LB.等于2.054g/L.C.在1.369g/L和2.054g/L之间D.不不大于2.054g/LNO2NO+O2=2NO22NO2==N2O4若充入1molNO、0.5molO2。则根据质量守恒定律，容器内的总质量为：1mol×30g/mol+0.5mol×32g/mol=46g。10.5146g/22.4L=2.054g/L。V(NO2)=22.4L∴v＜22.4L密度＞2.054g/L。★2、NO与NO2的比较NONO2颜色气味水溶性毒性氧化性、还原性实验室制法所用试剂无色红棕色刺激性气味不溶与H2O反应3NO2+H2O=2HNO3+NO有毒有毒还原性较强2NO+O2=2NO2氧化性较强NO2+SO2=NO+SO3Cu和稀HNO3Cu和浓HNO3★3、有关NO、NO2、O2混合气体溶于水的计算例1：40mLNO和NO2的混合气体与20mLO2同时通入水中（混合气体事先装入体积为60mL的试管中），充足反映后，试管里还剩余5mL气体（气体均已换算成原则状况下的体积），求原混合气体的构成。4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3设NO为xmol,NO2为ymol3x¾x1y¼y1、若O2剩余x+y=40x+y=20-51434x=10mLy=30mL2、若NO剩余（x-5）+y=20x+y=401434x=27·5mLy=12·5mL例2：把盛有48mLNO、NO2混合气体的容器倒置于水中（同温同压），待液面稳定后，容器内气体体积变为24mL则(1)原混合气体中，NO是____mL，NO2是_______mL(2)若在剩余的24mL气体中，通入6mLO2，待液面稳定后，容器内气体体积变为_____mL(3)若在剩余的24mL气体中，通入24mLO2，待液面稳定后，容器内气体体积变为____mL(4)若在原48mL的NO、NO2气体中，通入____mLO2，倒置于水面上，气体会全部被吸取。12364NO+3O2+2H2O=4HNO38mL6mL16mL24mL18mL6mL184NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO312mL9mL36mL9mL三、硝酸1、物理性质纯硝酸是无色、有刺激性气味、易挥发；98%以上的硝酸叫发烟硝酸。①酸的通性ａ、与批示剂作用：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、与活泼金属反映,但不产生H2。ｃ、与碱和碱性氧化物反映：比较与CuO、FeO的反映。ｄ、与盐反映：比较与Na2CO3、Na2SO3的反映2、化学性质②不稳定性浓HNO3不稳定，见光或受热易分解：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而显黄色浓HNO3、AgNO3、氯水、溴水等。常见的需要放在棕色瓶中的溶液有哪些?HNO3（2）化学性质③强氧化性要点一、HNO3不管浓稀都含有强氧化性，且氧化性浓HNO3>稀HNO3要点二、HNO3的强氧化性的具体体现：1、与金属反映2、与非金属反映3、与还原性的化合物反映（2）化学性质a.几乎可和全部金属（除金、铂等少数金属外）反映。（王水可溶解金、铂）b.与金属反映不生成H2，阐明呈现氧化性的不是H+而是HNO3,但由于H+的量决定HNO3的量，因此硝酸发生化学反映时要特别关注H+的量。c.与金属反映硝酸既起氧化剂的作用，又起酸的作用。与金属反映d.铁、铝遇冷浓HNO3发生钝化，其因素是在铁、铝表面氧化生成一层致密的氧化膜，制止反映进一步发生。e.Cu等较不活泼的金属与浓硝酸反映得到NO2，与稀HNO3反映得NO,能够以此反映制NO2和NO气体。与金属反映f.Mg、Zn、Fe等较活泼的金属与稀HNO3反映根据稀HNO3的浓度不同可得不同产物。Fe+4HNO3(稀、过量

)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO2

↑+4H2OCPS+HNO3（浓）CO2H3PO4H2SO4+NO2与非金属反映与浓HNO3反映时，非金属单质普通被氧化为高价氧化物或高价含氧酸。与含S2-、SO32-、Fe2+、I-等的化合物反映。与还原性化合物反映浅绿色的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A3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O3SO32-+2H++2NO3-=3SO42-+2NO↑+H2ONO3-在酸性溶液中含有强氧化性，能够将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-，将I-、Br-、S2-氧化为I2、Br2、S。④与有机物的反映硝化反应：酯化反应：颜色反应：硝基苯硝酸乙酯硝酸乙酯、硝化甘油、硝化纤维硝基苯、三硝基甲苯与含有苯环构造的蛋白质作用，呈黄色。△+HNO3浓硫酸－NO2+H2O-HHO－NO2＋CH3CH2ONO2+H2OCH3CH2OH+HNO3浓硫酸△HO-NO2CH3CH2O-H+硝酸与金属反映时，金属被氧化生成金属阳离子，硝酸被还原为低价氮的化合物。所遵照的规律必须符合三个守恒：1、电子得失要守恒2、N元素守恒3、溶液中要符合电荷守恒根据这个守恒，往往求氮元素被还原后的价态，根据价态拟定反映产物。n(HNO3)硝酸=n(气体)+an(金属)(a为金属的化合价)Mn+和H+所带正电荷总数=NO3-所带负电荷总数。例1、将32·64gCu与140mL一定浓度的HNO3反映，铜完全溶解产生NO和NO2，混合气体在原则状况下的体积为11·2L。请回答：1、NO的体积为___________L，NO2的体积为____________L2、待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol/LNaOH溶液，正好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为______________________mol/L3、欲使铜与硝酸反映生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，最少需要30%的双氧水____________g1、运用电子得失守恒计算。V1+V2=11·2L32·64g/64g·mol-1×2=V1/22·4L·mol-1×3+V2/22·4L·mol-1×15·85·42、运用N元素守恒计算。（aV×10-3+0·5）/0·143、整个变化中Ｎ元素的化合价不变，运用氧化还原反映中得失电子数目相等。57·8例2：某溶液中含H+、SO42-、NO3-三种离子，其中H+和SO42-的物质的量浓度分别是7·0mol/L和2·0mol/L。取该溶液20mL，加入3·2gCu粉，加热使它们充足反映，收集到的气体在标况下的体积是多少？根据电荷守恒得：c（NO3-）=c（H+）-2c（SO42-）=3·0mol/L。n（H+）=0·14moln（NO3-）=0·06moln（Cu2+）=0·05mol3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O38225146？V（NO）=0·752L1．下列各组离子在溶液中，因发生氧化还原反映而不能大量共存的是()A．Al3+、NO3-、CO32-、Na+B．Fe2+、H+、NO3-、Cl-C．Fe3+、Na+、SCN-、Cl-D．I-、H+、Na+、NO3-２、Murad等三位专家最早提出NO分子在人体内有独特功效，近年来此领域研究有很大发展，因此这三位专家荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。下列有关NO的叙述不对的的是（1999年全国高考题）（）A.NO能够是某些含低价N物质氧化产物B.NO不是亚硝酸酐C.NO能够是某些含高价N物质的还原产物D.NO是棕色气体

BDD3、1.92g铜投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体颜色越来越浅，共收集到标况下672mL气体。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标况下一定体积的O2正好使气体完全溶于水中，则通入的O2的体积是（）A、336mLB、168mLC、224mLD、504mL4、在某稀溶液中含4molKNO3和2.5molH2SO4，向其中加入1.5molFe粉，充足反映后产生的气体在标况下的体积为（）A、36LB、28LC、22.4LD、11.2LAB５、amolCu与含有bmolHNO3的溶液正好完全反应，则被还原的HNO3的物质的量一定是（）A、（b-2a）molB、b/4molC、2a/3molD、2amolA６、（2003年北京）某溶液100mL，其中含硫酸0.03mol，硝酸0.04mol，若在该溶液中投入1.92g铜粉微热，反映后放出一氧化氮气体约为（）A.0.02molB.0.01molC.O.O15molD.无法计算

A７、向1L0.4mol·L-1H2SO4溶液中加入101gKNO3和9.6g铜粉，充足反映后产生的气体在标况下的体积为（）A、2.24LB、3.36LC、4.48LD、5.60L

A８、在烧杯中加入铁和铜的混合物，然后加入一定量的稀硝酸，充足反映后剩余金属的质量为m1g；再向该烧杯中加入一定量的醋酸，充足反映后剩余金属的质量为m2g；则与之间的关系一定对的的是（）A.m1可能等于m2B.m1一定等于m2C.m1可能等于m2D.m1一定不不大于m2

D考点二、氨和氨的实验室制法1、氨分子的构造三角锥形氨分子的结构式氨分子的电子式氨分子的空间构型氨分子的极性极性分子一、氨无刺激性极易液化浓度越大，密度越小致冷剂___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。2、氨的物理性质：分子间存在氢键极性分子相似相容原理氨极易溶于水问题一:如何用NH3溶于水制氨水呢?阐明具体操作和原理?会倒吸漏斗靠在液面,不能太上也不能太下能否用喷泉实验来制浓氨水?试计算喷泉实验C=v22.4v=22.41mol/L烧瓶要干燥,气体要收满,装置的气密性要好不能漏气.喷泉实验是运用上下压强差。问题二、同温同压下，两个等体积的干燥园底烧瓶中分别充满NH3、NO2，进行喷泉实验，经充足反应后，烧瓶内溶液的物质的量浓度分别为多少？问题三、用NO2和O2按4：1体积比混合喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的炼浓度为多少？问题四、NH3有哪些化学性质呢？3、氨的化学性质：NH3+H2ONH3·H2ONH+4+OH-氨水是混合物能导电，而液氨是纯净物不导电。（1）氨跟水的反应（2）氨跟酸的反应：酸溶液均能吸取NH3而生成铵盐。分别写出硫酸、硝酸、盐酸的反映方程式2NH3+H2SO4==（NH4）2SO4

NH3+HNO3==NH4NO3NH3+HCl==NH4Cl白烟（3）氨气的还原性：（1）氨跟氧气反应：4NH3+5O2Pt

4NO+6H2O+Q（Q＞0）（2）氨与氯气反应：2NH3+3Cl2N2+6HCl（氨气适量）8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl（氨气过量）（3）氨气与氧化铜反应：

2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O试根据Cl2和NH3的实验室制法设计一套装置来检查干燥纯净的Cl2和NH3的反映?问题五:如何运用该反映原理来测定铜的相对原子质量?(简述实验思路)例:实验室用氨气还原氧化铜的办法测定铜的近似相对原子质量,反映的化学方程式为:2NH3+3CuO→N2+3Cu+3H2O试回答:(1)如果选用测定反映物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)]时，请用下列仪器设计一种简朴的实验方案。①仪器连接的次序(用字母编号表达,仪器可重复使用)；d中浓硫酸的作用是；____________实验完毕时观察到a中的现象是；bcacd吸取未反映的氨避免空气中水分进入固体由黑色转变为红色②列出计算Cu的相对原子质量的体现式；③下列状况将使测定成果偏大的是。(下列选择填空不限1个对的答案，均用字母编号填写)(a)CuO未全部还原为Cu(b)CuO受潮(c)CuO中混有Cu(2)如果仍采用上述仪器装置,其它方案可选用测定的物理量有()(a)m(Cu)和m(CuO)(b)m(N2)和m(H2O)(c)m(Cu)和m(H2O)(d)m(NH3)和m(H2O)a、ca、c例：在下图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最后几乎充满烧瓶。则a和b分别是（1995年全国高考题）B、D(3)弱碱性：NH3·H2O=NH4++OH-

(工业上用氨水吸取SO2)(1)络合性：Ag++2NH3·H2O=Ag(NH3)2++2H2O4、氨水的性质:(2)不稳定性：NH3·H2O=NH3↑+H2O

(密封保存,棕色瓶)(4)沉淀性：作Al3+沉淀剂(不用NaOH)，以使沉淀完全。2NH3•H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2ONH3•H2O+SO2=NH4HSO3例、请写出在盐酸中通NH3，离子方程式为：

，在氨水中滴加盐酸，则离子方程式为：

。

NH3+H+=NH+4H++NH3·H2O=NH+4+H2O氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；也能与挥发性酸反映生成白烟检验氨气的两种方法二、氨的实验室制法1、工业制法：N2+3H22NH3（人工固氮）高温高压催化剂2、实验室制法：（1）药品：（2）原理：（3）装置：铵盐（氯化铵）与消石灰固体混合加热2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O固体加热气体，同于实验室用KClO3和MnO2固体混合加热制O2装置只能用向下排空气法。用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，也可用玻璃棒蘸有浓盐酸，靠近试管口。a．棉花的作用：为避免气体对流，提高收集氨气的速率和纯度；也可用来吸取尾气。5、收集：6、验满：7、注意：4、干燥：惯用碱石灰作干燥剂，不能用酸性干燥剂如浓H2SO4、P2O5等。b．不使用NaOH的因素：是加热时NaOH碱性强，容易腐蚀试管。消石灰碱性相对弱，且比较疏松，氨气容易逸出。c．制取干燥氨气也不能用CaCl2作干燥剂：因素是CaCl2和NH3加合生成CaCl2·8NH3。d．尾气不能排放到大气中的因素:氨气有毒,污染环境例．（2003年上海高考化学题）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（）ABCD

生石灰NaOH固体或浓溶液等浓氨水铵盐含NH4+的固体或浓溶液等生石灰NaOH固体或浓溶液等思考：利用NH3+H2ONH3·H2ONH+4+OH-可用哪些物质制备氨气.1、NH4+形成和构造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+考点三、铵盐、和NH4+的检查2、铵盐性质（1）易溶于水的无色离子晶体（2）与碱反映NH4++OH-==

NH3+H2O（3）水解反映NH4++H2ONH3H2O

+H+

（4）受热发生分解反映A、非氧化性酸的铵盐，加热分解为氨和对应的酸或酸酐气体遇冷形成白色固体(NH4)3PO4===3NH3+H3PO4NH4Cl===NH3+HCl(NH4)2CO3===2NH3+CO2+H2O微热B、由氧化性强的酸构成的铵盐，加热发生氧化还原反映NH4NO3======N2O+2H2O或敲击2NH4NO3======2N2+O2+2H2O或敲击3、铵盐的检查办法铵盐加NaOH溶液加热氨气（1）用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）（2）蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(产生白烟.)例1：某学生课外活动小组运用右图所示装置分别做以下实验：（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐步变浅，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步变浅的因素是：（2）在试