氮及其化合物学习教案

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1、会计学1氮及其化合物课件氮及其化合物课件第一页，共41页。考向分析考向分析本节高考重点考查：本节高考重点考查： (1)氮及其重要化合物的性质；氮及其重要化合物的性质； (2)NOx对环境的影响。对环境的影响。 题型以探究实验为主，难度为中档题题型以探究实验为主，难度为中档题。预测。预测2013年将会以年将会以NO、NO2、NH3、HNO3、铵盐为载体结合生产生活实际，、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在其化合物主要性质应用如NH3的制法的制法NH的检验及相关计算方面进行命题。的检验及相关计算方面进行命题。第1页/共41页第二页，共41页。点面导图点面导图第2页/共41页第三

2、页，共41页。一、氮族元素(yun s)N(氮)、P(磷)、As(砷)第A51氮族元素(yun s)包括_、Sb(锑)、Bi(铋)五种元素(yun s)。在元素(yun s)周期表中位于_族，最高正化合价为_价，最高价氧化物的通式为_，其对应水化物通式为_或_。最低负化合价为_价，其氢化物通式为_。2氮族元素(yun s)原子结构的异同点：相同点是最外层都是_个电子；不同点是电子层数逐渐_，原子半径逐渐_。3氮族元素(yun s)化学性质上主要递变规律：从上到下，元素(yun s)的非金属性逐渐_，金属性逐渐_；最高价氧化物的水化物的酸性逐渐_；气态氢化物(RH3)的热稳定性逐渐_，还原性逐渐

3、_。R2O5HRO3H3RO43 RH35增多(zn du)增大减弱增强减弱减弱增强第3页/共41页第四页，共41页。二、氮气与氮的固定(gdng)1物理性质_色、_味的气体，_溶于水，难液化，空气中含_(体积分数)的氮气。沸点为195.8 ，熔点为209.9 。2分子结构：氮气的电子式为_；结构式为_；氮氮三键键能很高。3化学性质：常温稳定，高温活泼。(2)氧化(ynghu)性：N23H2_。无无难78% NNNN2NO2NH3第4页/共41页第五页，共41页。4用途(yngt)合成氨、制硝酸(xio sun)、作保护气等。5氮的固定使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做(jiozu)

4、_。氮的固定主要有_和_还有生物固氮。氮的固定自然固氮人工固氮第5页/共41页第六页，共41页。氮的氧化物NONO2色、态、味_色、_味的气体_色、有_气味的气体水溶性_溶于水与_反应化学性质常温下易被氧气氧化：2NOO2 =_与水反应：3NO2H2O=_；自身化合生成_色的N2O4：2NO2 _；较强氧化性：可使湿润的淀粉 KI 试纸变_三、一氧化氮和二氧化氮的性质(xngzh)无无红棕刺激性难水2NO22HNO3NO无N2O4蓝第6页/共41页第七页，共41页。NH4 OH。四、氨无刺激性小极易1物理性质：_色有_气味的气体，密度比空气_，易液化，_溶于水(通常 1 体积水能(shu nn

5、)溶解 700 体积氨气)。2化学性质(1)与水反应(fnyng)：NH3H2O_ 水有挥发性)(2)与酸反应：得到相应的铵盐。NH3HCl=_(两种气体相遇(xin y)产生白烟，可用于两者检验)；2NH3H2SO4=_(硫铵、肥田粉)；(氨溶于水所得的溶液叫氨水，呈碱性，密度小于1 gcm3，氨NH3H2ONH4Cl(NH4)2SO4第7页/共41页第八页，共41页。4NH35O2=_(工业(gngy)制硝酸)。Al3+3NH3H2O=_实验室制NH3HNO3=_(硝铵、炸药(zhyo)；NH3CH3COOH=_；NH3CO2H2O=_(碳铵)。(3)还原性。催化剂(4)与某些(mu xi

6、)盐反应。Al(OH)3。NH4NO3CH3COONH4NH4HCO34NO6H2O第8页/共41页第九页，共41页。3制法(1)实验室制法：用氯化铵晶体和氢氧化钙(qn yn hu i)固体混合加热。(2)工业(gngy)制法：N23H2_。4用途：制氮肥、铵盐、硝酸(xio sun)、纯碱、作致冷剂等。CaCl22H2O2NH32NH3第9页/共41页第十页，共41页。(4)任何任何(rnh)铵盐与碱共热都生成铵盐与碱共热都生成NH3，利用此方法原理可检验铵盐，利用此方法原理可检验铵盐(5)氨氨水中滴入酚酞呈红色，故水中滴入酚酞呈红色，故NH3是碱是碱()第10页/共41页第十一页，共41

7、页。_(NH3HCl=NH4Cl ，试五、铵盐从反应上看，都是氨与酸反应的产物；从构成上看，都是1物理性质：铵盐都是_溶于水的离子(lz)化合物。2化学性质(1)热稳定性差，受热分解。_；NH4HCO3NH4Cl冷管上端内壁有白色(bis)固体附着)。易H2ONH3CO2NH3HCl第11页/共41页第十二页，共41页。溶液(rngy)：NH4 OH_(可用于 NH 4 的检(2)与碱反应(fnyng)：铵盐与碱共热都能产生 NH3。_(不能写固态(gti)：NH4ClNaOH离子方程式)；验或铵盐的鉴别)。3铵盐的检验(1)化学原理：铵盐与碱加热产生氨气。(2)检验方法：把 NaOH 溶液加

8、到某物质的固体或溶液里，加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，即判断该物NaClH2ONH3H2ONH3第12页/共41页第十三页，共41页。2下列关于铵盐的叙述：铵盐中氮元素化合价都为3价；铵盐都是晶体，都易溶于水；铵盐与碱共热放出氨气；铵盐都不能与酸反应；所有(suyu)铵盐均能分解；铵态氮肥不宜与草木灰混合施用宜与草木灰混合施用(shyng)，正确的是，正确的是()。ACBD3(写一写写一写)写出写出NH3为原料为原料(yunlio)制取制取HNO3的有关化学方程式。的有关化学方程式。第13页/共41页第十四页，共41页。密度(md)为1.42gcm3。六、硝酸(xio sun)1

9、物理性质(wl xngzh)纯硝酸是_色、易挥发(沸点 83 )、有_气味的液体，密度为 1.50 gcm3。浓硝酸(市售)的质量分数为 69%，易挥发出 HNO3，通常为无色或黄色液体(因 HNO3 分解产生的 NO2 溶在其中而呈黄色)，2化学性质(1)硝酸具有酸的通性：HNO3NaOH=_；2HNO3CuO=_；稀硝酸能使紫色石蕊试液变红，浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。无刺激性NaNO3H2OCu(NO3)2H2O第14页/共41页第十五页，共41页。(2)硝酸不稳定(wndng)，受热或见光易分解。4HNO3(浓)=_(硝酸(xio sun)越浓或温度越高、光越强，越易分解(f

10、nji)。(3)硝酸的强氧化性。硝酸能与除金、铂以外的所有金属反应，产物中没有氢气，硝酸被还原的产物与硝酸的浓度有关。Cu4HNO3(浓)=_。现象：迅速剧烈反应，放出大量红棕色气体，溶液变绿色。注意：试管口应塞上用碱液润湿的棉团。3Cu8HNO3(稀)=_。2H2O4NO2O2Cu(NO3)22NO22H2O3Cu(NO3)22NO4H2O第15页/共41页第十六页，共41页。现象：反应(fnyng)较缓慢，放出无色气体，在试管口变成红棕色，溶液变蓝色。注意：试管口应塞上用碱液润湿的棉团。(4)与有机物反应(fnyng)。_。3用途(yngt)：制炸药、染料、塑料、硝酸盐。第16页/共41页

11、第十七页，共41页。第17页/共41页第十八页，共41页。7(填一填填一填)对于对于3NO2H2O=2HNO3NO反应反应氧化氧化(ynghu)剂是剂是_，还原剂是，还原剂是_，氧，氧化化(ynghu)产物是产物是_，被氧化，被氧化(ynghu)与被还与被还原的物质的物质的量比为原的物质的物质的量比为_。第18页/共41页第十九页，共41页。考点(ko din)1氮的氧化物1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：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中 N2O3 和 N2O5 分别是 HNO2 和 HNO3 的酸酐。NO 是一种无色还原性较强的气体，

12、易被O2 氧化生成 NO2，NO2 是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝。2NO、NO2 都是大气(dq)污染物，空气中 NO、NO2 主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的 NO2 是造成光化学烟雾的主要因素。第19页/共41页第二十页，共41页。3NO、NO2 的制法(1)NO 的实验室制法。原理：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。装置：铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶(shopng)、分液漏斗、胶塞、导管(dogun)、酒精灯等。收集(shuj)：排水集气法。检验：无色气体和空气接触立

13、即变成红棕色。(2)NO2 的实验室制法。原理： Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。装置：锥形瓶(或烧瓶)、分液漏斗、带导管胶塞等。收集：向上排空气法。第20页/共41页第二十一页，共41页。【8】 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(bngd)学研究同时证实， NO对 SARS 病毒(bngd)有直接抑制作用。下列关于 NO 的叙述正确的是()。ANO 是一种红棕色的气体B常温(chngwn)常压下，NO 不能与空气中氧气直接化合C含等质量的氧元素的 NO 和 14CO 的物质的量相等DNO 易溶于水，不能用排水法收集第

14、21页/共41页第二十二页，共41页。1对二氧化氮的下列(xili)说法不正确的是(【变式训练(xnlin)】)。A二氧化氮不是硝酸的酸酐B二氧化氮不是造成大气污染(d q w rn)的气体之一C二氧化氮不是硝基D在通常状况下测得的 NO2 的相对分子质量是不准确的第22页/共41页第二十三页，共41页。考点(ko din)2氨气1氨气的实验室制法(1) 原理：固态铵盐与碱加热反应：2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。(2)发生装置：固固加热型，与制备 O2 相似。(3)收集：向下排空气(kngq)法。(4)干燥：在干燥管中盛放碱石灰作干燥剂。因起反应而不能用浓硫酸、P2O5

15、、无水氯化钙作干燥剂，如 CaCl2 吸收氨气生成CaCl28NH3。(5)验满：用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则已集满；蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则已集满。第23页/共41页第二十四页，共41页。实验室制氨气的的注意事项(1) 制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵，因加热过程 中NH4NO3 可能(knng)发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热分解产生CO2，使生成的NH3 中混有较多的 CO2 杂质。(2)消石灰不能用NaOH、KOH 代替，原因是：NaOH、KOH 具有吸湿性、易结块，不利于产生 NH3；在高温下能腐蚀试管。(3)因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所

16、以收集氨气时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团(y tun)干燥的棉花团，来防止NH3 与空气对流，确保收集到纯净的氨气。第24页/共41页第二十五页，共41页。(4) 快速制备(zhbi) NH3 也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3H2ONH3H2O 原理制备。也可以(ky)利用往生石灰中滴加浓氨水制备，原理：生石灰与水反应为放热反应，促进(cjn)NH3H2O 的分解。2喷泉实验原理：减小容器内压强，使容器内外产生较大压强差，在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带尖喘的导管喷出来，即形成喷泉。第25页/共41页第二十六页，共41页。【9】都能用 所示装置(zhungz

17、h)进行喷泉实验的一组气体(qt)是(注：烧杯内为 NaOH 溶液)()。AHCl 和 CO2CSO2 和 COBNH3 和 CH4DNO2 和 NO第26页/共41页第二十七页，共41页。中错误(cuw) 的是(【变式训练】2(双选)下面(xi mian)是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其)。第27页/共41页第二十八页，共41页。考点(ko din)3硝酸(xio sun)的强氧化性硝酸不论浓稀都具有强氧化性，主要体现在以下几个方面：1金属与硝酸反应，不论金属活泼与否，也不论硝酸的浓度大小，一般无氢气放出。这是因为 H得电子的能力不及硝酸中5 价的氮元素得电子的能力。2金属活动顺序表中

18、，较不活泼的金属(如铜、银等)都能和硝酸反应，通常浓硝酸被还原为 NO2，稀硝酸被还原为 NO，金属则变为相应的硝酸盐。这类反应中硝酸只有一部分体现氧化性被还原，另一部分体现酸性(sun xn)生成硝酸盐。Ag2HNO3(浓)=AgNO3NO2H2O3Ag4HNO3(稀)=3AgNO3NO2H2O第28页/共41页第二十九页，共41页。3铁、铝常温下遇浓硝酸(xio sun)，由于浓硝酸(xio sun)具有很强的氧化性，所以在金属的表面形成一层致密的氧化膜，阻止反应继续进行，这个过程叫钝化，所以可用铁、铝容器装运冷浓硝酸(xio sun)(或浓硫酸)。4非金属(如碳、硫等)也可以和浓硝酸(x

19、io sun)发生反应，非金属被氧化，硝酸(xio sun)完全被还原成 NO2，硝酸(xio sun)只体现氧化性，这和金属与硝酸(xio sun)的反应不同，在有关判断及计算题中应该注意。C4HNO3S6HNO3(浓)4NO2CO22H2OH2SO46NO22H2O第29页/共41页第三十页，共41页。5浓硝酸和浓盐酸按 1 3 的体积(tj)比组成的混合物叫王水，它能溶解惰性金属铂、金，这也是硝酸强氧化性的体现。5锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol 硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为()。A2 molC0.5 molB1 molD0.25 mol第30页/共41页

20、第三十一页，共41页。【10】物质的量之比为 2 5 的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为 N2O，反应结束后锌没有(mi yu)剩余，则该反应中被还原的硝酸(xio sun)与未被还原的硝酸(xio sun)的物质的量之比是()。A1 4B1 5C2 3D2 5【变式训练】3(双选)锌与硝酸反应，若有1 mol 硝酸参加反应，则有0.8mol 的电子发生转移，此时硝酸的还原产物中 N 元素的化合价为()。A4B1C2D3第31页/共41页第三十二页，共41页。探究实验体现的绿色(l s)思想考向分析对于氮族元素及其化合物，高考中主要考查氮、磷及其化合物的主要性质，需要特别注意硝酸的氧化(y

21、nghu)性，氨气的制备以及喷泉实验。第32页/共41页第三十三页，共41页。【典例】某兴趣小组设计(shj)出图 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。(1)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(ji r) c。其目的是_。第33页/共41页第三十四页，共41页。方案反应物甲Cu、浓 HNO3乙Cu、稀 HNO3丙Cu、O2、稀 HNO3(2)在 d 中加适量 NaOH 溶液(rngy)，c 中放一小块铜片，由分液漏斗 a 向 c 中加入 2 mL 浓硝酸。c 中反应的化学方程式是：_。再由 a 向 c 中加 2

22、 mL 蒸馏水，c 中的实验现象是_。(3)下表是制取硝酸铜的三种方案(fng n)，能体现绿色化学理念的最佳方案(fng n)是_。理由是_。第34页/共41页第三十五页，共41页。(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化(ynghu)性：KMnO4Cl2Br2。操作步骤为_，实验现象为_；但此实验的不足之处是_。第35页/共41页第三十六页，共41页。【突破(tp)训练】1某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱(qin ru)，按图 装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO 氧化成 NO2，而稀硝酸不能氧化 NO，由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。第36页/共41页

23、第三十七页，共41页。可选药品(yopn)：浓硝酸、3 mol/L 稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液(rngy)及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液(rngy)不与 NO 反应，能与 NO2 反应：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O 。(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是_。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_。(3)装置中发生反应的化学方程式是：_。第37页/共41页第三十八页，共41页。(4)装置的作用是_，发生反应的化学方程式是：_。(5) 该小组得出的结论所依据的实验现象是_。(6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈

24、绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别(fnbi)设计了以下 4 个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是_(选填字母)。a加热该绿色溶液(rngy)，观察颜色变化b加水稀释该绿色溶液(rngy)，观察颜色变化第38页/共41页第三十九页，共41页。c向该绿色溶液中通入氧气，观察(gunch)颜色变化d向饱和硝酸(xio sun)铜溶液中通入浓硝酸(xio sun)与铜反应产生的气体，观察(gunch)颜色变化第39页/共41页第四十页，共41页。气体(qt)的体积缩小了 ，则原混合气体(qt)中 NO 的体积分数为(2装有 1 体积(tj) NO 和 NO2 混合气体的集气瓶倒立于水中，14)。A62.5%B65%C63%D75%3下列实验过程中，始终无明显现象的是()。ANO2 通入 FeSO4 溶液中BCO2 通入 CaCl2 溶液中CNH3 通入 AlCl3 溶液中DSO2 通入已酸化的 Ba(NO3)2 溶液中第40页/共41页第四十一页，共41页。