高中化学一轮复习 第二单元 第11讲 氮及其化合物课件.ppt

氮及其化合物 第11讲 考纲导视 基础反馈 判断正误 正确的画 错误的画 1 氨气溶于水能导电 所以氨气是电解质 2 将可调高度的铜丝伸入稀HNO3中 溶液变蓝 则Cu 与稀HNO3发生置换反应 3 实验室用锌粒 稀HNO3以及试管 带导管的橡皮塞可 制取H2 4 由于反应物浓度越大 反应速率越快 因而常温下 相同的铝片中分别加入足量的浓 稀硝酸 浓硝酸中铝片先溶解 完 5 制二氧化氮时 用水或NaOH溶液吸收尾气 6 用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2 g 和NO2 7 液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3 5O2 4NO 6H2O 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 考点一 氮气和氮的氧化物 知识梳理 一 氮族元素 N 氮 P 磷 As 砷 5 1 氮族元素包括 Sb 锑 Bi 铋 五种元素 在元素周期表中位于 族 最高正化合价为 最高价氧化物的通式为 其对应水化物的通式为 或 最低负化合价为 其氢 化物的通式为 H3RO4 3 RH3 第 A R2O5 HRO3 2 氮族元素原子结构的异同点 5 增多 增大 减弱 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 增强 减弱 3 氮族元素化学性质上的主要递变规律 减弱 增强 从上到下 元素的非金属性逐渐 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 二 氮气与氮的固定 1 物理性质 无 无 难 78 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 N N N N 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 2NO 2NH3 1 还原性 N2 O2 2 氧化性 N2 3H2 4 用途 合成氨 制硝酸 作保护气等 5 氮的固定 氮的固定 自然固氮 人工固氮 使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做 氮的固定主要有 和 三 一氧化氮和二氧化氮的性质 1 氮元素有 1 2 3 4 5五种正价态 五种正价对应六种氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 2 NO和NO2的性质比较 与水反应 3NO2 H2O 自身化合生成 色的N2O4 2NO2 无 无 红棕 刺激性 难 水 2NO2 2HNO3 NO 无 N2O4 蓝 注意 1 氮的氧化物都是大气污染物 2 空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素 3 空气中NO NO2主要来源于煤和石油的燃烧 汽车尾 气 硝酸工厂等 4 NO2 既有氧化性又有还原性 以氧化性为主 考点集训 例1 设NA为阿伏加德罗常数的数值 下列说法正确的是 A 常温常压下 14g由N2和CO组成的混合气体含有的原子数为NAB 标准状况下 6 72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0 1NAC 46gNO2和N2O4混合气体中含有的氮原子数为3NAD 2 24LNO2含有氧原子数为0 2NA 思路指导 涉及混合物的题型 可以采用极端假设法 答案 A 例2 N2O俗称 笑气 曾用作可吸收性麻醉剂 以下反应能产生N2O 3CO 2NO2 3CO2 N2O 下列关于N2O的 说法正确的是 A 上述反应中每生成1molN2O 消耗67 2LCOB 等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数C N2O只具有氧化性 无还原性D N2O会迅速与人体血红蛋白结合 使人中毒 解析 A项中没有温度压强 体积不能确定 A项错误 B项1molN2O和CO2都含有22mol电子 B项正确 C项N2O中N的化合价为 1价 处于中间价态 所以既有氧化性又有还原性 C项错误 NO可以迅速与人体血红蛋白结合 N2O会麻醉人体中枢神经 D项错误 答案 B 例3 2015年湖南模拟 氮的固定是几百年来科学家一直研 究的课题 1 下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K 值 分析数据可知 大气固氮反应属于 填 吸热 或 放热 反应 分析数据可知 人类不适合大规模模拟大气固氮的原因 从平衡视角考虑 工业固氮应该选择常温条件 但实际工业生产却选择500 左右的高温 解释其原因 2 工业固氮反应中 在其他条件相同时 分别测定N2的平衡转化率在不同压强 p1 p2 下随温度变化的曲线 如图所示的图示中 正确的是 填 A 或 B 比较p1 p2的大小关系 A B C 3 20世纪末 科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷 能传递H 为介质 用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极 实现高温常压下的电化学合成氨 提高了反应物的转化率 其实验简图如C所示 阴极的电极反应式是 2NH3 g H 92 4kJ moL 1 4 近年 又有科学家提出在常温 常压 催化剂等条件下 4NH3 g 合成氨气的新思路 反应原理为 2N2 g 6H2O l 3O2 g 则其反应热 H 已知 N2 g 3H2 g 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ moL 1 答案 1 吸热 K值小 正向进行的程度小 或转化率 低 不适合大规模生产 从反应速率角度考虑 高温更好 但从催化剂活性等综合因素考虑选择500 左右合适 2 Ap2 p1 3 N2 6e 6H 2NH3 4 1530kJ moL 1 考点二 氨和铵盐 知识梳理 一 氨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体积水能溶解700体积氨气 2 分子结构 电子式 空间结构 三角锥形 无 刺激性 小 极易 NH4 OH 3 化学性质 NH3 H2O 1 与水反应 NH3 H2O 氨气溶于水得氨水 密度小于1g cm 3 氨水中含有的粒子有 氨水为可溶性一元 弱碱 易挥发 不稳定 易分解 NH3 H2O 2 与酸反应 得到相应的铵盐 NH3 HCl 两种气体相遇产生白烟 可用 于两者检验 NH4Cl NH3 H2O NH4 2SO4 NH4NO3 CH3COONH4 NH4HCO3 2NH3 H2SO4 硫铵 肥田粉 NH3 HNO3 硝铵 炸药 NH3 CH3COOH NH3 CO2 H2O 碳铵 3 还原性 4NO 6H2O 4NH3 5O2 工业制硝酸 4 与某些盐反应 Al3 3NH3 H2O 实验室制Al OH 3 4 制法 1 氨气的实验室制法 反应原理 气体 与用KClO3和MnO2制 反应装置 固体 固体O2的装置相同 碱石灰 向下排空气法 白烟 蓝色 验满方式 净化装置 用 收集装置 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口 有 产生 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸变 收集时 一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿 的棉花球 可减小NH3与空气的对流速率 收集到纯净的NH3 收集方式 2 工业制法 N2 3H2 5 用途 制氮肥 铵盐 硝酸 纯碱 作制冷剂等 二 铵盐 从反应上看 铵盐都是氨与酸反应的产物 从构成上看 1 物理性质 铵盐都是 溶于水的离子化合物 2NH3 易 NH3 HCl NH4Cl 试管 溶液 NH4 OH 可用于NH4的检 2 化学性质 H2O NH3 CO2 NH3 HCl 1 热稳定性差 受热分解 NH4HCO3NH4Cl 冷 上端内壁有白色固体附着 2 与碱反应 铵盐与碱共热都能产生NH3 固态 NH4Cl NaOH 不 能写离子方程式 NaCl H2O NH3 H2O NH3 验或铵盐的鉴别 质是铵盐 或含有NH4 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溶液加到某物质 固体或溶液 中 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 考点集训 例4 关于下列各装置图的叙述中 正确的是 A 用氯化铵和氢氧化钙制NH3B 实验室快速制氨气 C 实验室用NH4Cl制NH3 D NH3的干燥 收集及处理答案 B 归纳总结实验室制取少量NH3的两种简易方法1 加热浓氨水 1 反应原理 NH3 H2O NH3 H2O 2 装置 见图甲 甲 2 装置 见图乙 乙 例5 2015年山西太原模拟 哈伯因为氨气的合成曾获得 1918诺贝尔化学奖 1 实验室用加热NH4Cl和Ca OH 2混合物的方法制取氨气 化学方程式为 收集方法是 用试管收集氨气时 验满的操作是 证明氨气已收集满的现象是 2 工业合成氨气的化学方程式为 3 用氨气制取硝酸的流程是 NH3 NO NO2 HNO3 NO与空气接触时的现象是 从得失电子相等的角度分析化学反应aNO2 bO2 cH2O dHNO3 可知a b 答案 1 Ca OH 2 2NH4Cl CaCl2 2NH3 2H2O 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 红色石蕊 向下排空气法试纸变蓝 2 N2 3H2 3 无色气体变为红棕色 2NH34 1 例6 2015年北京东城区期末 NH3经一系列反应可以得到 HNO3和NH4NO3 如图 所示 资料卡片 i NH4NO3是一种白色晶体 易溶于水 微溶于乙醇 ii 在230 以上时 同时有弱光 2NH4NO3 2N2 O2 4H2O iii 在400 以上时 剧烈分解发生爆炸 4NH4NO3 3N2 2NO2 8H2O 1 如图 将水滴入盛有硝酸铵的试管中 观察到的A处液面上升 B处液面下降 产生该现象的原因 一段时间后还能观察到的现象是 2 实验室可以用氯化铵和熟石灰反应来制备氨气 该反应的化学方程式为 能否用硝酸铵代替氯化铵 填 能 或 不能 理由是 3 从反应类型角度分析在 的转化过程中的共同点是 完成反应 的化 学方程式 NO H2O H 3NH4 5NO32 答案 1 硝酸铵溶于水吸收热量 集气瓶中气体压强减小A处液面下降 B处液面上升 水平导管中液柱向右移动 CaCl2 2NH3 2H2O 不能 2 2NH4Cl Ca OH 2硝酸铵受热易爆炸 8 7 3 都有化合价变化 都是氧化还原反应 例7 2015年湖南长沙模拟 图 是实验室中常用于制备和 干燥气体的装置 1 甲同学用图 装置 铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO2 气体 B中铜和浓硝酸反应的化学方程式 收集NO2气体的方法是 将收集满NO2的烧瓶密封浸入冰水中 烧瓶中气体颜色变浅 则下列反应 2NO2 g N2O4 g H 0 填 或 2 乙同学用图 装置制取NH3和O2的混合气体 用图 装置验证氨的某些性质 A中加入浓氨水 B中加入Na2O2固体 C中加入碱石灰 D内放置催化剂 铂石棉 按气流方向a b c h连接各仪器 实验中D内有红棕色气体生成 证明氨气具有 填 氧化性 或 还原性 D中反应的化学方程式为 E装置的作用是 答案 1 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 向上排空气法 2 还原性 4NH3 5O2 4NO 6H2O 2NO O2 2NO2 吸收NO2 防止污染空气 考点三 硝酸 知识梳理 1 物理性质 无 刺激性 纯硝酸是 色 易挥发 沸点83 有 气味的液体 密度为1 50g cm 3 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 密度为1 42g cm 3 2 化学性质 NaNO3 H2O Cu NO3 2 H2O 1 硝酸具有酸的通性 HNO3 NaOH 2HNO3 CuO 稀硝酸能使紫色石蕊溶液变红 浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红 后褪色 2 硝酸不稳定 受热或见光易分解 4HNO3 浓 浓度越高 温度越 高 光越强 硝酸越易分解 2H2O 4NO2 O2 3 硝酸的强氧化性 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 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 Cu 4HNO3 浓 现象 迅速剧烈反应 放出大量红棕色气体 溶液变绿色 3Cu 8HNO3 稀 现象 反应较缓慢 放出无色气体 在试管口变成红棕色 溶液变蓝色 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 注意 试管口应塞上用碱液润湿的棉团 4 与有机物反应 HNO3 3 用途 制炸药 染料 塑料 硝酸盐 例8 下列实验操作 现象和结论均正确的是 答案 A 考点集训 归纳总结 硝酸与金属反应的规律 1 HNO3与金属一般不能产生H2 2 还原产物一般为HNO3 浓 NO2 HNO3 稀 NO 很 稀的硝酸还原产物也可能为N2O N2或NH4NO3 3 硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性 4 铁 铝常温下遇浓硝酸被钝化 可用铁 铝容器装运冷 浓硝酸 例9 2015年北京房山区模拟 硫酸和硝酸都是重要的化工原料 也是化学实验室里必备的重要试剂 请回答 1 常温下 可用铁 铝制的容器盛放浓硝酸 说明浓硝酸具有 性 铝制容器不能用于盛放氢氧化钠溶液 两者反应生成的盐是 2 工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硫酸铜 下列制备方法符合 绿色化学 思想的是 填序号 写出 中反应的化学方程式 答案 1 强氧化 偏铝酸钠 或NaAlO2 2 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 易错警示 例10 如下图是用浓硝酸 铜片 水等试剂探究浓 稀硝 酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置 浓硝酸的强氧化性实验 将铜片置于具支试管的底部 在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸 往具支试管中放入约2mL浓硝酸 用排水法收集产生的气体 1 具支试管中发生反应的化学方程式 2 实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 稀硝酸的强氧化性实验 3 上述反应完成后 欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性 紧接的简便 合理的实验操作是 4 能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是 填写代号 A c中收集到无色气体 B c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色C b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 实验反思 5 利用该装置先进行铜与浓硝酸反应 再进行铜与稀硝酸反应的实验 其好处是 问题讨论 用等质量的铜片与等体积的浓硝酸 稀硝酸 硝酸均过量 反应时 发现反应后所得溶液前者呈绿色 后者呈蓝色 对此有两种看法 两者颜色不同的原因是因为Cu2 浓度差异引起的 前者溶液呈绿色 是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液 中引起的 6 你认为上述看法 填 或 合理 若是 合理 说明理由 若是 合理 设计一个简单实验证明 7 若0 3molCu和含1 2molHNO3的浓硝酸充分反应后 生成NO2的物质的量 A 0 2mol B 0 6mol C 小于0 6molD 大于0 6mol 答案 1 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 2 铜片逐渐溶解 溶液变绿 放出红棕色气体 3 往分液漏斗中加水稀释浓硝酸 打开活塞 使稀硝酸流入具支试管中 4 C 5 利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气 有利于观察Cu与稀硝酸反应的产物 6 往蓝色溶液中通入NO2 溶液变成绿色 或加热绿色 溶液 有红棕色气体产生 溶液变成蓝色 7 C