高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第4讲 氮及其化合物课件 新人教版.ppt

第四章非金属及其化合物 第四讲氮及其化合物 考纲要求 1 了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用 2 了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 考点一氮气及其氧化物 知识梳理 A 5 2 氮的氧化物氮有多种价态的氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5等 完成NO和NO2的比较表 无色 红棕色 有毒 有毒 一 氮的固定及氮氧化物的性质1 2015 北京理综 下列关于自然界中氮循环 如图 的说法不正确的是 题组训练 A 氮元素均被氧化B 工业合成氨属于人工固氮C 含氮无机物和含氮有机物可相互转化D 碳 氢 氧三种元素也参与了氮循环 2 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 病毒学研究同时证实 NO对SARS病毒有直接抑制作用 下列关于NO的叙述正确的是 A NO是一种红棕色气体B 常温常压下 NO不能与空气中的氧气直接化合C 含等质量的氧元素的NO和CO的质量相等D NO难溶于水 可以用排水法收集 解析NO是一种无色难溶于水的气体 可以用排水法收集 常温常压下 NO易与氧气直接化合生成NO2 答案D 3 汽车尾气主要含有CO2 CO SO2 NOx等物质 这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一 1 汽车尾气中的CO来自于 NO来自于 汽车尾气对环境的危害主要有 至少填两种 2 汽车尾气中的CO NOx在适宜温度下采用催化转化法处理 使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体 反应的化学方程式可表示为 汽油的不完全燃烧 N2与O2在 汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨 导致光化学烟雾 产生温室效应 解析 1 汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应 当空气不足时 汽油不完全燃烧 会产生CO 当空气过量时 N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO 汽车尾气对环境的危害很大 可以形成硝酸型酸雨 导致光化学烟雾 产生温室效应 2 CO NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2 氮氧化物对环境的污染及防治1 常见的污染类型 1 光化学烟雾 NOx在紫外线作用下 与碳氢化合物发生一系列光化学反应 产生的一种有毒的烟雾 2 酸雨 NOx排入大气中后 与水反应生成HNO3和HNO2 随雨雪降到地面 3 破坏臭氧层 NO2可使平流层中的臭氧减少 导致地面紫外线辐射量增加 2 常见的NOx尾气处理方法 1 碱液吸收法 2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2ONO2 NO 2NaOH 2NaNO2 H2ONO2 NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n NO2 n NO 一般适合工业尾气中NOx的处理 2 催化转化 在催化剂 加热条件下 氨可将氮氧化物转化为无毒气体 N2 或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体 N2和CO2 一般适用于汽车尾气的处理 二 有关氮的氧化物的简单计算4 将容积为50mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体 将量筒倒置在盛满水的水槽里 一段时间后 量筒里剩余气体体积为5mL 则原混合气体中NO2和O2体积比可能是 或 解析NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来 2NO O2 2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO 由 2 得4NO2 O2 2H2O 4HNO3 由 3 24NO 3O2 2H2O 4HNO3 18 7 43 7 两式就是平时计算经常用到的关系式 设剩余的5mL气体为O2 则参加反应 的NO2和O2的总体积为50mL 5mL 45mL则原混合气体里 NO2的体积为45mL 4 5 36mLO2的体积为50mL 36mL 14mL即NO2与O2的体积比为36 14 18 7 设剩余的5mL气体为NO 由 式得过量的NO2体积为15mL 则发生反应 的NO2和O2的总体积为50mL 15mL 35mL 则原混合气体里 O2的体积为35mL 1 5 7mL NO2的体积为50mL 7mL 43mL即NO2与O2的体积比为43 7 1 3 2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O NaNO2 Na2CO3 2NO2 NaNO3 NaNO2 CO2 NaNO3 0 05mol NaNO2 0 15mol 0 5mol L 1 1 物理性质硝酸是无色 易挥发的液体 有 气味 能与水以任意比例混溶 2 化学性质 考点二硝酸的性质和应用 知识梳理 刺激性 与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式 硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里 棕色 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 浓硝酸与铜反应的化学方程式 与非金属反应 如浓硝酸与C反应的化学方程式 与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S SO2 Na2SO3 HI Fe2 等还原性物质 如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 判断正误 正确的划 错误的划 1 实验室里用锌与稀HNO3反应制取H2 2 Cu溶于稀HNO3反应的离子方程式 Cu 2H NO Cu2 NO2 H2O 3 将可调高度的铜丝伸入稀HNO3中 溶液变蓝 说明铜与稀HNO3发生置换反应 4 用铜和稀硝酸反应制取NO2气体 5 常温下 将Al片放入浓硝酸中无明显现象 原因是Al与浓硝酸不反应 思考辨析 一 硝酸性质1 2015 新课标全国卷 我国清代 本草纲目拾遗 中记叙无机药物335种 其中 强水 条目下写道 性最烈 能蚀五金 其水甚强 五金八石皆能滴穿 惟玻璃可盛 这里的 强水 是指 A 氨水B 硝酸C 醋D 卤水 解析该强水能溶解五金 说明具有酸性和强氧化性 且不与玻璃反应 则该物质为硝酸 即B项正确 答案B 题组训练 2 下列有关硝酸化学性质的叙述中 正确的是 A 浓 稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色B 硝酸能与FeO反应 只表现氧化性C 硝酸可与Na2S反应制得H2S气体D 浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色 解析硝酸是一种具有强氧化性的强酸 并且浓度越大 氧化性越强 浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 故选项A错 硝酸是一种强氧化性酸 可氧化许多还原性物质 因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S 与FeO反应时表现氧化性和酸性 所以选项B C错 选项D正确 答案D 3 如图是用浓硝酸 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为 2 实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 试管中溶液变蓝 且有红棕色气体产生 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 填选项字母 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 向试管中加水将浓硝酸稀释 C 操作简便 节约试剂 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 向蓝色溶液中通入NO2 若溶液变绿色证明 说法正确 解析 铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 实验中具支试管中溶液变蓝 且有红棕色气体产生 向试管中加水将浓硝酸稀释后 可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验 这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2排出具支试管中的空气 有利于观察铜与稀硝酸反应的产物 由于硝酸均过量 铜的质量相同 溶液的体积相同 所以铜无论是与稀硝酸反应 还是与浓硝酸反应 生成的Cu2 的浓度是相同的 看法 是不合理的 可通过向蓝色溶液中通入NO2看溶液是否变绿 或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明 二 硝酸与金属反应的计算4 在标准状况下将1 92g铜粉投入一定量浓HNO3中 随着铜粉的溶解 反应生成的气体颜色逐渐变浅 当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1 12L 则混合气体中NO的体积为 A 112mLB 1008mLC 224mLD 448mL 解析混合气体的总物质的量为1 12L 22 4L mol 1 0 05mol 1 92g铜粉的物质的量为0 03mol 设NO的物质的量为n1mol 则NO2的物质的量为 0 05 n1 mol 根据得失电子守恒得3n1 0 05 n1 1 0 03 2 解得n1 0 005 V NO 0 005mol 22 4L mol 1 0 112L 112mL 答案A 5 铜与一定量浓硝酸反应 得到硝酸铜溶液和NO2 N2O4 NO的混合气体 这些气体与5 6LO2 标准状况 混合后通入水中 所有气体完全被水吸收生成硝酸 则消耗铜的质量为 A 16gB 32gC 64gD 无法计算 6 将51 2gCu完全溶于适量浓硝酸中 收集到氮的氧化物 含NO N2O4 NO2 的混合物 这些气体恰好能被500mL2 0mol LNaOH溶液完全吸收 生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液 其中NaNO3的物质的量是 A 0 2molB 0 4molC 0 6molD 0 8mol 1 氨的分子结构和性质 1 物理性质 氨气是 色有 气味的气体 液化可作制冷剂 常温 常压下 1体积的水可溶解 体积的氨气 2 分子结构 电子式 空间结构 形 考点三氨铵盐 知识梳理 无 刺激性 易 700 三角锥 氨气与酸反应 a 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近 其现象为 将浓盐酸改为 也会出现相同的现象 化学方程式 b 与CO2等酸性氧化物反应 NH3 CO2 H2O NH4HCO3或2NH3 CO2 H2O NH4 2CO3 NH3 H2O 有白烟生成 浓硝酸 HCl NH3 NH4Cl NH3 HNO3 NH4NO3 NH3的还原性 氨的催化氧化 化学方程式 与盐溶液反应 将氨水加入下列溶液 完成下表 4 氨气的实验室制法 红褐 白 白 易 红 蓝 3 喷泉实验的原理中学教材中喷泉实验装置如图所示 实验操作是 打开橡皮管上的夹子 挤压滴管的胶头 则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶 形成喷泉 1 喷泉实验的原理 因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应 使瓶内压强减小 形成压强差 大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉 2 能形成喷泉的条件 从原理上讲 气体要易溶于水或易与水反应 以形成足够大的压强差 从实验条件上讲 烧瓶内气体要充满 气体和仪器均要干燥 装置的气密性要好 3 可以形成喷泉的组合 液体是水时 NH3 HCl SO2 NO2 O2等气体均可 液体是NaOH溶液时 Cl2 CO2 H2S SO2等气体均可 另外SO2和氯水 CH2 CH2与溴水等组合也可形成喷泉 总之 组合条件是 气体在溶液中的溶解度很大或通过反应 使气体的物质的量迅速减小 产生足够的压强差 产生压强差的方法一般有 一是使烧瓶外气压增大 烧瓶内气压不变 二是使烧瓶外气压不变 烧瓶内气压减小 上述形成喷泉的组合选用的是第二种方法 思考辨析 一 氨和铵盐的性质1 探究氨气及铵盐性质的过程中 下列根据实验现象得出的结论不正确的是 A 将集有氨气的试管倒扣于水槽中 液体迅速充满试管 说明氨气极易溶于水B 将pH 11的氨水稀释1000倍 测得pH 8 说明NH3 H2O为弱碱C 加热NH4HCO3固体 观察到固体逐渐减少 试管口有液滴产生 说明NH4HCO3受热不稳定 题组训练 D 将红热的Pt丝伸入右图所示的锥形瓶中 瓶口出现少量红色气体 说明氨气的氧化产物为NO2 解析D选项 氨气与氧气催化氧化生成NO NO与O2反应生成红棕色的气体NO2 错误 答案D 解析由N2 NH3 S H2S可知A项正确 如果甲是氨气 则乙为NO 丙为NO2 丁为HNO3 NH3 HNO3 NH4NO3 3NO2 H2O 2HNO3 NO可知B项正确 D项错误 都有氧气参加反应 一定为氧化还原反应 C项正确 答案D 二 有关氨的实验3 下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验 能达到实验目的的是 A 用装置甲制备氨气B 用装置乙除去氨气中少量水C 用装置丙收集氨气D 用装置丁吸收多余的氨气 解析A选项 试管口应略低于试管底 错误 B选项 浓硫酸与氨气反应 错误 C选项 无法保持内外压平衡 错误 D选项 可防止倒吸 正确 答案D 4 下列制备氨水的实验装置中最合理的是 解析制备氨水不需要干燥氨气 A C项错误 D项 不能防止倒吸 错误 答案B 5 如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案 下列有关操作不可能引发喷泉现象的是 A 挤压装置 的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶 片刻后打开止水夹B 挤压装置 的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶 片刻后打开止水夹C 用鼓气装置从装置 的a处不断鼓入空气并打开止水夹D 向装置 的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 解析根据喷泉实验的原理 要发生喷泉现象 必须使烧瓶中压强迅速下降 导致外界压强大于烧瓶中的压强 从而使烧杯 锥形瓶 中的液体进入烧瓶中产生喷泉现象 中的Cl2易溶于CCl4 中的NH3易溶于水 所以可以使烧瓶中压强迅速下降 产生喷泉现象 中HCl和浓氨水反应 首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水放出氨气 同样也会导致烧瓶中压强减小 而 中H2不溶于NaOH溶液 也不与NaOH反应 所以不能产生喷泉现象 答案B 6 2015 泰安模拟 某化学兴趣小组利用图一装置制取氨气并探究氨气的有关性质 1 装置A中烧瓶内试剂可选用 填序号 a 碱石灰b 浓硫酸c 生石灰d 五氧化二磷e 烧碱 a c e 2 若探究氨气的溶解性 需在K2的导管末端连接图二装置中的 装置 填序号 当装置D中集满氨气后 关闭K1 K2 打开K3 引发喷泉的实验操作是 3 若探究氨气的还原性 需打开K1 K3 K2处导管连接制取纯净 干燥氯气的装置 用二氧化锰与浓盐酸制取氯气 生成气体必须通过盛有 试剂的洗气瓶 D中氨气与氯气反应产生白烟 同时生成一种无色无味的气体 该反应的化学方程式为 从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2 则C装置中应盛放 溶液 填化学式 反应的离子方程式为 或 用热毛巾将烧瓶焐热 饱和食盐水 浓硫酸 3Cl2 8NH3 6NH4Cl N2 NaOH Cl2 2OH Cl ClO H2O