高三化学一轮复习（考情解读知识通关题型突破能力提升）专题10 氮及其化合物课件

3,1.热点预测 氮氧化物的性质及其相关计算、氨的制备及性质、硝酸的强氧化性是考查的重点,在选择题和非选择题中都会出现,分值为215分。 2.趋势分析 预计在今后的高考中,会以化工生产和环境保护为背景,综合考查氮及其化合物的性质以及与此相关的实验和计算等。,4,一 氮气,1.氮的循环,1,一 氮气,2.氮气的性质,2,一 氮气,(1)N2约占空气总体积的78%、总质量的75%。 (2)N2中氮元素处于中间价态,既可表现还原性,又可表现氧化性。 (3)N2可作保护气,是因为在通常情况下N2的化学性质很稳定,不与O2、酸、碱等发生反应;性质稳定是由N2分子内氮氮三键的键能大决定的。,【拓展延伸】,3,二 氮的氧化物,1.氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 注意：N2O3和N2O5是酸性氧化物,而N2O、NO、NO2、N2O4均不是酸性氧化物。,2.NO与NO2,4,二 氮的氧化物,5,二 氮的氧化物,【特别提醒】,(1)NO2虽然与水反应生成HNO3,但不是硝酸的酸酐。NO2既有氧化性又有还原性,但以氧化性为主。如NO2能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝。 (2)NO2气体存在平衡:2NO2 N2O4,故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体。 (3)含氮物质的连续氧化 NH3 NO NO2 HNO3 N2 NO NO2 HNO3,6,二 氮的氧化物,7,二 氮的氧化物,(5)常见的NOx尾气处理方法 碱液吸收法:NO2、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。 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O 催化转化:在催化剂、一定温度下,NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。,8,三 氨和铵盐,1.氨的性质、制备和用途,9,三 氨和铵盐,10,三 氨和铵盐,【规律总结】,11,三 氨和铵盐,2.铵盐 (1)铵盐的性质,12,三 氨和铵盐,【误区警示】,13,四 硝酸,1.硝酸的性质,14,(1)硝酸浓度越大,越容易分解。长期存放的浓硝酸呈黄色,原因是HNO3分解产生的NO2又溶于硝酸。工业盐酸中常混有FeCl3,也呈黄色。 (2)浓、稀硝酸均有强氧化性,浓度越大,氧化性越强。 (3)浓硝酸能使紫色石蕊溶液变红,加热褪色。在这一反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性,可将红色物质氧化成无色物质。,四 硝酸,【拓展延伸】,15,一 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算,【考法透析】,1,一 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算,【考法透析】,2,一 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算,【考法透析】,(5)“NO+NO2+O2+H2O”型 由4NO2+O2+2H2O 4HNO3 ,4NO+3O2+2H2O 4HNO3 可知: 先假设发生反应,3,一 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算,【考法透析】,4,一 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算,【考法透析】,2.得失电子守恒法 对于“NO+NO2+O2+H2O”型,当反应后,无气体剩余,则N均被氧化为+5价(存在于HNO3中),O被还原为-2价(存在于HNO3中),得失电子情况如下: NO2-e- HNO3,NO-3e- HNO3,O2+4e- HNO3。 根据得失电子守恒知,n(NO2)+3n(NO)=4n(O2)。因实际应用中,气体量通常用体积表示,由阿伏加德罗定律推论知,同温同压下气体体积比等于气体物质的量比。故又有V(NO2)+3V(NO)=4V(O2)。 上述公式具有广泛地适用性,若体系中没有NO,则V(NO)=0,由此有V(NO2)=4V(O2);当体积中没有NO2时,则有3V(NO)=4V(O2)。 若将有关物质的已知量代入上述公式后能使等式成立,则气体恰好反应完全;若不能使等式成立,则数值较大的一侧对应的物质过量。应注意的是,无论何种体系,最终剩余的气体不可能是NO2。,5,一 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算,【考法示例】,1 在一支13 mL的试管中充满NO2和O2,将其倒立在盛有足量水的水槽中,若完全反应后,试管内剩余气体为1 mL(同温同压),则混合气中NO2与O2的体积分别是 。 思路分析 最后剩余的气体可能是O2也可能是NO,若剩余的气体是NO,则在4NO2+O2+2H2O 4HNO3反应结束时NO2剩余3 mL。 答案 9.6 mL、3.4 mL或11 mL、2 mL 解析 关系式法:设混合气体中NO2为x mL、O2为y mL。若剩余的气体为O2,则NO2消耗完。由4NO2+O2+2H2O 4HNO3得消耗的O2体积为0.25x mL,0.25x+x+1=13,x=9.6、y=3.4;若剩余的气体是NO,则O2消耗完,反应4NO2+O2+2H2O 4HNO3消耗的NO2为4y mL,又由3NO2+H2O 2HNO3 +NO知,此步反应消耗3 mL NO2,故有y+4y+3=13,y=2、x=11。 得失电子守恒法:设混合气体中NO2体积为x mL。若剩余的气体是NO,则由3NO2 +H2O 2HNO3+NO知,该反应结束时NO2过量3 mL。(x-3) =4(13-x),解得x=11,O2体积为2 mL。若剩余气体是O2,此时NO2反应完,故有4(13-x-1)=x,x=9.6,O2体积为3.4 mL。,6,一 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算,【考法示例】,2 用三支导管同时将NO、NO2、O2三种气体通入到盛满水且倒立在水槽(也盛有水)中的集气瓶中,最后集气瓶内仍充满水,则通入的三种气体的体积(同温同压下)比不可能是 A.111 B.263 C.142 D.374 答案 C 思路分析 由于NO、NO2数量关系未知,故无法利用方程式进行计算,但依据得失电子守恒原理可快速解题。 解析 由题中条件知气体恰好反应完,依据得失电子守恒原理有3V(NO)+V(NO2)=4V(O2),将四个选项代入上述等式中,只有C项不能使等式成立。,7,二 氨的实验室制法,【考法透析】,1.加热固态铵盐和碱的混合物,8,二 氨的实验室制法,【考法透析】,2.实验室制取氨的其他方法,9,二 氨的实验室制法,【考法透析】,10,二 氨的实验室制法,【考法示例】,3 某同学用下列装置(固定及夹持装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验 探究。,请回答下列问题: (1)若用装置制取NH3,其反应的化学方程式为 ;若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是 (填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是 。 (2)若用装置制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是 ,分液漏斗中装的试剂是 ,收集装置应选择 (填装置序号)。,11,二 氨的实验室制法,【考法示例】,答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O 氨气难溶于该试剂,且该试剂不易挥发,不与氨气反应 (2)CaO(或NaOH或碱石灰)固体 浓氨水(或浓NH4Cl溶液) 解析 (1)装置适用于“固+固”加热制取气体,制取NH3时试剂选用NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积,必须用排液体法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法,所用的液体必须不与NH3反应也不溶解NH3才行。 (2)装置是“固+液”不需加热的制气装置,制取NH3时,可用浓氨水和碱石灰等作用。,12,二 氨的实验室制法,【突破攻略】,(1)制取氨时所用的铵盐不宜用硝酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵。因为在加热过程中,NH4NO3可能发生爆炸;而(NH4)2CO3、NH4HCO3受热易分解产生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,一方面Ca(OH)2比NaOH便宜,另一方面NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。 (3)氨是碱性气体,不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5)干燥,也不能用CaCl2干燥,因为CaCl2可以吸收NH3生成CaCl28NH3。,13,三 金属与HNO3反应的规律和相关计算,【考法透析】,1.思维模型,2.反应规律 (1)硝酸氧化性很强,除Pt、Au外,几乎所有金属都能被硝酸氧化。 (2)与金属反应时,盐酸和稀硫酸中起氧化作用的是H+,所以能放出H2;而硝酸中的+5价N、浓硫酸中的+6价S的氧化性远大于H+的氧化性,所以硝酸、浓硫酸与金属反应不放出H2。 (3)浓硝酸、浓硫酸遇Fe、Al等,常温钝化(在金属表面生成一层薄而致密的氧化膜),所以常用铝槽车运输浓硝酸、浓硫酸;但加热或稀释时,仍会发生反应。 注意：钝化的实质是发生了氧化还原反应。,14,三 金属与HNO3反应的规律和相关计算,【考法透析】,15,三 金属与HNO3反应的规律和相关计算,【考法透析】,16,三 金属与HNO3反应的规律和相关计算,【考法示例】,17,三 金属与HNO3反应的规律和相关计算,【考法示例】,18,【专题探究】,喷泉实验的形成原理,1.形成喷泉的原理 形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在较大的压强差。当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时,瓶内气体大量减少,压强减小,外界的大气压将液体压入烧瓶内。 2.常见喷泉的形成主要有以下两类 (1)极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉; (2)一些酸性气体与NaOH(aq)也能形成喷泉。,1,3.喷泉实验成功的关键 (1)盛气体的烧瓶必须干燥; (2)气体要充满烧瓶; (3)装置不能漏气(实验前应先检查装置的气密性); (4)所用气体能大量快速溶于所用液体或气体与液体能快速反应。 4.常见的喷泉实验装置 喷泉实验的本质是形成较大的压强差而引发液体上喷,为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来产生喷泉。,喷泉实验的形成原理,2,装置:打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,使少量水进入烧瓶,导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置:挤压气球,即可使少量的酚酞溶液沿导管进入烧瓶,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生“红色”喷泉。 装置:去掉了胶头滴管。打开止水夹,用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水) 装置:在锥形瓶中加入能产生气体的物质,使锥形瓶内气体的压强明显增大,将液体压入烧瓶而产生喷泉。 装置:在水槽中加入使水温度升高的物质,致使锥形瓶内酒精因升温而挥发,锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。 装置:向烧瓶中通入H2S(或SO2),然后通入SO2(或H2S),有淡黄色粉末状物质生成,瓶内壁附有水珠,NaOH溶液喷到烧瓶内。,喷泉实验的形成原理,3,喷泉实验的形成原理,4,喷泉实验的形成原理,【考法示例】,5 某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。,如图所示,在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体,胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶中,然后打开弹簧夹,便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变