氮及其化合物教学案

1、学习好资料欢迎下载第四节 氮及其化合物（教、学案）考纲要求1 .了解氮单质及其重要化合物的主要性质及应用。2 .了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响。命题热点1 .以不同价态的氮考查氧化还原反应 .2 .以NO、NO2的制备考查 HNO3的性质。3 .以氨和俊盐的相互转化考查 NH3、NH 4+的检验及NH 3的实验室制法等。 全局性掌控本节重要知识有 N2、NO、NO2、NH3、HNO3、钱盐的性质及用途， NH3的制法, NH的检验等，主要考查硝酸的强氧化性，如离子共存，氨气的性质、实验室制法及相关探 究性实验，硝酸与金属反应的相关计算，大气污染等.硝酸的强氧化性一直是高考的热点， 硝

2、酸与金属的反应也经常出现，预测2013年的高考中氮及其化合物知识仍会与理论知识结合起来综合考查.氮元素及其化合物之间的转化关系判断正误，启迪思维1 .向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe（OH） 2+2H+ =Fe2+ + 2H2O（2010四川卷T9-b项）2 .CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在（2010山东卷T13-c项）3 .pH = 1的溶液中能大量共存的离子组：Fe"、NO、SO42+、Na+（2010江苏卷T6-a项）4 .NO可用于某些疾病的治疗 （2010上海卷T4-d项）5 .将NH3通入热的CuSO4溶液中能使 Cu2+还原成 Cu（201

3、0 全国卷I T7 d项）拿攵本才回扪I方安区又基氮族元素概述氮族元素包括 五种元素，位于元素周期表的族。一、氮的单质及其氧化物（一）氮气氮元素在自然界中以 和 两种形态存在，游离态的氮均以 形式存在,N2占空气体积的 左右。1 .物理性质：。2 .分子结构：电子式为 。结构式为 。由于氮气分子中的 NEN键很 牢固，断裂需很多能量，所以通常状况下,氮气的化学性质不活泼。3 .氮的固定(1)氮的固定的定义(2)氮的固定种类氮的固定分 和 两种。自然固氮又有 和 两种。雷电固氮的化学方程式为 (汽车引擎中也有此反应发生，因此汽车尾 气中含有氮的氧化物会污染大气)。目前工业上人工固氮的方法主要是合

4、成氨，其反应的化学方程为 N 2加热时可以和镁反应：(二)氮的氧化物1 .氮的氧化物有多种： ,其中 和 分别为 和 的酸酎，而中学化学重点研究的是NO和NO2两种氧化物。2 .NO和NO 2的性质1 .物理性质氨气是无色有 气味的气体，易液化(液态氨称为液氨，常用做制冷齐 。极 宏溶于水，常温常压下，1体积水能溶解约 700体积的NH 3,其水溶液称为氨水。2 .分子结构电子式为结构式分子空间构型3 .化学性质(1)与水反应化学方程式 水溶液显性，原因是 (用电离方程式表示)(2)液氨和氨水的区别NH3+H2O"NH 3 H20 'NH 4 + OH ,氨水呈碱性。液氨氨水

5、物质成分微粒种类主要性质存在杀件(3)与酸反应实质：NH3与 也、H2SO4反应的化学方程式分别为 与CO 2等酸性氧化物反应： (4)与盐溶液的反应：将氨水分别加入下列溶液中被滴试剂现象离子方程式FeC13A1C13AgNO3(5)还原性氨与氧气反应： 。此反应叫氨的催化氧化，是工业上 制取硝酸的基础。与其他氧化剂反应(O2 NO CuO Cl 2适当条件反应)(6)制法实验室制法：工业制法：.(7)用途：制HNO3、俊盐、纯碱、尿素、制冷剂等。三、钱盐一一氮肥农业上常用钱盐作为氮肥。1 .物理性质：2 .结构(1) NH4+电子式 (2)钱盐中存在 键和 键。3 .化学性质(1)受热分解(

6、以 NH4HCO 3和NHJCL为例)(2)镂盐与碱反应 以NH4C1和NaOH为例(3)钱盐的水解 4、NH4+的检验四、硝酸1 .硝酸的物理性质纯硝酸是无色，易挥发，有刺激性气味的液体能与水以任意比混溶常用的浓HNO3的质量分数大约为69%, 98%以上的浓HNO 3在空气中由于挥发出 HNO 3而产生“发烟”现象， 通常叫做发烟硝酸。2 .硝酸的化学性质（1）强酸性：,具有酸的通性。（2）不稳定性： 。浓硝酸常呈黄色是因为 硝酸的存放存（3）强氧化性与金属反应a.除金、伯外，几乎所有金属都能与HNO3发生反应，被氧化成最高价硝酸盐。b.Cu分别与浓HNO 3、稀HNO3发生反应的化学方程

7、式为：c.铁、铝遇冷的浓HNO3或浓H2SO4会发生钝化，故可用铁、铝容器贮存冷的浓 HNO3、 浓H2SO4。叫做王水，能溶解金、钳等不溶于硝酸的金属。与非金属反应（如浓硝酸和碳反应） 与其他还原性化合物或离子（如HBr、HI、S2-、SO2、SO32-、Fe2+等）反应，3、硝酸的制法：工业制法：实验室制法：NO3-的检验方法氮白勺氧化物溶于水的计算练习：1 .如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物），当倒扣在盛有水 的水槽中时，试管内水面上升，但不 能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体

8、（）A.可能是N2与NO2的混合气体B.只能是O2与NO2的混合气体C.可能是NO与NO2的混合气体D.只能是NO 2 一种气体2 .如图所示，当向试管内通入 21 mL O2时，最后试管中的液面仍在原来的位置，则原试管中NO为（）A. 6 mLB. 12 mLC. 16 mLD. 18 mL3.容量为10 mL的试管，充满 NO2和O2的混合气体，把试管倒立在水槽中，充分反应后， 试管中尚有1 mL气体，则原混合气体中各成分的体积各为多少？考点二：氨气的实验室制法及性质1 .喷泉实验（1） 喷泉实验成功的关键盛气体的烧瓶必须干燥；气体要充满烧瓶； 烧瓶不能漏气（实验前应先检查装置的气密性）；

9、所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。（2） 常见的喷泉实验装置喷泉实验的本质是形成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）来使喷泉产生。练习例 3利用如图以4证NH 3和 HCl137所示的装置，的有关性质。实验前（1）若要在烧瓶n中产生喷泉”现象,烧瓶I中不产生喷泉”现象，其操作方法（2） 若先打开滴 管， 在 烧 瓶a 、 c 活塞，再挤压胶头中 可 观 察 到开关，在烧瓶I中产生n 中 不 产 生挤 压 胶“喷 泉头滴管 和“喷泉现象，其控制活现象，烧瓶操作方5.有关氨气的实验较多，下列对这些实

10、验或实验原理的分析中，正确的是 （）A.某同学将收集到的一大试管氨气倒扣在盛满水的烧杯中，充分吸收后试管中还有少量气体，该同学用红色石蕊试纸检验该气体中可能含有氨气B.氨水中滴入酚猷变红，是因为氨气能电离出氢氧根离子C.因氨水中的氨主要以 NH 3 H2O的形式存在，故 25%的氨水是指每100 g氨水中含NH3 H2O 25 gD. NH 3 H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气2实验室制法(1)原理(2)装置：(3)收集方法；(4)干燥：(5)验满方法：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生.(6)尾气处理：收集时，一般

11、在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小 NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气.练习6、氨气的三种实验室制法常见装置1 .若用固体NH4C1和消石灰制取氨气， 则采用哪种装置？反应原理是什么？如何制得干燥 的氨气？如何验满？2 .若采用加热浓氨水的方式制取NH3,则采用哪种装置?3 .若图2的分液漏斗中盛有浓氨水，则烧瓶中的固体可选用何种物质？反应原理是什么?7、(2011汕头龙湖第四次联考)某研究性学习小组对实验室制取NH3进行了如下设计:(1)甲同学拟用浓氨水和固体NaOH制取NH3,并用图I装置作为 NH 3的发生装置.写出固体NaOH的作用为 （2）乙同

12、学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气，并确保不污染环境.请你根据其设想回答：若用排空气法收集 NH 3,请在图n的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出 所用的试剂（自选）名称.若用排液取气法收集 NH 3,可选用的试剂是 （填序号）.A. H2OB.浓 H2SO4C. CCl 4D.饱和 NaCl溶液小组在实验室制热生石灰与氯化仪 器 及 装 置 有变式题某课外备氨气，并进行有关氨气的性质探究。（1）该小组 同学加镂的混合物制取干燥的氨气。 应 该 选 用 的（填字母）。生化学139 所示 氨 催 化 氧 化 的 化 学 方 程 式 若实验时通

13、入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为 。(3) 该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢镂。甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。写出检验产物中有NH 4的方法。9、某研究小组进行 NH 3有关的实验。(药品：浓氨水、氯化俊固体、氢氧化钙固体、氢氧 化钠固体、蒸储水、碱石灰 ) (1)写出实验室制取 NH 3的化学反应方程式： 将NH3通入滨水中，有 N2生成，反应的化学方程式为NH 3的装置简图(只写编号，必要的塞子、),仪器是(2)从下图中挑选所需仪器，装配成快速制取干燥 玻璃

14、导管、胶皮管、固定装置和尾气处理装置略去(3)实验小组关于用上述药品快速制取氨气的原理分析,f '.I >有道理的是(填序号)o在NH3H20中有平衡NH3+H2ONH3H2ONH4+0H ,NaOH使平衡向左移动。在NH3H20中有平衡NH3+H2O TNH3H2ONH4+0H ,NH4NO3使平衡向左移动。NaOH溶于水时放热，使体系温度升高，NH 3的溶解度减小，会使部分 NH3逸出。NH 4C1会分解释放出 NH 3。在快速制取 NH3时可以加入 NaN0 3固体，以便加快产生 NH 3。(4)用如图甲所示装置收集何判断烧瓶中NH3 ：。(5) 图 乙 中 胶 头 滴瓶后

15、，观察到的现象是考点三金属与硝酸的反应及有关计算规律技巧硝酸主要有四大性质，即挥发性、不稳定性、强酸性、强氧化性，学习时应明确各性 质的注意点，同时要注意与相似物质的对比。1 .硫酸和硝酸的对比or's i' ivMr.四)步nk nTi百一所硝HTfi/if. 2分龙指"ri小欢l匕，门”心用 ” XL .g Z ftTJ 一叫曜<117。发11 V x ijJz dii，上 J -'ZJij' fj nt. fM /. 1 .1.Jl|7 ” “屯 Ei f"二箝21 J - <L 乂i'll n<j ;i>

16、; MS 、J j ih加 JjCl"我i上；一力fKfr 启"太印N "1独如J-向乜-f J，江坯L 小切s 1 7 可丁*N.JT力此1 I .才V n-小n kt f匕广上,i-rr吸水住工作广山短rvHNO3、H2SO4、HCl在化学反应过程中，其浓度的变化往往引起反应实质的变化，解题 时应充分重视。因浓H2SO4具有脱水性，浓 HNO3具有漂白性，在 pH试纸上分另IJ滴加稀 H2SO4、 浓H2SO4、稀HNO3、浓HNO 3,看到的现象分别是：2 .硝酸的氧化性强弱不是由HNO 3还原产物中氮元素化合价改变的多少决定的，而是由HNO 3中氮原子得电

17、子的难易程度决定的。3 .反应规律4 .计算方法(1)原子守恒法(2)电子守恒法(3)离子方程式计算法练习10、(2009全国卷n )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,反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()A.1：4B.1：5C. 2：3D.2：511、(2011青岛三中月考)足量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1.68 L O 2(标准犬况)混合后通入水 中，所有气体完全被水吸收生成硝酸.若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH 溶液至Cu恰好完全沉淀，

18、则消耗 NaOH溶液的体积是()A. 60 mLB. 45 mLC. 30 mLD. 15 mL12将Mg、Cu组成的m g混合物投入适量稀 HNO 3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体为0.896 L(标准况)，向反应后溶液中加入2 mol/L NaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为A. 2.04 gB. (m+2.04) g C. (m + 20.4) gD. 20.4 g13.中学化学中常见的几种物质存在如下关系，其中甲是黑色非金属单质，乙是生活中常见的金属单质，D是红棕色气体.(图中部分产物和反应条件已略去)/.U ru . t . t/匕

19、任内外3打匕八一m父m仃互回答下列问题:(1)写出甲与A的浓溶液反应的化学方程式 .(2)C的电子式是 .除去G固体中含有的H杂质采用的方法是 .(4)A溶液与一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体反应，生成一种盐，该盐的溶液呈酸性，其原因是(用离子方程式表示).(5)写出由F转化为E的离子方程式 ;将溶液F加热蒸干、灼烧到质 量不再减少时所得固体物质的化学式为 .14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.I .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

20、)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n .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中收集到无色气味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m .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W .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

21、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NO 2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.高考题赏析1、(2011高考重庆卷)固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应。甲组 同学用如图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。（1）仪器B的名称是。（2）实验中，n中的试纸变蓝，IV中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则出中的试剂为 ; IV中发生反应的化学方程式为 中的试剂为。（3）乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为ImIV n V VI,此时n中现象为,原因是 （4）经上述反应，2.5 g化合物A理论上可得0.56 L（标准犬况）M ;则A的化学式为7. （2010重庆，27,15分）某兴趣小组用卜圉装置探究氨的催化 氧化I141O ）翅催化氧化的化学方程式为 O（2）加炖玻璃管2 一段时间后，挤压1中打气球鼓人空气,现 察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该 反应是 反应（填“吸热”或“放热”八（3）为保证在装置4中观察到红俅色气体装置3应装入:若取消3 .在4中仅观察可大量白烟.原因是（4 ）为实现基催化轼化，也可用装置5替换装置（填装普代号人化合物X为（只写一种）.N如5