高中化学氮及其化合物性质及应用

1、第二章第八节第二章第八节 氮及其化合物的性质及应用氮及其化合物的性质及应用 四、氮及其重要化合物的相互转化Ag(NH3)2OH强调：强调：要写要写3个方程式！个方程式！考纲定标考纲定标1.了解氮元素单质及其重了解氮元素单质及其重 要化合物的主要性质和要化合物的主要性质和 应用。应用。2.了解氮元素单质及其重了解氮元素单质及其重 要化合物对环境质量的要化合物对环境质量的 影响。影响。热点定位热点定位目录：目录：一、氮一、氮 气气二、一氧化氮和二氧化氮的性质二、一氧化氮和二氧化氮的性质三、氨的性质三、氨的性质四、氨气的实验室制法四、氨气的实验室制法 五五 喷泉实验喷泉实验 六铵盐六铵盐的性质的性质

2、七七 NH4+的检验：的检验：八、硝酸八、硝酸一、氮一、氮 气气（N2）氮的原子结构氮的原子结构 N +7 2 5 电子式电子式N N结构式：结构式：NN思考：思考：结构决定性质，结构决定性质，性质决定用途，性质决定用途，N2有哪些重要的物理、化学性质？有哪些重要的物理、化学性质？用途？用途？1、氮气、氮气 物理性质：难溶于水，熔沸点很低，物理性质：难溶于水，熔沸点很低， 无色无味的气体。无色无味的气体。 常温下性质常温下性质_稳定稳定结构式：结构式：NN叁键键能大叁键键能大 化学性质化学性质NN 容易断开么？容易断开么？2化学性质：化学性质：常温下稳定常温下稳定 用作保护气用作保护气高温高温

3、或或放电放电条件下才能与条件下才能与氢气、氧气氢气、氧气和和活泼金属活泼金属反应反应1、氮气、氮气氮的固定：氮的固定：将游离态的氮转变为化合态的氮的方法将游离态的氮转变为化合态的氮的方法 N2+3H2 2NH3N2+3Mg Mg3N2N2+O2 2NO高温高压高温高压催化剂催化剂点燃点燃放电放电自然固氮N2 化合态氮化合态氮根瘤菌根瘤菌人工固氮(1)氧化性：氧化性：(2)还原性：还原性： 工业合成氨、制硝酸工业合成氨、制硝酸应用应用氮的氧化氮的氧化物物NONO2色、态、色、态、味味_色、色、_味的味的有毒气体有毒气体_色、有色、有_气味的气味的有毒气体有毒气体水溶性水溶性_溶于水溶于水与与_反

4、反应应化学性质化学性质常温下易被氧气常温下易被氧气氧化氧化_与水反应：与水反应：=_；自身化合生成自身化合生成_色的色的N2O4： _；较强氧化性：可使湿润较强氧化性：可使湿润的淀粉的淀粉 KI 试纸变试纸变_二、一氧化氮和二氧化氮的性质二、一氧化氮和二氧化氮的性质无无无无红棕红棕刺激性刺激性难难水水2NO22HNO3NO无无N2O4蓝蓝3NO2H2O2NOO2 =2NO2H0u如何鉴别如何鉴别Br2（气）和（气）和NO2？1、通入、通入CCl4中中2、通入、通入AgNO3溶液中溶液中3、水水 NO只能用排水法收集，不能用排空气法只能用排水法收集，不能用排空气法收集；收集； NO2只能用向下排

5、空气法收集，不能用只能用向下排空气法收集，不能用排水法收集。排水法收集。思考思考:NO和和NO2分别用什么方法收集？为什么？分别用什么方法收集？为什么？u氮氧化物对大气的污染氮氧化物对大气的污染(1)(1)来源来源(2)(2)危害危害NONO2 2和和SOSO2 2是形成酸雨是形成酸雨（PHPH值小于值小于5.65.6）的主要物质的主要物质 N2 + O2 NO NO2 HNO3( (雷雨发庄稼雷雨发庄稼) )NONO是造成是造成光化学烟雾光化学烟雾的主要原因的主要原因汽车的尾气汽车的尾气NH3水溶液是碱，水溶液是碱，具有碱的通性具有碱的通性指指示示剂剂酸酸盐盐N-3具有还原性具有还原性酸酸性

6、性氧氧化化物物氧化还原性氧化还原性 由氨气的分子式推测它的化学性质及化学方程式由氨气的分子式推测它的化学性质及化学方程式.化学性质：化学性质：NH4 OH。三、氨三、氨的性质的性质无刺激性小极易1物理性质：物理性质：_色有色有_气味的气体，密度比空气气味的气体，密度比空气_，易液化，易液化，_溶于水溶于水(通常通常 1 体积水能溶解体积水能溶解 700 体积氨气体积氨气)。2化学性质化学性质(1)与水反应：与水反应：NH3H2O_ 水有挥发性水有挥发性) (2)与酸（如浓盐酸、硫酸、硝酸、碳酸）反应：得到相应的铵盐。与酸（如浓盐酸、硫酸、硝酸、碳酸）反应：得到相应的铵盐。(氨溶于水所得的溶液叫

7、氨水，呈碱性，密度小于氨溶于水所得的溶液叫氨水，呈碱性，密度小于1 gcm3，氨，氨NH3H2ONH4Cl(NH4)2SO4NH3HCl=_(两种气体相遇产生白烟，可用于两两种气体相遇产生白烟，可用于两者检验，者检验，HNO3与与HCI相遇有此现象吗？相遇有此现象吗？)2NH3H2SO4=_(硫铵、肥田粉硫铵、肥田粉)；为什么氨气溶于水制氨水时，要用一倒为什么氨气溶于水制氨水时，要用一倒置的漏斗？请说明原理。置的漏斗？请说明原理。4NH35O2=_(工业制硝酸工业制硝酸)。2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O3Cl2+8NH3=N2+6NH4ClAl3+3NH3H2O=_实验室制实验室制

8、NH3HNO3=_(硝铵、炸药硝铵、炸药)；NH3CH3COOH=_；NH3CO2H2O=_(碳铵碳铵)。(3)还原性。（与氧气反应）还原性。（与氧气反应）催化剂(4)与某些盐反应。（通入铝盐溶液）与某些盐反应。（通入铝盐溶液）Al(OH)3。NH4NO3CH3COONH4NH4HCO34NO6H2O 【考点突破【考点突破】 四、氨气的实验室制法四、氨气的实验室制法 1、实验室制法、实验室制法 、装置图装置图(如右图如右图)： 反应原理：反应原理： 装置类型：固体装置类型：固体+固体气体固体气体与制与制 （填化学式）（填化学式） 收集：收集： 。 干燥：用干燥：用 干燥，不能干燥，不能用用 干

9、燥。干燥。2 NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2OO2向下排空气法向下排空气法 碱石灰（碱石灰（CaO和和NaOH的混和物）的混和物）浓硫酸、浓硫酸、P2O5、无水氯化钙、无水氯化钙A。棉花的作用为防止气体对流，提高收集氨气的速率和纯度。棉花的作用为防止气体对流，提高收集氨气的速率和纯度。B氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，常用此性氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，常用此性质检验氨气。质检验氨气。C制取干燥氨气也不能用制取干燥氨气也不能用CaCl2作干燥剂，原因是作干燥剂，原因是CaCl2和和NH3加加合生成合生成CaCl28NH3。（6）尾气处理

10、）尾气处理 在导管口放一团用在导管口放一团用 浸湿的棉花团吸收多浸湿的棉花团吸收多余的氨气。余的氨气。 用水或稀硫酸吸收多余的用水或稀硫酸吸收多余的氨气（注意防倒吸，如右图）氨气（注意防倒吸，如右图） 该装置可以防倒吸的原因：该装置可以防倒吸的原因： 水或稀硫酸水或稀硫酸 由于氨气极易溶于水，使烧杯中的水沿漏斗上升，但由于氨气极易溶于水，使烧杯中的水沿漏斗上升，但由于漏斗容积比较大，当液面沿漏斗上升时，烧杯中液面由于漏斗容积比较大，当液面沿漏斗上升时，烧杯中液面在下降，当烧杯中液低于漏斗时，漏斗中的水掉下，从而在下降，当烧杯中液低于漏斗时，漏斗中的水掉下，从而防止了水的倒吸。防止了水的倒吸。

11、在实验室里，常用加热在实验室里，常用加热 铵盐和碱的混合物的方法制取氨气。铵盐和碱的混合物的方法制取氨气。反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：实验室快速制实验室快速制NH3：（1 1）加热浓氨水法）加热浓氨水法（2 2）浓氨水加生石灰苛性钠法）浓氨水加生石灰苛性钠法NH3H2O= NH3 +H2O CaO浓氨水浓氨水 CaO与水反应放热与水反应放热使使NHNH3 3HH2 2O O分解分解产生产生NHNH3 3 CaO与水反应与水反应使氨水中溶剂减少使氨水中溶剂减少氨水浓度增大，使氨水浓度增大，使NHNH3 3HH2 2O NHO NH3 3+H+H2 2O O平平衡向右移动，产生衡向右移

12、动，产生NHNH3 3。练习下面是实验室制取氨气的装置和选用的试练习下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是剂，其中错误的是 AC 五五 喷泉实验：喷泉实验：例例1、喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压、喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。强差。（1）如图甲为喷泉实验）如图甲为喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是（中不可能形成喷泉的是（ ）A、HCl和和H2O B、O2和和H2O C、NH3和和H2O D、CO2和和NaOH甲甲（2）如果

13、用图甲装置产生喷泉成败的关键原因是：）如果用图甲装置产生喷泉成败的关键原因是：装置必须密闭装置必须密闭 仪器必须干燥仪器必须干燥 气体尽量集满。气体尽量集满。（4）比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理）比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲是来分析，图甲是 上部烧瓶内气体压强；上部烧瓶内气体压强；图乙是图乙是 下部锥形瓶内气体压强（填下部锥形瓶内气体压强（填增大或减小）。增大或减小）。D减小减小增大增大乙乙（3 ）某学生积极思考产生喷泉）某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了图乙所的其他办法，并设计了图乙所示装置，在锥形瓶中分别加入示装置，在锥形瓶中分别加入足量的下列物质

14、，反应后可产足量的下列物质，反应后可产生喷泉的是（生喷泉的是（ ）A、Cu与稀硫酸与稀硫酸 B、NaHCO3与与NaOH溶液溶液C、CaCO3与稀硫酸与稀硫酸 D、NH4HCO3与稀盐酸与稀盐酸甲甲考点师说考点师说 1喷泉实验的形成原理喷泉实验的形成原理 (1)形成喷泉的原理：形成喷泉的原理： 形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，如此持续，最强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，如此持续，最后液体将充满烧瓶

15、。后液体将充满烧瓶。 (2)常见喷泉的形成主要有以下两类：常见喷泉的形成主要有以下两类： 极易溶于水的气体极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等等)与水可形成与水可形成喷泉。喷泉。 酸性气体酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等等)与与NaOH(aq)也能形成喷泉。也能形成喷泉。 六铵盐六铵盐的性质的性质 （1）物理性质：白色晶体，易溶于水）物理性质：白色晶体，易溶于水 （2）化学性质：）化学性质： 受热分解：受热分解： 现象：现象： 与碱反应：与碱反应： NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2NH4Cl NH3+ HCl固体由试管底部转移至试管上部固体由试管底部转移至

16、试管上部Ca（OH）2 + 2NH4Cl CaCl2 + 2NH3 + 2H2O (4)铵盐受热都能分解，但不是都产生铵盐受热都能分解，但不是都产生NH3，如，如NH4NO3受热分解生成受热分解生成N2O和和H2O。 2NH4NO3 = 2N2+O2+4H2O 七七 NH4+的检验：取少量样品，与的检验：取少量样品，与 混合于试管混合于试管中，中， 。将。将 石蕊试纸靠近管口，试纸石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝色，说明样品中含有变蓝色，说明样品中含有NH4+（或者将蘸有（或者将蘸有 的玻的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有NH4+）碱碱加热加热湿

17、润的红色湿润的红色浓盐酸浓盐酸认知无盲区认知无盲区 (3)氨水中有大量的氨水中有大量的NH3H2O，但在计算其浓度时，溶质，但在计算其浓度时，溶质仍视为仍视为NH3。 (4)铵盐受热都能分解，但不是都产生铵盐受热都能分解，但不是都产生NH3，如，如NH4NO3受热分解生成受热分解生成N2O和和H2O。1.1.纯纯HNOHNO3 3是是 色、易色、易 , ,有有 气味的气味的液体液体(1)(1)、物理性质、物理性质 2. 2. 与水与水任意比任意比互溶互溶. .在空气中遇水蒸气呈白雾状；在空气中遇水蒸气呈白雾状；常用浓硝酸质量分数为常用浓硝酸质量分数为6969. .挥发挥发刺激性刺激性无无质量分

18、数为质量分数为98%98%以上的硝酸为以上的硝酸为“发烟硝酸发烟硝酸”。八、硝酸八、硝酸(2)硝酸的化学性质硝酸的化学性质一元强酸，易挥发，不稳定（分解），强氧化性一元强酸，易挥发，不稳定（分解），强氧化性1、见光或受热分解、见光或受热分解4HNO3 = 2H2O + 4NO2+ O2光或光或硝酸的浓度越大，越容易分解硝酸的浓度越大，越容易分解问题问题久置的浓久置的浓HNO3为何常显黄色？为何常显黄色？浓浓HNO3通常保存在通常保存在 中且置于冷暗处，瓶中且置于冷暗处，瓶塞不能用塞不能用棕色试剂瓶棕色试剂瓶橡胶塞橡胶塞2 2、酸的通性、酸的通性与指示剂作用与指示剂作用, ,与活泼金属反应不产生

19、与活泼金属反应不产生H H2 2，常温下与不活泼，常温下与不活泼金属反应（除金属反应（除PtPt、AuAu外）。外）。与碱和碱性氧化物反应：与与碱和碱性氧化物反应：与CuOCuO、FeOFeO的反应的反应（写出有关化学方程式）（写出有关化学方程式）与盐反应：与与盐反应：与NaNa2 2COCO3 3、NaNa2 2SOSO3 3 的反应的反应（写出有关化学方程式）（写出有关化学方程式） 稀硝酸与石蕊试液变红，不褪色，稀硝酸与石蕊试液变红，不褪色， 浓硝酸与石蕊试液变红，后褪色。浓硝酸与石蕊试液变红，后褪色。3、强氧化性、强氧化性3FeO+ 10HNO3(稀稀)= 3Fe(NO3)3+NO+5H

20、2O认知无盲区认知无盲区 (1)硝酸具有强氧化性，浓硝酸的还原产物一般是硝酸具有强氧化性，浓硝酸的还原产物一般是NO2，稀硝酸的还原产物一般是稀硝酸的还原产物一般是NO，硝酸的浓度越大，氧化性，硝酸的浓度越大，氧化性越强，即浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。越强，即浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 (2)硝酸能溶解除硝酸能溶解除Au、Pt以外的所有金属，金属与硝以外的所有金属，金属与硝酸反应时硝酸的作用是强氧化性和酸性。酸反应时硝酸的作用是强氧化性和酸性。 (3)浓硝酸保存在棕色细口瓶中，需用玻璃塞而不用橡浓硝酸保存在棕色细口瓶中，需用玻璃塞而不用橡胶塞。胶塞。 (5)常温下，铁、铝在浓硝酸中会发生常温下，

21、铁、铝在浓硝酸中会发生“钝化钝化”现象，现象，这是因为浓硝酸把其表面氧化成一层薄而致密的氧化膜，这是因为浓硝酸把其表面氧化成一层薄而致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行，所以，常温下可以用铝槽车阻止了反应的进一步进行，所以，常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。装运浓硝酸。7用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：铜跟浓铜跟浓硝酸反应；硝酸反应；铜跟稀硝酸反应；铜跟稀硝酸反应；铜跟氧气反应生成铜跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。试评价哪种方案为最氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。试评价哪种方案为最佳方案？佳方案？答案：途径答案：途径效果最佳效果最佳二、金属与硝酸反

22、应计算题的思维模型二、金属与硝酸反应计算题的思维模型1.思维模型思维模型 2.计算中的守恒思想的应用计算中的守恒思想的应用 (1)原子守恒法原子守恒法 (2)得失电子守恒法得失电子守恒法 (3)离子方程式计算法离子方程式计算法n（HNO3）=硝酸盐中硝酸盐中NO3-的物质的量的物质的量+还原产物中被还原的还原产物中被还原的N量量 金属失电子数金属失电子数=作氧化剂的作氧化剂的HNO3得电子数得电子数 (最常用！最常用！)根据金属与硝酸反应的离子方程式进行计算根据金属与硝酸反应的离子方程式进行计算4在标准状况下将在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓铜粉投入一定量浓HNO3中，中，随着铜粉的

23、溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，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当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和和NO组成的混合组成的混合气体气体1.12 L，则混合气体中，则混合气体中NO的体积为的体积为 ()A112 mL B1 008 mLC224 mL D448 mL解析：混合气体的总物质的量为解析：混合气体的总物质的量为1.12 L22.4 L/mol0.05 mol,1.92 g铜粉的物质的量为铜粉的物质的量为0.03 mol。设。设NO的物质的量为的物质的量为n1 mol，则，则NO2的物质的量为的物质的量为(0.05n1) mol，根据得失电子守恒得，

24、根据得失电子守恒得3n1(0.05n1)10.032，解得，解得n10.005，V(NO)0.005 mol22.4 L/mol0.112 L112 mL。答案：答案：A 2理解实验室制取理解实验室制取NH3的的3个原理：个原理：加热加热NH4Cl与碱石灰的混合与碱石灰的混合物，物，加热浓氨水，加热浓氨水，将浓氨水滴加到将浓氨水滴加到CaO或或NaOH等固体上。等固体上。高考源于教材高考源于教材 氨气的实验室制备是八大气体氨气的实验室制备是八大气体(H2、O2、Cl2、CO2、SO2、NH3、NO、NO2)的典型代表，几乎每年的高考试的典型代表，几乎每年的高考试题均有所涉及。教材中通过实验室制

25、取题均有所涉及。教材中通过实验室制取NH3的实验，说明的实验，说明了实验室制取了实验室制取NH3的反应原理、装置特点、收集和检验方的反应原理、装置特点、收集和检验方法，而高考命题则将这些知识点迁移到实验原理和装置法，而高考命题则将这些知识点迁移到实验原理和装置的创新中，如利用氨水和生石灰制取氨气，氨气的净化，的创新中，如利用氨水和生石灰制取氨气，氨气的净化，尾气的吸收及防倒吸装置等内容。通过挖掘教材气体制尾气的吸收及防倒吸装置等内容。通过挖掘教材气体制备的内涵，可培养考生多角度思考问题的习惯，注重备的内涵，可培养考生多角度思考问题的习惯，注重“发发散散”和和“求异求异”的思维的培养。的思维的培养。2吸收氨气吸收氨气(或或HCl)时要注意防止倒吸可用于吸收氨气时要注意防止倒吸可用于吸收氨气(或或HCl)并能防倒吸的常用装置为：并能防倒吸的常用装置为：NH4ClNH4NO3(NH4)2SO4 NO2HNO3使指示剂变色使指示剂变色与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应与碱反应与碱反应与盐反应与盐反应酸的通性酸