《氮及其化合物》ppt复习课件[20130414]

1、【例例1】(2012年年山东山东高考高考)下列由相关实验现象所推出的下列由相关实验现象所推出的 结论正确的是结论正确的是( )。A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性B.向溶液中滴加酸化的向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说溶液出现白色沉淀，说 明该溶液中一定有明该溶液中一定有SO42C.Fe与稀与稀HNO3、稀、稀H2SO4反应均有无色气泡产生，说明反应均有无色气泡产生，说明 Fe与两种酸均发生置换反应与两种酸均发生置换反应D.分别充满分别充满HCl、NH3、NO2的烧瓶倒置于水中后液面均的烧瓶倒置于水中后液面均 迅速

2、上升，说明三者均易溶于水迅速上升，说明三者均易溶于水D一一.氮气氮气：2.化学化学性质性质:N : N: N = N1.物理物理性质性质：在常温下是一种无色、无味的气体；密度：在常温下是一种无色、无味的气体；密度 比空气略小，不溶于水。比空气略小，不溶于水。通常情况下，很不活泼。通常情况下，很不活泼。在放电时与在放电时与O2反应：反应：与与H2反应：反应： 与与Mg等等A族元素的反应：族元素的反应：N2+O2= 2NO放电放电N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压N2+3Mg=Mg3N2点燃点燃【练习练习】写出】写出Mg3N2与与H2O反应的化学方程式。反应的化学方程式。Mg3N2

3、 + 6H2O = 3Mg（OH）2 + 2NH3 2.NO： 氮元素的常见正价有：氮元素的常见正价有：+1、+2、+3、+4、+5 所以氮的氧化物种类较多所以氮的氧化物种类较多 ：如：如 N2O、NO、N2O3、 NO2、 N2O4 、 N2O5等。等。1.N2O：俗称：俗称笑气笑气，可作麻醉剂，可作麻醉剂，M=44g/mol，与其相，与其相 对分子质量相同的常见气体有对分子质量相同的常见气体有 。二二.氮氮的的氧化物氧化物（1）物理物理性质性质：NO在常温下是一种无色、无气味的在常温下是一种无色、无气味的 有毒有毒气体（与人体气体（与人体血红蛋白血红蛋白结合），密度比空气结合），密度比空气

4、 小，不溶于水。只能用排水法收集。小，不溶于水。只能用排水法收集。（2 2）化学化学性质性质： NO在常温下在常温下很容易很容易与空气中的与空气中的O2反应生成反应生成NO2： 2NO + O2 = 2NO2（红棕色红棕色）CO24NH3+5O2=4NO+6H2O催化剂催化剂 3.NO2：（1）物理物理性质性质：NO2在常温下是一种在常温下是一种红棕色红棕色、有刺激、有刺激 性气味的气体，密度大于空气，易溶于水。性气味的气体，密度大于空气，易溶于水。 3Cu+8HNO3( (稀稀)=)=3Cu(NO3)2+2NO +4H2O(3)(3)制法制法：工业制法：工业制法：实验室制法：实验室制法：Cu

5、和和稀稀HNO3反反应制应制NO。以以氨氨为原料为原料催化催化氧化氧化可制得可制得NO。（2）化学化学性质性质：与水的反应：与水的反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+2CO=N2+2CO2（汽车尾气净化装置里发生的反应）（汽车尾气净化装置里发生的反应） NO2与与N2O4之间的平衡：之间的平衡： 如果将如果将NO2与与N2O4的平衡体系加压，则可以观察到的平衡体系加压，则可以观察到 _； 如果将如果将NO2与与N2O4的平衡体系升温，则可以观察到的平衡体系升温，则可以观察到 平衡体系的颜色平衡体系的颜色 _。 重点重点解析解析 颜色颜色先先变变深深后变后变浅浅变深变深2NO2 （

6、g ） N2O4 （g ） ；H= - 6.9KJ/mol(3)(3)实验室制法实验室制法: :Cu和浓和浓HNO3反应制反应制NO2。Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2OC.常温下易转化为常温下易转化为N2O4： NO2具有较强的氧化性，可使湿润的具有较强的氧化性，可使湿润的KI淀粉淀粉试纸试纸变蓝变蓝。三三.氮氮氧化物氧化物有关计算有关计算1.原理原理:将将NO2(或或NO)和和O2同时通水中发生如下反应：同时通水中发生如下反应： 3NO2+H2O = 2HNO3+NO 2NO+O2 = 2NO2(1) 4NO2+O2+2H2O=4HNO3(2) 4NO+3O2

7、+2H2O=4HNO3以上两个反应不断循环，逐步计算非常复杂。以上两个反应不断循环，逐步计算非常复杂。通常用总反应式进行计算，可大大简化计算，通常用总反应式进行计算，可大大简化计算，两个总反应式如下：两个总反应式如下： 2.2.具体分析如下具体分析如下(1)如果是将如果是将NO2和和O2同时通入水中反应：同时通入水中反应：当当V(NO2) V(O2)=4 1时，恰好完全反应，无气体剩余。时，恰好完全反应，无气体剩余。当当V(NO2) V(O2)4 1时，时，NO2过量，剩余为过量，剩余为NO。4NO2+ O2+ 2H2O = 4HNO3 思考与交流思考与交流当当V(NO2) V(O2)=4 1

8、时，恰好完全反应，无气体剩余，时，恰好完全反应，无气体剩余，求生成硝酸的物质的量浓度。求生成硝酸的物质的量浓度。 解析解析C =4mol/（4+1） 22.4L =1/28mol/L =0.036mol/L(3)如果如果不是不是恰好恰好反应反应，则，则剩余剩余气体只可能是气体只可能是O2或或NO，不可能剩余不可能剩余NO2。(为什么？为什么？)（2）如果是将）如果是将NO和和O2同时通入水中反应：同时通入水中反应：当当V(NO) V(O2)=4 3时，恰好完全反应，无气体剩余。时，恰好完全反应，无气体剩余。当当V(NO) V(O2)4 3时，时，NO过量，过量，NO剩余。剩余。当当V(NO)

9、V(O2)4 3时，时，O2过量，过量，O2剩余。剩余。4NO+ 3O2+ 2H2O = 4HNO3 当当V(NO) V(O2)=4 3时，恰好完全时，恰好完全反应，无气体剩余，求生成硝酸的物质的量浓度。反应，无气体剩余，求生成硝酸的物质的量浓度。 思考与交流思考与交流 解析解析C =4mol/（4+3） 22.4L =1/39.2mol/L =0.026mol/L【例例1 1】将盛有将盛有12mlNO2和和O2混合气体的量筒倒立于混合气体的量筒倒立于水中，充分反应后，保持气体压强不变，还剩余水中，充分反应后，保持气体压强不变，还剩余2ml无色气体，则原混合气体中无色气体，则原混合气体中O2的

10、体积是的体积是( )。A.1.2ml B.2.4ml C.3.6ml D.4ml 解析解析设消耗的氧气的体积为设消耗的氧气的体积为x。4NO2+ O2+ 2H2O = 4HNO3 4 1 4x x（1）若氧气有剩余，则）若氧气有剩余，则 4x+x+2ml=12ml，x=2ml V（O2）=2ml+ 2ml=4ml（1）若有）若有NO2剩余，则实际余下的气体为剩余，则实际余下的气体为2mlNO，相当，相当 于剩余于剩余6ml NO2。 4x+x+6ml=12ml，x=1.2ml 则正确答案为则正确答案为A、D。AD不稳定性不稳定性酸酸 性性氧化性氧化性与有机物反应与有机物反应哪些事实能说明硝酸具

11、有不稳定性哪些事实能说明硝酸具有不稳定性不稳定性不稳定性 棕色瓶棕色瓶保存保存 久置硝酸显久置硝酸显黄色黄色 实验室实验室微热微热制硝酸制硝酸 请书写硝酸分解的化学方程式。请书写硝酸分解的化学方程式。 问题：为何高速公路上弥漫着大量红棕色问题：为何高速公路上弥漫着大量红棕色的烟雾？长久放置的浓硝酸为何呈黄色？的烟雾？长久放置的浓硝酸为何呈黄色？ 硝酸如何保存？硝酸如何保存？从氧化还原反应的角度分析理论探究：HNO3 NO2+ +光照光照或或？ 如何设计实验装置完成铜如何设计实验装置完成铜与硝酸的反应？与硝酸的反应？ 请说出所选试剂、仪器以及请说出所选试剂、仪器以及采用的装置。采用的装置。 稀硝

12、酸稀硝酸作品一作品一作品二作品二疑问疑问1 与稀硝酸反应为什么出现红棕色？与稀硝酸反应为什么出现红棕色？疑问疑问2 如何控制反应的开始和结束？如何控制反应的开始和结束？能看到产生无色气体，遇空气变红棕色的过程；能看到产生无色气体，遇空气变红棕色的过程；1可以做到反应随时发生，随时停止；可以做到反应随时发生，随时停止；2能防止有毒气体污染空气。能防止有毒气体污染空气。3探究活动探究活动铜与稀硝酸反应的实验装置铜与稀硝酸反应的实验装置实实验验要要求求排空气排空气接触反接触反应控制应控制理理论论探探索索气体驱赶气体驱赶1液体驱赶液体驱赶2抽离铜丝抽离铜丝1压开液体压开液体2作品三作品三液体驱赶液体驱

13、赶1压开液体压开液体2如何说明空气已排尽？如何说明空气已排尽？气体驱赶气体驱赶抽离铜丝抽离铜丝棉花棉花作品四作品四评价：评价： 装置简单，操作方便，装置简单，操作方便， 无污染，现象明显，无污染，现象明显， 但不能重复操作。但不能重复操作。 作品五作品五评价：评价： 非常巧妙地将有关非常巧妙地将有关Na与水反应的实验迁与水反应的实验迁移过来，而且操作简单，移过来，而且操作简单，现象明显，无污染。现象明显，无污染。 作品六作品六典例精析典例精析例2、下面是铜与稀硝酸反应的两下面是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题：个实验装置图，请回答下列问题：29(15分)请回答下列实验室中制取气体

14、的有关问题。 (1)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。直通高考直通高考20112011年湖北省高考题年湖北省高考题 装置B、C、D的作用分别是： B_；C_ ；D_.向上排空气法收集氯气向上排空气法收集氯气安全作用，防止安全作用，防止D中的液体倒吸进入集气管中的液体倒吸进入集气管B中中吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染空气吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染空气(2)在实验室欲制取适量在实验室欲制取适量NO气体。气体。 下图中最适合完成该实验的简易装置是下图中最适合完成该实验的简易装置是_（填序号（填序号)；根据所选的装置完成下表根据所选的装置完成下表(不需要的可不填不需要的

15、可不填)：简单描述应观察到的实验现象简单描述应观察到的实验现象 _ I铜屑和稀硝酸铜屑和稀硝酸发生发生NO气体气体水水排水收集排水收集NO气体气体主要是接收主要是接收B中排出的水中排出的水直通高考直通高考20112011年湖北省高考题年湖北省高考题反应开始时，反应开始时，A中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快，中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快，A管上部空管上部空间由无色逐渐变为浅棕红色，随反应的进行又逐渐变为无色间由无色逐渐变为浅棕红色，随反应的进行又逐渐变为无色,A中的液体由中的液体由无色变为浅蓝色；无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯管中

16、的水逐渐流入烧杯C中。中。 1. 1.某单质跟浓硝酸反应时参加某单质跟浓硝酸反应时参加反应的单质与硝酸的物质的量之反应的单质与硝酸的物质的量之比为比为1:41:4则该单质被氧化后元素则该单质被氧化后元素化合价可能为化合价可能为( )( )A.+1 B.+2 C.+3 D.+4A.+1 B.+2 C.+3 D.+4BD课堂练习课堂练习 2. 2.某溶液能与某溶液能与AlAl作用产生作用产生H H2 2，则该，则该溶液可能大量共存的离子组合是溶液可能大量共存的离子组合是（ ） A.NaA.Na+ + 、NONO3 3- - 、FeFe2+2+ 、K K+ + B.Cl B.Cl- - 、NaNa+

17、 + 、FeFe2+2+ 、K K+ + C.K C.K+ + 、I I- - 、NONO3 3- - 、H H+ + D. NO D. NO3 3- - 、 NaNa+ + 、NHNH4 4+ + HCO HCO3 3- -B 3. 3.制等质量的制等质量的Cu(NOCu(NO3 3) )2 2 消耗消耗HNOHNO3 3 最少的是（最少的是（ ）A.CuA.Cu和浓和浓HNOHNO3 3 反应；反应；B. CuB. Cu和稀和稀HNOHNO3 3 反应；反应；C.CuC.Cu2 2O O和浓和浓HNOHNO3 3 反应；反应；D.CuD.Cu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3和稀和

18、稀HNOHNO3 3 反应反应D 4. 4. 不同浓度的硝酸分别与足量不同浓度的硝酸分别与足量的锌完全反应，还原产物分别是的锌完全反应，还原产物分别是NONO2 2、 NONO和和NHNH4 4NONO3 3 ，若这些产物的，若这些产物的物质的量相等，则参加反应的物质的量相等，则参加反应的HNOHNO3 3 的物质的量之比是的物质的量之比是 （ ） A.2: 4: 5 B.1: 2: 5 A.2: 4: 5 B.1: 2: 5 C.1: 2: 2 D.1: 1: 1C.1: 2: 2 D.1: 1: 1B思维拓展例例1 1、某课外兴趣小组为探究、某课外兴趣小组为探究CuCu与稀硝酸反应与稀硝酸

19、反应生成的生成的NONO气体设计了如图所示装置，请回答：气体设计了如图所示装置，请回答：（1 1）如何检验装置的气密性）如何检验装置的气密性关闭分液漏斗活塞及止水夹关闭分液漏斗活塞及止水夹1 1、2 2，分别从，分别从U U型型管的管的1 1、2 2长管口注入液体，若出现液面高度长管口注入液体，若出现液面高度差，说明气密性好。差，说明气密性好。（2 2）实验开始时打开止水）实验开始时打开止水夹和分液漏斗活塞，先在夹和分液漏斗活塞，先在管管2 2中加浓硝酸与橡皮塞接中加浓硝酸与橡皮塞接触然后关闭止水夹触然后关闭止水夹1 1、2 2，从管从管1 1长管加入稀硝酸至橡长管加入稀硝酸至橡胶塞，关闭分液

20、漏斗活塞。胶塞，关闭分液漏斗活塞。为加快反应速率，应采取为加快反应速率，应采取什么措施什么措施 . .（3 3）实验中硝酸与）实验中硝酸与CuCu的反应，能否自动停的反应，能否自动停止止 . .为什么为什么 . .（4 4）在实验中，证明生成的无色气体是）在实验中，证明生成的无色气体是NONO的操的操作是：作是： . .能能随反应生成气体增多，压强增大，液面下降，随反应生成气体增多，压强增大，液面下降，当液面脱离铜丝时，反应停止。当液面脱离铜丝时，反应停止。将分液漏斗活塞打开，使无将分液漏斗活塞打开，使无色气体进入分液漏斗中，若色气体进入分液漏斗中，若无色气体边为红棕色，证明无色气体边为红棕色

21、，证明无色气体为无色气体为NONO。（5 5）关闭漏斗活塞打开止水夹）关闭漏斗活塞打开止水夹1 1，NONO气由气由管管1 1进入管进入管2 2，同学们意外发现在管，同学们意外发现在管2 2短管短管上部出现红棕色气体层，且浓硝酸颜色变上部出现红棕色气体层，且浓硝酸颜色变黄，此现象的原因是黄，此现象的原因是 ，此过程的化学方程式为：此过程的化学方程式为： 。此现象说明此现象说明 。浓硝酸将浓硝酸将NONO气体氧化气体氧化成成NONO2 2，且部分，且部分NONO2 2溶溶于浓硝酸而现黄色于浓硝酸而现黄色浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。2HNO2HNO3 3+NO =3NO+N

22、O =3NO2 2+H+H2 2O O（6 6）为防止生成的气体对环境造成）为防止生成的气体对环境造成污染，实验完毕后应采取什么样的措污染，实验完毕后应采取什么样的措施？施？ 。思维拓展例例2.2.铁在热的稀硝酸中反应其主要还原铁在热的稀硝酸中反应其主要还原产物为产物为N N2 2O O，而在冷的稀硝酸中反应，其主，而在冷的稀硝酸中反应，其主要产物为要产物为NONO，当溶液更稀时，还原产物是，当溶液更稀时，还原产物是NHNH4 4+ +，请分析下图回答有关问题：，请分析下图回答有关问题：C(HC(H+ +) ) a a a a b b c c d d b b c c d d n(Fe) n(F

23、e) V V气体线气体线 （标况）（标况） o o 1 1：假设在任意气体产生的曲线段内只有一种：假设在任意气体产生的曲线段内只有一种还原产物，判断从还原产物，判断从o o点到点到a a点时还原产物应为点时还原产物应为（ ）C(HC(H+ +) ) c(Hc(H+ +) )线线 a a a a b b c c d d b b c c d d n(Fe) n(Fe) V V气体气体 （标况）（标况） o o NONO2 2：判断从：判断从a a点到点到b b点时还原产物为（点时还原产物为（ ） 其原因是其原因是. .反应放热反应放热 温度升高温度升高 N N2 2O O 3.3.试配平由试配平由

24、b b到到c c点的化学方程式。点的化学方程式。 Fe + HNOFe + HNO3 3= Fe(NO= Fe(NO3 3) )3 3+ + H+ + H2 2O O 4 4：已知到达：已知到达d d点时，反应完全结束，此时溶点时，反应完全结束，此时溶液中主要的阳离子为液中主要的阳离子为( )( )且分析且分析c c、d d点投点投入金属铁的物质的量之比入金属铁的物质的量之比ncFe:ndFe=( ncFe:ndFe=( ： ) )C(HC(H+ +) ) c(Hc(H+ +) )线线 a a a a b b c c d d b b c c d d n(Fe) n(Fe) V V气体气体 （标

25、况）（标况） o o FeFe2+ 2+ NH NH4 4+ + 2 32 3NHNH4 4NONO3 3883039课堂小测课堂小测 1. 1.单质跟浓单质跟浓HNOHNO3 3 混合出现的情况依混合出现的情况依此为：此为：反应生成相应的硝酸盐反应生成相应的硝酸盐反反应生成最高价含氧酸应生成最高价含氧酸单质呈钝态单质呈钝态不发生反反应不发生反反应 符合上述情况的单质符合上述情况的单质是：是： （ ）A.Cu Si Zn Au B.Ag P Al PtA.Cu Si Zn Au B.Ag P Al PtC.Fe C Pb Hg D.Cu S Fe AuC.Fe C Pb Hg D.Cu S F

26、e AuBD 2. 2. 将铜粉放入稀将铜粉放入稀H H2 2SOSO4 4中，加热无明中，加热无明显现象发生，当加入下列一种物质显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同 时 有 气 体 逸 出 ， 该 物 质 是 ：同 时 有 气 体 逸 出 ， 该 物 质 是 ： （ ） FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3 B. NaB. Na2 2SOSO4 4 C. KNOC. KNO3 3 D. FeSOD. FeSO4 4C3 3、在、在100ml100ml浓浓HNOHNO3 3中加足量中加足量CuCu产产生气体生气体aLaL，用排水法收集到，用排水法收集到bLbL气气体，则原硝酸的物质的量浓度为体，则原硝酸的物质的量浓度为（ ）（a+3ba+3b）/2.24 mol/L/2.24 mol/L1.921.924 4、若将一定质量的铜片与浓、若将一定质量的铜片与浓HNOHNO3 3 反应，铜反应，铜片全部溶解把产生的气体全