氮及其化合物

会计学1氮及其化合物课件考向分析

本节高考重点考查：

(1)氮及其重要化合物的性质；

(2)NOx对环境的影响。题型以探究实验为主，难度为中档题。预测2013年将会以NO、NO2、NH3、HNO3、铵盐为载体结合生产生活实际，在其化合物主要性质应用如NH3的制法NH的检验及相关计算方面进行命题。第1页/共41页点面导图第2页/共41页一、氮族元素N(氮)、P(磷)、As(砷)第ⅤA＋5

1．氮族元素包括____________________、Sb(锑)、Bi(铋)五种元素。在元素周期表中位于_____族，最高正化合价为____价，最高价氧化物的通式为_____，其对应水化物通式为______或______。最低负化合价为____价，其氢化物通式为_____。

2．氮族元素原子结构的异同点：相同点是最外层都是___个电子；不同点是电子层数逐渐_____，原子半径逐渐_____。

3．氮族元素化学性质上主要递变规律：从上到下，元素的非金属性逐渐_____，金属性逐渐_____；最高价氧化物的水化物的酸性逐渐_____；气态氢化物(RH3)的热稳定性逐渐_____，还原性逐渐_____。R2O5HRO3H3RO4－3RH35增多增大减弱增强减弱减弱增强第3页/共41页二、氮气与氮的固定

1．物理性质

____色、____味的气体，____溶于水，难液化，空气中含_____(体积分数)的氮气。沸点为－195.8℃，熔点为－209.9℃。

2．分子结构：氮气的电子式为________；结构式为______；氮氮三键键能很高。

3．化学性质：常温稳定，高温活泼。 (2)氧化性：N2＋3H2________。无无难78%∶N⋮⋮N∶N≡N2NO2NH3第4页/共41页4．用途合成氨、制硝酸、作保护气等。5．氮的固定

使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做_________。氮的固定主要有__________和________还有生物固氮。氮的固定自然固氮人工固氮第5页/共41页氮的氧化物NONO2色、态、味___色、___味的气体____色、有______气味的气体水溶性____溶于水与____反应化学性质常温下易被氧气氧化：2NO＋O2

===______①与水反应：3NO2＋H2O===____________；②自身化合生成____色的N2O4：2NO2

_______；③较强氧化性：可使湿润的淀粉KI试纸变____三、一氧化氮和二氧化氮的性质无无红棕刺激性难水2NO22HNO3＋NO无N2O4蓝第6页/共41页NH4＋OH－。四、氨无刺激性小极易

1．物理性质：____色有_______气味的气体，密度比空气____，易液化，____溶于水(通常1体积水能溶解700体积氨气)。

2．化学性质(1)与水反应：NH3＋H2O_________＋

水有挥发性) (2)与酸反应：得到相应的铵盐。

NH3＋HCl===________(两种气体相遇产生白烟，可用于两者检验)；

2NH3＋H2SO4===____________(硫铵、肥田粉)；(氨溶于水所得的溶液叫氨水，呈碱性，密度小于1g·cm－3，氨NH3·H2ONH4Cl(NH4)2SO4第7页/共41页4NH3＋5O2=====______________(工业制硝酸)。Al3+＋3NH3·H2O===______________________[实验室制NH3＋HNO3===__________(硝铵、炸药)；NH3＋CH3COOH===_______________；NH3＋CO2＋H2O===____________(碳铵)。(3)还原性。催化剂△(4)与某些盐反应。Al(OH)3]。NH4NO3CH3COONH4NH4HCO34NO＋6H2O第8页/共41页3．制法(1)实验室制法：用氯化铵晶体和氢氧化钙固体混合加热。(2)工业制法：N2＋3H2_______。4．用途：制氮肥、铵盐、硝酸、纯碱、作致冷剂等。CaCl2＋2H2O＋2NH3↑2NH3第9页/共41页1．(判一判)有关氨和铵盐的说法是否正确(填“√”或“×”)。 (1)氨水中氨主要形成NH3·H2O，所以25%的氨水是指100g氨水中含25gNH3·H2O () (2)氨水中存在的粒子有H2O、NH3·H2O、OH－、NH、NH3和少量的H＋ () (3)任何酸与氨反应可生成铵盐，故任何铵盐受热分解都生成酸和氨气 () (4)任何铵盐与碱共热都生成NH3，利用此方法原理可检验铵盐(5)氨水中滴入酚酞呈红色，故NH3是碱 (

)第10页/共41页_______________(NH3＋HCl====NH4Cl，试五、铵盐

从反应上看，都是氨与酸反应的产物；从构成上看，都是

1．物理性质：铵盐都是____溶于水的离子化合物。

2．化学性质

(1)热稳定性差，受热分解。____________________；NH4HCO3NH4Cl冷管上端内壁有白色固体附着)。易H2O＋NH3↑＋CO2↑NH3↑＋HCl↑第11页/共41页溶液：NH4＋OH_______________(可用于NH4的检(2)与碱反应：铵盐与碱共热都能产生NH3。____________________(不能写

固态：NH4Cl＋NaOH离子方程式)；＋－＋验或铵盐的鉴别)。

3．铵盐的检验

(1)化学原理：铵盐与碱加热产生氨气。

(2)检验方法：把NaOH溶液加到某物质的固体或溶液里，加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，即判断该物NaCl＋H2O＋NH3↑H2O＋NH3↑第12页/共41页

2．下列关于铵盐的叙述：①铵盐中氮元素化合价都为－3价；②铵盐都是晶体，都易溶于水；③铵盐与碱共热放出氨气；④铵盐都不能与酸反应；⑤所有铵盐均能分解；⑥铵态氮肥不宜与草木灰混合施用，正确的是()。A．①②③C．③④⑤B．②③④D．②③⑤⑥3．(写一写)写出NH3为原料制取HNO3的有关化学方程式。第13页/共41页密度为1.42g·cm－3。六、硝酸1．物理性质纯硝酸是____色、易挥发(沸点83℃)、有_______气味的液体，密度为1.50g·cm－3。

浓硝酸(市售)的质量分数为69%，易挥发出HNO3，通常为无色或黄色液体(因HNO3分解产生的NO2溶在其中而呈黄色)，2．化学性质

(1)硝酸具有酸的通性：HNO3＋NaOH===______________；2HNO3＋CuO===_________________；稀硝酸能使紫色石蕊试液变红，浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。无刺激性NaNO3＋H2OCu(NO3)2＋H2O第14页/共41页(2)硝酸不稳定，受热或见光易分解。4HNO3(浓)===_____________________(硝酸越浓或温度越高、光越强，越易分解)。(3)硝酸的强氧化性。硝酸能与除金、铂以外的所有金属反应，产物中没有氢气，硝酸被还原的产物与硝酸的浓度有关。Cu＋4HNO3(浓)===__________________________。现象：迅速剧烈反应，放出大量红棕色气体，溶液变绿色。注意：试管口应塞上用碱液润湿的棉团。3Cu＋8HNO3(稀)===__________________________。2H2O＋4NO2↑＋O2↑Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O第15页/共41页

现象：反应较缓慢，放出无色气体，在试管口变成红棕色，溶液变蓝色。注意：试管口应塞上用碱液润湿的棉团。(4)与有机物反应。_____________________。3．用途：制炸药、染料、塑料、硝酸盐。第16页/共41页5．(选一选)下列酸与金属反应时，不能生成H2的是________。 A．稀HClB．稀HNO3C．浓HClD．浓H2SO4 E．稀H2SO4F．稀H2SO3G．浓HNO3第17页/共41页6．(选一选)下列变化属于氮的固定的是________。 (1)N2→NH3

(2)NO→NO2 (3)N2→NO (4)NO2→HNO3

7．(填一填)对于3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应 氧化剂是________，还原剂是________，氧化产物是________，被氧化与被还原的物质的物质的量比为________。第18页/共41页考点1氮的氧化物

1．氮元素有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3

和N2O5

分别是HNO2

和HNO3

的酸酐。NO是一种无色还原性较强的气体，易被O2

氧化生成NO2，NO2

是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。

2．NO、NO2

都是大气污染物，空气中NO、NO2

主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的NO2

是造成光化学烟雾的主要因素。第19页/共41页3．NO、NO2

的制法(1)NO的实验室制法。①原理：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。②装置：铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶、分液漏斗、胶塞、导管、酒精灯等。③收集：排水集气法。④检验：无色气体和空气接触立即变成红棕色。(2)NO2

的实验室制法。①原理：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。②装置：锥形瓶(或烧瓶)、分液漏斗、带导管胶塞等。③收集：向上排空气法。第20页/共41页

【8】最新研究表明：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是一种红棕色的气体

B．常温常压下，NO不能与空气中氧气直接化合

C．含等质量的氧元素的NO和14CO的物质的量相等

D．NO易溶于水，不能用排水法收集

第21页/共41页1．对二氧化氮的下列说法不正确的是(【变式训练】)。

A．二氧化氮不是硝酸的酸酐

B．二氧化氮不是造成大气污染的气体之一

C．二氧化氮不是硝基

D．在通常状况下测得的NO2

的相对分子质量是不准确的第22页/共41页考点2氨气

1．氨气的实验室制法

(1)原理：固态铵盐与碱加热反应：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

(2)发生装置：固＋固＋加热型，与制备O2相似。

(3)收集：向下排空气法。

(4)干燥：在干燥管中盛放碱石灰作干燥剂。因起反应而不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂，如CaCl2

吸收氨气生成CaCl2·8NH3。

(5)验满：①用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则已集满；②蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则已集满。第23页/共41页实验室制氨气的的注意事项

(1)制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵，因加热过程中NH4NO3

可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热分解产生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，原因是：①NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；②在高温下能腐蚀试管。

(3)因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集氨气时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3

与空气对流，确保收集到纯净的氨气。第24页/共41页(4)快速制备NH3

也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·H2ONH3↑＋H2O原理制备。也可以利用往生石灰中滴加浓氨水制备，原理：生石灰与水反应为放热反应，促进NH3·H2O的分解。

2．喷泉实验原理：减小容器内压强，使容器内外产生较大压强差，在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带尖喘的导管喷出来，即形成喷泉。第25页/共41页【9】都能用所示装置进行喷泉实验的一组气体是(注：烧杯内为NaOH溶液)()。A．HCl和CO2C．SO2

和COB．NH3

和CH4D．NO2和NO第26页/共41页中错误的是(【变式训练】

2．(双选)下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其)。第27页/共41页考点3硝酸的强氧化性

硝酸不论浓稀都具有强氧化性，主要体现在以下几个方面：

1．金属与硝酸反应，不论金属活泼与否，也不论硝酸的浓度大小，一般无氢气放出。这是因为H＋得电子的能力不及硝酸中＋5价的氮元素得电子的能力。

2．金属活动顺序表中，较不活泼的金属(如铜、银等)都能和硝酸反应，通常浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO，金属则变为相应的硝酸盐。这类反应中硝酸只有一部分体现氧化性被还原，另一部分体现酸性生成硝酸盐。

Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O第28页/共41页

3．铁、铝常温下遇浓硝酸，由于浓硝酸具有很强的氧化性，所以在金属的表面形成一层致密的氧化膜，阻止反应继续进行，这个过程叫钝化，所以可用铁、铝容器装运冷浓硝酸(或浓硫酸)。

4．非金属(如碳、硫等)也可以和浓硝酸发生反应，非金属被氧化，硝酸完全被还原成NO2，硝酸只体现氧化性，这和金属与硝酸的反应不同，在有关判断及计算题中应该注意。C＋4HNO3S＋6HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O H2SO4＋6NO2↑＋2H2O第29页/共41页

5．浓硝酸和浓盐酸按1∶3的体积比组成的混合物叫王水，它能溶解惰性金属铂、金，这也是硝酸强氧化性的体现。5．锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为()。A．2molC．0.5molB．1mol D．0.25mol第30页/共41页

【10】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∶5【变式训练】

3．(双选)锌与硝酸反应，若有1mol硝酸参加反应，则有0.8mol的电子发生转移，此时硝酸的还原产物中N元素的化合价为()。A．＋4B．＋1C．＋2D．－3第31页/共41页探究实验体现的绿色思想

[考向分析]对于氮族元素及其化合物，高考中主要考查氮、磷及其化合物的主要性质，需要特别注意硝酸的氧化性，氨气的制备以及喷泉实验。第32页/共41页

【典例】某兴趣小组设计出图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。

(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是__________________。第33页/共41页方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3

(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是：_____________________________________________________。 再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是___________________________________________。

(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是_______________。理由是_____________________。第34页/共41页

(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性：KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步骤为____________________________________，实验现象为_________________________________；但此实验的不足之处是____________________。第35页/共41页【突破训练】

1．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。第36页/共41页可选药品：浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2

反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。

(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是________________________________