高考第一轮复习-氮及其重要的化合物

高三一轮复习

氮及其重要化合物1

1．了解氮单质及其重要化合物的主要性质和应用．2．了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响．【考试说明】2

1．氮的化合物NOx对环境的污染及治理．2．以HNO3的强氧化性考查氧化还原反应．3．以NH3及铵盐考查弱电解质的电离及盐类的水解．【考察热点】3问题1：氮族元素的原子结构有什么特点？它们分别在周期表中的位置？一、氮族元素非金属性递变规律及单质的物理性质的递变规律问题2：氮族元素的非金属性递变规律及单质的物理性质变化规律是怎样的？42、氮族元素的非金属性递变规律及单质的物理性质变化规律通式RH3通式HRO3或H3RO45电子式为

，结构式为

，氮氮叁键的键能高达

，键能

，分子结构

，化学性质

。⑴物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的78%。二、氮气⑵结构N≡N946kJ·mol－1大稳定不活泼6猜想：N2可能有什么化学性质？点燃N2+3Mg====Mg3N2催化剂加热N2+3H2=======2NH3（1）氧化性：（2）还原性：N2+O2====2NO放电常温下，N2的化学性质很

，可代替稀有气体做

，但在

、

、

、等条件下，N2能与

等发生化学反应。不活泼保护气高温放电点燃H2、O2、Mg⑶化学性质Mg3N2＋6H2O＝3Mg（OH）2↓＋2NH3↑7【问题1】用化学方程式表示“雷雨发庄稼”的化学反应原理。①N2＋O22NO②2NO＋O2＝2NO2

③3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO④HNO3再与土壤生成可溶性盐，被植物吸收。

放电＝＝思考：工业如何制N2？它有什么重要用途？什么叫氮固定？3、制法、用途与氮的固定8将空气中游离的氮气转变为氮的化合物的方法，统称为氮的固定。途径：①生物固氮——②自然固氮——豆科植物根瘤菌将N2转化为化合态氮③工业固氮——“雷雨发庄稼”合成氨9三、氮的重要氧化物——NO、NO2

无色，刺激性气味，难溶于水，有毒（机理同CO）

红棕色，刺激性气味，易溶于水，有毒化学性质物理

性质NONO2（1）与O2反应：2NO+O2=2NO2无色变红棕色（1）与H2O反应：

3NO2+H2O=2HNO3+

2NO红棕色褪去（3）与碱溶液反应：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O思考：氮有哪些重要的氧化物？有什么重要的性质？（3）转化成NO2：2NO2==N2O4（2）与水、O2反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3（2）与水、O2反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO310NONO2与人体、环境的关系①与血红蛋白结合，使人中毒②转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾11小结：（3）NO2是一种

色的

水且与水反应的气体，

强，能氧化SO2，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。（2）NO是一种

色

水较强的

气体，易被O2氧化成NO2。（1）N2O3和N2O5分别是

和

的酸酐。HNO2HNO3无难溶于还原性红棕易溶于氧化性12【例1】鉴别NO2和溴蒸气,可选用的试剂是()A.淀粉碘化钾溶液

B.蒸馏水

C.NaOH溶液

D.AgNO3溶液BD13氮的氧化物溶于水的计算⑴NO2溶于水：⑵NO2和O2的混合气体溶于水：V（NO2）:V（O2）＞4:1，NO2过量，剩余气体为NO＜4:1，O2过量，剩余气体为O2＝4:1，恰好完全反应3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO314⑶NO和O2同时通入水中：

⑷NO、NO2、O2三种混合气体通入水中：V（NO）:V（O2）＝4:3恰好完全反应＞4:3剩余NO＜4:3剩余O24NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3把NO2折算成NO的体积，再按⑶进行计算15氨的复习16一、氨气的性质及用途⑴结构N－H键为

键，键角

，NH3是分子

，是

分子。无色有特殊的

气体，易

和极易

，常温常压下，1体积水约能溶解

体积的NH3⑵物理性质极性107°18′三角锥形极性刺激性气味液化溶于水70017NH3物理性质有刺激性气味极易溶于水易液化与盐溶液反应化学性质与水反应NH3NH4+与酸反应NH3Al(OH)3Ag(NH3)2OHNH3NH3H2ONO2HNO3NH3N2NO还原性一、氨的性质与用途18【例3】写出过量NH­3通入下列溶液中的反应离子方程式并说明实验现象。A.Al2(SO4)3B.FeCl3C.AgNO3

从A中的反应还可以说明什么问题？C反应的产物可用于检验什么物质？A.

Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

有白色沉淀生成B.Fe3++3NH3+3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

有红褐色沉淀生成

C.Ag++2NH3=Ag(NH3)2+

先有白色沉淀生成，后溶解

19二、氨气的制法：1、工业制法：N2+3H22NH3（人工固氮）高温高压催化剂2、实验室制法：（2）原理：（3）装置：固体加热气体，与实验室用KClO3和MnO2固体混合加热制O2装置铵盐（氯化铵）与消石灰固体混合加热2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O（1）药品：205、收集：只能用向下排空气法。6、验满：用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，也可用玻璃棒蘸有浓盐酸，靠近试管口。7、注意：a．棉花的作用：4、干燥：常用碱石灰作干燥剂，不能用酸性干燥剂如浓H2SO4、P2O5等，不能用CaCl2(因NH3与CaCl2能形成CaCl2·8NH3)

。

为防止气体对流，提高收集氨气的速率和纯度；也可用来吸收尾气。b．不使用NaOH的原因：

是加热时NaOH碱性强，容易腐蚀试管。消石灰碱性相对弱，且比较疏松，氨气容易逸出。c．制取干燥氨气也不能用CaCl2作干燥剂：原因是CaCl2和NH3加合生成CaCl2·8NH3。d．尾气不能排放到大气中的原因:污染环境21利用NH3+H2ONH3·H2ONH+4+OH-还可用哪些物质制备氨气？浓氨水生石灰NaOH固体等铵盐消石灰问题：铵盐等分解22N2＋3H2

2NH3（正反应放热）工业制法：10MPa~30MPa铁触媒4000C

~5000C水、煤(石油、天然气、焦炉气、炼厂气）和空气造气、净化、氨的合成与分离压强：催化剂：温度：原料:三步骤：条件（选修2—P12）哈伯——波施法23增大合成氨的化学反应速率使化学平衡向正反应方向移动适宜条件选择压强温度催化剂浓度

工业上合成氨条件的选择依据分析角度反应条件高压高压高温低温使用不影响增大反应物浓度增大廉价反应物浓度或减少生成物浓度高压10MPa~30MPa适宜温度500℃左右使用铁触媒

氨液化、补氮氢、原料气循环24铵盐的复习25NH4＋＋OH－

NH3↑＋H2O3、铵盐的性质***⑴结构：离子键、共价键、配位键，属离子晶体⑵物理性质：均为能溶于水的无色晶体。水解反应：⑶化学性质与碱反应：受热分解：NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋注意硝酸氨固体溶于水热效应?26①不稳定酸的铵盐NH4HCO3、(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、NH4HSO3②挥发性酸的铵盐③氧化性酸的铵盐气体遇冷形成白色固体NH4I?27水解反应NH4++H2ONH3H2O

+H+

思考：如何检验铵盐——即NH4+的检验方法三、NH4+的检验方法铵盐加NaOH溶液加热气体（1）用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)（2）蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(产生白烟.)（4）用途：可作氮肥，制炸药，作焊药若是稀溶液应如何检验?28硝酸的复习29问题：硝酸有哪些重要的物理性质？1.无色液体、有刺激性气味、与水互溶、易挥发2.硝酸溶液的密度随其溶质质量分数的增大而增大。一、硝酸的物理性质30【例】下列事实体现了硝酸的什么性质？A.氧化性

B.酸性

C.不稳定性

D.挥发性（1）硝酸存放在棕色瓶中密封保存

()（2）浓硝酸可以和铜反应

()（3）木炭和浓硝酸反应

()（4）锌和硝酸不产生H2()（5）氧化铜溶于硝酸

()（6）不用硝酸制SO2气体

()（7）用铁槽存放浓硝酸

()（8）检验SO42-时不能先用硝酸酸化

()CDABAABAAA思考：硝酸有哪些重要的化学性质？31练习、下列有关试剂的保存方法，错误的是（）A、新制的氯水通常保存在棕色玻璃试剂瓶中B、少量的钠保存在煤油中C、氢氧化钠溶液保存在具橡皮塞的玻璃试剂瓶中D、浓硝酸保存在无色玻璃试剂瓶中问题：写出下列反应的方程式，并指出HNO3在反应中体现的性质。D（1）Cu与HNO3(浓)（2）Cu与HNO3(稀)（3）Fe与HNO3(稀、过量)（4）Fe（过量）与HNO3(稀)（5）C与HNO3(浓)（6）FeO与HNO3(稀)（7）Na2SO3与HNO3(稀)32二、硝酸的化学性质思考：浓硝酸常呈黄色的原因是什么？如何消除黄色？1、不稳定性4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑△或光照浓硝酸见光分解产生的NO2溶于硝酸中，可以通入O2HNO3棕色细口试剂瓶中，避光、低温保存，不能用橡皮塞。见光要分解的药品：常见药品中，需要放在棕色瓶中的试剂有哪些?浓HNO3、AgNO3、氯水、AgX、溴水等。思考：浓硝酸如何保存？332、强氧化性a.几乎可和所有金属（除金、铂外）反应，并显示最高价（若铁过量则生成亚铁离子），反应时，硝酸显示强氧化性和酸性。b、铁、铝遇冷浓HNO3发生钝化C、浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO，其本质是NO3—在酸性条件下显示强氧化性。（一）与金属反应34练习：为探究铜与稀硝酸反应产生的是NO。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空的注射器，D是尾气处理装置（兼防倒吸功能）。利用生成的CO2将整个装置内的空气排尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰（1）设计装置A的目的是：35为达到此目的，应如何操作：打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K（2）在（1）中的“操作”后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是：铜丝上有气泡产生，稀HNO3逐渐变为蓝色B中反应的离子方程式是：36（3）装置E和F的作用是：为实现此作用，其操作方法是：验证无色气体为NO将注射器中的空气推入E中37CPS+HNO3（浓）CO2H3PO4H2SO4+NO2与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为高价氧化物或高价含氧酸，硝酸只显示强氧化性。（二）与非金属反应38浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，若向该溶液中滴加稀盐酸，则溶液的颜色（）A、变黄B、绿色变深C、绿色变浅D、无变化A因为NO3—在酸性条件下有强氧化性，Fe2+、S2-、I-、SO32-、SO2、H2SO3及其盐，H2S、HBr、HI及其盐等还原性的物质不能与硝酸共存！（三）与还原性化合物反应393、酸的通性（1）与指示剂作用：思考：只用蓝色石蕊试纸鉴别三瓶失去标签的液体：浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸稀硝酸使蓝色石蕊试纸（液）变红；浓硝酸使蓝色石蕊试纸（液）先变红后褪色。（2）与活泼金属反应,但不产生H2。（3）与碱和碱性氧化物反应：比较与CuO、FeO的反应。（4）与盐反应：比较与Na2CO3、Na2SO3的反应404、与有机物的反应酯化反应：△+HNO3浓硫酸与含有苯环结构的蛋白质作用，呈黄色。CH3CH2ONO2+H2O－NO2+H2O颜色反应：CH3CH2OH+HNO3浓硫酸△HO-NO2CH3CH2O-H-HHO－NO2硝基苯硝酸乙酯硝酸乙酯、硝化甘油、硝化纤维硝化反应：硝基苯、三硝基甲苯41[例3](2010·金华模拟)将Mg、Cu组成的mg混合物投入适量稀HNO3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0.896L(标准状况)，向反应后溶液中加入2mol/LNaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为()A．2.04gB．(m＋2.04)gC．(m＋20.4)gD．20.4gB42金属与HNO3的反应1．一般通式(1)金属＋浓硝酸―→金属硝酸盐＋NO2↑＋H2O(2)金属＋稀硝酸―→金属硝酸盐＋NO↑＋H2O金属与硝酸的反应中，硝酸既体现氧化性，又体现酸性．432．反应规律(1)金属与硝酸反应一般不生成H2.浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO.(2)铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再和Fe反应生成Fe(NO3)2.(3)铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时硝酸的还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3变稀，硝酸的还原产物为NO，最终应得到NO2和NO的混合气体．44三个性质总结一、硝酸的物理性质二、硝酸的化学性质1、酸的通性2、不稳定性3、强氧化性4、与有机物反应45NO3—NH4+取少许样品，与碱共热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则含有NH4+。 取少许样品与Cu片和浓硫酸混合共热，若有红棕色气体产生，则含有NO3—；若为稀溶液，先加热浓缩。5.NO3—、NH4+检验46Ag(NH3)2OH

NH3·H2OCO(NH2)2[C6H7O2(ONO2)3]n

NH3N2NONO2HNO3NO3-

NH4+Mg3N2NO2-

N2O4TNT

氮及重要化合物的相互转化471.轿车安全气囊(SRS)在轿车受到撞击时，气囊内的NaN3能在25～35ms内产生大量的无毒气体而使气囊鼓起，保护乘坐者安全，这种气体是()A.N2B.NOC.NO2