第3讲氮气和氮氧化物氨气和铵盐课件-高一化学辅导（人教版2019）

第3讲氮氧化物氨气和铵盐【内容导航】1．氮气和氮氧化物2．氨气的性质及应用3．铵盐氨气的实验室制法高一化学同步辅导1．氮气的分子结构和性质(1)氮分子的结构氮气分子是由两个氮原子通过共用_______电子结合而成，氮气分子存在__________。氮气分子的电子式为_____________，结构式为_____________。(2)氮气的化学性质氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生反应。在放电或高温条件下，氮气可与氧气化合，化学方程式为____________________________。镁能在氮气中燃烧，化学方程式为____________________________。N≡NN2＋O2=========2NO高温或放电3Mg＋N2======Mg3N2点燃一、氮气和氮氧化物三对氮氮三键2．氮的固定将空气中_______态的氮转化成______________叫做氮的固定。氮的固定主要有__________和___________两种方式。游离含氮化合物(1)自然固氮①生物固氮：自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的_______）将氮气通过______过程转化为____________。豆科植物的_________能将空气中的游离态氮转化为化合物形态的______（或____________）。②高能固氮：通过_______、___________等途径产生含氮化合物。(2)人工固氮——合成氨工业上合成氨的反应为____________________________。N2+3H22NH3自然固氮人工固氮根瘤菌化学含氮化合物根瘤菌氨铵态氮肥闪电火山爆发3．氮的氧化物(1)氮的氧化物氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是________、_________。(2)NO和NO2的比较

NONO2色、态、味无色、无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性难溶于水

毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应____________________________与氧气反应_____________________不反应对环境的影响NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层。3NO2＋H2O=2HNO3＋NO2NO＋O2=2NO2N2O3N2O54．氮的氧化物对环境的污染(1)氮氧化物的来源氮氧化物（NOx）主要包括NO和NO2。化石燃料的燃烧、硝酸生产和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。(2)氮氧化物的危害①形成酸雨：NO2形成酸雨的过程为________________________________（用化学方程式表示）。②光化学烟雾在日光照射下，NO2使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物在紫外线照射下发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)氮氧化物污染治理方法①汽车尾气“催化转化法”：2CO＋2NO=====2CO2＋N2②氨还原法：6NO＋4NH3=====5N2＋6H2O；6NO2＋8NH3=====7N2＋12H2O③碱液吸收法：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO＋NO2＋2NaOH=NaNO2＋H2O催化剂△催化剂△催化剂为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶，关上止水夹，观察到的现象是________________，原因是____________________________________________________。(2)然后轻轻摇动烧瓶，烧瓶中观察到的现象是________________________。(3)若最后烧瓶中充满了水，则原烧瓶中NO与通入O2的体积之比为________(同温同压下)。用化学方程式说明原因________________________________。答案：(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色发生了反应2NO＋O2===2NO2(2)烧瓶中红棕色气体又变为无色；烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)发生了反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(3)4∶3

4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3课堂探究【即学即练1】下列有关氮气的说法正确的是(

)A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼B．1molN2可与3molH2完全反应生成2molNH3C．电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中发生的反应之一是N2＋2O2===2NO2D．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D【即学即练2】下列关于氮氧化物的说法正确的是()A．NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去B．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2C．NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂D．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物A【即学即练3】如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(

)A．1∶1B．5∶7C．7∶5 D．4∶3A1．氨气的物理性质

氨气是无色、有_______气味、密度比空气小，_______溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解_______体积的氨气，氨易被_______。

液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，因此液态氨在工业上常作_______。刺激性极易700液化制冷剂2．氨气的化学性质二、氨气的性质及应用(1)氨与水的反应：①氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O部分电离为NH4+和OH－：_________________________________________________应用：检验氨气的方法是________________________________________________________。②氨水的成分与性质：氨水中含有的粒子有__________、_______、_______、H2O、OH－、H＋。NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：____________________________。NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH－用湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）检验，试纸变蓝色NH3·H2O

NH3

NH4+NH3·H2O====NH3↑＋H2O△(2)氨与酸的反应浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸遇氨会产生_______，利用这点可以检验浓氨水或氨的存在。硫酸难挥发，与氨气反应时不能观察到白烟生成。浓氨水与盐酸、硝酸和硫酸反应的化学方程式：__________________________、_________________________、__________________________应用：工业上用氨气与酸反应制取铵盐，铵盐都能溶于水，是使用最广泛的化肥。HCl＋NH3=NH4Cl

NH3＋HNO3=NH4NO3

2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4(3)与盐溶液的反应如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：___________________________________。Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+白烟(4)氨的还原性NH3中的氮元素的价态为－3价，因此NH3不仅能被催化氧化生成NO，在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO及氮氧化物等氧化。氨的催化氧化：____________________________，应用：工业上制取硝酸。氨气在纯氧中燃烧：____________________________。氨气与氯气反应：____________________________，应用：用浓氨水检验氯气的泄漏。4NH3＋5O2======4NO＋6H2O催化剂△4NH3＋3O2=====2N2＋6H2O点燃8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl3．喷泉实验原理及应用(1)喷泉实验实验操作：如图，打开橡胶管上的弹簧夹，挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。实验现象：_________________________________________________________________。实验结论：__________________________________________。原理解释：氨______溶于水，使烧瓶内的压强__________，导致烧杯中的水在大气压的作用下进入烧瓶。烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体颜色呈红色氨极易溶于水，水溶液呈碱性极易迅速减小(2)实验原理烧瓶内外产生__________，当烧瓶内压强___________外界压强时就会产生喷泉。(3)喷泉实验能否成功的关键因素：①盛气体的烧瓶必须干燥；②气体要充满烧瓶；③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。(4)常见喷泉的形成主要有以下两类：①极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。压强差明显小于交流讨论1．如下图，利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(

)A选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱2．(1)工业上用氨水吸收SO2尾气，反应方程式为：__________________________。(2)将NH3通入灼热的CuO中，生成一种无色无味的气体，写出该反应的方程式_______________________，在该反应中，氨气表现为______性。(3)工厂常用浓氨水检验Cl2是否发生泄漏，氯气遇浓氨水产生白烟，写出该反应的化学方程式：________________________________________。答案：(1)2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3(2)2NH3+3CuO====N2+3Cu+3H2O还原(3)8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl△【即学即练1】下列反应中，说明氨有还原性和碱性的是(

)A．2NH3＋3CuO===3Cu＋N2＋3H2OB．8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2C．4NH3＋6NO=====5N2＋6H2OD．NH3＋HCl===NH4Cl催化剂△B【即学即练2】氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。(1)乙装置的作用是_________；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：_______________。(2)当戊中观察到_________现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是：_____________________，如何改进装置：__________________。(3)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是______________。答案：(1)干燥氧气和氨的混合气体4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O(2)紫色石蕊溶液变红过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶(3)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色催化剂△1．铵盐(1)铵盐的物理性质通常把铵根离子和酸根离子形成的离子化合物称为铵盐

，它们多为无色、易溶于水的晶体。(2)铵盐的化学性质①不稳定性：铵盐不稳定，受热易分解。NH4Cl分解的化学方程式为：____________________________NH4HCO3分解的化学方程式为：_________________________________NH4Cl====NH3↑+HCl↑△NH4HCO3====NH3↑+CO2↑+H2O△三、铵盐氨气的实验室制法②与碱反应：铵盐与碱溶液反应的离子方程式：a．在稀溶液中不加热：___________________________________。b．加热时或浓溶液：____________________________。(3)铵盐的检验方法向铵盐中加入NaOH溶液，_______，将_______的____________试纸靠近管口，若试纸变蓝，证明样品中含有NH4+。NH4+＋OH－===NH3·H2ONH4+＋OH－===NH3↑+H2O△加热湿润红色石蕊2．氨气的实验室制法(1)反应原理加热固态铵盐和碱的混合物，一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，反应的方程式为：__________________________________________。2NH4Cl＋Ca(OH)2====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O△(2)实验装置(3)NH3的干燥：碱石灰，不能用P2O5、浓H2SO4、CaCl2干燥。(4)验满方法：①用______________________置于试管口，试纸变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是___________。(5)尾气处理收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，作用是：①________________________________________________________；②__________________________________________________。多余气体进行尾气吸收防止倒吸，常采用下列装置和措施。湿润的红色石蕊试纸有白烟产生防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度吸收多余的氨气，防止污染空气3．实验室快速制取氨气的方法(1)加热浓氨水制氨，利用NH3·H2O===H2O＋NH3↑。其装置如图甲所示。(2)浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。其装置如图乙所示。(3)浓氨水和固体NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。其装置如图乙所示。△课堂探究1．下列化合物既与硫酸反应，又与氢氧化钠反应的是(

)①NaHCO3

②NaHSO4

③(NH4)2CO3

④NaNO3

⑤NH4HCO3A．只有①

B．只有③

C．①②③ D．①③⑤D2．某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答：（1）实验室制备氨气的化学方程式为

。（2）用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是

(选填“a”或“b”)，并说明选择的理由是

。（3）打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是

，

。（4）为防止环境污染，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是

(填序号)。答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(2)a氨气密度比空气密度小(3)极易溶于水与水反应生成碱(4)②④△【即学即练1】下列关于铵盐的说法正确