人教版高中化学必修一第12讲：氮及其氧化物、硝酸(教师版)

氮及其氧化物、硝酸____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．掌握氮气的物理、化学性质，了解氮气的工业制法；2．掌握一氧化氮、二氧化氮的物理、化学性质，了解二者的实验室制法；3．掌握有关一氧化氮、二氧化氮的简单计算4．掌握硝酸的酸性和强氧化性5.掌握氨及铵盐的性质知识点一.氮气1．物理性质：

无色、无味的气体，密度比空气略小，在水中溶解度很小（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。

2．化学性质：

（1）通常状况下很难与其它物质发生化学反应

（2）在一定条件下，能与一些物质发生化学反应①与H2反应：

②与某些金属反应：

3Mg+N2Mg3N2

③与O2反应：在通常情况下，与O2不发生反应，但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO。N2+O22NO（闪电、汽车引擎中发生的反应）NO为无色无味有毒的难溶于水的气体，NO很容易在常温下与空气中的O2化合，生成NO2。2NO+O2==2NO2，NO2为红棕色、有刺激性气味，有毒的气体，易溶于水并发生反应：

3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO、NO2为大气污染物

3．工业制法：

（1）分离液态空气：

（2）耗氧法：

4．用途：

工业原料，合成氨，制化肥，HNO3，保护气，致冷剂

知识点二.二氧化氮和一氧化氮的比较NONO2物

理性质色态味无色、无味、气体红棕色、刺激性气味、气体密度密度略大于空气密度比空气大熔沸点很低低，易液化溶解性不溶易溶化学性质毒性有毒有毒与水不反应3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO2既是氧化剂，又是还原剂与碱不反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2+H2O氧化性2NO+2CO=2CO2+N22NO2+2KI=I2+2KNO2还原性2NO+O2=2NO2

可使KMnO4褪色可使KMnO4褪色与O2混合，通入水中4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3实验室制取3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O收集方法排水法向上排空气法知识点三.氮的氧化物溶于水的几种情况分析（1）NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O==2HNO3+NO，利用气体体积变化差进行计算。（2）NO2与O2的混合气体溶于水，由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2，得：4NO2+O2+2H2O==4HNO3，可知，（3）NO和O2同时通入水中时，其反应是2NO+O2==2NO2①，3NO2+H2O==2HNO3+NO②，将①×3+②×2得总反应式为：4NO+3O2+2H2O==4HNO3。（4）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按情况（1）求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按情况（3）进行计算。知识点四.氨和铵盐1．氨的性质(1)物理性质：色、气味的体，密度比空气，溶于水，易液化。还有哪些气体易液化?容易液化的原因是否相同?喷泉实验：问题一：要产生喷泉，关键是什么？问题二：如何使容器内外产生较大的压强差？(2)化学性质：①与水反应——水溶液叫。NH3十H20。氨溶于水中，大部分与水结合生成一水合氨(NH3.H20)，一水合氨小部分发生电离生成NH4+和OH-，故氨水显性。氨水中有哪些微粒，其溶质是什么?②与酸反应生成铵盐：NH3+HCl→NH3+HNO3→2NH3+H2S04→与非挥发性酸接触反应，与挥发性酸相遇就产生③催化氧化：方程式为：进行氧化还原分析。④氨和氯气，氧化铜，NO,NO2，N2O4反应联系生活，除汽车尾气CO+NOx→N2+CO2⑤氨与硝酸银溶液等盐溶液反应Ag++NH3·H2O→AgOH+2NH3·H2O=与MgCl2，CuCl2，FeCl2，FeCl3，AlCl33.铵盐铵盐“三解”（1）铵盐的溶解：铵盐都易溶于水。(2)铵盐的热解：①NH4Cl②NH4HCO3③（NH4）2CO3④特殊反应并发生氧化还原反应：如NH4NO3，不要求反应，会配平就行。（3）铵盐的碱解：任何铵盐遇碱共热都产生，这既是实验室制的方法，也用于的检验。课件展示的化学方程式，请写出铵盐与碱液加热时反应的离子方程式。思考:此性质有什么用途?如何检验铵盐？4．氨的制法（1）工业制法方程式实验室制法方程式(2)装置：同制的装置(3)收集：向排空气法(塞一团棉花—以防止氨气与空气对流，确保收集到纯净的氨气，同时可以吸收多余的氨气，防止污染环境。(4)检验．用试纸；用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口。(5)干燥：用干燥，既不能用酸性干燥剂H2SO4,、P2O5，也不能用无水CaCl2，因为CaCl2与NH3反应。思考:制NH3时为什么不用NH4NO3或(NH4)2SO4,?为什么用Ca(OH)2而不用NaOH?知识点五.硝酸1.物理性质：是一种无色的、易挥发、有刺激性气味的液体。2.化学性质：①强酸性：HNOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3))=Heq\o(\s\up5(+),\s\do2())+NOeq\o(\s\up5(-),\s\do2(3))(具有酸的通性)②不稳定性：4HNOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3))eq\o(\s\up5(光或热),\s\do2(=))4NOeq\o(\s\up5(),\s\do2(2))↑+Oeq\o(\s\up5(),\s\do2(2))↑+2Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))O③强氧化性：3Cu+8HNOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3))(稀)=3Cu(NOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3)))eq\o(\s\up5(),\s\do2(2))+2NO↑+4Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))OCu+4HNOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3))(浓)=Cu(NOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3)))eq\o(\s\up5(),\s\do2(2))+2NOeq\o(\s\up5(),\s\do2(2))↑+2Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))OC+4HNOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3))(浓)=COeq\o(\s\up5(),\s\do2(2))↑+4NOeq\o(\s\up5(),\s\do2(2))↑+2Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))OS+6HNOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3))(浓)=Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))SOeq\o(\s\up5(),\s\do2(4))+6NOeq\o(\s\up5(),\s\do2(2))↑+2Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))O3Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))S+2HNOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3))(稀)=3S↓+2NO↑+4Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))O3SOeq\o(\s\up5(2-),\s\do2(3))+2NOeq\o(\s\up5(-),\s\do2(3))(稀)+2Heq\o(\s\up5(+),\s\do2())=3SOeq\o(\s\up5(2-),\s\do2(4))↓+2NO↑+Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))O3.保存方法：细口棕色试剂瓶，冷暗处。4.制法：①实验室：由浓硫酸与硝酸钠共热制取NaNOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3))+Heq\o(\s\up5(),\s\do2(2))SOeq\o(\s\up5(),\s\do2(4))(浓)eq\o(\s\up5(微热),\s\do2(=))NaHSOeq\o(\s\up5(),\s\do2(4))+HNOeq\o(\s\up5(),\s\do2(3))↑②工业上：主要用氨氧化法制取。5.用途：重要的基本化工原料，广泛应用于制染料、炸药、医药、塑料、氮肥、化学试剂以及用于冶金、有机合成。类型一：NO和NO2例1．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CO的物质的量相等D．NO易溶于水，不能用排水法收集解析:NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。答案:C类型二.喷泉实验中的浓度计算例2.相同条件下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体，做喷泉实验，所得三种溶液的物质的量浓度比为()A．3∶3∶2B．2∶2∶3C．1∶1∶1解析:HCl、NH3全部溶于水，溶液充满整个烧瓶。设烧瓶容积为VL，则所得溶液的物质的量浓度为：对NO2，由反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO3mol2mol得，溶液的体积也充满烧瓶体积的，代入浓度计算式，求得。答案:C类型三.与氮的氧化物有关的计算例3.在一定温度和压强下，将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经足够时间后，试管内气体的体积缩小为原体积的3/5，则原混合气体中N2与NO2的体积比是()

A、2∶3B、3∶2C、3∶5D、5∶3

解析:(差量法)NO2与水反应使气体的体积减小，设原混合气体的体积为5mL，则：

3NO2＋H2O＝2HNO3＋NOΔV

3mL1mL2mL

V(NO2)5mL×(1－3/5)

V(NO2)＝3mL

V(N2)∶V(NO2)＝(5mL－3mL)∶3mL＝2∶3答案:A

类型四.SO2、NO2对大气的污染例4.汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染源，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂钯合金作催化剂）。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2转化。（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式________________。（2）“催化转换器”的特点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是________________。（3）控制城市空气污染源的方法可以有（）。A．开发氢能源B．使用电动车C．植树造林D．戴上呼吸面具解析:由题给信息“CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使SO2的转化（用铂钯合金作催化剂）”，可联想到CO和NO反应，生成的气体一定是CO2。结合SO2的催化氧化，使用“催化转换器”，提高了空气酸度的原因是SO2转化为SO3，产生H2SO4的酸雾。阅读理解题干“控制城市空气污染源的方法”。答案:（1）2CO+2NO2CO2+N2（2）SO2转化为SO3，产生了硫酸的酸雾（3）A、B类型五.硝酸例5．某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案，方案一如图甲所示，方案二如图乙所示。请回答下列问题(本题不考虑N2O4存在产生的影响)。已知浓HNO3受热分解与金属和浓HNO3反应的方程式分别为：4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑(1)方案一实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是___________________。(2)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是______________________________；将生成的气体通入水中的现象__________________。(3)方案二实验当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是_______________。(4)为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作__________________________。解析:本题通过对比评价两套实验方案锻炼学生的评判思维，最后又增设开放性题设让学生自我设计新方案，培养了学生的创新能力。方案一中由于水蒸气的存在会影响实验结果的判断，方案二中虽然混有O2，但考虑到空气的组成比例与之相似，因而可以证明。最后实验设计要除去NO2中的水蒸气，利用纯净的NO2做实验可充分证明“NO2能支持燃烧”。答案：(1)不正确带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生大量水蒸气(2)2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑无气体剩余(3)正确硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃(4)用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象基础演练一．填空题1.下列气体不会造成空气污染的是（）

A．NH3B．N2C。NOD．NO2

2.在日光的照射下，下列物质不发生化学变化的是（）

A、浓HNO3B、H2和N2的混合气C、溴化银D、氯水

3.（2014-2015年衡水中学高一化学月考试题）相同状况下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体，然后分别做喷泉实验，实验结束后，烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为（）A．3：3：2B．1：1：1C．2：2：3D．无法比较

4.用下列实验装置能达到实验目的的是（）

A．比较NaHCO3和Na2CO3热稳定性大小B．用铜和稀硝酸制取并收集少量NO

C．验证氨气在水中溶解度的大小D．实验室用氯化铵制少量氨气

5.下列离子在溶液中能大量共存的是（）

A．NH4+、SO42-、NO3-、H＋B．I－、NO3-、H＋、K＋

C．NH4+、Cl－、OH－、NO3-D．Na＋、H＋、SO32-、SO42-

6.（2014-2015年北京市第二中学月考试题）取三张蓝色石蕊试纸放在表面皿上，然后按顺序分别滴加65%的HNO3、98%H2SO4和新制氯水，三张试纸最后呈现的颜色是（）

A．白、红、白B．红、黑、红C．红、红、红D．白、黑、白

7.下列各组物质中．气体X和气体Y在通常条件下同时通入盛有溶液z的洗气瓶中（如右下图所示），一定没有沉淀生成的是（）XYZANO2SO2BaCl2BNH3O2Al2（SO4）3CNH3CO2NaCl（饱和）DCOO2Ca（OH）28.将SO2气体通入BaCl2溶液至饱和，未见有沉淀生成，继续通入另一种气体仍无沉淀产生。则通入的气体可能是（）

A．CO2B．NH3C．NO2D．Cl2

9.通过一次反应不能直接完成的是（）

⑴N2→NO2⑵NO2→NO⑶NH3→NO⑷NH3→NO2⑸Cu→Cu(NO3)2⑹HNO3→NO2

A．⑴⑹B．⑵⑸C．⑷⑸D．⑴⑷

10.（2014-2015年北京市第十二中学高一化学月考）通常状况下能共存，且能用浓硫酸干燥的一组气体是（）

A．H2、O2、N2、B．O2、NO、NO2C．H2、N2、NH3D．NH3、HCl、NO2二．填空题11.有A、B、C三种气体，A无色，一定条件下A能与氧气反应生成B。B不溶于水，它也能与氧气反应生成C。A、C气体皆易溶于水，其溶液的酸碱性刚好相反，则A是________C是__________12.A是一种白色晶体，它与浓氢氧化钠溶液共热，放出无色气体B。用圆底烧瓶收集干燥的B。按下图装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉；A与浓硫酸反应，放出无色气体C。用圆底烧瓶收集干燥的C，仍按下图装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉。（1）A的化学式是____________（2）可用于除去B中水分的干燥剂是_____________。收集气体B的方法是__________。（3）收集气体C的方法是__________。

巩固提高选择题1.在铜下稀HNO3的反应中，若有1molHNO3被还原，则被氧化的铜的物质的量为()A、8/3molB、3/8molC、3molD、3/2mol2.浓硝酸与下列物质反应时，硝酸即表现也氧化性，又表现出酸性的是()A、Cu(OH)2B、CuC、木炭D、Fe2O33.可以不用棕色瓶保存的试剂是()A、氨水B、氯水C、浓硝酸D、氯化银4.将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是()A、H2SO4B、氯水C、Zn(NO3)2D、CuCl25.将17.6gFeS跟足量的浓硝酸反应，生成Fe(NO3)2H2SO4NO2H2O，在参加反应的硝酸中没有被氧化的硝酸为()A、25.2gB、37.8gC、0.4molD、0.6mol6.（2014-2015年北京市海淀区高一化学第一学期期末质量检测）把Al含有(NH4)2SO4和NH4NO3的混合溶液，等分为两份。一份加入nmolKOH,刚好可使铵离子全部变为NH3。另一份加入BaCl2溶液，至完全反应，消耗mmolBaCl2,则原溶液中NO3-物质的量浓度为()A、B、C、D、7.对下列事实解释错误的是()A、在蔗糖中加入硫酸后同现发黑的现象，说明浓硫酸有脱水性B、浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定。C、常温下，浓硝酸可以用铝罐贮存，说明铝与浓硝酸不反应。D、反应CuSO4+H2S=CuS+H2SO4能进行，说明硫化铜即不溶于水，也不溶于稀硫酸。8.在反应5NH4NO3=4N2↑+2HNO3+9H2O中，发生氧化反应的氮元素与发生还原反应的氮元素的物质的量之比为()A、3：5B、5：3C、5：4D、4：59.下列各组离子，能在同中溶液中大量共存的是()A、NH4+、Na+、OH-、SO42-B、NH4+、Mg2+NO3-Cl-C、Ba2+OH-Cl-SO42-D、Fe2+H+Cl-NO3-二．计算题10.为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金放入80ml13.5mol/L的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L（校准状况下），并测得溶液中C（H+）=1mol/L.假定反应后溶液的体积没有变化。试计算：（1）被还原的硝酸的物质的量。（2）合金中银的质量分数。一．选择题1．下列说法中正确的是（）A．氮元素是活泼的非金属元素，因此N2的化学性质也很活泼B．NO2溶于水生成硝酸，因此NO2是硝酸的酸酐C.雷雨时，可增加土壤中硝酸盐类氮肥的含量，此变化属于氮的固定D．氮气可做焊接金属时的保护气2．采用不同的分类方法，可将非金属氧化物分为不同的类别。例如，从某种意义讲P2O5、SO2、SO3、CO2、Cl2O7等归为一类，则下列氧化物中与它们同属一类的是（）A.CO B.NO C.N2O5 D.NO23．在体积为VL的密闭容器中通入amolNO和bmolO2，反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为()4．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的质量比为（）。A．3∶1B．1∶3C．1∶2D．2∶15．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是（）。A．氧气B．二氧化氮C．二氧化氮和氧气D．二氧化氮和一氧化氮6．某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2，则该氮的氧化物为（）A.N2OB.NOC.NO2D.N2O57．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为（）。A．B．C．D．8．（2015.菏泽质检）同温同压下，在三支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是：①NO和NO2；②NO2和O2；③NH3和N2。现将三支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是（）。A．V1＞V2＞V3B．V1＞V3＞V2C．V2＞V3＞V1D．V3＞V1二．计算题9．在一支容积为25mL的试管内充满NO2和O2的混合气体，将试管倒置于水中，充分反应后：（1）若无气体剩余，原混合气体中NO2和O2的体积各为多少？（2）若气体剩余5mL，原混合气体中NO2和O2的体积各为多少？10．将一充满NO的试管倒扣于水槽中，然后向试管中通入一定量的O2，试管中恰好充满水时，则通入的O2与原NO气体的体积比为________。若假设生成的溶质不向外扩散，且为标准状况。则所得的溶液的物质的量浓度应为 。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．下列污染现象主要与SO2有关的是 （）A．臭氧空洞 B．酸雨 C．光化学烟雾D．温室效应2．下列污染现象主要与NO2有关的是 （）A．臭氧空洞 B．水体富营养化 C．光化学烟雾D．温室效应3．有关亚硫酸的下列叙述中，不正确的是 （）A．亚硫酸是SO2的水溶液，显酸性B．亚硫酸不稳定，容易分解为水和SO2C．亚硫酸具有漂白性，能够使品红溶液褪色D．亚硫酸对人体有害，所以用SO2漂白过的食品不能食用4．实验室中制取的下列气体中，可以用排空气法收集的是 （）A．N2 B．SO2 C．CO D．NO5．下列气体中，无色无味的是 （）A．SO2 B．NO2 C．Cl2 D．N26、在常温常压下，下列各组气体不能共存的是 （）A．SO2与O2 B．N