高中化学 氮及其化合物（二）导学案 鲁科版必修

1、安徽省怀远县包集中学高一化学导学案：氮及其化合物（二） 鲁科版必修1课标解读课标要求学习目标了解氨及铵盐的主要性质,认识其在生产中的应用。1.了解氨的物理性质,掌握氨的化学性质;2.了解铵盐的性质;3.掌握铵根离子的检验方法。知识再现1 氨分子的结构写出氨的化学式、电子式和结构式，_。氨分子氮的化合价为_，分子中含有_（极性、非极性）键，键角为_，分子构型为_，氨分子为_（极性、非极性）分子。2 氨的物理性质氨是没有颜色、有_气味的气体；密度比空气_；_溶于水且能快速溶解，在常温、常压下1体积水能溶解_体积氨。证明氨极易溶于水的实验是_。3 氮的喷泉实验（1）实验操作：（2）实验观察到的现象：

2、（3）为什么【实验1】能形成喷泉？ 当挤压滴管的胶头，胶头滴管中的水进入烧瓶，氨迅速溶解，使烧瓶内_减小，在_作用下，烧杯内的水迅速进入烧瓶形成喷泉。4 氨的化学性质（1）氨与水反应氨溶于水时，大部分NH3与H2O结合，形成NH3H2O。NH3H2O可以部分电离生成_和_，所以氨水显碱性，它能使酚酞试液变红。请写出有关方程式：_。（2）氨与酸反应【实验2】实验步骤：_；观察到的现象：_；实验结论：挥发性的强酸与氨气在空气中相遇便产生_的现象，如HCl，HBr，HI、HNO3等遇氨气均有该现象产生，而H2SO4、H3PO4无此现象。（3）氨的还原性 工业上利用氨在催化剂（如铂等）存在的情况下跟氧

3、气反应来制取硝酸。写出有关化学方程式，并指出反应的氧化剂、还原剂。 _5常见的铵盐有：_、_、_。铵盐是_溶于水的_色晶体。 （1）铵盐的受热分解 氯化铵、碳酸氢铵受热会发生分解反应，特别是碳酸氢铵在_以上即可分解，写出有关化学方程式。 _ _ （2）铵盐与碱反应 写出下列反应的化学方程式： I硫酸铵与氢氧化钠溶液反应； II硝酸铵与氢氧化钠溶液反应。 _ _ 铵盐遇碱会产生_,其离子方程式为_。 （3）NH3的实验室制法 实验室一般用_或_与_混合加热来制取氨气，不用硝铵或碳铵的原因是_；不用NaOH，KOH的原因是_。 氨气的收集与验满：用_收集，并用_检验氨所是否收集满。6 化学氮肥（1

4、）化学氮肥主要包括铵态氮肥（主要成分为_）、硝态氮肥（主要成分为_）和有机态氮肥尿素_。(2)铵态氮肥常见的铵态氮肥如_是历史上最长的氮肥。如何科学储存和施用铵态氮肥？_铵盐受热易_，在储存铵盐时，应密封包装并放在_通风处。施肥时，应将其埋在土下以保持肥效，且不能跟_物质如_、_等混合施用。尿素和复合化肥尿素的分子式_，它的含氮量高达_，是目前含氮量最高的氮肥。尿素作为氮肥有什么优点？_工业上是怎样合成尿素的？_复合化肥：目前使用较多的主要是含氮和磷的一类复合化肥。如磷酸一铵（NH4H2PO4）和磷酸二铵（NH4）2HPO4等。典题解悟【例1】如图，实验形成的“喷泉”的颜色为红色。请回答下列问

5、题：烧杯内装的是什么气体？为什么会产生此种现象？在实验中即使每一步都无误，喷泉停止后，烧瓶也不能被水充满，为什么？【解析】因为气体遇酚酞试液变红，必为碱性气体NH3。此现象包含两层含意：一是“喷泉”，二是“红色”。当小滴管中的水进入烧瓶后，由于NH3极易溶于水（1 ：700），使烧瓶内压强减小，当其压强小于大气压时，烧杯中的水被压入烧瓶，进入烧瓶的水进一步溶解NH3，使烧瓶中的压强急剧下降，水会越来越迅速地沿尖嘴导管进入烧瓶内而形成“喷泉”的现象，直至烧瓶内的NH3完全溶解为止。NH3 + H2O NH3H2O NH4+ + OH-而使酚酞变红，从而产生红色的喷泉。因为NH3极易溶于水，只能用

6、向下排空气法收集，这样很难使NH3充满烧瓶，其中会残留少量空气，所以喷泉停止时，烧瓶内一般不能充满水。【例2】某同学学习了氨的催化氧化反应后，想自己设计并做一个探究实验，探究氨在催化剂的作用下被空气中的氧气氧化的情况。经过仔细考虑，他设计了如下实验，请你认真分析他设计的实验，然后回答问题：实验方法：在锥形瓶中加入浓氨水，然后将铂丝加热到红热状态，将红热的铂丝插入锥开瓶中，观察现象。（1）该同学想探究氨的催化氧化，他为什么选择浓氨水？若想快速看到实验现象，应向浓氨水中加入什么物质或进行什么操作？（2）你推测他会看到什么现象？为什么？【解析】浓氨水具有挥发性，挥发出氨气，氨在催化剂和加热的条件下被

7、氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸（具有挥发性），硝酸遇到氨气产生大量的白烟。 氨水除具有碱性外，还具有易挥发性，且浓度越大越易挥发，温度越高越易挥发。所以，氨水保存时要注意密封，且放到低温处保存。 由于氨水具有易挥发性，因此，向浓氨水中加入氢氧化钠或加热是实验室中制备氨气的一种简便快捷的方法。【答案】（1）浓氨水具有挥发性，可以挥发出氨气，进行氨的催化氧化实验；该同学可向浓氨水中加入氢氧化钠或加热来加快浓氨水的挥发。（2）该同学会看到有红棕色气体出现，随后又消失，然后出现白烟；原因是氨在催化剂的加热的共同作用下被氧化生成一氧化氮和水

8、，一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸（具有挥发性），硝酸遇到氨气产生大量的白烟。【例3】能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、（NH4）2SO4四种溶液（可以加热）的一种试剂是（ ）ABaCl2 B.Ba(NO3)2 C.Ba(OH)2 D.AgNO3【解析】NH4+的检验方法是：将待检物取出少量置于试管中，加入NaOH溶液后，加热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验，若试纸变蓝色，则证明待检物中含铵盐（NH4+）：NH4+ + OH- NH3 + H2O 上述四种物质中，有两种含NH4+，另有两种含SO42-，SO42-的检验用Ba2+,所以选择Ba(O

9、H)2来鉴别。将Ba(OH)2溶液分别加入到上述四种溶液中的现象分别为：只有白色沉淀；只有刺激性气味的气体；无现象；既有白色沉淀又有刺激性气味的气体。【答案】C【例4】某同学在实验室里发现了一瓶白色固体，加入水中迅速溶解，加入CaCl2溶液中无任何现象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成；加热时有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热固体粉末，发现有气体和水滴生成，最后不留任何残渣。该同学发现的白色固体是什么？你能帮助他分析产生这些实验现象的原因吗？并写出有关的化学方程式。【解析】固体加入CaCl2溶液中任何现象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成，说明白色固体中有HCO3-；加

10、热反应后的溶液，有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明白色固体中有NH4+。所以，白色固体为碳酸氢铵。【答案】白色固体为碳酸氢铵；HCO3-与OH-反应生成CO32-和水，CO32-与Ca2+反应生成碳酸钙白色沉淀，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，沉淀消失；加热碳酸氢铵，碳酸氢铵完全分解生成氨气、二氧化碳和水，最后无残渣剩余。 有关的化学方程式为： NH4HCO3 + Ca(OH)2 NH3 + CaCO3 + 2H2O NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2OO2催化剂CuH2O高温、高压O2闪电O2催化剂CADBEAD【例5】下图表示A、B、C、D、

11、E五种含氮物质相互转化的关系图。其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。（1）各物质的化学式 A_ B_ C_ D_ E_（2）各步反应的化学方程式 AC _ D C _ B E _ E C _ C B _【解析】本题的突破口B为红棕色，B是NO2，C与O2能生成气体B，故C为NO。E在常温下不是气体，故E为HNO3，由图转化关系进一步分析知A为N2，D为NH3。【答案】略。【例6】在标准状况下，用以下气体做喷泉实验，请根据情况，填写烧瓶中溶液的物质的量浓度（假设烧瓶中溶质不能扩散出来）。（1）用氯化氢气体做喷泉实验，喷泉结束后，水充

12、满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为_；（2）用NH3做喷泉实验，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为_；（3）用NO2气体做喷泉实验，喷泉结束后，水充至烧瓶容积的2/3处，则溶液的物质的量浓度为_；（4）用NO2和O2按4 ：1体积比混合，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为_；【解析】（1）由于HCl气体极易溶于水，最终所得溶液的体积和原HCl气体的体积相等，即相当于V L溶液中溶解了HCl气体：（设烧瓶体积为V L），溶液的物质的量浓度为：molL-1=0.045 molL-1。（2）由于NH3也极易溶于水，最终所得溶液的体积和原NH3的体积是相等的。故所得溶液的物质的量浓

13、度也为 molL-1，约为0.045 molL-1。（3）由反应方程式3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO知，NO2气体有2/3被氧化成HNO3，喷泉结束后所得溶液的体积亦为原NO2气体体积的2/3，故该溶液的物质的量浓度为 molL-1，约为0.045 molL-1。（4）由反应方程式4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3知，NO2与HNO3的物质的量相等，NO2的体积占混合气体总体积的4/5，即相当于1L溶液中溶有的HNO3为：，约为0.036mol，其物质的量浓度为0.036 molL-1。【答案】见解析夯实基础：1下列叙述中，正确的是 （ ） A氨气不易在空气中燃烧

14、 B. 氨水显碱性 C氨气与氯化氢气体相遇产生白色烟雾 D. 在反应NH3 + H+ = NH4+中，NH3失去电子被氧化2当氨气与氧气一起通过灼热的铂丝网时，在导出的产物中，不可能出现的物质是（ ） ANH4NO3 BH2O CN2 DNO23在如图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶中，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是 （ ） a(干燥气体)b（液体）ANO2水BCO24 molL-1NaOH溶液CCl2饱和NaCl溶液DNH31 molL-1盐酸4任何铵盐都具有的性质是 （ ） A都易溶于水 B. 加热都放出氨

15、气 C只有与碱作用才产生氨气 D. 都不能与其它盐反应5在1 L 1 molL-1的氨水中 （ ） A含有1 mol NH3分子 B含NH3和NH4+之和为 1 mol C含NH3H2O 1mol D含NH3、HN3H2O、NH4+之和为 1 mol6已知25%的氨水的密度为0.91gcm-3,5%的氨水的密度为0.98 gcm-3。若将上述两溶液等体积混合，所得氨水的质量分数是 （ ） A等于15 % B. 大于15% C. 小于15% D. 无法估算7氢阴离子（H-）能和NH3反应：H- + NH3 = NH2- + H2根据上述反应事实可以得出的正确结论是 （ ） ANH3有还原性 B.

16、 H-是很强的还原剂 C该反应的还原产物是H2 D. 该反应属于置换反应8下列各组气体中，在通常条件下能稳定共存的是 （ ） ANH3、O2、HCl B. N2、H2、HCl C. CO2、NO、O2 D. N2、O2、CO29如图，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压滴管，使Y滴入瓶中，振荡，过一会可见小气球a鼓起，气体X和液体Y不可能是 （ ） XYaA X是NH3，Y是水B X是SO2，Y是NaOH浓溶液C X是CO2，Y是稀硫酸D X是HCl，Y是NaOH稀溶液10.相同状况下,在体积相同的三个烧瓶中分别充满NH3、HCl、NO2三种气体，将其倒置于水槽中，充分反应，用塞子塞好

17、烧瓶的瓶口（设烧瓶内液体未扩散），则所得三种溶液的物质的量浓度之比为 （ ） A1 ：1 ：1 B. 3 ：3 ：2 C. 2 ：2 ：3 D. 5 ：5 ：411下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是 （ ）12把盛有48mLNO和NO2的混合气体倒立于水中（保持同温同压），液面稳定后，容器内气体体积变为24mL，则： （1）原混合气体中，NO是_mL，NO2是_mL。 （2）若在剩余的24mL气体中通入6mLO2，液面稳定后，容器内剩余气体是_，体积为_mL。 （3）若在剩余的24mL气体中通入24mLO2，液面稳定后，容器内剩余气体是_，体积为_mL。 （4）若在剩余的24

18、mL气体中通入_mLO2，充分反应后，容器内剩余4mL气体。13把烧红了的铂丝插入盛有浓氨水的锥形瓶中，可观察到下列现象：液面上的铂丝保持红热，瓶内有红棕色气体产生，有时瓶口有白烟出现，请用必要的文字和有关化学反应方程式解释上述现象：_。14资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧”。某校化学小组学生设计如图装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。 （1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是_。碱石灰的作用是_。 （2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热。氨催化氧化的化学方程式是_。试管内氧化变为红棕色，该反应的化学

19、方程式是_。 （3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气： 两气体通入的先后顺序是_，其理由是_。 氨气燃烧的化学方程式是_。15实验室合成氨的装置如图所示。试回答：装置甲的作用_，_，_；从乙处导出的气体是_；检验产物的最简单的化学方法是_。 16按下图所表示的装置、方法进行实验：（1）实验开始一段时间后，可观察到锥形瓶口上方有白烟生成，请将可能观察到其他现象补齐：_。有关化学方程式为_。（2）由于气温的原因，上述实验一段时间后现象不太明显，需向锥形瓶内加入下列哪种物质才能重新看到明显的现象（填代号）_。 ANaOH B. CaO C. 浓H2

20、SO4 D. NH4Cl（3）经过对比实验证明，在其他条件相同时，用空气代替氧气的实验效果较差，主要原因是_。能力提高1下列各组物质的空间构型完全不同的是 （ ） ANH3和H3O+ B. NH4+和CH4 C. CO2和SiO2 D. 金刚石和晶体硅2下列事实可证明氨水是弱碱的是 （ ） A氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁 B铵盐受热易分解 C01 molL-1氨水可以使酚酞试液变红 D01 molL-1氯化铵溶液的PH约为53A、B、C、D为中学化学中常见的四种气体单质。在一定条件下，B可以分别和A、C、D化合生成甲、乙、丙，C和D化合生成化合物丁。已知甲、乙、丙的每个分子中含有的电

21、子数相等，并且甲、乙、丙、丁有如下所示关系：乙乙丁C甲A +丙一定条件请填写下列空白：（1）单质B的化学式是_。电子式为_。（2）单质A和化合物乙发生反应的化学方程式是_。单质C和化合物丙发生反应的化学方程式是_。（3）试根据化合物丙、丁中D元素的化合价，判断丙和丁能否在一定条件下发生化学反应生成D的单质。若认为能反应，写出反应的化学方程式，若认为不能反应，简要说明理由。4下列框图是某元素的单质及其重要化合物在一定条件下相互转化的关系图（生成物中不含该元素的物质均已略去）。 已知：F可用作化肥，也可用来制炸药；纯净的G是一种无色或淡黄色的晶体。据此判断： （1）单质A必定是_ （填“金属”或“

22、非金属”），理由是_。 （2）指出反应在现代化学工业上的实际意义_。 （3）已知反应是氧化还原反应，其氧化产物与还原产物的质量比为_。 （4）写出反应的离子方程式_。 （5）下列哪些属于物质G的用途_。 a.用于印染、漂白行业 b.粘合剂 c.防腐剂 d.“钡餐” e.常用的混凝土掺和剂、防冻剂 f.加入NaI或KIO3后可作“碘盐”用ABCDEFG5VA族元素都能形成RH3型的氢化物，其中NH3与VI族中的H2O有很多的相似，试推断氨的性质： （1）液氨是一种良好的溶剂，电解质在液氨中_电离（填能或不能）。 （2）金属钠在350C时与氨发生反应的化学方程式是_。 （3）有人认为如果木星及卫星

23、有生命的话，这些生物可能要从液氨的海洋产生，因为在那里的液氨相当于地球上的水，如果那里的生命是以碳链为骨架的话，那么与地球上生物分子中氨基酸相当的是_，而与地球上糖相当的化合物是_。6如图所示，试管中集满干燥的氯气，胶头滴管中装有供反应的足量浓氨水。滴入浓氨水，开始时试管内发生的反应有氧化还原反应：NH3 + Cl2 N2 + HCl并产生红光和红烟。 请根据以上反应和现象回答下列问题： （1）标志反应全部完成的现象是_。 （2）反应完毕后，将试管浸入水中并倒立着试管，取下滴管，有水进入试管。在室温时，进入试管内的水约占试管容积的_。 （3）反应中生成的白烟是_。 （4）写出试管中反应的化学方

24、程式_。7实验室制氨气通常有三种方法：用固体氢氧化钙和氯化铵反应，装置同课本；称取7.9g碳酸氢铵固体放入试管内，再加入8g氢氧化钠固体，常温下即能产生氨气，装置如图中甲；在锥形瓶中注入50mL浓氨水，再加入10g氢氧化钠固体，装置如图中乙，选取三个250mL干燥的烧瓶及瓶塞，用于收集三种制法的氨气。请填空： （1）写出法制取氨气的化学方程式_。 （2）说明用法制取氨气的原理_。 （3）检验氨气已收集满的方法_； （4）集满氨气的烧瓶做喷泉实验，装置如图中丙（烧杯内盛酚酞溶液），其现象是_ _。8 喷泉实验是一个有趣实验。现有250mL的烧瓶充满某种气体进行实验。设玻璃导管长35cm，胶头滴管

25、中可挤出0.50mL水。 （1）050mL水中至少能溶解多少毫升该气体（标准状况），水才能从尖嘴管喷出（假设水面保持不变）？ （2）下列气体能做成喷泉实验的是_。气体ABCDE溶解度（标况）264058102231 （3）假设NO2能进行喷泉实验，实验后该烧瓶中溶液的物质的量浓度为多少？高考聚焦1（2002年全国理综）大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。制取氨气并完成喷泉实验。（1）写出实验室制取氨气的化学方程式:_（2）收集氨气应使用_法，要得到干燥的氨气可选用_ 做干燥剂。（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是_ _；该实验的原理是_。（4）如果

26、只提供图2的装置，请说明引发喷泉的方法:_。2（03年全国理综春）生活污水中含有大量的有机和无机含氮化合物，这些过量的含氮化合物会造成水体污染，危害水生生物生存和人类的健康。脱氮的污水处理的重要内容之一。下面是生物脱氮工艺流程示意图。1级 反应池 空气 CO2 CH3OH N2沉淀池沉淀池3级 反应池沉淀池2级 反应池生活污水 处理水回流 回流 回流 剩余污泥 剩余污泥 剩余污泥（1）在1级反应池内，有机物在细菌、原生动物等作用下会大量减少。从同化和异化方式看，这些生物的代谢类型主要是_，这些生物在自然生态系统中属于_者。（2）在2级反应池内，PH为8.08.4时，硝化细菌大量繁殖，它们能将N

27、H3氧化成NO2-和NO3-，并利用这一硝化过程所释放的_合成_，用于自身的生长发育和繁殖。（3）实践发现，当2级反应池中有机物含量过多时，硝化细菌难以大量繁殖起来，原因是_。（4）在3级反应池内加入适量的有机物（如甲醇），并在低氧或无氧条件下，反硝化细菌繁殖起来，通过无氧呼吸把NO2-和NO3-还原成N2，无氧呼吸除释放能量外，还为还原反应提供了_。硝化细菌（5）2级反应池中，发生“生物硝化过程”，如果不考虑过程中硝化细菌的增殖，其净反应如下式所示： NH4+ + O2 NO3- + H+ + H2O 配平上面化学方程式，将系数填入方框中。将铵态氮中的1mg氮转化成硝酸根中的氮，需氧气多少毫

28、克？为什么在反应中需要不断添加碱？（6）3级反应池中发生的“生物反硝化过程”，通常需要外加甲醇，净反应如下所示： NO3- + 5CH3OH N2 + CO2 + H2O + OH-配平上面化学方程式，将系数填入方框中。氮及化合物学案（二）参考答案夯实基础：1.AB 2.C 3.BD 4.A 5.D 6.C 7.B 8.BD 9.C 10.A 11.AC 12.(1)12;36 (2)NO;16 (3)O2;6(4)22或15 13.氨气易挥发,瓶内充满氨气和氧气的混和气体,当红热的铂丝插入时,由于发生下列反应 4NH3+5O2NO+6H2O而放出大量的热,致使铂丝保持红热.生成的NO可持续和

29、氧气反应生成红棕色的NO2,反应方程式2NO + O2= 2NO2,而2NO2能与水蒸气反应3NO2 + H2O = 2HNO3+ NO,生成挥发性的HNO3遇NH3产生白烟NH4NO3,化学方程式NH3 + HNO3 = NH4NO3 .14, NH4HCO3 或(NH4)2CO3;吸收CO2和H2O 以便收集到纯净的NH3 (2)4NH3 + 5O2=4NO + 6H2O; 2NO + O2 = 2NO2 (3) 先通入O2 后通入NH3 ; NH3 需要在纯O2 中燃烧,先通入O2 可排进空气使NH3在纯净的O2氛围中燃烧. 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O 15, 干燥气体 使两种气体充分混合 观察气流以调节流速; NH3, N2,H2;用蘸有浓HCl 的玻璃棒靠近导管口有白烟,说明有NH3生成. 16, 在锥形瓶