安徽省太和縣高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第18講 氮及其化合物課件

第18講 氮及其化合物化學(xué) 2018年高考一輪復(fù)習(xí)考試說(shuō)明1.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)和應(yīng)用。2.了解氮的化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響?？键c(diǎn)一氮?dú)饧捌溲趸锟键c(diǎn)三氨銨鹽考點(diǎn)二典型的氧化性酸硝酸考點(diǎn)四噴泉實(shí)驗(yàn)及拓展應(yīng)用考點(diǎn)五氮及其重要化合物的綜合應(yīng)用考點(diǎn)六亞硝酸及亞硝酸鈉的性質(zhì)考點(diǎn)一氮?dú)饧捌溲趸?.氮?dú)庵R(shí)梳理寫出有關(guān)化學(xué)方程式： ； ； 。2.氮的氧化物氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成下表中NO和NO2的比較： NONO2物理性質(zhì)顏色_毒性_溶解性不溶于水能溶于水化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)2NOO2=2NO2 與H2O反應(yīng) 3NO2H2O=2HNO3NO無(wú)色紅棕色有毒有毒3.氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治(1)常見(jiàn)的污染類型光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。酸雨：NOx排入大氣中， 與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2， 隨雨雪降到地面。破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。(2)常見(jiàn)的NOx尾氣處理方法堿液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2ONO2、 NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx的處理。催化轉(zhuǎn)化法在催化劑、 加熱條件下， 氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2和CO2)。 一般適用于汽車尾氣的處理。例1.正誤判斷，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”(1)豆科植物通過(guò)根瘤菌吸收空氣中的氮屬于氮的固定，是化學(xué)變化( )(2)汽車尾氣中的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化來(lái)的( )(3)氮元素有負(fù)化合價(jià)，正化合價(jià)和零價(jià)，因而常溫下，N2既能與氧氣反應(yīng)，又能與H2反應(yīng)( )解析N2在放電條件下才能與O2反應(yīng)；在高溫高壓、催化劑條件下才能與H2化合生成NH3。(4)在實(shí)驗(yàn)室里，NO和NO2均用排水法收集( )解析NO2可與水反應(yīng)生成HNO3和NO。(5)可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( )(6)通過(guò)灼熱的鎂粉，可除N2中的少量氧氣( )解析3MgN2 Mg3N2例2.俗話說(shuō)“雷雨發(fā)莊稼”，這說(shuō)明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合態(tài)的氮。請(qǐng)寫出三個(gè)有關(guān)的化學(xué)方程式：(1)_；(2)_；(3)_。2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO例3.溴蒸氣和NO2都為紅棕色氣體，用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙或NaOH溶液能鑒別它們嗎？為什么？若不能，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的方法，區(qū)別溴蒸氣和NO2。不能鑒別。因?yàn)檫@兩種氣體都有氧化性，都可以把KI中的I氧化成I2，使試紙變藍(lán)色。NaOH溶液可以吸收溴蒸氣和NO2而形成無(wú)色溶液。方法：用AgNO3溶液，Br2可與AgNO3溶液反應(yīng)生成淺黃色沉淀AgBr；用水，溶于水后有顏色的是Br2，無(wú)顏色的是NO2。 典型例題氮氧化物溶于水的定量判斷例4.如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿。原來(lái)試管中盛裝的A.可能是N2與NO2的混合氣體B.可能是O2與NO2的混合氣體C.不可能是NO與NO2的混合氣體D.只能是NO2一種氣體若是N2與NO2的混合氣體，無(wú)論鼓入多少氧氣，最后都有N2剩余，試管內(nèi)不可能完全被水充滿；若是O2與NO2的混合氣體，由4NO2O22H2O=4HNO3，可知，當(dāng) 4時(shí)，NO2有剩余，剩余的NO2和水反應(yīng)產(chǎn)生NO，故試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)不斷鼓入氧氣后，4NO3O22H2O=4HNO3，故試管能被水充滿；若是NO與NO2的混合氣體，開(kāi)始時(shí)，3NO2H2O=2HNO3NO，氣體體積減小，但有NO剩余，當(dāng)向試管內(nèi)不斷鼓入適量的氧氣后，4NO3O22H2O=4HNO3，試管內(nèi)的氣體完全被水吸收。反思?xì)w納 解答氮氧化物溶于水的計(jì)算問(wèn)題首先應(yīng)明確原理無(wú)論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是3NO2H2O=2HNO3NO，2NOO2=2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。(1)若NO和O2通入水中，總關(guān)系式為4NO3O22H2O=4HNO3。(2)若NO2和O2通入水中，總關(guān)系式為4NO2O22H2O=4HNO3?？键c(diǎn)二典型的氧化性酸硝酸1.物理性質(zhì)硝酸是無(wú)色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。2.化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性反應(yīng)： 。4HNO3(濃) 2H2O4NO2O2(2)強(qiáng)氧化性硝酸無(wú)論濃、稀都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。按要求完成下列反應(yīng)的方程式：與金屬反應(yīng)：稀硝酸與銅反應(yīng)： ；濃硝酸與銅反應(yīng)： 。3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O與非金屬反應(yīng)：濃硝酸與C的反應(yīng)： ；與還原性化合物反應(yīng)：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2等還原性物質(zhì)。稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式： 。C4HNO3(濃) CO24NO22H2O3Fe24H =3Fe3NO2H2O(3)與有機(jī)物反應(yīng)硝化反應(yīng)(與 反應(yīng))： ；顏色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。特別提醒(1)硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律HNO3與金屬反應(yīng)一般不能產(chǎn)生H2。還原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)NO2，HNO3(稀)NO；很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。(2)涉及HNO3的離子反應(yīng)常見(jiàn)的易錯(cuò)問(wèn)題忽視 在酸性條件下的強(qiáng)氧化性。在酸性條件下 不能與Fe2、I、 、S2等還原性較強(qiáng)的離子大量共存。在書寫離子方程式時(shí)，忽視HNO3的強(qiáng)氧化性，將氧化還原反應(yīng)簡(jiǎn)單的寫成復(fù)分解反應(yīng)。例1.正誤判斷，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”(1)常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學(xué)變化( )(2)可用稀硝酸與FeS固體反應(yīng)制取H2S( )解析稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，可氧化H2S。(3)過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)，產(chǎn)物中一定有NO( )解析濃硝酸與Cu反應(yīng)，逐漸變?yōu)橄∠跛?，因而?huì)產(chǎn)生NO。(4)濃硝酸在光照下久置，會(huì)變黃( )(5)濃硝酸中滴加紫色石蕊試液，最終變?yōu)榧t色( )解析濃硝酸具有酸性和強(qiáng)氧化性，可使石蕊試液先變紅后褪色。例2.久置的濃硝酸呈黃色，如何除去？怎樣保存濃硝酸？濃硝酸顯黃色是由于濃硝酸見(jiàn)光或受熱發(fā)生分解，生成的NO2溶于濃硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空氣)，使其發(fā)生反應(yīng)4NO2O22H2O=4HNO3。保存時(shí)應(yīng)保存在棕色試劑瓶中，并置于陰涼處。方法指導(dǎo)1.金屬與硝酸反應(yīng)的思維模型2.金屬與硝酸反應(yīng)計(jì)算的四種方法(1)原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以 的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。(2)得失電子守恒法HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。(3)電荷守恒法HNO3過(guò)量時(shí)反應(yīng)后溶液中(不考慮OH)則有：c( )c(H)nc(Mn)(Mn代表金屬離子)。(4)離子方程式計(jì)算法金屬與H2SO4、 HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)， 由于硝酸鹽中 在H2SO4提供H的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來(lái)計(jì)算，先作過(guò)量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H或 進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒。答題模板現(xiàn)象描述答題模板(1)全面描述現(xiàn)象的程序“海、陸、空”“?！比芤河惺裁醋兓?；“陸”固體有什么變化；“空”氣體有什么變化。(2)規(guī)范描述現(xiàn)象的答題模板如顏色：由(具體顏色)變?yōu)?具體顏色)；氣體：溶液中產(chǎn)生(顏色)的氣泡，(或)在固體表面產(chǎn)生(顏色)氣泡；沉淀：在(顏色)溶液中產(chǎn)生(顏色)的沉淀(渾濁)?？键c(diǎn)三氨銨鹽1.氨的分子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)電子式密度氣味水溶性_比空氣_強(qiáng)烈 性氣味極易溶于水(1700)小刺激2.氨的化學(xué)性質(zhì)(1)氨氣與水的反應(yīng)NH3H2ONH3H2O OH，氨氣溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有 。氨水為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解：NH3H2O 。NH3H2O、NH3、H2O、 、OH、HNH3H2O(2)氨氣與酸的反應(yīng)蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現(xiàn)象為 ，將濃鹽酸改為 ，也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象?；瘜W(xué)方程式： 。(3)與鹽溶液的反應(yīng)如過(guò)量氨水與AlCl3反應(yīng)的離子方程式： 。(4)氨氣的還原性氨的催化氧化化學(xué)方程式： 。4NH35O2 4NO6H2O有白煙生成濃硝酸HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3Al33NH3H2O=Al(OH)333.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法4.銨鹽及 的檢驗(yàn)(1)銨鹽的物理性質(zhì)銨鹽都是 色固體，均易溶于水。(2)銨鹽的化學(xué)性質(zhì)白NH4Cl NH3HClNH4HCO3 NH3CO2H2OOH NH3H2O紅藍(lán)例1.正誤判斷，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”(1)氨氣溶于水能導(dǎo)電，所以氨氣是電解質(zhì)( )(2)實(shí)驗(yàn)室可用濃氨水與生石灰制取氨氣( )(3)氨氣的還原性可以解釋氨氣與氯化氫的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)( )(4)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的方法是加熱分解氯化銨( )(5)銨鹽加熱都易分解，產(chǎn)生氨氣( )(6)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH( )(7)銨鹽都易溶于水，其水溶液均呈酸性( )解析NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈堿性。例2.(1)現(xiàn)有1 molL1的氨水，則該溶液中NH3H2O濃度是1 molL1嗎？為什么？不是。溶液中NH3、 、NH3H2O的濃度和為1 molL1。注意通常認(rèn)為氨水中的溶質(zhì)是NH3。(2)為什么蘸有濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時(shí)會(huì)產(chǎn)生白煙？蘸有濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近時(shí)是否也產(chǎn)生白煙？濃氨水和濃鹽酸均有揮發(fā)性，揮發(fā)出來(lái)的NH3和HCl在空氣中相遇，反應(yīng)生成NH4Cl固體小顆粒，即為白煙。濃硫酸沒(méi)有揮發(fā)性，故不可能形成白煙。例3.固態(tài)NH4Cl受熱變成氣體，氣體遇冷又變?yōu)楣虘B(tài)NH4Cl；固態(tài)碘受熱變成蒸氣，蒸氣遇冷又變成固態(tài)碘。這兩種現(xiàn)象的本質(zhì)是否相同？請(qǐng)說(shuō)明判斷的理由。不相同。NH4Cl固體受熱分解生成NH3和HCl，發(fā)生了化學(xué)變化；固態(tài)碘受熱升華成為碘蒸氣，是物理變化。歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的簡(jiǎn)易方法方法化學(xué)方程式(或原理)發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3H2O NH3H2O方法化學(xué)方程式(或原理)發(fā)生裝置濃氨水固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使氨水分解，且OH濃度的增大有利于NH3的生成濃氨水固體CaOCaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)減少；反應(yīng)放熱，促使氨水分解?；瘜W(xué)方程式NH3H2OCaO=NH3Ca(OH)2考點(diǎn)四噴泉實(shí)驗(yàn)及拓展應(yīng)用1.噴泉實(shí)驗(yàn)的原理使燒瓶?jī)?nèi)外在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶?jī)?nèi)，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。2.形成噴泉的類型下面是幾種常見(jiàn)的能形成噴泉的氣體和液體。氣體HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2、(43)NO2、O2(41)吸收劑水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水3.噴泉實(shí)驗(yàn)的發(fā)散裝置及操作方法噴泉實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，其本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴，以教材中的裝置(發(fā)散源)可設(shè)計(jì)如圖所示的多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷或冷敷、生成氣體等)來(lái)形成噴泉。設(shè)計(jì)說(shuō)明：裝置改（I）變了膠頭滴管的位置，膠頭滴管擠入少量水于試劑瓶中，即可使少量溶液沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶?jī)?nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。裝置（II）省去了膠頭滴管，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進(jìn)入燒瓶中，瓶?jī)?nèi)氨氣溶于水)。裝置（III）在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)致使錐形瓶?jī)?nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生噴泉。裝置（IV）向?qū)Ч苤型ㄈ胍欢康腍2S和SO2，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶?jī)?nèi)壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。裝置（V）打開(kāi)處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關(guān)閉該止水夾，等充分反應(yīng)后再打開(kāi)處的止水夾，觀察到先有白煙產(chǎn)生，后產(chǎn)生噴泉。裝置（VI）中，擠壓膠頭滴管，然后打開(kāi)導(dǎo)管上部的兩個(gè)活塞，則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象，再打開(kāi)導(dǎo)管下部活塞，則可產(chǎn)生雙噴泉。4.噴泉實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的濃度計(jì)算關(guān)鍵是確定所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)后物質(zhì)的量濃度：注意箭頭指出可體現(xiàn)物質(zhì)的性質(zhì)，指向可尋找該物質(zhì)的制備方法?？键c(diǎn)五氮及其重要化合物的綜合應(yīng)用規(guī)律方法1.有關(guān)氮及其重要化合物的推斷題常以“產(chǎn)生白煙、紅棕色氣體、無(wú)色氣體在空氣中變?yōu)榧t棕色、能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變?yōu)樗{(lán)色”等特殊現(xiàn)象為突破口。2.不同價(jià)態(tài)的含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化(1)歧化同一元素的化合價(jià)在同一反應(yīng)中既升高又降低。如：3NO2H2O=2HNO3NO2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2O(3)含氮物質(zhì)的連續(xù)氧化考點(diǎn)六亞硝酸及亞硝酸鈉的性質(zhì)1.亞硝酸(HNO2)亞硝酸是弱酸。向亞硝酸鈉溶液中加酸，生成亞硝酸(HNO2)。亞硝酸不穩(wěn)定，僅存在于冷的稀溶液中，微熱甚至常溫下也會(huì)分解，產(chǎn)生紅棕色的二氧化氮?dú)怏w。NaNO2H2SO4(稀)=NaHSO4HNO22HNO2=NONO2H2O2.亞硝酸鈉(NaNO2)(1)亞硝酸鈉的物理性質(zhì)及用途亞硝酸鈉的化學(xué)式為NaNO2，是可溶性鹽。其熔點(diǎn)為271 ，分解溫度為320 。亞硝酸鈉在建筑業(yè)中常用作混凝土摻加劑，以促進(jìn)混凝土凝固，提高其強(qiáng)度，防止在冬天低溫施工時(shí)混凝土發(fā)生凍結(jié)。亞硝酸鈉還是一種食品添加劑，用作食品防腐劑和肉類食品的發(fā)色劑。(2)亞硝酸鈉的氧化性在亞硝酸鈉中，氮的化合價(jià)為3，處于中間價(jià)態(tài)。因此，亞硝酸鈉與強(qiáng)還原性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，表現(xiàn)出氧化性。如亞硝酸鈉與碘化鉀反應(yīng)可生成單質(zhì)碘。2 2I4H=2NOI22H2O析出的碘可以使淀粉溶液變藍(lán)色，據(jù)此可以檢驗(yàn) 的存在。亞硝酸鈉與FeCl2溶液反應(yīng)，生成棕黃色的FeCl3溶液。 Fe22H=NOFe3H2O(3)亞硝酸鈉的還原性亞硝酸鈉與強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，表現(xiàn)出還原性。如亞硝酸鈉與K2Cr2O7酸性溶液反應(yīng)時(shí)， 被還原成Cr3，K2Cr2O7溶液由橙色變?yōu)榫G色。(4)亞硝酸鈉與氯化鈉的鑒別與氯化鈉不同，亞硝酸鈉與AgNO3溶液反應(yīng)生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸。Ag =AgNO2 例.亞硝酸鈉(NaNO2)是一種具有咸味、有毒，且價(jià)格比食鹽(NaCl)便宜的工業(yè)用鹽，常被誤作食鹽使用，導(dǎo)致多起中毒事故發(fā)生，它的部分性質(zhì)如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.可用淀粉碘化鉀試紙和食醋鑒別 食鹽(NaCl)與亞硝酸鈉(NaNO2)B.亞硝酸鈉可以加到食品中，但添 加量要符合規(guī)定C.NaNO2與N2H4反應(yīng)生成NaN3的化 學(xué)方程式為NaNO2N2H4=NaN32H2OD.上圖所涉及的化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)亞硝酸鈉能和KI反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘與淀粉溶液變藍(lán)色，A項(xiàng)正確；NaNO2具有防腐性，但有毒，所以亞硝酸鈉可以加到食品中，但添加量要符合規(guī)定，B項(xiàng)正確；亞硝酸鈉和肼反應(yīng)生成疊氮化鈉和水，該反應(yīng)中N元素化合價(jià)由3價(jià)、2價(jià)變?yōu)?價(jià)，C項(xiàng)正確；有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，其特征是有元素化合價(jià)升降，NaNO2與NH4Cl反應(yīng)生成NH4NO2沒(méi)有化合價(jià)的變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。