（新）14 氮及其化合物 课件 2022届高三高考化学一轮复习

氮及其化合物 氮及其化合物1.掌握氮元素的单质及其重要化合物的主要性质和应用2.掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)3.了解氮元素的单质及其重要化合物对环境的影响 一、氮气及其常见氧化物1.氮的固定：是空气中游离的氮转化为化合态氮的过程。游离化合人工2.氮气(1)氮气的物理性质：纯净的氮气是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的4/5。雷雨天产生NO豆科植物根瘤菌固氮工业合成氨 (2)氮气的化学性质：①与氧气反应：_________________(导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮)。②与氢气反应：______________________(工业合成氨的反应原理)。N2＋O2=====2NO放电或高温N2＋3H22NH3高温高压催化剂常温稳定，高温活泼。 2.氮的氧化物：氮元素有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。性质NONO2色、态、味溶解性毒性有毒(跟血红蛋白结合)有毒与氧气反应不反应与水反应不反应实验室制法与环境的关系空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等,可造成酸雨、光化学烟雾。无色无味气体红棕色有刺激性气味气体难溶于水易溶于水且与水反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO2NO＋O2==2NO23Cu+8HNO3(稀)=2NO↑+3Cu(NO3)2+4H2OCu＋4HNO3(浓)=2NO2↑+Cu(NO3)2+2H2O 易错辨析判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA()(2)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO()(3)标准状况下，6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA()(4)制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气()(5)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象()(6)在实验室里，NO和NO2均可用排水法收集()(7)常温下，N2既能与O2反应又能与H2反应()××××××× 随堂练习1.下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环A 2.在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中，充分反应后剩余2mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()①1.2mL②2.4mL③3mL④4mLA．①②B．②③C．③④D．①④随堂练习D 氮氧化物溶于水的问题分析无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O==2HNO3＋NO，2NO＋O2==2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。(1)若NO和O2(体积比为4:3)通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O==4HNO3。(2)若NO2和O2(体积比为4:1)通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。 二、硝酸1.物理性质硝酸是____色、易挥发，有________气味的液体，能以任意比溶于水。无刺激性2.化学性质(1)具有酸的通性：稀硝酸能使紫色石蕊溶液变红，浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色。 (2)不稳定性：________________________________。(3)强氧化性：硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。①与金属反应。稀硝酸与铜反应：____________________________；浓硝酸与铜反应：_____________________________。②与非金属反应。浓硝酸与C的反应：____________________________。③与还原性化合物反应。可氧化H2S、SO2(Na2SO3)、HI、Fe2＋等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：__________________________________________。3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(4)与有机物反应 易错辨析(1)实验室里用锌粒与稀HNO3反应制取H2()(2)铜与浓硝酸生成NO2，而与稀硝酸反应生成更低价的氧化物NO，则氧化性：稀硝酸＞浓硝酸()(3)将铜丝伸入到稀HNO3中溶液变蓝,说明Cu与稀HNO3发生置换反应()(4)常温下，将Al片放入浓硝酸中无明显现象，原因是Al与浓硝酸不反应()(5)浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式()(6)在1.0mol/L的KNO3溶液中，H+、Fe2+、Cl-、SO42-可以大量共存(　　)(8)除去Cu粉中混有的CuO，加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥()××××××× 随堂练习1.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是()A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D.使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性D 2.将一定量的铁粉加入到一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：c(Fe2+):c(Fe3+)=3:2，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为()A．5：14B．5：16C．5：18D．1：4B随堂练习 金属与硝酸反应中守恒思想的应用 3.有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4mol·L－1和2mol·L－1，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)()A．0.448LB．0.672LC．0.896LD．0.224L随堂练习B 4.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题： (1)设计装置A的目的是___________________________________________________。(2)在完成(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_______________________________________________；B中反应的离子方程式：________________________。(3)装置E和F的作用是__________；为实现此作用，其操作方法是______________________________________________。(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有_______的功能。产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰铜丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝3Cu＋8H++NO3-=3Cu2+＋2NO↑＋4H2O验证NO的生成将注射器内的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO防倒吸 三、氨铵盐1.氨气(1)氨气的结构和物理性质电子式色味态密度水溶性无色有刺激性气味的气体比空气小极易溶于水(1∶700)氨气易液化得液氨，液氨气化时要吸收大量的热，使物质的温度急剧下降，所以液氨常用作。制冷剂 (2)化学性质①氨气与水的反应：NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH4+＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有______________________________________。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O==________________。△NH3↑＋H2ONH3·H2O、NH3、H2O、NH4+、OH－、H＋②氨气与酸的反应：蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为____________，将浓盐酸改为________，也会出现相同的现象。HCl＋NH3=NH4Cl，NH3＋HNO3=NH4NO3。有白烟生成浓硝酸与难挥发性酸反应：2NH3＋H2SO4==(NH4)2SO4 ③与某些盐溶液反应：④还原性——氨的催化氧化Al3＋＋3NH3·H2O=________________[实验室制Al(OH)3]。Al(OH)3↓＋3NH4+4NH3＋5O2===4NO＋6H2O∆催化剂(3)用途：制氮肥、铵盐、硝酸、纯碱、作制冷剂等。 (4)氨气的实验室制法①反应原理：___________________________________。②反应装置：固体＋固体→气体(与用KClO3和MnO2或KMnO4制O2的装置相同)。∆ ③净化装置：用________干燥。④收集装置：__________法。⑤验满装置：a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变______；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有______产生。⑥尾气装置：收集时，一般在试管口塞一团棉花球，可减小NH3与空气的对流，收集到纯净的NH3。碱石灰向下排空气蓝白烟 如何进行尾气处理氨气溶解度很大，尾气吸收要用防倒吸装置——用水收集氨气安全瓶 (5)实验室制取少量NH3的三种简易方法。方法原理气体发生装置加热浓氨水浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH-浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，且OH-浓度的增大，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2NH3·H2O==NH3↑＋H2O∆ 2.铵盐(1)物理性质：铵盐都是无色或白色晶体，易溶于水。(2)化学性质：NH4Cl==NH3↑＋HCl↑△NH4HCO3==NH3↑＋H2O+CO2↑△NH4++OH-==NH3↑＋H2O△(3)NH4+的检验：变蓝 判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)NH4HCO3受热易分解，故可用作氮肥()(2)液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化()(3)能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐()(4)氨水具有弱碱性，说明氨水是弱电解质()(5)氨水中微粒种类与NH4Cl溶液中的微粒种类相同()(6)NH3、O2、HNO3三物质中，不满足任意两种物质在一定条件下均能发生反应(　　)(7)检验溶液中是否含NH4+，取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体(　　)易错辨析×××××√√ 1.(2019·福建泉州期末)在研究合成氨方法的历史上，不同的研究者曾3次获得诺贝尔化学奖。氨的合成大大提高了农作物的产量；氨气也是制取硝酸、炸药等的原料。下列说法正确的是()A.NH3遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟B.N2和H2在点燃或光照条件下可合成NH3C.NH3和HNO3溶于水后都能导电，故两者都是电解质D.由NH3制HNO3的过程中，氮元素被还原A随堂练习 2.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()A．①②B．②③C．③④D．①③D随堂练习 3.某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是___。A.将氯化铵固体加热分解收集产生的气体B.将浓氨水滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体C.将碳酸氢铵加热分解产生的气体用碱石灰干燥D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体BC(2)根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气，适宜的装置是____。随堂练习CD (3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是________(填序号)。①密度②颜色③溶解性④热稳定性⑤与氧气反应(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是___，集气的原理是________________________________________________________。②④d氨气的密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气 4.如右图所示装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，然后打开止水夹，下列与实验事实不相符的是()A．Cl2(饱和食盐水)，无色喷泉B．NH3(H2O含石蕊)，蓝色喷泉C．HCl(H2O含石蕊)，红色喷泉D．SO2(NaOH溶液)，无色喷泉A随堂练习 喷泉实验的原理及应用(1)喷泉实验的原理：使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。(2)形成喷泉的常见类型。气体HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2(4:3)NO2、O2(4:1)吸收剂水,NaOH溶液水NaOH溶液水水水(3)喷泉实验的引发:加入某种试剂；采取一定操作使烧瓶内的气体与烧杯中的液体接触。 ThankYou!