氮及其化合物

會(huì)計(jì)學(xué)1氮及其化合物課件考向分析

本節(jié)高考重點(diǎn)考查：

(1)氮及其重要化合物的性質(zhì)；

(2)NOx對環(huán)境的影響。題型以探究實(shí)驗(yàn)為主，難度為中檔題。預(yù)測2013年將會(huì)以NO、NO2、NH3、HNO3、銨鹽為載體結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，在其化合物主要性質(zhì)應(yīng)用如NH3的制法NH的檢驗(yàn)及相關(guān)計(jì)算方面進(jìn)行命題。第1頁/共41頁點(diǎn)面導(dǎo)圖第2頁/共41頁一、氮族元素N(氮)、P(磷)、As(砷)第ⅤA＋5

1．氮族元素包括____________________、Sb(銻)、Bi(鉍)五種元素。在元素周期表中位于_____族，最高正化合價(jià)為____價(jià)，最高價(jià)氧化物的通式為_____，其對應(yīng)水化物通式為______或______。最低負(fù)化合價(jià)為____價(jià)，其氫化物通式為_____。

2．氮族元素原子結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)：相同點(diǎn)是最外層都是___個(gè)電子；不同點(diǎn)是電子層數(shù)逐漸_____，原子半徑逐漸_____。

3．氮族元素化學(xué)性質(zhì)上主要遞變規(guī)律：從上到下，元素的非金屬性逐漸_____，金屬性逐漸_____；最高價(jià)氧化物的水化物的酸性逐漸_____；氣態(tài)氫化物(RH3)的熱穩(wěn)定性逐漸_____，還原性逐漸_____。R2O5HRO3H3RO4－3RH35增多增大減弱增強(qiáng)減弱減弱增強(qiáng)第3頁/共41頁二、氮?dú)馀c氮的固定

1．物理性質(zhì)

____色、____味的氣體，____溶于水，難液化，空氣中含_____(體積分?jǐn)?shù))的氮?dú)?。沸點(diǎn)為－195.8℃，熔點(diǎn)為－209.9℃。

2．分子結(jié)構(gòu)：氮?dú)獾碾娮邮綖開_______；結(jié)構(gòu)式為______；氮氮三鍵鍵能很高。

3．化學(xué)性質(zhì)：常溫穩(wěn)定，高溫活潑。 (2)氧化性：N2＋3H2________。無無難78%∶N??N∶N≡N2NO2NH3第4頁/共41頁4．用途合成氨、制硝酸、作保護(hù)氣等。5．氮的固定

使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的方法叫做_________。氮的固定主要有__________和________還有生物固氮。氮的固定自然固氮人工固氮第5頁/共41頁氮的氧化物NONO2色、態(tài)、味___色、___味的氣體____色、有______氣味的氣體水溶性____溶于水與____反應(yīng)化學(xué)性質(zhì)常溫下易被氧氣氧化：2NO＋O2

===______①與水反應(yīng)：3NO2＋H2O===____________；②自身化合生成____色的N2O4：2NO2

_______；③較強(qiáng)氧化性：可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變____三、一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)無無紅棕刺激性難水2NO22HNO3＋NO無N2O4藍(lán)第6頁/共41頁NH4＋OH－。四、氨無刺激性小極易

1．物理性質(zhì)：____色有_______氣味的氣體，密度比空氣____，易液化，____溶于水(通常1體積水能溶解700體積氨氣)。

2．化學(xué)性質(zhì)(1)與水反應(yīng)：NH3＋H2O_________＋

水有揮發(fā)性) (2)與酸反應(yīng)：得到相應(yīng)的銨鹽。

NH3＋HCl===________(兩種氣體相遇產(chǎn)生白煙，可用于兩者檢驗(yàn))；

2NH3＋H2SO4===____________(硫銨、肥田粉)；(氨溶于水所得的溶液叫氨水，呈堿性，密度小于1g·cm－3，氨NH3·H2ONH4Cl(NH4)2SO4第7頁/共41頁4NH3＋5O2=====______________(工業(yè)制硝酸)。Al3+＋3NH3·H2O===______________________[實(shí)驗(yàn)室制NH3＋HNO3===__________(硝銨、炸藥)；NH3＋CH3COOH===_______________；NH3＋CO2＋H2O===____________(碳銨)。(3)還原性。催化劑△(4)與某些鹽反應(yīng)。Al(OH)3]。NH4NO3CH3COONH4NH4HCO34NO＋6H2O第8頁/共41頁3．制法(1)實(shí)驗(yàn)室制法：用氯化銨晶體和氫氧化鈣固體混合加熱。(2)工業(yè)制法：N2＋3H2_______。4．用途：制氮肥、銨鹽、硝酸、純堿、作致冷劑等。CaCl2＋2H2O＋2NH3↑2NH3第9頁/共41頁1．(判一判)有關(guān)氨和銨鹽的說法是否正確(填“√”或“×”)。 (1)氨水中氨主要形成NH3·H2O，所以25%的氨水是指100g氨水中含25gNH3·H2O () (2)氨水中存在的粒子有H2O、NH3·H2O、OH－、NH、NH3和少量的H＋ () (3)任何酸與氨反應(yīng)可生成銨鹽，故任何銨鹽受熱分解都生成酸和氨氣 () (4)任何銨鹽與堿共熱都生成NH3，利用此方法原理可檢驗(yàn)銨鹽(5)氨水中滴入酚酞呈紅色，故NH3是堿 (

)第10頁/共41頁_______________(NH3＋HCl====NH4Cl，試五、銨鹽

從反應(yīng)上看，都是氨與酸反應(yīng)的產(chǎn)物；從構(gòu)成上看，都是

1．物理性質(zhì)：銨鹽都是____溶于水的離子化合物。

2．化學(xué)性質(zhì)

(1)熱穩(wěn)定性差，受熱分解。____________________；NH4HCO3NH4Cl冷管上端內(nèi)壁有白色固體附著)。易H2O＋NH3↑＋CO2↑NH3↑＋HCl↑第11頁/共41頁溶液：NH4＋OH_______________(可用于NH4的檢(2)與堿反應(yīng)：銨鹽與堿共熱都能產(chǎn)生NH3。____________________(不能寫

固態(tài)：NH4Cl＋NaOH離子方程式)；＋－＋驗(yàn)或銨鹽的鑒別)。

3．銨鹽的檢驗(yàn)

(1)化學(xué)原理：銨鹽與堿加熱產(chǎn)生氨氣。

(2)檢驗(yàn)方法：把NaOH溶液加到某物質(zhì)的固體或溶液里，加熱后產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，即判斷該物NaCl＋H2O＋NH3↑H2O＋NH3↑第12頁/共41頁

2．下列關(guān)于銨鹽的敘述：①銨鹽中氮元素化合價(jià)都為－3價(jià)；②銨鹽都是晶體，都易溶于水；③銨鹽與堿共熱放出氨氣；④銨鹽都不能與酸反應(yīng)；⑤所有銨鹽均能分解；⑥銨態(tài)氮肥不宜與草木灰混合施用，正確的是()。A．①②③C．③④⑤B．②③④D．②③⑤⑥3．(寫一寫)寫出NH3為原料制取HNO3的有關(guān)化學(xué)方程式。第13頁/共41頁密度為1.42g·cm－3。六、硝酸1．物理性質(zhì)純硝酸是____色、易揮發(fā)(沸點(diǎn)83℃)、有_______氣味的液體，密度為1.50g·cm－3。

濃硝酸(市售)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%，易揮發(fā)出HNO3，通常為無色或黃色液體(因HNO3分解產(chǎn)生的NO2溶在其中而呈黃色)，2．化學(xué)性質(zhì)

(1)硝酸具有酸的通性：HNO3＋NaOH===______________；2HNO3＋CuO===_________________；稀硝酸能使紫色石蕊試液變紅，濃硝酸能使紫色石蕊試液先變紅，后褪色。無刺激性NaNO3＋H2OCu(NO3)2＋H2O第14頁/共41頁(2)硝酸不穩(wěn)定，受熱或見光易分解。4HNO3(濃)===_____________________(硝酸越濃或溫度越高、光越強(qiáng)，越易分解)。(3)硝酸的強(qiáng)氧化性。硝酸能與除金、鉑以外的所有金屬反應(yīng)，產(chǎn)物中沒有氫氣，硝酸被還原的產(chǎn)物與硝酸的濃度有關(guān)。Cu＋4HNO3(濃)===__________________________?，F(xiàn)象：迅速劇烈反應(yīng)，放出大量紅棕色氣體，溶液變綠色。注意：試管口應(yīng)塞上用堿液潤濕的棉團(tuán)。3Cu＋8HNO3(稀)===__________________________。2H2O＋4NO2↑＋O2↑Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O第15頁/共41頁

現(xiàn)象：反應(yīng)較緩慢，放出無色氣體，在試管口變成紅棕色，溶液變藍(lán)色。注意：試管口應(yīng)塞上用堿液潤濕的棉團(tuán)。(4)與有機(jī)物反應(yīng)。_____________________。3．用途：制炸藥、染料、塑料、硝酸鹽。第16頁/共41頁5．(選一選)下列酸與金屬反應(yīng)時(shí)，不能生成H2的是________。 A．稀HClB．稀HNO3C．濃HClD．濃H2SO4 E．稀H2SO4F．稀H2SO3G．濃HNO3第17頁/共41頁6．(選一選)下列變化屬于氮的固定的是________。 (1)N2→NH3

(2)NO→NO2 (3)N2→NO (4)NO2→HNO3

7．(填一填)對于3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反應(yīng) 氧化劑是________，還原劑是________，氧化產(chǎn)物是________，被氧化與被還原的物質(zhì)的物質(zhì)的量比為________。第18頁/共41頁考點(diǎn)1氮的氧化物

1．氮元素有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5等五種正價(jià)態(tài)，五種正價(jià)對應(yīng)六種氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3

和N2O5

分別是HNO2

和HNO3

的酸酐。NO是一種無色還原性較強(qiáng)的氣體，易被O2

氧化生成NO2，NO2

是一種紅棕色的易溶于水且與水反應(yīng)的氣體，氧化性強(qiáng)，能氧化SO2，能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)。

2．NO、NO2

都是大氣污染物，空氣中NO、NO2

主要來自石油產(chǎn)品和煤燃燒、汽車尾氣以及制硝酸工廠的廢氣。其中空氣中的NO2

是造成光化學(xué)煙霧的主要因素。第19頁/共41頁3．NO、NO2

的制法(1)NO的實(shí)驗(yàn)室制法。①原理：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。②裝置：鐵架臺(tái)、鐵夾、鐵圈、燒瓶、分液漏斗、膠塞、導(dǎo)管、酒精燈等。③收集：排水集氣法。④檢驗(yàn)：無色氣體和空氣接觸立即變成紅棕色。(2)NO2

的實(shí)驗(yàn)室制法。①原理：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。②裝置：錐形瓶(或燒瓶)、分液漏斗、帶導(dǎo)管膠塞等。③收集：向上排空氣法。第20頁/共41頁

【8】最新研究表明：NO吸收治療法可快速改善SARS重癥患者的缺氧狀況，緩解病情。病毒學(xué)研究同時(shí)證實(shí)，NO對SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于NO的敘述正確的是()。

A．NO是一種紅棕色的氣體

B．常溫常壓下，NO不能與空氣中氧氣直接化合

C．含等質(zhì)量的氧元素的NO和14CO的物質(zhì)的量相等

D．NO易溶于水，不能用排水法收集

第21頁/共41頁1．對二氧化氮的下列說法不正確的是(【變式訓(xùn)練】)。

A．二氧化氮不是硝酸的酸酐

B．二氧化氮不是造成大氣污染的氣體之一

C．二氧化氮不是硝基

D．在通常狀況下測得的NO2

的相對分子質(zhì)量是不準(zhǔn)確的第22頁/共41頁考點(diǎn)2氨氣

1．氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法

(1)原理：固態(tài)銨鹽與堿加熱反應(yīng)：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

(2)發(fā)生裝置：固＋固＋加熱型，與制備O2相似。

(3)收集：向下排空氣法。

(4)干燥：在干燥管中盛放堿石灰作干燥劑。因起反應(yīng)而不能用濃硫酸、P2O5、無水氯化鈣作干燥劑，如CaCl2

吸收氨氣生成CaCl2·8NH3。

(5)驗(yàn)滿：①用濕潤的紅色石蕊試紙放在瓶口，若變藍(lán)，則已集滿；②蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口，若產(chǎn)生白煙，則已集滿。第23頁/共41頁實(shí)驗(yàn)室制氨氣的的注意事項(xiàng)

(1)制氨氣所用銨鹽不能用硝銨、碳銨，因加熱過程中NH4NO3

可能發(fā)生爆炸性的分解反應(yīng)，發(fā)生危險(xiǎn)；而碳銨受熱分解產(chǎn)生CO2，使生成的NH3

中混有較多的CO2

雜質(zhì)。

(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：①NaOH、KOH具有吸濕性、易結(jié)塊，不利于產(chǎn)生NH3；②在高溫下能腐蝕試管。

(3)因氨氣比空氣輕，易與空氣發(fā)生對流，所以收集氨氣時(shí)，導(dǎo)氣管應(yīng)插入收集氣體的試管底部附近，管口塞一團(tuán)干燥的棉花團(tuán)，來防止NH3

與空氣對流，確保收集到純凈的氨氣。第24頁/共41頁(4)快速制備NH3

也可以通過加熱濃氨水的方法，利用NH3·H2ONH3↑＋H2O原理制備。也可以利用往生石灰中滴加濃氨水制備，原理：生石灰與水反應(yīng)為放熱反應(yīng)，促進(jìn)NH3·H2O的分解。

2．噴泉實(shí)驗(yàn)原理：減小容器內(nèi)壓強(qiáng)，使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大壓強(qiáng)差，在這種壓強(qiáng)差的作用下，液體迅速流動(dòng)，通過帶尖喘的導(dǎo)管噴出來，即形成噴泉。第25頁/共41頁【9】都能用所示裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的一組氣體是(注：燒杯內(nèi)為NaOH溶液)()。A．HCl和CO2C．SO2

和COB．NH3

和CH4D．NO2和NO第26頁/共41頁中錯(cuò)誤的是(【變式訓(xùn)練】

2．(雙選)下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其)。第27頁/共41頁考點(diǎn)3硝酸的強(qiáng)氧化性

硝酸不論濃稀都具有強(qiáng)氧化性，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1．金屬與硝酸反應(yīng)，不論金屬活潑與否，也不論硝酸的濃度大小，一般無氫氣放出。這是因?yàn)镠＋得電子的能力不及硝酸中＋5價(jià)的氮元素得電子的能力。

2．金屬活動(dòng)順序表中，較不活潑的金屬(如銅、銀等)都能和硝酸反應(yīng)，通常濃硝酸被還原為NO2，稀硝酸被還原為NO，金屬則變?yōu)橄鄳?yīng)的硝酸鹽。這類反應(yīng)中硝酸只有一部分體現(xiàn)氧化性被還原，另一部分體現(xiàn)酸性生成硝酸鹽。

Ag＋2HNO3(濃)===AgNO3＋NO2↑＋H2O 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O第28頁/共41頁

3．鐵、鋁常溫下遇濃硝酸，由于濃硝酸具有很強(qiáng)的氧化性，所以在金屬的表面形成一層致密的氧化膜，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，這個(gè)過程叫鈍化，所以可用鐵、鋁容器裝運(yùn)冷濃硝酸(或濃硫酸)。

4．非金屬(如碳、硫等)也可以和濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，非金屬被氧化，硝酸完全被還原成NO2，硝酸只體現(xiàn)氧化性，這和金屬與硝酸的反應(yīng)不同，在有關(guān)判斷及計(jì)算題中應(yīng)該注意。C＋4HNO3S＋6HNO3(濃)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O H2SO4＋6NO2↑＋2H2O第29頁/共41頁

5．濃硝酸和濃鹽酸按1∶3的體積比組成的混合物叫王水，它能溶解惰性金屬鉑、金，這也是硝酸強(qiáng)氧化性的體現(xiàn)。5．鋅與很稀的硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅、硝酸銨和水。當(dāng)生成1mol硝酸鋅時(shí)，被還原的硝酸的物質(zhì)的量為()。A．2molC．0.5molB．1mol D．0.25mol第30頁/共41頁

【10】物質(zhì)的量之比為2∶5的鋅與稀硝酸反應(yīng)，若硝酸被還原的產(chǎn)物為N2O，反應(yīng)結(jié)束后鋅沒有剩余，則該反應(yīng)中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是()。A．1∶4B．1∶5C．2∶3D．2∶5【變式訓(xùn)練】

3．(雙選)鋅與硝酸反應(yīng)，若有1mol硝酸參加反應(yīng)，則有0.8mol的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，此時(shí)硝酸的還原產(chǎn)物中N元素的化合價(jià)為()。A．＋4B．＋1C．＋2D．－3第31頁/共41頁探究實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)的綠色思想

[考向分析]對于氮族元素及其化合物，高考中主要考查氮、磷及其化合物的主要性質(zhì)，需要特別注意硝酸的氧化性，氨氣的制備以及噴泉實(shí)驗(yàn)。第32頁/共41頁

【典例】某興趣小組設(shè)計(jì)出圖所示裝置來改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

(1)實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是__________________。第33頁/共41頁方案反應(yīng)物甲Cu、濃HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3

(2)在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸。c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是：_____________________________________________________。 再由a向c中加2mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________________________。

(3)下表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是_______________。理由是_____________________。第34頁/共41頁

(4)該小組還用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性：KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步驟為____________________________________，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_________________________________；但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是____________________。第35頁/共41頁【突破訓(xùn)練】

1．某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強(qiáng)弱，按圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去)。實(shí)驗(yàn)表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸。第36頁/共41頁可選藥品：濃硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳。已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應(yīng)，能與NO2

反應(yīng)：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。

(1)實(shí)驗(yàn)應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中。裝置③、④、⑥中盛放的藥品依次是________________________________