【課件】氮及其化合物++課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第五章

化工生產(chǎn)中重要的非金屬元素第二節(jié)氮及其化合物（大氣：N2及少量的NH3、NO、NO2）雷電作用產(chǎn)生NONH3根瘤菌固氮人工合成NH3酸雨HNO3動(dòng)物遺體或者排泄物銨鹽或者氨硝酸鹽NO經(jīng)氧化等轉(zhuǎn)化亞硝酸鹽植物吸收產(chǎn)生蛋白質(zhì)硝酸鹽分解產(chǎn)生氮?dú)庀趸饔肗O、NO2NO、NO2①游離態(tài)：主要以

的形式存在于空氣中。②化合態(tài)：部分存在于動(dòng)植物體內(nèi)的

中；部分存在于土壤、海洋里的

中。氮?dú)夥肿拥鞍踪|(zhì)硝酸鹽和銨鹽氮元素在自然界中的存在形式N的位置？N的電子結(jié)構(gòu)第二周期、第ⅤA族最外層有5個(gè)電子1.氮元素的非金屬性比氧元素弱，比碳元素強(qiáng)

，硝酸的酸性比磷酸強(qiáng)。2.氮元素的最高價(jià)態(tài)為+5，最低價(jià)態(tài)為-3。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)氮元素的“位置-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)”+725-30+2+4+5氫化物單質(zhì)氧化物酸堿鹽NH3N2NO2、N2O4NOHNO3HNO2NaNO3NaNO2+3NH3·H2ONH4·Cl氮元素的價(jià)類二維圖PART1氮?dú)馀c氮氧化物

氮的固定游離態(tài)的氮氮的化合物N2含“N”物質(zhì)一、氮的固定概念：將大氣中

的氮轉(zhuǎn)化為

的過(guò)程游離態(tài)氮的化合物高能固氮生物固氮自然固氮人工固氮合成氨仿生固氮氮的固定分類自然固氮高能固氮(雷雨或者火山噴發(fā))生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)人工固氮合成氨(工業(yè)上合成氨)仿生固氮(某些金屬有機(jī)化合物可起到根瘤菌作用)在我們空氣中含量最多的就是氮?dú)?，為何大多?shù)農(nóng)作物不能直接利用吸收氮?dú)舛枰┑剩慷?、氮?dú)?.1氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度溶解性_____氣體_____

密度與空氣接近___溶于水無(wú)色無(wú)味難氮?dú)庹伎諝怏w積的78%N的位置？N的電子結(jié)構(gòu)第二周期、第ⅤA族最外層有5個(gè)電子1.氮元素的非金屬性比氧元素弱，比碳元素強(qiáng)

，硝酸的酸性比磷酸強(qiáng)。2.氮元素的最高價(jià)態(tài)為+5，最低價(jià)態(tài)為-3。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)氮元素的“位置-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)”+725(1)氮分子內(nèi)兩個(gè)氮原子間以

結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要

的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很

，通常情況下

與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此無(wú)法被大多數(shù)生物體直接吸收。共價(jià)三鍵(N≡N)較多穩(wěn)定很難電子式結(jié)構(gòu)式氮氮三鍵穩(wěn)定很難①金屬鎂：

，（Li、Mg、Ca）②氫氣：

，氧化性還原性人工合成氨2.2氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)可逆反應(yīng)N2+3Mg===Mg3N2點(diǎn)燃N2+3H2====2NH3催化劑高溫高壓N2+O2======2NO放電或高溫三、一氧化氮和二氧化氮實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，觀察顏色

，

然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器現(xiàn)象___________結(jié)論無(wú)色無(wú)色氣體變紅棕色紅棕色變?yōu)闊o(wú)色NO難溶于水無(wú)明顯現(xiàn)象三、一氧化氮和二氧化氮實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)操作打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象，然后再振蕩注射器現(xiàn)象_________________,振蕩后________________結(jié)論三、一氧化氮和二氧化氮實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)操作打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象，然后再振蕩注射器現(xiàn)象_________________,振蕩后________________結(jié)論無(wú)色氣體變紅棕色紅棕色變?yōu)闊o(wú)色在一定條件下，NO和NO2可以相互轉(zhuǎn)化。物質(zhì)顏色密度狀態(tài)氣味毒性水溶性NO氣體有毒（與血紅蛋白結(jié)合）___溶于水NO2氣體有毒

溶于水3.1一氧化氮和二氧化氮的物理性質(zhì)無(wú)色無(wú)味不紅棕色刺激性易與空氣相近大于空氣NO化學(xué)性質(zhì)2NO+O2===2NO2（還原性為主）3NO2+H2O===2HNO3+NONO2化學(xué)性質(zhì)NO2與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO的同時(shí)生成HNO3，NO2既作氧化劑又作還原劑。3.2一氧化氮與二氧化氮的化學(xué)性質(zhì)NO和NO2性質(zhì)比較氮氧化物NONO2色、味、態(tài)無(wú)色無(wú)味氣體紅棕色、有刺激性氣味氣體溶解性不溶于水易溶于水且與水反應(yīng)氧化物類別非酸性氧化物(不成鹽氧化物)非酸性氧化物(不成鹽氧化物)氧化性或還原性具有氧化性、還原性，主要表現(xiàn)強(qiáng)還原性具有氧化性、還原性，主要表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，能氧化SO2、KI等物質(zhì)毒性有毒(易結(jié)合血紅蛋白使人中毒)有毒(刺激腐蝕呼吸道黏膜)相互轉(zhuǎn)化2NO＋O2===2NO2；3NO2＋H2O===2HNO3＋NO請(qǐng)依據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，解釋‘’雷雨豐莊稼‘’的原理，并用化學(xué)方程式解釋雷電發(fā)生時(shí)，N2和O2化合生成NO，NO迅速被氧化為NO2，NO2溶于水生成HNO3,HNO3和土壤作用生成硝酸鹽，NO3-可被植物吸收2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NON2+O2======2NO放電PART2氨和銨鹽顏色氣味狀態(tài)密度水溶性可利用噴泉實(shí)驗(yàn)證明。【思考1】為什么液氨可以作制冷劑？氨易液化，液氨汽化時(shí)要吸收大量的熱，使周圍溫度急劇降低?！舅伎?】怎樣證明NH3極易溶于水？一、氨（NH3）1.物

理

性

質(zhì)無(wú)色刺激性氣味氣體比空氣小極易溶于水(1∶700)打開彈簧夾，擠壓膠頭滴管，讓水進(jìn)入燒瓶噴

泉

實(shí)

驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)5-6】操作:燒杯里的酚酞溶液由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成紅色噴泉；結(jié)論:①氨氣極易溶于水②氨水顯堿性現(xiàn)象:噴

泉

實(shí)

驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)5-6】1.形成原理：容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差2.產(chǎn)生壓強(qiáng)差原理：

容器內(nèi)氣體極易溶于水（或容器內(nèi)氣體易與溶液反應(yīng)），使容器內(nèi)壓強(qiáng)迅速降低，在外界大氣壓的作用下，外部液體快速進(jìn)入容器，通過(guò)尖嘴導(dǎo)管噴出，形成噴泉。3.實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是什么？a.燒瓶要干燥；b.裝置不漏氣；c.氣體應(yīng)純度高收集滿。噴

泉

實(shí)

驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)5-6】由于氨氣是用向下排空氣法收集的，一定含有少量空氣。4.噴泉停止后，為什么燒瓶不能被水完全充滿？5.常見形成噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體與試劑：氣體HClNH3CO2、SO2NO2+O2吸收劑水或堿溶液水或酸溶液堿溶液水或堿溶液【思考3】如何引發(fā)下圖的噴泉實(shí)驗(yàn)？方法一：用熱毛巾捂錐形瓶。方法二：加熱錐形瓶?jī)?nèi)的水至沸騰，增大錐形瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)。2.化

學(xué)

性

質(zhì)（1）與水反應(yīng)

NH3+H2O

NH3·H2O

NH4+

+OH-一、氨（NH3）【思考4】氨水的主要成份有哪些？氨水與液氨有何區(qū)別？氨水液氨一水合氨物質(zhì)分類組成成分主要性質(zhì)

NH3·H2O、H2O、NH3、

NH4+、OH-、H+（少量）NH3分子NH3·H2O混合物（NH3的水溶液）純凈物（非電解質(zhì)）純凈物（電解質(zhì)）能導(dǎo)電，具有堿的通性不導(dǎo)電不具有堿性不導(dǎo)電，具有堿性易揮發(fā)、不穩(wěn)定、易分解棕色試劑瓶，避光密封

一水合氨不穩(wěn)定NH3·H2O=NH3↑+H2O（2）與酸反應(yīng)

一、氨（NH3）（2）與酸反應(yīng)

一、氨（NH3）原理：NH3＋

HCl=NH4Cl現(xiàn)象：原因：NH3與HCl相遇迅速反應(yīng)生成固體小顆粒有大量白煙產(chǎn)生（2）與酸反應(yīng)

一、氨（NH3）【思考5】濃氨水遇濃硫酸、濃硝酸也會(huì)產(chǎn)生白煙嗎？解析：濃氨水遇濃硫酸不產(chǎn)生白煙，遇濃硝酸產(chǎn)生白煙。產(chǎn)生的白煙實(shí)際是氨氣與揮發(fā)性酸的蒸氣反應(yīng)生成的鹽。揮發(fā)性酸：HCl、HNO3等；難揮發(fā)性酸：H2SO4、H3PO4等。NH3+HCl=NH4ClNH3+HNO3=（白煙）NH4NO3可用于檢驗(yàn)氨氣的存在（白煙）（3）還原性

一、氨（NH3）①氨的催化氧化（工業(yè)制硝酸的第一步）4NH3+5O2催化劑4NO+6H2O②與Cl2反應(yīng)8NH3+3Cl2=

N2+6NH4Cl（氨氣過(guò)量）2NH3+3Cl2=

N2+6HCl（氨氣少量）此反應(yīng)為濃氨水檢驗(yàn)氯氣管道是否泄漏的原理。（3）還原性

一、氨（NH3）【思考6】檢驗(yàn)氨氣的方法有哪些？1、濕潤(rùn)的石蕊試紙

＝>

變藍(lán)；2、蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近

＝>

產(chǎn)生白煙。3.用

途一、氨（NH3）1．液氨汽化時(shí)要吸收大量的熱，使周圍溫度急劇降低，常用作制冷劑。2．氨是氮肥工業(yè)及制造硝酸、銨鹽、純堿等的重要原料。3．氨是有機(jī)合成工業(yè)的常用原料（如制尿素、合成纖維、燃料等）。概念：由銨根離子(NH4＋)與酸根離子組成的化合物。二、銨鹽銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥。

如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3等。物理性質(zhì)：絕大多數(shù)銨鹽白色或無(wú)色晶體，且易溶于水。化

學(xué)

性

質(zhì)二、銨鹽（1）不穩(wěn)定性——受熱易分解

△(NH4)2CO3==2NH3↑+CO2↑+H2O2NH4NO3==========2N2↑＋O2↑＋4H2O高溫或猛烈撞擊二、銨鹽（2）與堿反應(yīng)

NaOH

＋

NH4NO3=NaNO3＋H2O＋

NH3↑Ca(OH)2＋2NH4Cl=

CaCl2＋2H2O＋2NH3↑OH-＋NH4+=

H2O＋NH3↑在實(shí)驗(yàn)室中，常利用銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生氨這一性質(zhì)來(lái)檢驗(yàn)銨根離子的存在和制取氨。三、NH4+

的檢驗(yàn)(1)取少許樣品于試管中，加入堿后加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近管口，若試紙變藍(lán)，則證明樣品中含有NH4+。(2)取少許樣品于試管中，加入堿后加熱，用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙產(chǎn)生，則證明樣品中含有NH4+

。銨鹽(NH4+)無(wú)色氣體(NH3)試紙變藍(lán)蘸有濃HCl的玻璃棒產(chǎn)生白煙四、氨的實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)探究四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法（2）裝置：（3）干燥：（1）原理：固+固→加熱型2NH4Cl+Ca(OH)2

=CaCl2+2H2O+2NH3↑用堿性干燥劑

堿石灰（CaO、NaOH）注意：無(wú)水CaCl2不能干燥NH3（形成CaCl2·8NH3)四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法（4）收集：向下排空氣法(導(dǎo)管要伸到試管底部)a.用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙(變藍(lán))b.用蘸有濃HCl的玻璃棒接近試管口(白煙)（5）驗(yàn)滿：①防止與空氣對(duì)流，使收集的氨氣不純；（6）棉花的作用：②抑制氨氣逸出，避免污染空氣。四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法（7）尾氣吸收：稀硫酸溶液或水(注意防倒吸)方法化學(xué)方程式（或原理）氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水

濃氨水+固體NaOH濃氨水+固體CaO四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法【思考7】實(shí)驗(yàn)室中還可以用哪些方法制氨氣?

NH3·H2O=NH3↑＋H2ONH4Cl分解產(chǎn)生的NH3和HCl遇冷會(huì)再次化合為NH4Cl，不能用于制取NH3加熱NH4Cl能制取NH3嗎？

NaOH、CaO的作用：①溶于水或吸水后放熱，促使氨水分解；②增加溶液中的OH-濃度，有利于NH3的放出PART3硝酸

酸雨及防治運(yùn)輸硝酸的鋁槽車發(fā)生泄露事故，造成大量紅棕色煙霧，現(xiàn)場(chǎng)可聞到刺鼻的氣味。消防人員運(yùn)來(lái)純堿進(jìn)行處理，以便防止其擴(kuò)散并污染黃河。思考：為什么可以用純堿處理泄漏出來(lái)的硝酸？運(yùn)輸濃硝酸的鋁槽車泄露無(wú)色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體1.物理性質(zhì)純硝酸是

色、易

、有

氣味的液體，比水重(ρ=1.5027g/cm3)，沸點(diǎn)是83℃，與水以任意比例互溶。常用濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為69%，98%以上的硝酸叫

。

無(wú)揮發(fā)刺激性發(fā)煙硝酸一、硝酸①濃硝酸見光或受熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)4HNO3(濃)====4NO2↑+O2↑+2H2O△或光照②貯存(1)HNO3的不穩(wěn)定性一般將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，并避光放置于陰涼處2.化學(xué)性質(zhì)

(3)HNO3的強(qiáng)氧化性【實(shí)驗(yàn)5-8】

如圖5-14所示，在橡膠塞側(cè)面挖一個(gè)凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。向兩支具支試管中分別加入2mL濃硝酸和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應(yīng)。①與Cu反應(yīng)稀硝酸濃硝酸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)緩慢,有少量氣泡產(chǎn)生,__________,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生反應(yīng)劇烈,有__________產(chǎn)生,__________,液面上有________氣體產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論銅與稀硝酸常溫下緩慢反應(yīng)生成_____氣體銅與濃硝酸常溫下劇烈反應(yīng)生成_____氣體溶液變藍(lán)大量氣泡溶液變綠紅棕色NONO2①與Cu反應(yīng)Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)===

3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O濃硝酸的還原產(chǎn)物為NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物為NO硝酸的濃度不同，與金屬反應(yīng)的產(chǎn)物也不同。②常溫下濃硝酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化加熱時(shí)：Al+6HNO3(濃)===Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O△Fe+6HNO3(濃)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O△(3)HNO3的強(qiáng)氧化性C+4HNO3（濃）===2H2O+4NO2↑+CO2↑△S+6HNO3(濃)===H2SO4+6NO2↑+2H2O△③

與非金屬反應(yīng)硝酸能與許多還原性化合物反應(yīng):

【小結(jié)】濃硫酸、稀硝酸、濃硝酸都是強(qiáng)氧化劑，這種氧化性都不是由H+表現(xiàn)出來(lái)的，所以不會(huì)產(chǎn)生H2，濃硫酸一般生成

，濃硝酸一般生成

,稀硝酸生成

，像這樣的酸稱為氧化性酸。SO2

NO2

NO能使不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。濃硝酸和