高考化学总复习第四单元第4讲氮及其重要化合物教案新人教版Word文件下载.docx
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⑩
溶解性
毒性
(跟血红蛋白结合)
与水反应
不反应
3NO2+H2O2HNO3+NO
与氧气反应
对环境的
影响
NO与血红蛋白结合使人中毒,NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层
1.氮气与氧气反应的条件为放电,而一氧化氮与氧气在常温下就可反应,且反应较快。
2.N2O42NO2的正反应为吸热反应。
3.二氧化氮气体中存在一定量的四氧化二氮。
二、氨气和铵盐
1.氨气
色有 气味的气体,密度比空气 ,易液化,极易溶于水(1∶700)。
(2)化学性质
a.还原性:
与氧气反应:
。
b.与酸反应
与氯化氢气体反应:
,现象:
;
应用:
用于NH3与挥发性酸的互相检验。
c.与水反应:
, ,氨的水溶液叫氨水,呈弱碱性。
(3)用途:
化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。
2.氨气的实验室制法——加热固态铵盐和碱的混合物(装置如图所示)
反应原理→
反应装置→固体+固体气体(与用KClO3或KMnO4制
O2的装置相同)
净化装置→用 干燥
收集装置→用 法。
收集时,一般在管口塞一
团棉花球,可减小NH3与空气的对流速率,收集
到更纯净的NH3
验满方法→
(1)将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变
(2)将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有
产生
3.铵盐
都是无色或白色晶体,易溶于水。
(2)化学性质
Ⅰ.不稳定性
a.NH4Cl受热分解:
。
b.NH4HCO3受热分解:
Ⅱ.与碱反应(离子方程式)
a.在稀溶液中不加热:
b.加热时或浓溶液:
(3)NH4+的检验
1.NH3是中学化学中唯一的碱性气体,可在推断题中作为解题的突破口,确定NH3的存在。
2.氨水的成分是三分子:
NH3、NH3·
H2O、H2O,三离子:
NH4+、OH-、H+,氨水呈弱碱性。
计算氨水浓度时,溶质视为NH3。
3.NH4Cl受热易分解:
NH4ClNH3↑+HCl↑,NH3和HCl不共存:
NH3+HClNH4Cl,但这两个反应不是可逆反应。
三、硝酸
1.物理性质
硝酸是 色易挥发的液体,有 气味。
2.化学性质
(1)不稳定性
a.反应:
b.市售浓硝酸呈黄色的原因:
硝酸分解生成的 溶解在硝酸里。
c.硝酸保存在 试剂瓶中,置于冷暗处,不能用 塞。
(2)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;
常温时浓硝酸会使铁、铝钝化。
a.与金属反应(化学方程式)
稀硝酸与铜反应:
;
浓硝酸与铜反应:
b.与非金属C的反应:
c.与还原性化合物反应:
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应:
(离子方程式)。
1.浓、稀硝酸均具有强氧化性,浓度越大,氧化性越强,其还原产物的价态越高。
2.浓硝酸能使紫色石蕊试液变红,加热褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。
3.常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生钝化,故常温下,浓硝酸可用铁桶盛放。
4.纯净的硝酸是无色的液体,但实验室里的浓硝酸常显黄色,消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气(或O2),发生的反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3。
①N2+O22NO ②N2+3H22NH3
③3Mg+N2Mg3N2 ④N2O ⑤NO ⑥NO2
⑦N2O4 ⑧N2O3、N2O5 ⑨无色无味气体 ⑩红棕色有刺激性气味的气体 难溶于水 易溶于水且与水反应 有毒 有毒 2NO+O22NO2 无
刺激性 小 4NH3+5O24NO+6H2O
NH3+HClNH4Cl 产生白烟 NH3+H2ONH3·
H2O NH3·
H2ON+OH-
2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
碱石灰 向下排空气 蓝 白烟 NH4ClNH3↑+HCl↑ NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O NH4++OH-NH3·
H2O N+OH-NH3↑+H2O 无 刺激性 4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑ NO2 棕色 橡胶 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O
1.牢记1条转化主线
N2NH3NONO2HNO3NH4NO3
2.特殊的颜色
NO2为红棕色气体。
3.特殊的检验
(1)NO:
无色气体遇到空气变成红棕色。
(2)NH4+:
NH4+无色气体变蓝
4.重要的化学方程式
(1)N2+O22NO
(2)3NO2+H2O2HNO3+NO
(3)2NO2N2O4
(4)NH3+HClNH4Cl(有白烟生成,用于检验氨气)
(5)4NH3+5O24NO+6H2O
(6)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(7)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(8)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(9)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
见《自学听讲》P78
氮气及氮的常见氧化物
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)氮的氧化物都是大气污染物,其中NOx是造成光化学烟雾的主要因素。
( )
(2)标准状况下,22.4LNO2气体中含有NA个NO2分子。
(3)NO既可以用排水法收集,又可以用排空气法收集。
(4)制NO2时,用水或NaOH溶液吸收尾气。
(5)工业上利用合成氨实现人工固氮不涉及氧化还原反应。
(6)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。
(7)NO能够与人体中血红蛋白结合,造成人体缺氧中毒。
答案
(1)√
(2)×
(3)×
(4)×
(5)×
(6)×
(7)√
2.你是如何理解“‘活泼’的氮原子,‘孤僻’的N2分子”的?
答案 根据氮在元素周期表中的位置,可知氮元素是一种活泼的非金属,但N2很稳定,因为氮气分子存在键,键能很大,分子结构稳定。
3.试用化学方程式表示“雷雨发庄稼”的原理。
答案 ①N2+O22NO
②2NO+O22NO2
③3NO2+H2O2HNO3+NO
4.如何鉴别NO2与溴蒸气?
答案 NO2和Br2在性质上有不少相似性,例如:
①均具有氧化性;
②溶于水均有酸生成;
③均可与碱反应;
④均为红棕色等。
因此不能用淀粉-KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别,但二者性质又有差别,可以用下列方法或试剂鉴别:
①AgNO3溶液;
②CCl4溶液;
③水洗法。
5.将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2mL无色气体,则原混合气体中O2的体积和剩余的2mL气体分别是( )。
A.1.2mL,NO B.2.4mL,O2
C.3.5mL,O2 D.4mL,NO
解析 解题依据的化学方程式:
4NO2+O2+2H2O4HNO3;
3NO2+H2O2HNO3+NO。
设O2的体积为x,剩余的气体有两种可能:
①若剩O2,则V剩=x-(12mL-x)=2mL,
解得x=4mL,B、C两项均不正确;
②若剩NO,则V剩=[(12mL-x)-4x]=2mL,
解得x=1.2mL,D项不正确,A项正确。
答案 A
一、常见的氮氧化物
1.氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4存在下列平衡:
2NO2N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。
2.验证某无色气体是NO的方法:
向无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色,即证明该气体为NO。
3.NO2既有氧化性又有还原性,以氧化性为主。
NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。
4.常见的NOx尾气处理方法
(1)碱液吸收法
2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。
一般适合工业尾气中NOx的处理。
(2)催化转化法
在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。
一般适用于汽车尾气的处理。
二、NOx和O2混合型计算题的规律总结
1.关系式法
(1)NO和O2的混合气体通入水中
由2NO+O22NO2和3NO2+H2O2HNO3+NO得总反应为4NO+3O2+2H2O4HNO3。
当体积比V(NO)∶V(O2)
(2)NO2和O2的混合气体通入水中
由3NO2+H2O2HNO3+NO和2NO+O22NO2得总反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3。
当体积比V(NO2)∶V(O2)
(3)NO、NO2和O2三种气体通入水中
先按3NO2+H2O2HNO3+NO计算出生成的NO体积,再加上原来混合气体中NO体积,再按
(1)计算。
2.电子守恒法
NOx转化为硝酸时失去电子,如果是NOx与O2的混合气体,则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
1.下列说法中正确的是( )。
A.氮气的化学性质不如磷活泼,故氮元素的非金属性弱于磷元素
B.磷酸比硝酸稳定,所以磷元素的非金属性比氮元素强
C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有:
N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
D.NO与O2反应生成NO2属于氮的固定
解析 氮原子半径小,得电子能力强,非金属性比磷强,A项错误;
不能依据含氧酸的稳定性大小比较元素的非金属性强弱,B项错误;
氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,D项错误。
答案 C
2.NO2可以用氢氧化钠溶液吸收,或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质,发生反应的化学方程式分别是2NO2+2NaOHM+NaNO3+H2O,8NH3+6NO27X+12H2O。
则M、X代表的物质的化学式分别是( )。
A.NaNO2、N2 B.HNO2、N2
C.NO、HNO3