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.docx

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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

第4讲　氮及其重要化合物

　　一、氮气及其常见氧化物

1.氮元素在自然界中的存在及氮的固定

2.氮气

（1）物理性质:

无色、无味气体,密度比空气略小,难溶于水。

（2）化学性质:

a.与氧气反应:

①　　　　　　　　　　　（导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮）; 

b.与氢气反应:

②　　　　　　　　　　　（工业合成氨的反应原理）; 

c.氮气与金属镁反应的化学方程式为③　　　　　　　　　　　。

3.氮的氧化物

（1）氮有多种价态的氧化物,如④　　　　、⑤　　　　、⑥　　　　、⑦　　　　、N2O3、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是⑧　　　　　　　　。

（2）NO和NO2的比较

性质

NO

NO2

色、态、味

⑨ 

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

不反应

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

（1）物理性质:

　　　　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

（1）物理性质:

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