导学案 氮.docx
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导学案氮
第四章第四节氮的氧化物、氨及硝酸
（第一课时）
【学习目标】
1.了解NO、NO2的物理性质，掌握其化学性质
2.了解NO与NO2之间相互转化的关系
3.掌握氮的氧化物溶于水的计算
4.了解SO2、NO2等对大气的污染及其防治
【温故知新】
1.常见的大气污染有哪些，如何防治？
2.俗话“一场雷雨，一场肥”，你知道当中蕴含的化学原理吗？
知识点一氮气N2
1.氮元素在自然界中主要以N2的形式存在，主要是因为N2的性质很稳定，通常很难与其他物质发生反应，氮的原子结构示意图为。
2.物理性质：
无色、无味气体，密度1.25g/L，难溶于水。
3.
高温、高压
催化剂
放电或高温
化学性质：
虽然N2在通常情况下很稳定，但在一定条件下也能发生如下反应
N2+O2=2NON2+3H2
2NH3
知识点二一氧化氮、二氧化氮NO、NO2
NO
NO2
物理性质
颜色、气味、状态
无色无味气体
红棕色刺激性气味气体
密度
略大于空气
大于空气
熔、沸点
低
低
溶解性
不溶于水
易溶于水，和水反应
毒性
有毒
有毒
化学性质
与水反应
不反应
3NO2+H2O=2HNO3+NO
还原性
2NO+O2=2NO2
—
特性
易结合人体血液中的血红蛋白，导致人体缺氧而中毒，中毒机理与CO类似
—
知识点三实验探究：
NO2与水的反应
实验步骤
实验现象
实验解释及结论
1.如图所示，将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中
①水进入试管，液面逐渐升高
②红棕色气体逐渐变为无色
③试管内液面上升至试管容积的2/3处
3NO2（红棕色）+H2O=2HNO3+NO（无色）
2NO（无色）+O2=2NO2（红棕色）
总的反应可以表示为：
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
2.当液面在试管中不再上升时，通过导气管通入少量O2，停止一会儿，等待液面上升
①无色液体变为红棕色，后又变为无色
②试管内液面上升
3.当液面停止上升，仍有气体剩余，可再通入少量O2，这样反复操作几次，直至液体充满整个试管
①无色气体变为红棕色，后又变为无色
②试管内液面上升
③反复操作几次，最终几乎无气体剩余，液体充满整个试管
工业上生产硝酸时，向吸收后的尾气中再通入适量的氧气，经过多次循环、氧化吸收，可充分利用原料，并减少NO的排放量，以保护环境。
知识点四二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1.来源
SO2：
主要来源于煤及石油制品等的燃烧和某些含硫的金属矿物的冶炼。
NO2：
主要来源于汽车尾气、硝酸厂的尾气等。
2.危害
直接危害人体健康，引起呼吸道疾病；引起酸雨，破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备的腐蚀。
3.酸雨
（1）pH＜5.6的降水称酸雨，主要是大气中的SO2和NO2溶于水后造成的。
（2）类型
①硫酸型：
SO2→H2SO3→H2SO4
②硝酸型：
NO2→HNO3
4.防治措施
（1）调整能源结构，发展清洁能源
（2）研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放
（3）加强工厂废气的回收处理
（4）改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气排放标准
知识点五氮的氧化物溶于水的计算
1.化学方程式法
（1）有关化学反应方程式：
3NO2+H2O=2HNO3+NO①4NO2+O2+2H2O=4HNO3③
2NO+O2=2NO2②4NO+3O2+2H2O=4HNO3④
（2）在化学方程式的应用中要注意：
a.利用氧化还原知识，从电子转移、化合价变化等角度去分析量的关系。
b.体积差量法的应用
c.原子、离子守恒（即反应前后各元素原子或离子个数不变）的应用
（3）不同情况及剩余气体的体积
序号
原气体
反应
剩余气体
剩余气体的量
（Ⅰ）
NO2
①
NO
V（NO2）
（Ⅱ）
NO2+NO
①
NO
V（NO）原+
V（NO2）
（Ⅲ）
NO2+O2
V（NO2）：
V（O2）=4：
1
③
无
0
V（NO2）：
V（O2）＜4：
1
③
O2
V（O2）原－
V（NO2）
V（NO2）：
V（O2）＞4：
1
①③
NO
[V（NO2）－4V（O2）]
（Ⅳ）
NO+O2
V（NO）：
V（O2）=4：
3
④
无
0
V（NO）：
V（O2）＞4：
3
④
NO
V（NO）原－
V（O2）
V（NO）：
V（O2）＜4：
3
④
O2
V（O2）原－
V（NO）
2.原子组成法
4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，即③④两反应的总反应式都与N2O5+H2O=2HNO3等效，这不仅是记忆③④二式的方法，也为上述问题的解决提供了新的思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断。
＜2：
5，O2剩余
N（N）:
N（O）=2：
5，恰好完全反应
＞2：
5，剩余NO
3.电子守恒法
当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合通入水中时，O2得电子，且得失电子数必须相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。
【自我测试】
1.右图是化学实验常用装置之一,若气体从右管进入,不能用来收集的气体
是（ ）
A.NOB.NO2
C.CO2D.SO2
2.如下图所示,试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物）,当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的气体不可能是（ ）
A.N2与NO2的混合气体
B.O2与NO2的混合气体
C.NO与NO2的混合气体
D.NO2一种气体
3.形成酸雨的主要原因是（ ）
A.未经处理的工业废水任意排放
B.大气中二氧化碳含量增多
C.工业上大量燃烧含硫燃料和以含硫矿石为原料冶炼金属
D.汽油不充分燃烧形成的碳氧化合物
4.下列关于NO的说法正确的是（ ）
A.NO是红棕色气体
B.常温下氮气与氧气反应可生成NO
C.NO溶于水可以生成硝酸
D.NO是汽车尾气的有害成分之一
5.下列物质中,属于“城市空气质量日报”报道的污染物的是（ ）
A.N2B.SO2C.CO2D.CO
6.（双选）空气中的CO、NO、NO2、SO2都能使人中毒,其中易与人体中的血红蛋白结合,使血红蛋白失去运载O2和CO2能力的是（ ）
A.COB.NOC.NO2D.SO2
7.（双选）区分某红棕色气体是溴蒸气还是NO2气体,可采用的试剂是（ ）
A.蒸馏水B.KI淀粉试纸
C.AgNO3溶液D.NaOH溶液
【课堂练习】
1.某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。
现将此无色混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色。
对于原混合气体成分的判断中正确的是（ ）
①肯定有SO2和NO ②肯定没有Cl2、O2和NO2
③可能有Cl2和O2 ④肯定只有NO
A.①②B.①③C.②④D.③④
2.在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和发生氧化反应的物质,其质量比为（ ）
A.1∶1B.1∶3C.1∶2D.4∶1
3.为除去混入NO中的少量NO2,应将气体通过（ ）
A.Na2CO3溶液B.NaHCO3溶液C.H2OD.浓硫酸
4.（双选）将盛有12mLNO2和O2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的体积是（ ）
A.1.2mLB.2.4mL
C.3.6mLD.4mL
5.下列说法正确的是（ ）
①正常雨水的pH为7.0,酸雨的pH小于7.0 ②严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染 ③使用二氧化硫和某些含硫化合物进行增白的食品会对人体健康产生危害 ④使用氯气对自来水消毒过程中,生成的有机氯化物可能对人体有害 ⑤食品厂产生的含丰富氮、磷营养素的废水可长期排向水库养鱼
A.①②③B.①④⑤
C.②③④D.③④⑤
6.将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2L（体积均在相同条件下测定）,则该氮氧化合物的化学式为（ ）
A.NO2B.N2O3
C.N2OD.N2O4
7.盛有NO和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中,过一段时间后,量筒内的气体体积减小为原来的一半。
则原混合气体中NO和NO2的体积比是（ ）
A.3∶1B.1∶3C.2∶1D.1∶2
8.利用右图所示装置收集以下8种气体（图中烧瓶的位置不得变化）
①H2 ②Cl2 ③CH4 ④HCl
⑤NH3 ⑥NO ⑦H2S ⑧SO2
（1）若烧瓶是干燥的,则由B口进气收集的气体有 （写序号）。
（2）若烧瓶充满水,可收集的气体有 ,这时气体由
进入。
（3）若烧瓶是干燥的,则由A口进气,可收集的气体有 。
（4）若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥,则可用此装置来干燥的气体有 ,这时气体由 口进入。
9.“可持续发展”是全球经济发展的共同课题,“珍惜地球,保护环境”已成为我国的基本国策。
汽车尾气（含有碳氢化合物、CO、SO2和NO等物质）是城市空气的污染源,治理方法之一是在汽车排气管上装一个“催化转化器”（用铂、钯合金作催化剂）,它的特点是使CO与NO反应,生成两种可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使碳氢化合物充分燃烧及SO2催化氧化。
（1）写出CO与NO在催化剂作用下的反应方程式:
。
（2）“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是 。
（3）下列控制城市空气污染源方法,可行的有 。
A.开发氢能源B.使用电动车
C.植树造林D.戴上呼吸面具
【课后练习】
1．酸雨是对降水呈酸性（pH小于5.6）的统称。
下列说法不正确的是（ ）
A．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨
B．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物
C．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
D．为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，对燃料脱硫处理
2．某集气瓶里的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片，振荡，得橙色溶液，气体颜色消失，再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是下列混合气中的（ ）
A．N2、NO2、Br2B．NO2、NO、N2
C．NO2、O2、NOD．N2、O2、Br2
3．（双选）现有NO2、O2的混合气体12mL，通入足量水中，充分反应后逸出气体2mL（同温同压下），则原混合气体中含氧气的体积是（ ）
A．1.2mLB．2.4mL
C．3mLD．4mL
4.发射“嫦娥一号”环月卫星运载火箭的推进剂引燃后，产生大量高温气体从尾部喷出。
该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体，其原因是（ ）
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2与NO反应生成CO和NO2
D．NO与H2O反应生成H2和NO2
5．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥的烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液溶质的物质的量浓度为（ ）
A.
mol·L－1B.
mol·L－1
C.
mol·L－1D.
mol·L－1
6．将3mol的NO2气体依次通入下列三个分别装有足量①NaHCO3饱和溶液 ②浓H2SO4 ③Na2O2的装置后，用排水法把残留气体收集起来，则收集到的气体是（同温、同压下测定）（ ）
A．1molNO
B．1molNO2和0.05molO2
C．2molO2
D．0.25molO2
7．将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为（ ）
A．NO2 B．N2O3C．N2O D．N2O4
8．某氮的氧化物是大气污染物之一，在一定温度和有催化剂存在下，该氧化物与氨气反应只生成氮气和水，若生成的氮气和水的物质的量之比为5∶6，该氧化物的化学式为（ ）
A．NOB．N2O3
C．NO2D．N2O5
9.如图所示，集气瓶内充满某混合气体，将集气瓶置于光亮处，然后
挤压胶头滴管使胶头滴管内的水进入集气瓶，发现烧杯中的水会倒
吸进入集气瓶，则集气瓶内的混合气体可能是（ ）
①CO、O2 ②NO、O2
③NO2、O2 ④N2、H2
A．①②B．②④
C．③④D．②③
10.某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，特进行如下实验（如下图所示）。
（1）图1两集气瓶中________（填“上”或“下”）瓶颜色深。
（2）图2中反应的现象是_________________________________。
（3）图3中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有________，说明NO2在该反应中显________性。
（4）由图2和图3中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式_______________________________________________________________。
11．已知NO不溶于水，NO2易溶于水，且与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
把盛有48mLNO和NO2混合气体的容器倒置于水中（保持同温同压），待液面稳定后，容器内气体的体积变为24mL，则：
（1）原混合气中，NO是__________mL，NO2是__________mL。
（2）若在剩余的24mL气体中，通入6mLO2，待液面稳定后，反应后容器内剩余气体体积为__________mL。
（3）若在剩余的24mL气体中，通入24mLO2，待液面稳定后，反应后容器内剩余气体体积为__________mL。
（4）若在原48mLNO、NO2中，通入__________mLO2再倒置于水中，气体会全部被吸收。
（第二课时）
【学习目标】
1.了解氨的物理性质，掌握氨的化学性质及实验室制法。
2.掌握铵盐的性质
3.铵根离子的鉴定
知识点六氮的固定
1.概念:
将游离态的氮转变为化合态的氮的方法
2.分类
分类
自然固氮
高温、高压
催化剂
人工固氮
生物固氮
放电
高能固氮
举例
豆科植物的根瘤菌固氮
N2+O2=2NO
N2+3H2
2NH3
知识点七氨的性质
1.物理性质
颜色状态
气味
密度
溶解性
沸点
无色气体
刺激性气味
0.771g/L（标况），比空气密度小
极易溶于水，1体积水大约溶解700体积NH3
-33.5℃（易液化）
2.喷泉实验
实验装置
操作及现象
结论
注意事项
①打开止水夹，并挤压滴管的胶头
②烧瓶中形成喷泉，瓶内液体呈红色
①氨气极易溶于水
②氨气的水溶液呈碱性
实验成功的关键：
①烧瓶要干燥
②实验装置气密性要好
③气体纯度较高
3.化学性质
（1）氨溶于水的反应：
氨的水溶液叫作氨水。
氨溶于水时，大部分NH3与H2O反应生成NH3▪H2O，NH3▪H2O部分电离成NH4+和OH-，所以氨水显弱碱性，因此氨水滴入酚酞溶液呈红色。
氨溶于水的过程存在下列可逆反应：
NH3+H2O
NH3▪H2O
NH4++OH-
NH3▪H2O不稳定，受热分解为NH3和H2O，NH3▪H2O=NH3↑+H2O
（2）氨气与酸的反应
①NH3+HCl=NH4Cl（产生大量白烟）
催化剂
△
②NH3+H2SO4=（NH4）2SO4
（3）氨的催化氧化：
4NH3+5O2=4NO+5H2O
（4）氨的用途
用途
催化剂
△
原理
制硝酸
4NH3+5O2=4NO+5H2O
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
制铵盐（化肥）
NH3+HNO3=NH4NO3
2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4
催化剂
△
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
制尿素
放热
吸热
2NH3+CO2=CO（NH2）2+H2O
液氨用作制冷剂
NH3（g）
NH3（l）
制纯碱
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
在有机合成工业中，如合成纤维、塑料、燃料等，NH3是一种重要的原料
4.
催化剂
△
催化剂
△
催化剂
△
催化剂
△
氨的实验室制备
反应原理：
2NH4Cl+Ca（OH）2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
棉花作用：
防止NH3与空气对流，使收集的气体纯净；吸收多余的NH3
收集方法：
向上排空气法
验满方法：
将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝。
知识点八铵盐
1.物理性质：
铵盐都是易溶于水的晶体，在水中的溶解度都很大。
2.化学性质
（1）受热易分解
NH4Cl=NH3↑+HCl↑
NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O
（NH4）2CO3=2NH3↑+CO2↑+H2O
（2）铵盐与碱的反应
（NH4）2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O
NH4NO3+2NaOH=NaNO3+NH3↑+H2O
【自我测试】
1.将空气中氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。
下面能实现人工固氮的是（ ）
A.闪电B.电解饱和食盐水车间
C.根瘤D.合成氨车间
2.施用碳酸氢铵、氯化铵等铵态氮肥能够促进农作物生长,但是铵态氮肥不能与碱性肥料如草木灰混合使用,其原因是铵态氮肥（ ）
A.易溶于水B.能与碱反应
C.受热易分解D.在水中易发生电离
3.下面对于铵盐的叙述:
①铵盐中氮元素都呈-3价;②铵盐都易溶于水;③铵盐只能跟碱反应,不能跟酸反应;④铵态氮肥不宜跟草木灰混合施用（草木灰溶于水显碱性）;⑤具有还原性,一定条件下可被氧化。
其中正确的是（ ）
A.②④⑤B.①②③C.②③④D.③④⑤
4.下列气体中,可用固体NaOH干燥的是（ ）
A.CO2B.Cl2C.HClD.NH3
5.现欲分离氯化钠和氯化铵的混合物,可采用的方法是（ ）
A.加入NaOH溶液B.加入AgNO3溶液
C.加热并冷却D.加入水
6.（双选）关于氨的下列叙述中,正确的是（ ）
A.氨易液化,因此可用来作制冷剂
B.氨易溶解于水,因此可用来做喷泉实验
C.氨极易溶解于水,因此氨水比较稳定
D.氨溶解于水显强碱性,因此可使酚酞试剂变为红色
【课堂练习】
1.下列含氮化合物的存在状态,能导电的是（ ）
A.NH3B.氨水
C.NH4ClD.NO和NO2的混合物
2.已知气体的摩尔质量越小,扩散速度越快。
右图所示为气体扩散速度的实验,两种气体扩散相遇时形成白色烟环。
下列关于物质甲、乙的判断正确的是（ ）
A.甲是浓氨水,乙是浓硫酸
B.甲是浓盐酸,乙是浓氨水
C.甲是浓氨水,乙是浓盐酸
D.甲是浓硝酸,乙是浓氨水
3.在8NH3+3Cl2
6NH4Cl+N2反应中,若有2molN2生成,发生氧化反应的氨气的物质的量是（ ）
A.16molB.8molC.4molD.3mol
4.某无色混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的某几种气体组成。
在恒温恒压条件下,将此混合气体通过浓硫酸时,总体积基本不变;通过过量的澄清石灰水,未见变浑浊,但混合气体的总体积减小;把剩余气体导出后,在O2中能够点燃,燃烧产物不能使CuSO4粉末变色。
则混合气体的成分是（ ）
A.CH4和NH3B.HCl、H2和CO
C.HCl和COD.HCl、CO和CO2
5.用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。
其原因是（ ）
①幕布的着火点升高②幕布的质量增加
③氯化铵分解吸收热量,降低了温度④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A.①②B.①③C.③④D.②④
6.用一充满氨气的烧瓶做喷泉实验,当水充满整个烧瓶后,烧瓶内的氨水的物质的量浓度是（按标准状况下计算）（ ）
A.0.045mol·L-1B.1mol·L-1
C.0.029mol·L-1D.不能确定
7.已知A、B、C、D为气体,E、F为固体,G是氯化钙,它们之间的转换关系如下图所示:
（1）D的化学式（分子式）是 ;E的化学式（分子式）是 。
（2）A和B反应生成C的化学方程式是 。
（3）E和F反应生成D、H和G的化学方程式是 。
8.按右图所示装置进行实验:
（1）实验开始一段时间后,可观察到锥形瓶口上方有白烟生成,还可
能观察到的其他现象有 。
有关化学方程式:
。
（2）由于气温的原因,上述实验一段时间后现象不太明显,需向锥形
瓶内加入下列哪种物质才能看到明显的现象 （填字母）
A.NaOH固体B.生石灰
C.浓硫酸D.NH4Cl固体
【课后练习】
1．有关NH3的实验较多，下列对这些实验原理的分析中正确的是（ ）
A．NH3极易溶于水，可以用来做喷泉实验
B．NH3的还原性可以解释NH3与HCl的反应
C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨
D．NH3液化时放出大量的热，因而，不能用氨作制冷剂
2．（双选）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（ ）
3.某混合气体可能有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸气中的一种或几种，当依次通过澄清石灰水（无浑浊现象）、氢氧化钡溶液（有浑浊现象）、浓硫酸、灼热的氧化铜（变红）和无水硫酸铜（变蓝）时，则可断定该混合气中一定有（ ）
A．HCl、CO2、H2 B．CO、H2、H2O
C．CO、H2、NH3D．HCl、CO、H2O
4．在实验室里可按如图所示装置干燥并收集气体R，且吸收多余的R气，则R是（ ）
A．CH4B．HCl
C．NOD．NH3
5．氨气是一种重要的工业原料。
工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。
下列说法错误的是（ ）
A．若管道漏气，遇氨就会产生白烟
B．该反应利用了Cl2的强氧化性
C．该反应属于复分解反应
D．生成1molN2有6mol电子转移
6．同温
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