非金属及其化合物-氮及其化合物.ppt

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1、2011 年高考总复习,第四章 非金属及其化合物氮 及 其 重 要 化 合 物,岳西县汤池中学 秦万林2010.10,中国民用航空飞行学院位于成都平原的腹地四川省广汉市，校园建筑面积72万多平方米。历经51年的建设发展，已经形成了以工学为主，理、工、文、管等多学科协调发展的办学格局。设有飞行技术、交通运输、交通工程、热能与动力工程、英语等21个本专科专业，并在飞行技术与航空安全、交通运输规划、机务工程、航空人因工程等6个方向开展研究型硕士生培养，目前，各类在校学生10000余人，其中研究生120余人，留学生近100人，飞行学生3000余人。综合办学实力和整体水平居国内民航高校之首。在皖招生情况

2、：2005年29人，490分(480);2006年16人，527分(504);2007年29人，549分(505);2008年35人，544分(507).,考纲解读:,1、理解氮及其重要化合物（一氧化氮、二氧化氮、氨、硝酸）的重要性质。2、认识氮及其重要化合物在生产中的应用。3、了解氮的循环对维持生态平衡的意义。重点：氨、硝酸的重要性质；氨的实验室制法。,一、氮气：,（2）化学性质：,（1）物理性质：在常温下是一种无色、无味的气体；密度比空气略小；不溶于水；,通常情况下，很不活泼。Why?,在放电时与O2反应：,与H2反应：,与Mg等活泼金属元素反应：,N2+3Mg=Mg3N2,分子结构：,（

3、3）氮的固定：,氮分子中氮原子之间存在三键，键能大，很稳定。,在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。,2、NO：,氮元素的常见正价有：+1、+2、+3、+4、+5故氮氧化物种类多:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5,1、N2O:(俗称笑气，M=44g/mol，常见与其M相同的气体有CO2）,二、氮的氧化物,（a）物理性质：NO在常温下是一种无色的无体的气体；密度 比空气略小；不溶于水(收集方法？)；,（b）化学性质：,NO在常温下很容易与空气中的O2反应：2NO+O2=2NO2,（c）制法,3Cu

4、+8HNO3(浓)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,3、NO2：,()物理性质：NO2在常温下是一种红棕色，有刺激性气味的气体；密度大于空气；易溶于水。,()化学性质：,a.与水的反应：,3NO2+H2O=2HNO3+NO,氧化剂是:，还原剂是，两者物质的量之比为：.,b.强氧化性：能将KI溶液氧化，生成单质I2。,思考：怎样鉴别溴蒸气和二氧化氮气体？,c.化合反应：,如果将NO2与N2O4的平衡体系加压，则可以观察到_ _；如果将NO2与N2O4的平衡体系升温，则可以观察到_。,N2O4是火箭推进剂中的氧化剂：C2H8N2+2N2O4=2CO2+3N2+4H2O,颜色先变深后变浅,颜色

5、变深,()二氧化硫和氮氧化物的污染：,1、酸雨：正常雨水的PH？,2、光化学烟雾：氮氧化物、碳氢化合物等,思考：某酸雨区盛接的一次雨水，其PH随放置时间逐渐减小，最后基本不变。为什么？,1、NO与NO2的比较,刺激性气味,氧化性较强,3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2,2,4NO2+O2+2H2O=4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2,3,2,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,两个重要的反应方程式:,2、关于NO、NO2、O2混合气体溶于水的计算,例1：40mLNO和NO2的混合气体与20mLO2同时通入水中（混合气体事先装入体积为

6、60mL的试管中），充分反应后，试管里还剩下5mL气体（气体均已换算成标准状况下的体积），求原混合气体的组成。,设NO为xmol,NO2为ymol,3x x,1y y,1、若O2剩余,2、若NO剩余,例2：把盛有48mLNO、NO2混合气体的容器倒置于水中（同温同压），待液面稳定后，容器内气体体积变为24mL则(1)原混合气体中，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，容器内气体体积变为_mL(3)若在剩余的24mL气体中，通入24mLO2，待液面稳定后，容器内气体体积变为_mL(4)若在原48mL的NO、NO2气体中，通入_mLO2，倒置于水

7、面上，气体会全部被吸收。,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,8mL 6mL,16mL,24mL 18mL,6mL,18,12mL 9mL,36mL 9mL,酸的通性,、与指示剂作用：稀硝酸使蓝色石蕊试纸变红；浓硝酸使蓝色石蕊试纸先变红后褪色。,、与活泼金属反应,但不产生H2。,、与碱和碱性氧化物反应：比较与CuO、FeO 的反应。,、与盐反应：比较与Na2CO3、Na2SO3 的反应,2、化学性质,三、硝酸,1、物理性质,纯硝酸是无色、有刺激性气味、易挥发的液体；98%以上的硝酸叫发烟硝酸。,不稳定性,浓HNO3应避光保存在棕色瓶中。浓硝酸分解产生的NO2溶于HNO3而显黄色。,浓HNO3

8、、AgNO3、氯水、溴水等。,常见的需要放在棕色瓶中的溶液有哪些?,HNO3,强氧化性,要点一、HNO3 不管浓稀都具有强氧化性，且氧化性浓HNO3 强于稀HNO3；浓HNO3 的还原产物一般是NO2，稀HNO3 的还原产物一般是NO。,要点二、HNO3的强氧化性的具体体现：,()与金属反应：,a.几乎可和所有金属(除金、铂等)反应。(王水可溶解金、铂）,b.与金属反应不生成H2，呈现氧化性的不是H+而是HNO3,但由于H+的量决定HNO3的量，所以硝酸发生化学反应时要特别关注H+的量。,c.与金属反应硝酸既起氧化剂的作用，又起酸的作用。,d.铁、铝遇冷浓HNO3发生钝化，其原因是在铁、铝表面

9、氧化生成一层致密的氧化膜，阻止反应进一步发生。,练习1：某二价金属M分别与浓硝酸、稀HNO3反应,试写出化学方程式，并指明氧化剂、还原剂物质的量的比例。,练习2：Fe与过量稀HNO3反应、过量的Fe与稀HNO3反应的化学方程式。,规律：浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为高价氧化物或高价含氧酸。,()与非金属反应：,写出上述反应的化学方程式，指明体现了浓HNO3的哪些性质？,与含SO32-、Fe2+等的化合物反应。,练习：浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡：Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+，若向该溶液中滴加稀盐酸，则溶液的颜色（）A.平衡向左移动绿色变深 B.浓度减小绿色变

10、浅 C.平衡向右移动绿色变浅 D.Fe2+被氧化溶液变黄,NO3-在酸性溶液中具有强氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-，将I-、S2-氧化为I2、S。,()与含有还原性微粒的化合物反应：,与有机物的反应,硝基苯,硝酸乙酯,硝酸乙酯、硝化甘油、硝化纤维,硝基苯、三硝基甲苯,与含有苯环结构的蛋白质作用，呈黄色。,四、氨,1、氨分子的结构,三角锥形,极性分子,2、氨的物理性质：,分子间存在氢键,问题1:如何用NH3溶于水制氨水呢?说明具体操作和原理?,会倒吸,漏斗靠在液面,不能太上也不能太下,能否用喷泉实验来制浓氨水?试计算。,C=,烧瓶要干燥,气体要收满,装置的气密性

11、要好不能漏气.,喷泉实验是利用上下压强差。,喷泉实验：,标准状况：,问题2、标准状况下，两个等体积的干燥园底烧瓶中分别充满NH3、NO2，进行喷泉实验，经充分反应后，烧瓶内溶液的物质的量浓度分别为多少？,问题3、标准状况下：（）用NO2和O2按4：1体积比混合喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为多少？（）用NO2和O2按4：x体积比混合喷泉结束后，烧瓶内外压强相等，则:x1时,溶液的物质的量浓度为多少？0 x1时,溶液的物质的量浓度c的取值范围怎样？,3、氨的化学性质：,氨水是混合物能导电，而液氨是纯净物不导电。,酸溶液均能吸收NH3而生成铵盐。分别写出硫酸、硝酸、盐酸的反应方程式,

12、（3）氨气的还原性：,（1）、使湿润的红色石蕊试纸变蓝；（2）、与挥发性酸反应生成白烟,4、检验氨气的两种方法,试写出工业上制硝酸的化学方程式。,例:实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为:2NH3+3CuO=N2+3Cu+3H2O试回答:(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量m(CuO)、m(H2O)时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。,仪器连接的顺序(用字母编号表示,仪器可重复使用)；d中浓硫酸的作用是、_实验完毕时观察到a中的现象是；,b c a c d,吸收未反应的氨,防止空气中水分进入,固体由黑色转变为红色,列出计算Cu的相对原子质量

13、的表达式；下列情况将使测定结果偏大的是。(a)CuO未全部还原为Cu(b)CuO受潮(c)CuO中混有Cu(2)如果仍采用上述仪器装置,其他方案可选用测定的物理量有：(a)m(Cu)和m(CuO)(b)m(N2)和m(H2O)(c)m(Cu)和m(H2O)(d)m(NH3)和m(H2O),a、c,(2)弱碱性：NH3H2O NH4+OH-(工业上用氨水吸收SO2),5、氨水的性质:,(1)不稳定性：NH3H2O NH3+H2O(密封保存,棕色瓶),（二）、氨的实验室制法,2、实验室制法：,铵盐（氯化铵）与消石灰固体混合加热,只能用向下排空气法。,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，也可用玻璃棒蘸有

14、浓盐酸，靠近试管口。,a棉花的作用：为防止气体对流，提高收集氨气的速率和纯 度；也可用来吸收尾气。,常用碱石灰作干燥剂，不能用酸性干燥剂如浓H2SO4、P2O5等。,b不使用NaOH的原因：是加热时NaOH碱性强，容易腐蚀 试管。消石灰碱性相对弱，且比较疏松，氨气容易逸出。,c制取干燥氨气也不能用CaCl2作干燥剂：原因是 CaCl2和 NH3加合生成CaCl28NH3。,d尾气不能排放到大气中的原因:氨气有毒,污染环境,例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（）A B C D,氨的用途,性质特点,主要用途,易液化,作致冷剂,易溶于水跟水反应,制氨水,跟酸反应,制氨肥（化肥）,

15、决定,反映,1、NH4+形成和结构,铵根离子是氨分子与酸电离出来的氢离子通过共价键而形成的,NH3+H+=NH4+,（三）、铵盐、和NH4+的检验,2、铵盐性质,（1）易溶于水的无色离子晶体,（2）与碱反应,（3）水解反应,NH4+H2O NH3 H2O+H+,加热,（4）受热发生分解反应,非氧化性酸的铵盐，加热分解为氨和相应的酸或酸酐,气体遇冷形成白色固体,氧化性强的酸组成的铵盐，加热发生氧化还原反应，中学阶段不需掌握。,3、铵盐的检验方法,（1）用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）,（2）蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(产生白烟.),例1：某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：（1）在试管

16、中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是_ 溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是：（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是_溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是：,稀氨水和酚酞,氨水显碱性使酚酞变红，加热，氨气逸出，颜色变浅。,亚硫酸和品红,溶解的SO2使品红褪色，加热，SO2挥发，品红恢复原来的颜色。,例2：为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如下图所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气

17、的双连打气球。,（1）实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的是 _,用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳气赶走装置内的空气；,3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的化学方程式为_。装置E中开始时出现浅红棕色气体，用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色加深，产生上述现象的原因是 _。,CO2比空气重，从长管进入E，并没有把E中空气赶尽，致使部分NO先与未赶尽的空气生成少量红棕色NO2，当再从F鼓入空气时，E中有更多NO2生成，所以红棕色加深；,一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是_。（3）装置D的作用是。,二氧化氮与水反应有硝酸生成，硝酸与碳酸钙反应使沉淀溶解；,吸收NO、NO2、CO2尾气，防止污染大气。,再见！,