氮及其化合物教學(xué)案

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載第四節(jié) 氮及其化合物（教、學(xué)案）考綱要求1 .了解氮單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2 .了解氮單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。命題熱點(diǎn)1 .以不同價(jià)態(tài)的氮考查氧化還原反應(yīng) .2 .以NO、NO2的制備考查 HNO3的性質(zhì)。3 .以氨和俊鹽的相互轉(zhuǎn)化考查 NH3、NH 4+的檢驗(yàn)及NH 3的實(shí)驗(yàn)室制法等。 全局性掌控本節(jié)重要知識(shí)有 N2、NO、NO2、NH3、HNO3、錢鹽的性質(zhì)及用途， NH3的制法, NH的檢驗(yàn)等，主要考查硝酸的強(qiáng)氧化性，如離子共存，氨氣的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室制法及相關(guān)探 究性實(shí)驗(yàn)，硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算，大氣污染等.硝酸的強(qiáng)氧化性一直是高考的熱點(diǎn)， 硝

2、酸與金屬的反應(yīng)也經(jīng)常出現(xiàn)，預(yù)測(cè)2013年的高考中氮及其化合物知識(shí)仍會(huì)與理論知識(shí)結(jié)合起來綜合考查.氮元素及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷正誤，啟迪思維1 .向氫氧化亞鐵中加入足量的稀硝酸：Fe（OH） 2+2H+ =Fe2+ + 2H2O（2010四川卷T9-b項(xiàng)）2 .CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在（2010山東卷T13-c項(xiàng)）3 .pH = 1的溶液中能大量共存的離子組：Fe"、NO、SO42+、Na+（2010江蘇卷T6-a項(xiàng)）4 .NO可用于某些疾病的治療 （2010上海卷T4-d項(xiàng)）5 .將NH3通入熱的CuSO4溶液中能使 Cu2+還原成 Cu（201

3、0 全國(guó)卷I T7 d項(xiàng)）拿攵本才回捫I方安區(qū)又基氮族元素概述氮族元素包括 五種元素，位于元素周期表的族。一、氮的單質(zhì)及其氧化物（一）氮?dú)獾卦谧匀唤缰幸?和 兩種形態(tài)存在，游離態(tài)的氮均以 形式存在,N2占空氣體積的 左右。1 .物理性質(zhì)：。2 .分子結(jié)構(gòu)：電子式為 。結(jié)構(gòu)式為 。由于氮?dú)夥肿又械?NEN鍵很 牢固，斷裂需很多能量，所以通常狀況下,氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑。3 .氮的固定(1)氮的固定的定義(2)氮的固定種類氮的固定分 和 兩種。自然固氮又有 和 兩種。雷電固氮的化學(xué)方程式為 (汽車引擎中也有此反應(yīng)發(fā)生，因此汽車尾 氣中含有氮的氧化物會(huì)污染大氣)。目前工業(yè)上人工固氮的方法主要是合

4、成氨，其反應(yīng)的化學(xué)方程為 N 2加熱時(shí)可以和鎂反應(yīng)：(二)氮的氧化物1 .氮的氧化物有多種： ,其中 和 分別為 和 的酸酎，而中學(xué)化學(xué)重點(diǎn)研究的是NO和NO2兩種氧化物。2 .NO和NO 2的性質(zhì)1 .物理性質(zhì)氨氣是無色有 氣味的氣體，易液化(液態(tài)氨稱為液氨，常用做制冷齊 。極 宏溶于水，常溫常壓下，1體積水能溶解約 700體積的NH 3,其水溶液稱為氨水。2 .分子結(jié)構(gòu)電子式為結(jié)構(gòu)式分子空間構(gòu)型3 .化學(xué)性質(zhì)(1)與水反應(yīng)化學(xué)方程式 水溶液顯性，原因是 (用電離方程式表示)(2)液氨和氨水的區(qū)別NH3+H2O"NH 3 H20 'NH 4 + OH ,氨水呈堿性。液氨氨水

5、物質(zhì)成分微粒種類主要性質(zhì)存在殺件(3)與酸反應(yīng)實(shí)質(zhì)：NH3與 也、H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為 與CO 2等酸性氧化物反應(yīng)： (4)與鹽溶液的反應(yīng)：將氨水分別加入下列溶液中被滴試劑現(xiàn)象離子方程式FeC13A1C13AgNO3(5)還原性氨與氧氣反應(yīng)： 。此反應(yīng)叫氨的催化氧化，是工業(yè)上 制取硝酸的基礎(chǔ)。與其他氧化劑反應(yīng)(O2 NO CuO Cl 2適當(dāng)條件反應(yīng))(6)制法實(shí)驗(yàn)室制法：工業(yè)制法：.(7)用途：制HNO3、俊鹽、純堿、尿素、制冷劑等。三、錢鹽一一氮肥農(nóng)業(yè)上常用錢鹽作為氮肥。1 .物理性質(zhì)：2 .結(jié)構(gòu)(1) NH4+電子式 (2)錢鹽中存在 鍵和 鍵。3 .化學(xué)性質(zhì)(1)受熱分解(

6、以 NH4HCO 3和NHJCL為例)(2)鏤鹽與堿反應(yīng) 以NH4C1和NaOH為例(3)錢鹽的水解 4、NH4+的檢驗(yàn)四、硝酸1 .硝酸的物理性質(zhì)純硝酸是無色，易揮發(fā)，有刺激性氣味的液體能與水以任意比混溶常用的濃HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約為69%, 98%以上的濃HNO 3在空氣中由于揮發(fā)出 HNO 3而產(chǎn)生“發(fā)煙”現(xiàn)象， 通常叫做發(fā)煙硝酸。2 .硝酸的化學(xué)性質(zhì)（1）強(qiáng)酸性：,具有酸的通性。（2）不穩(wěn)定性： 。濃硝酸常呈黃色是因?yàn)?硝酸的存放存（3）強(qiáng)氧化性與金屬反應(yīng)a.除金、伯外，幾乎所有金屬都能與HNO3發(fā)生反應(yīng)，被氧化成最高價(jià)硝酸鹽。b.Cu分別與濃HNO 3、稀HNO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程

7、式為：c.鐵、鋁遇冷的濃HNO3或濃H2SO4會(huì)發(fā)生鈍化，故可用鐵、鋁容器貯存冷的濃 HNO3、 濃H2SO4。叫做王水，能溶解金、鉗等不溶于硝酸的金屬。與非金屬反應(yīng)（如濃硝酸和碳反應(yīng)） 與其他還原性化合物或離子（如HBr、HI、S2-、SO2、SO32-、Fe2+等）反應(yīng)，3、硝酸的制法：工業(yè)制法：實(shí)驗(yàn)室制法：NO3-的檢驗(yàn)方法氮白勺氧化物溶于水的計(jì)算練習(xí)：1 .如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體（可能是混合物），當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴?的水槽中時(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不 能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的可能是什么氣體

8、（）A.可能是N2與NO2的混合氣體B.只能是O2與NO2的混合氣體C.可能是NO與NO2的混合氣體D.只能是NO 2 一種氣體2 .如圖所示，當(dāng)向試管內(nèi)通入 21 mL O2時(shí)，最后試管中的液面仍在原來的位置，則原試管中NO為（）A. 6 mLB. 12 mLC. 16 mLD. 18 mL3.容量為10 mL的試管，充滿 NO2和O2的混合氣體，把試管倒立在水槽中，充分反應(yīng)后， 試管中尚有1 mL氣體，則原混合氣體中各成分的體積各為多少？考點(diǎn)二：氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法及性質(zhì)1 .噴泉實(shí)驗(yàn)（1） 噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵盛氣體的燒瓶必須干燥；氣體要充滿燒瓶； 燒瓶不能漏氣（實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性）；

9、所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。（2） 常見的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置噴泉實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴，為此可設(shè)計(jì)多種不同的裝置和采用不同的操作（如使氣體溶于水、熱敷、生成氣體、發(fā)生氣體體積減小的反應(yīng)等）來使噴泉產(chǎn)生。練習(xí)例 3利用如圖以4證NH 3和 HCl137所示的裝置，的有關(guān)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前（1）若要在燒瓶n中產(chǎn)生噴泉”現(xiàn)象,燒瓶I中不產(chǎn)生噴泉”現(xiàn)象，其操作方法（2） 若先打開滴 管， 在 燒 瓶a 、 c 活塞，再擠壓膠頭中 可 觀 察 到開關(guān)，在燒瓶I中產(chǎn)生n 中 不 產(chǎn) 生擠 壓 膠“噴 泉頭滴管 和“噴泉現(xiàn)象，其控制活現(xiàn)象，燒瓶操作方5.有關(guān)氨氣的實(shí)驗(yàn)較多，下列對(duì)這些實(shí)

10、驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)原理的分析中，正確的是 （）A.某同學(xué)將收集到的一大試管氨氣倒扣在盛滿水的燒杯中，充分吸收后試管中還有少量氣體，該同學(xué)用紅色石蕊試紙檢驗(yàn)該氣體中可能含有氨氣B.氨水中滴入酚猷變紅，是因?yàn)榘睔饽茈婋x出氫氧根離子C.因氨水中的氨主要以 NH 3 H2O的形式存在，故 25%的氨水是指每100 g氨水中含NH3 H2O 25 gD. NH 3 H2O的熱不穩(wěn)定性可以解釋實(shí)驗(yàn)室中用加熱氨水的方法制取氨氣2實(shí)驗(yàn)室制法(1)原理(2)裝置：(3)收集方法；(4)干燥：(5)驗(yàn)滿方法：用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)色；將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生.(6)尾氣處理：收集時(shí)，一般

11、在管口塞一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球，可減小 NH3與空氣的對(duì)流速度，收集到純凈的NH3,同時(shí)也可避免污染空氣.練習(xí)6、氨氣的三種實(shí)驗(yàn)室制法常見裝置1 .若用固體NH4C1和消石灰制取氨氣， 則采用哪種裝置？反應(yīng)原理是什么？如何制得干燥 的氨氣？如何驗(yàn)滿？2 .若采用加熱濃氨水的方式制取NH3,則采用哪種裝置?3 .若圖2的分液漏斗中盛有濃氨水，則燒瓶中的固體可選用何種物質(zhì)？反應(yīng)原理是什么?7、(2011汕頭龍湖第四次聯(lián)考)某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取NH3進(jìn)行了如下設(shè)計(jì):(1)甲同學(xué)擬用濃氨水和固體NaOH制取NH3,并用圖I裝置作為 NH 3的發(fā)生裝置.寫出固體NaOH的作用為 （2）乙同

12、學(xué)建議，把教材中實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的收集裝置由大試管改為集氣瓶且瓶口向上來收集氨氣，并確保不污染環(huán)境.請(qǐng)你根據(jù)其設(shè)想回答：若用排空氣法收集 NH 3,請(qǐng)?jiān)趫Dn的方框內(nèi)畫出其氣體收集裝置和尾氣吸收裝置，標(biāo)出 所用的試劑（自選）名稱.若用排液取氣法收集 NH 3,可選用的試劑是 （填序號(hào)）.A. H2OB.濃 H2SO4C. CCl 4D.飽和 NaCl溶液小組在實(shí)驗(yàn)室制熱生石灰與氯化儀 器 及 裝 置 有變式題某課外備氨氣，并進(jìn)行有關(guān)氨氣的性質(zhì)探究。（1）該小組 同學(xué)加鏤的混合物制取干燥的氨氣。 應(yīng) 該 選 用 的（填字母）。生化學(xué)139 所示 氨 催 化 氧 化 的 化 學(xué) 方 程 式 若實(shí)驗(yàn)時(shí)通

13、入氨氣的速率過快，在燒瓶中會(huì)出現(xiàn)白煙，該物質(zhì)的化學(xué)式為 。(3) 該小組同學(xué)以氨氣和二氧化碳為原料制備碳酸氫鏤。甲同學(xué)先將二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨氣；乙同學(xué)先將氨氣通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。請(qǐng)選擇合適的方案并說明原因。寫出檢驗(yàn)產(chǎn)物中有NH 4的方法。9、某研究小組進(jìn)行 NH 3有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。(藥品：濃氨水、氯化俊固體、氫氧化鈣固體、氫氧 化鈉固體、蒸儲(chǔ)水、堿石灰 ) (1)寫出實(shí)驗(yàn)室制取 NH 3的化學(xué)反應(yīng)方程式： 將NH3通入濱水中，有 N2生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH 3的裝置簡(jiǎn)圖(只寫編號(hào)，必要的塞子、),儀器是(2)從下圖中挑選所需儀器，裝配成快速制取干燥 玻璃

14、導(dǎo)管、膠皮管、固定裝置和尾氣處理裝置略去(3)實(shí)驗(yàn)小組關(guān)于用上述藥品快速制取氨氣的原理分析,f '.I >有道理的是(填序號(hào))o在NH3H20中有平衡NH3+H2ONH3H2ONH4+0H ,NaOH使平衡向左移動(dòng)。在NH3H20中有平衡NH3+H2O TNH3H2ONH4+0H ,NH4NO3使平衡向左移動(dòng)。NaOH溶于水時(shí)放熱，使體系溫度升高，NH 3的溶解度減小，會(huì)使部分 NH3逸出。NH 4C1會(huì)分解釋放出 NH 3。在快速制取 NH3時(shí)可以加入 NaN0 3固體，以便加快產(chǎn)生 NH 3。(4)用如圖甲所示裝置收集何判斷燒瓶中NH3 ：。(5) 圖 乙 中 膠 頭 滴瓶后

15、，觀察到的現(xiàn)象是考點(diǎn)三金屬與硝酸的反應(yīng)及有關(guān)計(jì)算規(guī)律技巧硝酸主要有四大性質(zhì)，即揮發(fā)性、不穩(wěn)定性、強(qiáng)酸性、強(qiáng)氧化性，學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)明確各性 質(zhì)的注意點(diǎn)，同時(shí)要注意與相似物質(zhì)的對(duì)比。1 .硫酸和硝酸的對(duì)比or's i' ivMr.四)步nk nTi百一所硝HTfi/if. 2分龍指"ri小歡l匕，門”心用 ” XL .g Z ftTJ 一叫曜<117。發(fā)11 V x ijJz dii，上 J -'ZJij' fj nt. fM /. 1 .1.Jl|7 ” “屯 Ei f"二箝21 J - <L 乂i'll n<j ;i>

16、; MS 、J j ih加 JjCl"我i上；一力fKfr 啟"太印N "1獨(dú)如J-向乜-f J，江坯L 小切s 1 7 可丁*N.JT力此1 I .才V n-小n kt f匕廣上,i-rr吸水住工作廣山短rvHNO3、H2SO4、HCl在化學(xué)反應(yīng)過程中，其濃度的變化往往引起反應(yīng)實(shí)質(zhì)的變化，解題 時(shí)應(yīng)充分重視。因濃H2SO4具有脫水性，濃 HNO3具有漂白性，在 pH試紙上分另IJ滴加稀 H2SO4、 濃H2SO4、稀HNO3、濃HNO 3,看到的現(xiàn)象分別是：2 .硝酸的氧化性強(qiáng)弱不是由HNO 3還原產(chǎn)物中氮元素化合價(jià)改變的多少?zèng)Q定的，而是由HNO 3中氮原子得電

17、子的難易程度決定的。3 .反應(yīng)規(guī)律4 .計(jì)算方法(1)原子守恒法(2)電子守恒法(3)離子方程式計(jì)算法練習(xí)10、(2009全國(guó)卷n )物質(zhì)的量之比為 2 : 5的鋅與稀硝酸反應(yīng)，若硝酸被還原的產(chǎn)物為N2O,反應(yīng)結(jié)束后鋅沒有剩余，則該反應(yīng)中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是()A.1：4B.1：5C. 2：3D.2：511、(2011青島三中月考)足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和 NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O 2(標(biāo)準(zhǔn)犬況)混合后通入水 中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸.若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol/L NaOH 溶液至Cu恰好完全沉淀，

18、則消耗 NaOH溶液的體積是()A. 60 mLB. 45 mLC. 30 mLD. 15 mL12將Mg、Cu組成的m g混合物投入適量稀 HNO 3中恰好完全反應(yīng)，固體完全溶解時(shí)收集到的還原產(chǎn)物NO氣體為0.896 L(標(biāo)準(zhǔn)況)，向反應(yīng)后溶液中加入2 mol/L NaOH溶液60 mL時(shí)金屬離子恰好沉淀完全，則形成沉淀的質(zhì)量為A. 2.04 gB. (m+2.04) g C. (m + 20.4) gD. 20.4 g13.中學(xué)化學(xué)中常見的幾種物質(zhì)存在如下關(guān)系，其中甲是黑色非金屬單質(zhì)，乙是生活中常見的金屬單質(zhì)，D是紅棕色氣體.(圖中部分產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去)/.U ru . t . t/匕

19、任內(nèi)外3打匕八一m父m仃互回答下列問題:(1)寫出甲與A的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 .(2)C的電子式是 .除去G固體中含有的H雜質(zhì)采用的方法是 .(4)A溶液與一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體反應(yīng)，生成一種鹽，該鹽的溶液呈酸性，其原因是(用離子方程式表示).(5)寫出由F轉(zhuǎn)化為E的離子方程式 ;將溶液F加熱蒸干、灼燒到質(zhì) 量不再減少時(shí)所得固體物質(zhì)的化學(xué)式為 .14如圖是用濃硝酸、銅片、水等試劑探究濃、稀硝酸的強(qiáng)氧化性并觀察還原產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)裝 置.I .濃硝酸的強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn)將銅片置于具支試管的底部，在分液漏斗中加入約 5mL濃硝酸，往具支試管中放入約 2mL濃硝酸，用排水法收集產(chǎn)生的氣體.(1

20、)具支試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式.(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到能證明濃硝酸具有強(qiáng)氧化性的現(xiàn)象n .稀硝酸的強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn)(3)上述反應(yīng)完成后，欲進(jìn)一步證明稀硝酸也具有強(qiáng)氧化性，緊接的簡(jiǎn)便、合理的實(shí)驗(yàn)操作 是.(4)能證明稀硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生NO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 (填寫代號(hào)).A. c中收集到無色氣味B. c中收集到的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色C. b中產(chǎn)生的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色m .實(shí)驗(yàn)反思(5)利用該裝置先進(jìn)行銅與濃硝酸反應(yīng)，再進(jìn)行銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，其好處是W .問題討論用等質(zhì)量的銅片與等體積的濃硝酸、稀硝酸(硝酸均過量)反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后所得溶液前者呈綠色，后者呈藍(lán)色.對(duì)此有兩種看法：兩者顏色

21、不同的原因是因?yàn)镃u2+濃度差異引起的.前者溶液呈綠色，是因?yàn)樯傻募t棕色NO 2溶解于溶液中引起的.(6)你認(rèn)為上述看法 (填 ”或 ”合理.若是合理，說明理由，若是合理，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明.高考題賞析1、(2011高考重慶卷)固態(tài)化合物A由兩種短周期元素組成，可與水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。甲組 同學(xué)用如圖裝置(夾持裝置略)對(duì)其進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。（1）儀器B的名稱是。（2）實(shí)驗(yàn)中，n中的試紙變藍(lán)，IV中黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色并有M生成，則出中的試劑為 ; IV中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 中的試劑為。（3）乙組同學(xué)進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)，但裝置連接順序?yàn)镮mIV n V VI,此時(shí)n中現(xiàn)象為,原因是 （4）經(jīng)上述反應(yīng)，2.5 g化合物A理論上可得0.56 L（標(biāo)準(zhǔn)犬況）M ;則A的化學(xué)式為7. （2010重慶，27,15分）某興趣小組用卜圉裝置探究氨的催化 氧化I141O ）翅催化氧化的化學(xué)方程式為 O（2）加燉玻璃管2 一段時(shí)間后，擠壓1中打氣球鼓人空氣,現(xiàn) 察到2中物質(zhì)呈紅熱狀態(tài)；停止加熱后仍能保持紅熱，該 反應(yīng)是 反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”八（3）為保證在裝置4中觀察到紅俅色氣體裝置3應(yīng)裝入:若取消3 .在4中僅觀察可大量白煙.原因是（4 ）為實(shí)現(xiàn)基催化軾化，也可用裝置5替換裝置（填裝普代號(hào)人化合物X為（只寫一種）.N如5