《氮及其化合物》ppt復習課件[20130414]

1、【例例1】(2012年年山東山東高考高考)下列由相關實驗現象所推出的下列由相關實驗現象所推出的 結論正確的是結論正確的是( )。A.Cl2、SO2均能使品紅溶液褪色，說明二者均有氧化性均能使品紅溶液褪色，說明二者均有氧化性B.向溶液中滴加酸化的向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現白色沉淀，說溶液出現白色沉淀，說 明該溶液中一定有明該溶液中一定有SO42C.Fe與稀與稀HNO3、稀、稀H2SO4反應均有無色氣泡產生，說明反應均有無色氣泡產生，說明 Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應與兩種酸均發(fā)生置換反應D.分別充滿分別充滿HCl、NH3、NO2的燒瓶倒置于水中后液面均的燒瓶倒置于水中后液面均 迅速

2、上升，說明三者均易溶于水迅速上升，說明三者均易溶于水D一一.氮氣氮氣：2.化學化學性質性質:N : N: N = N1.物理物理性質性質：在常溫下是一種無色、無味的氣體；密度：在常溫下是一種無色、無味的氣體；密度 比空氣略小，不溶于水。比空氣略小，不溶于水。通常情況下，很不活潑。通常情況下，很不活潑。在放電時與在放電時與O2反應：反應：與與H2反應：反應： 與與Mg等等A族元素的反應：族元素的反應：N2+O2= 2NO放電放電N2+3H2 2NH3催化劑催化劑高溫高壓高溫高壓N2+3Mg=Mg3N2點燃點燃【練習練習】寫出】寫出Mg3N2與與H2O反應的化學方程式。反應的化學方程式。Mg3N2

3、 + 6H2O = 3Mg（OH）2 + 2NH3 2.NO： 氮元素的常見正價有：氮元素的常見正價有：+1、+2、+3、+4、+5 所以氮的氧化物種類較多所以氮的氧化物種類較多 ：如：如 N2O、NO、N2O3、 NO2、 N2O4 、 N2O5等。等。1.N2O：俗稱：俗稱笑氣笑氣，可作麻醉劑，可作麻醉劑，M=44g/mol，與其相，與其相 對分子質量相同的常見氣體有對分子質量相同的常見氣體有 。二二.氮氮的的氧化物氧化物（1）物理物理性質性質：NO在常溫下是一種無色、無氣味的在常溫下是一種無色、無氣味的 有毒有毒氣體（與人體氣體（與人體血紅蛋白血紅蛋白結合），密度比空氣結合），密度比空氣

4、 小，不溶于水。只能用排水法收集。小，不溶于水。只能用排水法收集。（2 2）化學化學性質性質： NO在常溫下在常溫下很容易很容易與空氣中的與空氣中的O2反應生成反應生成NO2： 2NO + O2 = 2NO2（紅棕色紅棕色）CO24NH3+5O2=4NO+6H2O催化劑催化劑 3.NO2：（1）物理物理性質性質：NO2在常溫下是一種在常溫下是一種紅棕色紅棕色、有刺激、有刺激 性氣味的氣體，密度大于空氣，易溶于水。性氣味的氣體，密度大于空氣，易溶于水。 3Cu+8HNO3( (稀稀)=)=3Cu(NO3)2+2NO +4H2O(3)(3)制法制法：工業(yè)制法：工業(yè)制法：實驗室制法：實驗室制法：Cu

5、和和稀稀HNO3反反應制應制NO。以以氨氨為原料為原料催化催化氧化氧化可制得可制得NO。（2）化學化學性質性質：與水的反應：與水的反應：3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+2CO=N2+2CO2（汽車尾氣凈化裝置里發(fā)生的反應）（汽車尾氣凈化裝置里發(fā)生的反應） NO2與與N2O4之間的平衡：之間的平衡： 如果將如果將NO2與與N2O4的平衡體系加壓，則可以觀察到的平衡體系加壓，則可以觀察到 _； 如果將如果將NO2與與N2O4的平衡體系升溫，則可以觀察到的平衡體系升溫，則可以觀察到 平衡體系的顏色平衡體系的顏色 _。 重點重點解析解析 顏色顏色先先變變深深后變后變淺淺變深變深2NO2 （

6、g ） N2O4 （g ） ；H= - 6.9KJ/mol(3)(3)實驗室制法實驗室制法: :Cu和濃和濃HNO3反應制反應制NO2。Cu+4HNO3(濃濃)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2OC.常溫下易轉化為常溫下易轉化為N2O4： NO2具有較強的氧化性，可使?jié)駶櫟木哂休^強的氧化性，可使?jié)駶櫟腒I淀粉淀粉試紙試紙變藍變藍。三三.氮氮氧化物氧化物有關計算有關計算1.原理原理:將將NO2(或或NO)和和O2同時通水中發(fā)生如下反應：同時通水中發(fā)生如下反應： 3NO2+H2O = 2HNO3+NO 2NO+O2 = 2NO2(1) 4NO2+O2+2H2O=4HNO3(2) 4NO+3O2

7、+2H2O=4HNO3以上兩個反應不斷循環(huán)，逐步計算非常復雜。以上兩個反應不斷循環(huán)，逐步計算非常復雜。通常用總反應式進行計算，可大大簡化計算，通常用總反應式進行計算，可大大簡化計算，兩個總反應式如下：兩個總反應式如下： 2.2.具體分析如下具體分析如下(1)如果是將如果是將NO2和和O2同時通入水中反應：同時通入水中反應：當當V(NO2) V(O2)=4 1時，恰好完全反應，無氣體剩余。時，恰好完全反應，無氣體剩余。當當V(NO2) V(O2)4 1時，時，NO2過量，剩余為過量，剩余為NO。4NO2+ O2+ 2H2O = 4HNO3 思考與交流思考與交流當當V(NO2) V(O2)=4 1

8、時，恰好完全反應，無氣體剩余，時，恰好完全反應，無氣體剩余，求生成硝酸的物質的量濃度。求生成硝酸的物質的量濃度。 解析解析C =4mol/（4+1） 22.4L =1/28mol/L =0.036mol/L(3)如果如果不是不是恰好恰好反應反應，則，則剩余剩余氣體只可能是氣體只可能是O2或或NO，不可能剩余不可能剩余NO2。(為什么？為什么？)（2）如果是將）如果是將NO和和O2同時通入水中反應：同時通入水中反應：當當V(NO) V(O2)=4 3時，恰好完全反應，無氣體剩余。時，恰好完全反應，無氣體剩余。當當V(NO) V(O2)4 3時，時，NO過量，過量，NO剩余。剩余。當當V(NO)

9、V(O2)4 3時，時，O2過量，過量，O2剩余。剩余。4NO+ 3O2+ 2H2O = 4HNO3 當當V(NO) V(O2)=4 3時，恰好完全時，恰好完全反應，無氣體剩余，求生成硝酸的物質的量濃度。反應，無氣體剩余，求生成硝酸的物質的量濃度。 思考與交流思考與交流 解析解析C =4mol/（4+3） 22.4L =1/39.2mol/L =0.026mol/L【例例1 1】將盛有將盛有12mlNO2和和O2混合氣體的量筒倒立于混合氣體的量筒倒立于水中，充分反應后，保持氣體壓強不變，還剩余水中，充分反應后，保持氣體壓強不變，還剩余2ml無色氣體，則原混合氣體中無色氣體，則原混合氣體中O2的

10、體積是的體積是( )。A.1.2ml B.2.4ml C.3.6ml D.4ml 解析解析設消耗的氧氣的體積為設消耗的氧氣的體積為x。4NO2+ O2+ 2H2O = 4HNO3 4 1 4x x（1）若氧氣有剩余，則）若氧氣有剩余，則 4x+x+2ml=12ml，x=2ml V（O2）=2ml+ 2ml=4ml（1）若有）若有NO2剩余，則實際余下的氣體為剩余，則實際余下的氣體為2mlNO，相當，相當 于剩余于剩余6ml NO2。 4x+x+6ml=12ml，x=1.2ml 則正確答案為則正確答案為A、D。AD不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性酸酸 性性氧化性氧化性與有機物反應與有機物反應哪些事實能說明硝酸具

11、有不穩(wěn)定性哪些事實能說明硝酸具有不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性 棕色瓶棕色瓶保存保存 久置硝酸顯久置硝酸顯黃色黃色 實驗室實驗室微熱微熱制硝酸制硝酸 請書寫硝酸分解的化學方程式。請書寫硝酸分解的化學方程式。 問題：為何高速公路上彌漫著大量紅棕色問題：為何高速公路上彌漫著大量紅棕色的煙霧？長久放置的濃硝酸為何呈黃色？的煙霧？長久放置的濃硝酸為何呈黃色？ 硝酸如何保存？硝酸如何保存？從氧化還原反應的角度分析理論探究：HNO3 NO2+ +光照光照或或？ 如何設計實驗裝置完成銅如何設計實驗裝置完成銅與硝酸的反應？與硝酸的反應？ 請說出所選試劑、儀器以及請說出所選試劑、儀器以及采用的裝置。采用的裝置。 稀硝

12、酸稀硝酸作品一作品一作品二作品二疑問疑問1 與稀硝酸反應為什么出現紅棕色？與稀硝酸反應為什么出現紅棕色？疑問疑問2 如何控制反應的開始和結束？如何控制反應的開始和結束？能看到產生無色氣體，遇空氣變紅棕色的過程；能看到產生無色氣體，遇空氣變紅棕色的過程；1可以做到反應隨時發(fā)生，隨時停止；可以做到反應隨時發(fā)生，隨時停止；2能防止有毒氣體污染空氣。能防止有毒氣體污染空氣。3探究活動探究活動銅與稀硝酸反應的實驗裝置銅與稀硝酸反應的實驗裝置實實驗驗要要求求排空氣排空氣接觸反接觸反應控制應控制理理論論探探索索氣體驅趕氣體驅趕1液體驅趕液體驅趕2抽離銅絲抽離銅絲1壓開液體壓開液體2作品三作品三液體驅趕液體驅

13、趕1壓開液體壓開液體2如何說明空氣已排盡？如何說明空氣已排盡？氣體驅趕氣體驅趕抽離銅絲抽離銅絲棉花棉花作品四作品四評價：評價： 裝置簡單，操作方便，裝置簡單，操作方便， 無污染，現象明顯，無污染，現象明顯， 但不能重復操作。但不能重復操作。 作品五作品五評價：評價： 非常巧妙地將有關非常巧妙地將有關Na與水反應的實驗遷與水反應的實驗遷移過來，而且操作簡單，移過來，而且操作簡單，現象明顯，無污染。現象明顯，無污染。 作品六作品六典例精析典例精析例2、下面是銅與稀硝酸反應的兩下面是銅與稀硝酸反應的兩個實驗裝置圖，請回答下列問題：個實驗裝置圖，請回答下列問題：29(15分)請回答下列實驗室中制取氣體

14、的有關問題。 (1)下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應制取適量氯氣的簡易裝置。直通高考直通高考20112011年湖北省高考題年湖北省高考題 裝置B、C、D的作用分別是： B_；C_ ；D_.向上排空氣法收集氯氣向上排空氣法收集氯氣安全作用，防止安全作用，防止D中的液體倒吸進入集氣管中的液體倒吸進入集氣管B中中吸收尾氣，防止氯氣擴散到空氣中污染空氣吸收尾氣，防止氯氣擴散到空氣中污染空氣(2)在實驗室欲制取適量在實驗室欲制取適量NO氣體。氣體。 下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是_（填序號（填序號)；根據所選的裝置完成下表根據所選的裝置完成下表(不需要的可不填不需要的

15、可不填)：簡單描述應觀察到的實驗現象簡單描述應觀察到的實驗現象 _ I銅屑和稀硝酸銅屑和稀硝酸發(fā)生發(fā)生NO氣體氣體水水排水收集排水收集NO氣體氣體主要是接收主要是接收B中排出的水中排出的水直通高考直通高考20112011年湖北省高考題年湖北省高考題反應開始時，反應開始時，A中銅表面出現無色小氣泡，反應速率逐漸加快，中銅表面出現無色小氣泡，反應速率逐漸加快，A管上部空管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\棕紅色，隨反應的進行又逐漸變?yōu)闊o色間由無色逐漸變?yōu)闇\棕紅色，隨反應的進行又逐漸變?yōu)闊o色,A中的液體由中的液體由無色變?yōu)闇\藍色；無色變?yōu)闇\藍色；B中的水面逐漸下降，中的水面逐漸下降，B管中的水逐漸流入燒杯管中

16、的水逐漸流入燒杯C中。中。 1. 1.某單質跟濃硝酸反應時參加某單質跟濃硝酸反應時參加反應的單質與硝酸的物質的量之反應的單質與硝酸的物質的量之比為比為1:41:4則該單質被氧化后元素則該單質被氧化后元素化合價可能為化合價可能為( )( )A.+1 B.+2 C.+3 D.+4A.+1 B.+2 C.+3 D.+4BD課堂練習課堂練習 2. 2.某溶液能與某溶液能與AlAl作用產生作用產生H H2 2，則該，則該溶液可能大量共存的離子組合是溶液可能大量共存的離子組合是（ ） A.NaA.Na+ + 、NONO3 3- - 、FeFe2+2+ 、K K+ + B.Cl B.Cl- - 、NaNa+

17、 + 、FeFe2+2+ 、K K+ + C.K C.K+ + 、I I- - 、NONO3 3- - 、H H+ + D. NO D. NO3 3- - 、 NaNa+ + 、NHNH4 4+ + HCO HCO3 3- -B 3. 3.制等質量的制等質量的Cu(NOCu(NO3 3) )2 2 消耗消耗HNOHNO3 3 最少的是（最少的是（ ）A.CuA.Cu和濃和濃HNOHNO3 3 反應；反應；B. CuB. Cu和稀和稀HNOHNO3 3 反應；反應；C.CuC.Cu2 2O O和濃和濃HNOHNO3 3 反應；反應；D.CuD.Cu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3和稀和

18、稀HNOHNO3 3 反應反應D 4. 4. 不同濃度的硝酸分別與足量不同濃度的硝酸分別與足量的鋅完全反應，還原產物分別是的鋅完全反應，還原產物分別是NONO2 2、 NONO和和NHNH4 4NONO3 3 ，若這些產物的，若這些產物的物質的量相等，則參加反應的物質的量相等，則參加反應的HNOHNO3 3 的物質的量之比是的物質的量之比是 （ ） A.2: 4: 5 B.1: 2: 5 A.2: 4: 5 B.1: 2: 5 C.1: 2: 2 D.1: 1: 1C.1: 2: 2 D.1: 1: 1B思維拓展例例1 1、某課外興趣小組為探究、某課外興趣小組為探究CuCu與稀硝酸反應與稀硝酸

19、反應生成的生成的NONO氣體設計了如圖所示裝置，請回答：氣體設計了如圖所示裝置，請回答：（1 1）如何檢驗裝置的氣密性）如何檢驗裝置的氣密性關閉分液漏斗活塞及止水夾關閉分液漏斗活塞及止水夾1 1、2 2，分別從，分別從U U型型管的管的1 1、2 2長管口注入液體，若出現液面高度長管口注入液體，若出現液面高度差，說明氣密性好。差，說明氣密性好。（2 2）實驗開始時打開止水）實驗開始時打開止水夾和分液漏斗活塞，先在夾和分液漏斗活塞，先在管管2 2中加濃硝酸與橡皮塞接中加濃硝酸與橡皮塞接觸然后關閉止水夾觸然后關閉止水夾1 1、2 2，從管從管1 1長管加入稀硝酸至橡長管加入稀硝酸至橡膠塞，關閉分液

20、漏斗活塞。膠塞，關閉分液漏斗活塞。為加快反應速率，應采取為加快反應速率，應采取什么措施什么措施 . .（3 3）實驗中硝酸與）實驗中硝酸與CuCu的反應，能否自動停的反應，能否自動停止止 . .為什么為什么 . .（4 4）在實驗中，證明生成的無色氣體是）在實驗中，證明生成的無色氣體是NONO的操的操作是：作是： . .能能隨反應生成氣體增多，壓強增大，液面下降，隨反應生成氣體增多，壓強增大，液面下降，當液面脫離銅絲時，反應停止。當液面脫離銅絲時，反應停止。將分液漏斗活塞打開，使無將分液漏斗活塞打開，使無色氣體進入分液漏斗中，若色氣體進入分液漏斗中，若無色氣體邊為紅棕色，證明無色氣體邊為紅棕色

21、，證明無色氣體為無色氣體為NONO。（5 5）關閉漏斗活塞打開止水夾）關閉漏斗活塞打開止水夾1 1，NONO氣由氣由管管1 1進入管進入管2 2，同學們意外發(fā)現在管，同學們意外發(fā)現在管2 2短管短管上部出現紅棕色氣體層，且濃硝酸顏色變上部出現紅棕色氣體層，且濃硝酸顏色變黃，此現象的原因是黃，此現象的原因是 ，此過程的化學方程式為：此過程的化學方程式為： 。此現象說明此現象說明 。濃硝酸將濃硝酸將NONO氣體氧化氣體氧化成成NONO2 2，且部分，且部分NONO2 2溶溶于濃硝酸而現黃色于濃硝酸而現黃色濃硝酸的氧化性比稀硝酸強。濃硝酸的氧化性比稀硝酸強。2HNO2HNO3 3+NO =3NO+N

22、O =3NO2 2+H+H2 2O O（6 6）為防止生成的氣體對環(huán)境造成）為防止生成的氣體對環(huán)境造成污染，實驗完畢后應采取什么樣的措污染，實驗完畢后應采取什么樣的措施？施？ 。思維拓展例例2.2.鐵在熱的稀硝酸中反應其主要還原鐵在熱的稀硝酸中反應其主要還原產物為產物為N N2 2O O，而在冷的稀硝酸中反應，其主，而在冷的稀硝酸中反應，其主要產物為要產物為NONO，當溶液更稀時，還原產物是，當溶液更稀時，還原產物是NHNH4 4+ +，請分析下圖回答有關問題：，請分析下圖回答有關問題：C(HC(H+ +) ) a a a a b b c c d d b b c c d d n(Fe) n(F

23、e) V V氣體線氣體線 （標況）（標況） o o 1 1：假設在任意氣體產生的曲線段內只有一種：假設在任意氣體產生的曲線段內只有一種還原產物，判斷從還原產物，判斷從o o點到點到a a點時還原產物應為點時還原產物應為（ ）C(HC(H+ +) ) c(Hc(H+ +) )線線 a a a a b b c c d d b b c c d d n(Fe) n(Fe) V V氣體氣體 （標況）（標況） o o NONO2 2：判斷從：判斷從a a點到點到b b點時還原產物為（點時還原產物為（ ） 其原因是其原因是. .反應放熱反應放熱 溫度升高溫度升高 N N2 2O O 3.3.試配平由試配平由

24、b b到到c c點的化學方程式。點的化學方程式。 Fe + HNOFe + HNO3 3= Fe(NO= Fe(NO3 3) )3 3+ + H+ + H2 2O O 4 4：已知到達：已知到達d d點時，反應完全結束，此時溶點時，反應完全結束，此時溶液中主要的陽離子為液中主要的陽離子為( )( )且分析且分析c c、d d點投點投入金屬鐵的物質的量之比入金屬鐵的物質的量之比ncFe:ndFe=( ncFe:ndFe=( ： ) )C(HC(H+ +) ) c(Hc(H+ +) )線線 a a a a b b c c d d b b c c d d n(Fe) n(Fe) V V氣體氣體 （標

25、況）（標況） o o FeFe2+ 2+ NH NH4 4+ + 2 32 3NHNH4 4NONO3 3883039課堂小測課堂小測 1. 1.單質跟濃單質跟濃HNOHNO3 3 混合出現的情況依混合出現的情況依此為：此為：反應生成相應的硝酸鹽反應生成相應的硝酸鹽反反應生成最高價含氧酸應生成最高價含氧酸單質呈鈍態(tài)單質呈鈍態(tài)不發(fā)生反反應不發(fā)生反反應 符合上述情況的單質符合上述情況的單質是：是： （ ）A.Cu Si Zn Au B.Ag P Al PtA.Cu Si Zn Au B.Ag P Al PtC.Fe C Pb Hg D.Cu S Fe AuC.Fe C Pb Hg D.Cu S F

26、e AuBD 2. 2. 將銅粉放入稀將銅粉放入稀H H2 2SOSO4 4中，加熱無明中，加熱無明顯現象發(fā)生，當加入下列一種物質顯現象發(fā)生，當加入下列一種物質后，銅粉的質量減少，溶液呈藍色，后，銅粉的質量減少，溶液呈藍色，同 時 有 氣 體 逸 出 ， 該 物 質 是 ：同 時 有 氣 體 逸 出 ， 該 物 質 是 ： （ ） FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3 B. NaB. Na2 2SOSO4 4 C. KNOC. KNO3 3 D. FeSOD. FeSO4 4C3 3、在、在100ml100ml濃濃HNOHNO3 3中加足量中加足量CuCu產產生氣體生氣體aLaL，用排水法收集到，用排水法收集到bLbL氣氣體，則原硝酸的物質的量濃度為體，則原硝酸的物質的量濃度為（ ）（a+3ba+3b）/2.24 mol/L/2.24 mol/L1.921.924 4、若將一定質量的銅片與濃、若將一定質量的銅片與濃HNOHNO3 3 反應，銅反應，銅片全部溶解把產生的氣體全