【學(xué)海導(dǎo)航】高中化學(xué)第一輪總復(fù)習(xí) 第4章 第13講 氮和氮的化合物課件 新課標(biāo)（湖南專）

第13講氮和氮的化合物考點(diǎn)1氨和銨鹽1．氨氣和氨水氨氣是無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化，極易溶于水(常溫常壓下，1體積水約能溶解700體積的氨氣)。氨氣能與水、氯化氫、氧氣等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，其中與水反應(yīng)的產(chǎn)物NH3·H2O是一種弱堿。(1)濃氨水易揮發(fā)，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味。(2)不穩(wěn)定性，受熱易分解(氨水應(yīng)密封于玻璃瓶中，置于冷暗處保存)。(3)有腐蝕性，對(duì)眼睛黏膜有強(qiáng)烈的刺激性，使用時(shí)要特別小心。萬(wàn)一濺入眼睛，應(yīng)用水清洗。(4)氨水密度小于水，當(dāng)把氨水稀釋時(shí)，隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的減小，氨水的密度增大。

氨水的性質(zhì)：氨水是氨氣溶于水形成的混合物，純凈的氨水是無(wú)色液體。電離方程式：NH3+H2ONH3·H2O+OH-。(5)弱堿性，具有堿的通性：(與易揮發(fā)的酸反應(yīng)產(chǎn)生白煙，可用于檢驗(yàn)氨氣、氨水的存在)。氨水是很好的沉淀劑，能使Al3+、Fe3+、Mg2+分別轉(zhuǎn)化成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液開(kāi)始出現(xiàn)沉淀AgOH，繼續(xù)滴加沉淀即溶解生成銀氨溶液。氨水遇酸、酸性氧化物可以成鹽，根據(jù)氨水與酸的量關(guān)系分別得到正鹽和酸式鹽。如：氨水中通入過(guò)量二氧化硫的離子方程式為：。2．銨鹽與銨根離子的檢驗(yàn)

NH3獲取1個(gè)H+形成，所有銨鹽都是離子晶體，都易溶于水，銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解(銨鹽的分解比較復(fù)雜，并非都生成對(duì)應(yīng)的酸和氨氣)；銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)生成NH3·H2O，加熱放出NH3(能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán))，該原理可用于的檢驗(yàn)。例1制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)(圖中夾持裝置均已略去)。(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式________________________________________。2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(2)收集氨氣應(yīng)使用_______________法，要得到干燥的氨氣可選用_________做干燥劑。堿石灰向下排空氣法例1制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)(圖中夾持裝置均已略去)。_______________________________________________________________________________________________________。(4)如果只提供如圖2的裝置，請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法。打開(kāi)止水夾，用手(熱手巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)室制氨氣的常用方法是用氯化銨與消石灰共熱。(1)收集氨氣只能用向下排空氣法，干燥也只能用堿石灰等堿性干燥劑，不能用濃硫酸和無(wú)水CaCl2。(3)引發(fā)噴泉的原理是氨極易溶于水，使燒瓶?jī)?nèi)氣壓迅速減小。【點(diǎn)評(píng)】

噴泉實(shí)驗(yàn)的原理是容器內(nèi)外存在較大的壓強(qiáng)差。使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差的方法有：1．減小容器內(nèi)壓強(qiáng)(1)容器內(nèi)氣體極易溶于水；(2)容器內(nèi)氣體易與溶液中的某種成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收。例如氨氣溶于水、CO2溶于濃NaOH等。2．增大容器內(nèi)壓強(qiáng)例如人造噴泉等?？键c(diǎn)2實(shí)驗(yàn)室室制NH3的方法法實(shí)驗(yàn)室室制備備氨氣氣時(shí)應(yīng)應(yīng)注意意的問(wèn)問(wèn)題(1)制氨氣氣所用用的銨銨鹽不不能用用硝銨銨、碳碳銨。。因?yàn)闉榧訜釤徇^(guò)程程中NH4NO3可能發(fā)發(fā)生爆爆炸性性的分分解反反應(yīng)，，發(fā)生生危險(xiǎn)險(xiǎn)，且且產(chǎn)物物復(fù)雜雜；而而碳銨銨受熱熱極易易分解解產(chǎn)生生CO2，使生生成的的NH3中混有有CO2雜質(zhì)。。(2)消石灰不能能用NaOH、KOH代替，原因因：①在高高溫下NaOH、KOH能腐蝕試管管。②NaOH、KOH具有吸濕性性，易結(jié)塊塊，不利于于產(chǎn)生NH3。(3)多余的氨要要吸收掉(可在導(dǎo)管口口放一團(tuán)用用水或鹽酸酸浸濕的棉棉花球)，避免污染染空氣。(4)氨的干燥劑不能選用濃H2SO4、無(wú)水CaCl2、P2O5等，它們均能與NH3發(fā)生反應(yīng)。

(5)NH3極易溶于水，在制備收集、過(guò)程中，應(yīng)盡可能地不與水接觸，以減少損失和防止倒吸現(xiàn)象。

(6)檢驗(yàn)氨氣時(shí)紅色石蕊試紙要濕潤(rùn)，因?yàn)榘睔馊苡谒螅寒a(chǎn)生的OH-，表現(xiàn)堿性。(一)制取氨氣(1)實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合_______________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)室還可在________________________________(填一種試劑)中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣。物來(lái)制取氨氣，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：例2(2011·江蘇省揚(yáng)州州中學(xué)月考考)某?；瘜W(xué)研研究性學(xué)習(xí)習(xí)小組的同同學(xué)在學(xué)習(xí)習(xí)了氨的性性質(zhì)后討論論：運(yùn)用類(lèi)類(lèi)比的思想想，既然氨氨氣具有還還原性，能能否像H2那樣還原CuO呢？他們?cè)O(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制制取氨氣并并探究上述述問(wèn)題。請(qǐng)請(qǐng)你參與該該小組的活活動(dòng)并完成成下列研究究：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O氫氧化鈉固固體(或生石灰或或堿石灰)(二)實(shí)驗(yàn)探究該小組成員員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)探究氨氣氣還原性及及其產(chǎn)物，，實(shí)驗(yàn)裝置置(夾持及尾氣氣處理裝置置未畫(huà)出)圖如下：(1)該裝置在設(shè)設(shè)計(jì)上有一一定的缺陷陷，為確保保實(shí)驗(yàn)結(jié)果果的準(zhǔn)確性性，你對(duì)該該裝置的改改進(jìn)措施是是________________________________________。在裝置A和B之間增加裝裝有堿石灰灰的干燥管管(二)實(shí)驗(yàn)探究該小組成員員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)探究氨氣氣還原性及及其產(chǎn)物，，實(shí)驗(yàn)裝置置(夾持及尾氣氣處理裝置置未畫(huà)出)圖如下：(2)利用改進(jìn)后后的裝置進(jìn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，，觀察到CuO變?yōu)榧t色物物質(zhì)，無(wú)水水CuSO4變藍(lán)，同時(shí)時(shí)生成一種種無(wú)污染的的氣體。請(qǐng)請(qǐng)寫(xiě)出NH3與CuO反應(yīng)的化學(xué)學(xué)方程式：：__________________________________。3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O(三)問(wèn)題討論(1)有同學(xué)認(rèn)為為：NH3與CuO反應(yīng)生成的的紅色物質(zhì)質(zhì)中可能含含有Cu2O。已知Cu2O是紅色粉末末，是一種種堿性氧化化物，在酸酸性溶液中中，Cu+能自身發(fā)生生氧化還原原反應(yīng)生成成Cu2+和Cu。請(qǐng)你設(shè)計(jì)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單單的實(shí)驗(yàn)檢檢驗(yàn)該紅色色物質(zhì)中是是否含有Cu2O：__________________________________________________________________________________。取少量樣品品，加入稀稀H2SO4，若溶液出出現(xiàn)藍(lán)色，，說(shuō)明紅色色物質(zhì)中含含有Cu2O，反之，則則沒(méi)有(2)在解決了問(wèn)問(wèn)題(1)后，又有同同學(xué)提出：：Cu2O與CuO的熱穩(wěn)定定性哪個(gè)個(gè)更強(qiáng)？？于是他他們進(jìn)行行了如下下實(shí)驗(yàn)：：取98gCu(OH)2固體，加加熱到80℃℃～100℃℃時(shí)，得到到黑色固固體粉末末，繼續(xù)續(xù)加熱到到1000℃以上，黑黑色粉末末全部變變成紅色色粉末A。冷卻后后稱量，，A的質(zhì)量為為72g。據(jù)此可推推得A為_(kāi)______，由此得得到的結(jié)結(jié)論是________________________。CuO比Cu2O的熱穩(wěn)定定性差Cu2O【解析】在NH3中氮元素素顯-3價(jià)，處于于最低價(jià)價(jià)，因此此具有較較強(qiáng)還原原性，能能被O2、Cl2等強(qiáng)氧化化劑反應(yīng)應(yīng)，也能能被CuO等較弱氧氧化劑氧氧化。CuO在常溫下下比較穩(wěn)穩(wěn)定，但但加熱到到高溫時(shí)時(shí)，分解解生成Cu2O，說(shuō)明高高溫下Cu2O比CuO穩(wěn)定?！军c(diǎn)評(píng)】氨氣的性性質(zhì)是重重要的考考點(diǎn)，內(nèi)內(nèi)容較多多，如溶溶于水、、與酸反反應(yīng)、還還原性、、實(shí)驗(yàn)性性制法等等。考點(diǎn)3氮的氧化化物1．氮的氧氧化物及及其對(duì)大大氣的污污染NO是無(wú)色、、難溶于于水的氣氣體，在在常溫下下它很容容易與空空氣中的的O2化合生成成NO2。NO2是紅棕色色、有刺刺激性氣氣味的有有毒氣體體，易溶溶于水。。它與水水反應(yīng)生生成HNO3和NO，工業(yè)上上利用這這一反應(yīng)應(yīng)制硝酸酸；常溫溫下，NO2部分迅速二聚聚為無(wú)色的N2O4。NO和NO2都是大氣污染染物，空氣中中的NO和NO2污染物主要來(lái)來(lái)自石油產(chǎn)品品和煤燃燒的的產(chǎn)物、汽車(chē)車(chē)尾氣、制硝硝酸工廠的廢廢氣?？諝庵兄械腘O2是造成光化學(xué)學(xué)煙霧的主要要因素。2．2NO2N2O4

DH＜0的應(yīng)用通常“純凈”的NO2和N2O4并不純，因?yàn)槌亍⒊合履馨l(fā)生反應(yīng)：2NO2N2O4，由于此反應(yīng)可逆，導(dǎo)致一些物理量發(fā)生改變。例如：(1)收集NO21mol時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積應(yīng)小于22.4L。(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LNO2的質(zhì)量大于46g。(3)NO與O2混合后，相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)大于按體積比求得的數(shù)值。(4)溫度影響“2NO2N2O4”平衡體系，其他條件不變，體系顏色隨溫度改變而改變。升高溫度，氣體顏色變深；降低溫度，氣體顏色變淺。(5)當(dāng)NO2、N2O4溶于水時(shí)，要考慮平衡移動(dòng)。3．有關(guān)NO、NO2和O2的混合氣體與與水反應(yīng)的計(jì)計(jì)算：組合類(lèi)型

反應(yīng)原理

NO2、N2；

NO、O2組合3NO2+H2O===2HNO3+NO

NO、O2組合

2NO+O2===2NO2

3NO2+H2O===2HNO3+NO

即無(wú)論NO或O2過(guò)量均為：4NO+3O2+2H2O===4HNO3

NO2、O2組合3NO2+H2O===2HNO3+NO

2NO+O2===2NO2

若O2過(guò)量：4NO2+O2+2H2O===4HNO3

若NO2過(guò)量：先討論4NO2+O2+2H2O===4HNO3

后討論3NO2+H2O===2HNO3+NO

續(xù)表組合類(lèi)型

反應(yīng)原理

NO、NO2、O2組合由2NO+O2===2NO2

3NO2+H2O===2HNO3+NO可得：

4NO+3O2+2H2O===4HNO34NO2+O2+2H2O===4HNO3也可得：

aNO+bNO2+(3a/4+b/4)O2+(a+b)/2H2O===(a+b)HNO3特別地：a=b

NO+NO2+O2+H2O===2HNO3

注意得失電子子守恒在解題題中的運(yùn)用。。例3將VmLNO和NO2的混合氣體通通過(guò)水吸收后后得到amL無(wú)色氣體A，將此無(wú)色氣氣體A與等體積氧氣氣混合，再通通過(guò)水充分吸吸收后，收集集到5mL無(wú)色氣體B。(1)A氣體是______，B氣體是______。(2)A氣體的體積是是______mL。(3)V值的范圍是________________。NOO22020＜V＜60【解析】NO、NO2混合氣體通過(guò)過(guò)水吸收后生生成的氣體為為NO，當(dāng)NO與O2等體積混合并并通過(guò)水時(shí)，，由反應(yīng)4NO+3O2+2H2O===4HNO3可知此時(shí)O2過(guò)量，取值范范圍的討論通通常用極限法法倒推，當(dāng)氣氣體全部為NO或NO2時(shí)，V分別等于多少少?！军c(diǎn)評(píng)】NO、NO2、O2與水反應(yīng)的有有關(guān)題型的解解題思路抓住住兩點(diǎn)：1．利用兩個(gè)總總關(guān)系式；2．確定剩余氣氣體是NO還是O2?？键c(diǎn)4硝酸金屬與硝酸反應(yīng)計(jì)算的常用方法1．原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以的形式存在于溶液中；一部分作氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。2．電子守恒法HNO3與金屬的反應(yīng)屬氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。依據(jù)電子守恒法來(lái)解題，是解決氧化還原反應(yīng)計(jì)算題的重要方法之一。3．離子方程式計(jì)算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類(lèi)題目應(yīng)用離子方程式來(lái)計(jì)算，先作過(guò)量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。例4足量銅與一定定量濃硝酸反反應(yīng)得到硝酸酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，，這些氣體與與1.68LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水水中，所有氣氣體完全被水水吸收生成硝硝酸。若向所所得硝酸銅溶溶液中加入5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀淀，則消耗NaOH溶液的體積是是()A．60mLB．45mLC．30mLD．15mLA【解析】根據(jù)題意可知知將題中的反反應(yīng)過(guò)程表示示如下：從中我們可以以看出：在整整個(gè)反應(yīng)過(guò)程程中失電子的的物質(zhì)為Cu，而得電子的的物質(zhì)為O2，HNO3中的N元素在整個(gè)過(guò)過(guò)程中最終沒(méi)沒(méi)有變價(jià)(即反應(yīng)前與反反應(yīng)后的價(jià)態(tài)態(tài)相同)。因此利用氧氧化還原反應(yīng)應(yīng)中得失電子子守恒規(guī)律得得出：n(Cu)×2=n(O2)×4，n(Cu)=2n(O2)=2×

=0.15mol。然后加氫氧化鈉溶液時(shí)發(fā)生Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓，所以n(OH-)=2n(Cu2+)，因此V(NaOH)==0.06L=60mL。【點(diǎn)評(píng)】有關(guān)氧化還原原反應(yīng)的解題題要抓住本質(zhì)質(zhì)電子得失守守恒，再依據(jù)據(jù)原子守恒計(jì)計(jì)算。3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+3H2O，NO+3NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O；NO+2HNO3===3NO2+H2O等。要特別重視。氮元素有多種化合價(jià)，-3，+1，+2，+3，+4，+5，N元素顯負(fù)價(jià)的化合物有氨氣和銨鹽，顯正價(jià)的有氧化物、HNO3、HNO2和硝酸鹽、亞硝酸鹽。由于低價(jià)具有還原性，高價(jià)具有氧化性，所以其中有一些歧化和歸中反應(yīng)，1.(2011·江蘇省前黃高高級(jí)中學(xué))在相同狀況下下，將下列四四種混合氣體體：①體積比比為3∶1的NH3和N2；②體積比為為1∶1的NO2和N2；③體積比為為1∶1的NO2和O2；④體積比為為4∶1的NO2和O2，分別置于相相同的四支試試管中并倒置置于水槽中，，充分反應(yīng)后后液面上升高高度分別為h1、h2、h3、h4，下列關(guān)系正正確的是()A．h1＞h2＞h3＞h4B．h4＞h3＞h2＞h1C．h4＞h1＞h3＞h2D．h2＞h3＞h1＞h4C2.(2011·岳陽(yáng)市一中質(zhì)質(zhì)量檢測(cè))一定量的鐵與與一定量的濃濃HNO3反應(yīng)，得到硝硝酸鐵溶液和和NO2、N2O4、NO的混合氣體，，這些氣體與與3.36LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水水中，所有氣氣體完全被水水吸收生成硝硝酸。若向所所得硝酸鐵溶溶液中加入2mol·L-1的NaOH溶液至Fe3+恰好沉淀，則則消耗NaOH溶液的體積是是()A．300mLB．150mLC．120mLD．90mLA3.(2011··湖北大冶實(shí)驗(yàn)驗(yàn)高中月考)把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液液由棕黃色變變?yōu)闇\綠色，，但立即又變變?yōu)樽攸S色，，這時(shí)若滴入入BaCl2溶液，會(huì)產(chǎn)生生白色沉淀。。在上述一系系列變化過(guò)程程中，最終被被還原的是()A．SO2B．Cl-C．Fe3+D．D4.(2011··湖北省孝感高高中綜合測(cè)試試)如圖在同溫同同壓下，兩個(gè)個(gè)等體積的干干燥圓底燒瓶瓶中分別充滿滿：①NH3②NO2進(jìn)行噴噴泉實(shí)實(shí)驗(yàn)。。經(jīng)充充分反反應(yīng)后后，瓶瓶?jī)?nèi)溶溶液的的物質(zhì)質(zhì)的量量濃度度的比比較關(guān)關(guān)系為為()BA．①>②B．①=②5.(2011·安徽省省屯溪溪一中中期中(1)X―→W+O2；(2)Z+Y+NaOH―→H2O+W(3)Y+SO2―→Z+SO3(4)Q+Y―→Z+H2O(5)X+Cu+H2SO4(濃)―→Cu2++Y+則這五種化合物中氮的化合價(jià)由高到低的順序?yàn)?)A．XYZWQB．XZYQWC．XYWZQD．WXZQYC6.將相同同質(zhì)量量的銅銅片分分別和和過(guò)量量濃硝硝酸、、稀硝硝酸反反應(yīng)，，下列列敘述述正確確的是是()A．反應(yīng)應(yīng)速率率，兩兩者相相同B．消耗耗硝酸酸的物物質(zhì)的的量：：前者者多，，后者者少C．反應(yīng)應(yīng)生成成氣體體的顏顏色：：前者者淺，，后者者深D．反應(yīng)應(yīng)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移的的電子子總數(shù)數(shù)：前前者多多，后后者少少B【解析】銅片與與濃、、稀HNO3的反應(yīng)應(yīng)方程程式分分別為為:Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O因濃度度越大大反應(yīng)應(yīng)速率率越大大，所所以A錯(cuò)；又又因NO2為紅紅棕棕色色，，NO為無(wú)無(wú)色色，，所所以以C錯(cuò)；；因因兩兩種種酸酸都都過(guò)過(guò)量量，，銅銅完完全全溶溶解解，，所所以以轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移電電子子數(shù)數(shù)相相等等，，D錯(cuò)；；由由方方程程式式不不難難看看出出，，同同質(zhì)質(zhì)量量的的銅銅消消耗耗濃濃HNO3多，，故故選選B。7.(2011·河南南焦焦作作十十一一中中期期中中考考試試)下圖圖中中A、B、C分別別是是某某課課外外活活動(dòng)動(dòng)小小組組設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的制制取取氨氨氣氣并并進(jìn)進(jìn)行行噴噴泉泉實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的的三三組組裝裝置置示示意意圖圖，，制制取取NH3選用用試試劑劑如如圖圖所所示示，，回回答答下下列列問(wèn)問(wèn)題題：：____________(1)用A圖所示的的裝置可可制備干干燥的NH3：①反應(yīng)的的化學(xué)方方程式為為：裝置中收收集NH3的試管口口放置棉棉花團(tuán)的的作用是是②干燥管管中干燥燥劑能否否改用無(wú)無(wú)水CaCl2_____，理由是是___