人教新課標版2011年高考第一輪復習4.4氮及其化合物教案

人教新課標版高考化學第一輪復習第4章第4節(jié)氮及其化合物同步教案【考綱要求】1．了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應用．2．了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響．【復習要求】1．抓分子結構對物質(zhì)性質(zhì)的影響，如：氮分子中有三個共價鍵，分子結構穩(wěn)定，性質(zhì)不活潑；要抓不同價態(tài)的氮元素具有不同的氧化性或還原性，形成氧化還原反應的知識鏈，便于理解和記憶。2．辯證地理解氮元素的非金屬性強和氮氣分子很穩(wěn)定的關系。3．在解題中獲得和運用技術，可由氮原子守恒突破反應中消耗的硝酸(作氧化劑和扮演酸的角色)的量，再由電子守恒理出關系列出等式?！窘昕记椤?．結合氮及其化合物的轉(zhuǎn)化考查基本概念、基本理論2．以NOx和HNO3的性質(zhì)考查相關實驗及計算．3．以框圖推斷考查氮及化合物的性質(zhì)和應用．4．結合相關工業(yè)生產(chǎn)考查含氮化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響.元素化合物知識歷來是考試中的主角，在實驗、推斷、計算中均離不開元素化合物知識，關于氮族元素的單質(zhì)和化合物的知識在北京10-6、北京10-10、北京9-8、北京9-12、北京9-27、北京8-27中均有體現(xiàn)?！靖呖荚蹩肌浚?010上海卷）13．下列實驗過程中，始終無明顯現(xiàn)象的是A．NO2通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中C．NH3通入AlCl3溶液中D．SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中答案：B解析：此題考查了常見元素化合物知識。NO2通入后和水反應生成具有強氧化性的硝酸，其將亞鐵鹽氧化為鐵鹽，溶液顏色由淺綠色變?yōu)辄S色，排除A；CO2和CaCl2不反應，無明顯現(xiàn)象，符合，選B；NH3通入后轉(zhuǎn)化為氨水，其和AlCl3反應生成氫氧化鋁沉淀，排除C；SO2通入酸化的硝酸鋇中，其被氧化為硫酸，生成硫酸鋇沉淀，排除D。一、氮單質(zhì)與其氧化物2．氮的常見氧化物【擴展總結】一（1）氮的氧化物都是大氣污染物。（2）空氣中NO2是造成光化學煙霧的主要因素。（3）空氣中NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。（4）NO2：既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。NO2能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍：2NO2+2KI=2KNO2+I2。（5）NO、NO2均能與NH3發(fā)生歸中反應生成N2。NOx+NH3=N2+H2O。（6）NO、NO2的制取【擴展總結】二、NO2和溴蒸氣的鑒別方法【擴展總結】三、氮的氧化物與O2、H2O混合的計算方法1.加和法（1）NO2和O2混合氣體溶于水的計算由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，當體積比：3.得失電子守恒法當NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時要失去電子，若上述兩種氣體與O2混合，O2得電子，且得失電子數(shù)必然相等,這是得失電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。NO、NO2混合氣與NaOH溶液的反應發(fā)生如下反應：3NO2+H2O=2HNO3+NO，NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,將以上兩個反應合并得:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。（1）當V（NO）>V(NO2)時，反應后剩余NO，體積為V（NO）原-V（NO2）。（2）當V(NO2)≥V(NO)時，最后無氣體剩余?！緮U展總結】四NO制取實驗的探究由于NO很容易被氧氣氧化，因此要制得較為純凈的NO，必須設法排除空氣的影響。常用方法有：方案一：裝置如圖Ⅰ，利用與NO不反應的氣體如CO2趕盡裝置中的空氣。實驗步驟為：先向試管中加入一定量的碳酸鈣固體，再向試管中加入過量的稀硝酸，并迅速蓋上帶銅絲和導管的橡皮塞，待反應完全后，將導管插入試管內(nèi)接近液面，再將銅絲插入到溶液中，此時銅與稀硝酸反應產(chǎn)生無色NO氣體，(如反應不明顯，可稍加熱)用注射器向試管內(nèi)推入氧氣，可看到無色NO氣體變成紅棕色的NO2氣體。方案二：如用圖Ⅱ裝置進行實驗，可以用液體趕盡裝置中的空氣。實驗步驟為：將分液漏斗活塞打開，從U形管的長管口注入稀硝酸一直注到分液漏斗的活塞處為止，關閉活塞。此時可看到有氣體生成(如反應不明顯可放在熱水浴中稍加熱)。當產(chǎn)生的NO氣體將稀硝酸排入長管內(nèi)，使銅絲與稀硝酸脫離后反應會自動停止，在U形管的短管內(nèi)可觀察到無色的NO氣體。如果將活塞慢慢打開，U形管長管中的稀硝酸又回落到短管內(nèi)，分液漏斗中有紅棕色的氣體生成。方案三：如用圖Ⅲ裝置進行實驗，實驗步驟為：將分液漏斗置于鐵圈上，向分液漏斗中加稀硝酸，至液面離漏斗口1厘米左右(目的是不僅可避免塞膠塞時酸液外溢，又可防止空氣殘留)，塞上帶長頸漏斗的膠塞(事先捆上細銅絲)，這時錐形瓶里反應緩慢發(fā)生，產(chǎn)生的氣體壓強加大使液體被緩慢地壓到長頸漏斗中直至銅絲與稀硝酸脫離接觸，反應即自行停止。打開分液漏斗的下口活塞，液體逐漸流入燒杯中，長頸漏斗中的液體也一起流下，使分液漏斗中的氣體壓強減小，空氣被快速吸入分液漏斗中，使NO被氧化為NO2。方案四：如用圖Ⅳ裝置進行實驗，利用稀硝酸排凈“U”型管右邊空氣，實驗產(chǎn)生的NO氣體將稀硝酸排入長管內(nèi)，使銅絲與稀硝酸脫離后反應會自動停止，在U形管的短管內(nèi)可觀察到無色的NO氣體。然后用注射器向試管內(nèi)推入氧氣，可看到無色NO氣體變成紅棕色的NO2氣體。二、氨氣、銨鹽與硝酸(B)裝置原理(發(fā)生、凈化、收集、尾氣吸收)①發(fā)生裝置：大試管、單孔橡膠塞、酒精燈等。②凈化裝置：含有水蒸氣雜質(zhì)，可以通過裝有堿石灰的U形管或球形干燥管進行凈化，不能用CaCl2、P2O5、濃硫酸作干燥劑，因為NH3能與CaCl2反應生成CaCl2·8NH3。P2O5與濃硫酸均能與NH3反應，生成相應的鹽。③收集裝置：氯氣能溶于水，所以要用向上排空法或排飽和食鹽水法。（4）工業(yè)合成氨簡述(A)原料：空氣、水和燃料(用于生產(chǎn)氫氣)(B)適宜條件從反應速率、平衡轉(zhuǎn)化率、催化劑活性、成本等方面進行綜合分析：溫度：500℃左右壓強：1×107Pa左右催化劑：鐵觸媒及時將生成的氨氣分離，剩余氮氣和氫氣循環(huán)使用。（5）氨氣的檢驗方法一：能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；方法二：與濃鹽酸作用產(chǎn)生大量白煙；【擴展總結】五液氨與氨水的比較【擴展總結】六噴泉實驗2．銨鹽【擴展總結】七銨鹽受熱分解的規(guī)律銨鹽一般都不穩(wěn)定，受熱易分解，其分解產(chǎn)物決定于組成銨鹽的酸的性質(zhì)。一般規(guī)律是：3.硝酸（4）與有機物的反應①硝化反應（如與苯反應）；②酯化反應（如與纖維素反應）；③顏色反應（如與蛋白質(zhì)反應）?！究偨Y】八金屬與硝酸的反應4.計算方法（1）原子守恒法HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。（2）得失電子守恒法HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應,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。（3）電荷守恒法HNO3過量時反應后溶液中（不考慮OH-）則有：c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。（4）離子方程式計算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，由于硝酸鹽中NO3-在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應，因此此類題目應用離子方程式來計算，先作過量判斷,然后根據(jù)完全反應的金屬或H+或NO3-進行相關計算，且溶液中要符合電荷守恒。【課堂鞏固】1.關于氮氣的性質(zhì)的說法中，錯誤的是 ()A.通常情況下，氮氣性質(zhì)很不活潑B.可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮C.氮氣的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，其原因是兩原子間的化學鍵非常牢固D.跟氫氣在一定條件下發(fā)生反應，氮氣是氧化劑【解析】本題主要考查氮氣的性質(zhì)。氮氣難溶于水，通常情況下，性質(zhì)很不活潑；在放電條件下，能跟氧氣反應;在高溫、高壓、催化劑下，能與氫氣反應，在與氫氣反應時氮氣是氧化劑，氮元素被還原，故B項錯誤?！敬鸢浮緽2．(2009·聊城模擬)把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是 ()A．氧氣B．二氧化氮C．二氧化氮和氧氣D．二氧化氮和一氧化氮【答案】C【答案】D4．(2009·南京階段測試)碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體Y同時通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖裝置)，下列有關說法正確的是 【答案】CD(1)若a＝3，恰好完全反應時，b為多少？(2)若a＝4，b＝4，恰好完全反應時，生成HNO3的物質(zhì)的量濃度為多少？【答案】【特別提醒】【答案】B8.將24mLNO、NO2的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的量筒內(nèi)，然后再向其中通入12mLO2，充分反應后，量筒中剩余氣體3mL，求在相同狀況下，原混合氣體中NO和NO2的體積各是多少毫升？【答案】若剩余氣體為NO：V(NO)＝16.5mL，V(NO2)＝7.5mL若剩余氣體為O2：V(NO)＝6mL，V(NO2)＝18mL。10.（2009年臨沂調(diào)研）針對實驗室制取氨氣，下列說法不正確的是（）A.發(fā)生裝置與用KClO3制取O2的裝置相同B.可用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣C.氨氣的驗滿可以用濕潤的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒放于試管口附近D.所用的銨鹽不是NH4NO3，因為NH4NO3受熱易爆炸【答案】B11.下列對于硝酸的認識，不正確的是（）A.濃HNO3和稀HNO3都具有氧化性B.銅與HNO3的反應屬于置換反應C.金屬與HNO3反應不產(chǎn)生氫氣D.可用鐵和鋁制品盛裝濃HNO3【答案】B12.下列反應中，濃硝酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是 （）①濃硝酸中滴入石蕊試液并微熱②氧化亞鐵與濃硝酸反應③氫氧化鋁與濃硝酸反應④碳與濃硝酸A.①②B.②③C.①④D.②④【答案】A13.下列是中學化學中常見物質(zhì)間的反應轉(zhuǎn)化關系圖，其中部分產(chǎn)物已略去。常溫下，G為固體單質(zhì)，B、I為液體，其余都為氣體。A為化合物，I的濃溶液與G在加熱條件下生成F、B和C。H可用作工業(yè)上冶煉金屬的還原劑。請按要求填空：（1）寫出下列物質(zhì)的化學式：A；B；C。（2）寫出F+B=I的化學方程式: 。（3）寫出G和I的濃溶液反應的化學方程式: ?！敬鸢浮?4.(2009·全國卷Ⅱ)已知氨可以與灼熱的氧化銅反應得到氮氣和金屬銅，用示意圖中的裝置可以實現(xiàn)該反應?；卮鹣铝袉栴}：(1)A中加入的物質(zhì)是________，發(fā)生反應的化學方程式是____________________________；(2)B中加入的物質(zhì)是________。其作用是_________________________；(3)實驗時在C中觀察到的現(xiàn)象是__________________________________，發(fā)生反應的化學方程式是____________________________(4)實驗時在D中觀察到的現(xiàn)象是______________________________，D中收集到的物質(zhì)是________，檢驗該物質(zhì)的方法和現(xiàn)象是__________________________?！敬鸢浮?1)固體NH4Cl和Ca(OH)22NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(其他合理答案也可)(2)堿石灰(或CaO)除去NH3氣流中的水汽(3)黑色粉末部分逐漸變?yōu)榧t色2NH3＋3CuON2＋3H2O＋3Cu(4)出現(xiàn)無色液體氨水用紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍；用無水硫酸銅檢驗，無水硫酸銅變藍16.（2009年江蘇南京）將一定量的晶體A，隔絕空氣加熱到200℃時，A全部分解為等物質(zhì)的量的四種氣體。這四種物質(zhì)與其他物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關系如圖所示，J是一種常見的金屬單質(zhì)，C是一種非極性分子。圖中部分反應條件及生成物沒有列出。請按要求填空：（1）單質(zhì)J的化學式是_________，H的分子式是__________，F(xiàn)的電子式是___________。（2）寫出A分解的化學方程式_________________________（3）寫出K和I的稀溶液反應的離子方程形式____________________________________。【10真題精析】（2010重慶卷）27．（15分）某興趣小組用題27圖裝置探究氨的催化氧化．（1）氨催化氧化的化學方程式為___________________．（2）加熱玻璃管2一段時間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質(zhì)呈紅熱狀態(tài)；停止加熱后仍能保持紅熱，該反應是_________反應（填“吸熱”或“放熱”）．（3）為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3應裝入_________；若取消3，在4中僅觀察到大量白煙，原因是___________________．（4）為實現(xiàn)氨催化氧化，也可用裝置5替換裝置_______