2012高考化學一輪復習 專題4第2單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物知識研習課件 蘇教版

1、一、氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化 1氮的存在 自然界中N元素大部分以 態(tài)存在于空氣中，也有一部分以 態(tài)存在于動、植物體內(nèi)，土壤及無機鹽中。,游離,化合,2氮氧化物的產(chǎn)生 (1)“雷雨發(fā)莊稼”的反應原理 ， 。 雨水中的HNO3進入土壤與礦物質(zhì)作用生成 ，其中 被植物根系吸收。,硝酸鹽,硝酸根離子,(2)一氧化氮的性質(zhì) 顏色： ，氣味： ，毒性： ，溶解性： ，常溫下易與O2發(fā)生反應，化學方程式為 。 (3)二氧化氮的性質(zhì) 顏色： ，氣味： ，毒性： ，密度： ，能與水發(fā)生反應，化學方程式為 。,無色,無味,無毒,微溶于水,2NOO2=2NO2,紅棕色,刺激性氣味,有毒,比空氣大,3NO2H2O=2HN

2、O3NO,想一想1溴蒸氣與NO2都是紅棕色氣體，你能說出一種簡單的鑒別方法嗎？ 提示：溶于水后生成的氣體及溶液均無色的為NO2，溶液呈橙黃色的為溴蒸氣?；蛲ㄈ階gNO3溶液，產(chǎn)生淺黃色沉淀的是溴蒸氣，無沉淀的是NO2。,(4)光化學煙霧 產(chǎn)生 氮肥的生產(chǎn)、金屬的冶煉和汽車等交通工具的廣泛使用。 危害 形成 和 。 防治 使用 能源，減少氮氧化物排放；為汽車安裝 裝置；對生產(chǎn)化肥、硝酸的工廠進行 等。,酸雨 光化學煙霧,潔凈,尾氣轉(zhuǎn)化處理,廢氣處理,二、氮肥的生產(chǎn)和使用 1NH3的生產(chǎn) 德國化學家 首次合成出了氨，反應方程式為 。 2NH3的物理性質(zhì) 顏色： ，氣味： ，密度： ，溶解性： ,1

3、體積水可溶解700體積NH3。,哈伯,N23H2 2NH3,無色,刺激性氣味,比空氣小,極易溶于水,3NH3的化學性質(zhì) (1)與H2O反應 氨氣溶于水形成的水溶液稱為 ，大部分與水結(jié)合成NH3H2O，部分電離顯 ，化學方程式為 ， 。,氨水,堿性,NH3H2ONH3H2O,NH3H2ONH4OH,(2)與酸反應 與HCl、H2SO4、HNO3反應的化學方程式分別為： ； ； 。 (3)與氧氣反應 化學方程式為： 。,NH3HCl=NH4Cl,2NH3H2SO4=(NH4)2SO4,NH3HNO3=NH4NO3,4NH35O2 4NO6H2O,4銨鹽 (1)物理性質(zhì) 銨鹽是由 和 構(gòu)成的化合物，

4、銨鹽都 溶于水，呈白色或無色晶體。 碳銨指 ，氯銨指 ，硫銨(肥田粉)是指 ，硝銨指 。,銨根離子,酸根離子,易,碳酸氫銨,氯化銨,硫酸銨,硝酸銨,(2)化學性質(zhì) 受熱分解：如NH4Cl、NH4HCO3受熱分解，化學方程式分別為 ； 。 與堿反應，如NH4Cl與Ca(OH)2反應，產(chǎn)生NH3，化學方程式為 。,5自然界氮的循環(huán),三、硝酸的性質(zhì) 1硝酸的物理性質(zhì) 純硝酸是 色，有 氣味的液體，具有揮發(fā)性，工業(yè)硝酸常因溶有少量 而略帶黃色。,無,刺激性,NO2,2硝酸的化學性質(zhì) HNO3的化學性質(zhì)主要表現(xiàn)為“三性”： (1)酸性酸的通性 稀HNO3能使紫色的石蕊試液 。 (2)不穩(wěn)定性 硝酸不穩(wěn)定

5、，見光或受熱易分解，其反應方程式為： 。 因此，濃硝酸應盛放在 色細口試劑瓶中，且放在黑暗、溫度低的地方。,變紅,棕,想一想2下列溶液呈黃色的原因是什么？工業(yè)鹽酸呈黃色，KI溶液久置變黃，亞鐵鹽溶液久置變黃。 提示：工業(yè)鹽酸中因含F(xiàn)e3而顯黃色，KI溶液中I被空氣中O2氧化為I2，I2的稀溶液呈黃色，亞鐵鹽中Fe2被空氣中O2氧化為Fe3而顯黃色。,(3)強氧化性 與金屬(除Pt、Au外)的反應。Cu與濃、稀HNO3反應的化學方程式分別為： ； 。 鐵、鋁遇冷的濃HNO3能發(fā)生 ，故可用鐵、鋁的容器貯存或運輸冷的濃HNO3。,Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O 3Cu8HN

6、O3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,鈍化,與非金屬的反應。如與C和S的反應，其反應方程式分別為： (4)其他性質(zhì) 與某些有機物反應：例如，苯的 反應，蛋白質(zhì)的 反應等。 王水：濃硝酸和濃鹽酸以 的體積比混合配制成王水，它的氧化性比HNO3更強，能溶解金、鉑等金屬。,取代,顏色,13,C4HNO3(濃)=CO24NO22H2O；,S6HNO3(濃)=H2SO46NO22H2O。,3硝酸的工業(yè)制法 工業(yè)上制備硝酸一般分為三個過程： (1)NH3的催化氧化，在合成塔中進行，方程式為： 。 (2)生成NO2： (寫反應方程式)。 (3)水吸收NO2： (寫反應方程式)。,2NOO2=2NO2

7、,4NO22H2OO2=4HNO3,4硝酸的用途 是一種重要的化工原料，用于制備氮肥、染料、塑料、炸藥、硝酸鹽等。,2NO2和O2的混合氣體 NO2和O2的混合氣體溶于水時涉及反應： 4NO2O22H2O=4HNO3，其計算如下表：,注V(NO2)V(O2)V總在表中未列出。,3NO和O2的混合氣體 NO和O2的混合氣體溶于水時涉及反應： 4NO3O22H2O=4HNO3 其計算如下表：,4.NO、NO2、O2的混合氣體 NO、NO2、O2三種混合氣體溶于水中，可先由反應3NO2H2O=2HNO3NO求出其生成NO的體積，再加上原混合氣體中的NO的體積即為NO的總體積，再按3的方法進行計算。,

8、靈犀一點： 上述各種情形中水均是足量的。 不會出現(xiàn)最后的殘余氣體是NO2的情況。,【案例1】 將盛有a mol NO2和 b mol NO混合氣體的試管倒立于水槽中，再通入b mol O2，充分反應后試管里剩余氣體的成分及物質(zhì)的量決定于a與b的關(guān)系，請?zhí)顚懕砀瘢?【答案】,【規(guī)律技巧】 氮的氧化物溶于水的計算的解題思路為： (1)要明確試題要求，如反應后容器內(nèi)是否有剩余氣體？剩余氣體可能是什么？注意剩余氣體不可能是NO2，也不可能是NO與O2的混合氣體。 (2)計算中可能用到的化學反應 3NO2H2O=2HNO3NO 4NO2O22H2O=4HNO3 4NO3O22H2O=4HNO3,(3)要

9、對試題中產(chǎn)生的結(jié)果進行可能情況的討論，如NO2與O2混合氣體溶于水時，剩余的氣體是NO，還是O2，要進行討論。,【即時鞏固1】 向盛有15 mL NO氣體、倒立于水槽的試管中通入O2，充分反應后，試管中還剩余氣體3 mL，則通入的O2體積可能是( ) 9 mL 12.25 mL 14.25 mL 15.0 mL A B C D,【解析】 此題屬于混合氣體與水反應的計算，應分析討論試管中剩余的3 mL氣體為何物，依據(jù)有關(guān)反應方程式進行計算。 (1)若剩余氣體是NO，則反應的NO為15 mL3 mL12 mL。 據(jù)總反應式：4NO3O22H2O=4HNO3 4 3 12 mL V(O2) V(O2

10、)9 mL,(2)若剩余的氣體為O2，則反應的NO為15 mL。 4NO3O22H2O=4HNO3 4 3 15 mL V(O2) V(O2)11.25 mL 則通入O2的總體積為11.25 mL3 mL14.25 mL。 【答案】 C,1加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物 (1)原理：一般加熱NH4Cl和Ca(OH)2混合物：,(2)裝置：“固體固體 氣體”(與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同)。 (3)收集：只能用向下排空氣法。 (4)干燥：用堿石灰(NaOH和CaO固體的混合物)。 (5)檢驗：用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若試紙變藍色，說明氨已收集滿了；將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，

11、若有白煙產(chǎn)生，說明已收集滿了。 (6)環(huán)保措施：收集時，一般在管口塞一團用水或稀H2SO4浸濕的棉藥球，可減小NH3與空氣的對流速度，收集到純凈的NH3，同時也可避免污染空氣。,3濃氨水中加固態(tài)堿性物質(zhì) (1)反應原理：濃氨水中存在以下平衡： 加入固態(tài)堿性物質(zhì)(如CaO、NaOH、堿石灰等)，使平衡逆向移動，同時反應放熱，促進NH3H2O的分解。,(2)裝置,【案例2】 某同學用下列裝置(固定、加熱儀器和橡膠管略)進行有關(guān)氨氣制取的實驗探究。,回答下列問題： (1)若用裝置制取NH3，其反應的化學方程式為 _； 若要測定生成的NH3的體積，則必須選擇的裝置是_ (填裝置序號)，裝置中所盛試劑應

12、具有的性質(zhì)是_。,(2)若用裝置制取并收集干燥的NH3，燒瓶內(nèi)裝的試劑是_，分液漏斗中裝的試劑是_，收集裝置應選擇_(填裝置序號)。 【解析】 (1)裝置適用于固固加熱制取氣體，制取NH3時試劑是NH4Cl和Ca(OH)2。若測定NH3的體積，必須用排液體法，而NH3極易溶于水，故不能用排水法，所用的液體必須不與NH3反應，也不溶解NH3才行。 (2)裝置是固液反應，不需加熱的裝置，制取NH3時，可用濃氨水和堿石灰作用。,【即時鞏固2】 下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯誤的是( ),【解析】 A項，NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl，冷卻后二者又化合生成NH4Cl；B項，CaO

13、H2O=Ca(OH)2，同時放熱，使平衡NH3H2ONH3H2ONH4OH向逆反應方向移動，有利于NH3的產(chǎn)生和逸出；C項，反應原理正確；D項，濃氨水受熱揮發(fā)出NH3。 【答案】 A,1液氨、氨、氨水、銨根的比較,2.氨水的組成和性質(zhì) (1)氨水中的微粒 分子：H2O、NH3、NH3H2O。 離子：NH4、OH、H。,(2)容易揮發(fā)：NH3H2O NH3H2O，利用此性質(zhì)可以鑒別揮發(fā)性酸的存在。 (3)顯弱堿性：NH3H2O NH4OH。 (4)氨水質(zhì)量分數(shù)越大，其密度越小，因此質(zhì)量分數(shù)為x%的氨水與質(zhì)量分數(shù)為3x%的氨水等體積混合后，所得氨水的質(zhì)量分數(shù)小于2x%。,靈犀一點： 計算氨水的物質(zhì)

14、的量濃度時，溶液的體積是氨水的體積，應根據(jù)密度和質(zhì)量換算，不能按水的體積計算。 溶質(zhì)的物質(zhì)的量按起始通入的NH3計算，包括氨水中NH3、NH3H2O、NH4三種粒子的物質(zhì)的量之和。,【案例3】 對于1 molL1的氨水，下列敘述正確的是(忽略溶液混合時的體積變化)( ) 將標準狀況下22.4 L氨氣溶于水配成1 L溶液，即可得到1 molL1的氨水 1 molL1的氨水的質(zhì)量分數(shù)小于1.7% 1 molL1的氨水與水等質(zhì)量混合后，所得氨水的物質(zhì)的量濃度大于0.5 molL1 將1 molL1的氨水與3 molL1的氨水等質(zhì)量混合后，所得氨水的物質(zhì)的量濃度為2 molL1 A B C D,【解析

15、】 本題考查的是有關(guān)氨水的知識。由于氨水中的溶質(zhì)即為溶入的氨氣，而標準狀況下22.4 L氨氣為1 mol，因此，將1 mol氨溶于水配成1 L溶液的物質(zhì)的量濃度為1 molL1。因為氨水的密度小于1 gcm3，故質(zhì)量分數(shù)應大于1.7%。若將1 molL1的氨水與水等體積混合，所得氨水的濃度為0.5 molL1，由于氨水的密度比水小，因此相同質(zhì)量的水的體積比氨水小，故等質(zhì)量混合后所得氨水的物質(zhì)的量濃度大于0.5 molL1。因氨水的濃度越大，其密度越小，則等質(zhì)量混合時，3 molL1的氨水所占體積比1 molL1的氨水大，故所得氨水的物質(zhì)的量濃度大于2 molL1。,【答案】 B 【規(guī)律技巧】

16、(1)濃度與密度的變化關(guān)系 若溶液的密度大于1 gcm3，溶液的質(zhì)量分數(shù)越大，則其密度就越大。 若溶液的密度小于1 gcm3，溶液的質(zhì)量分數(shù)越大，則其密度就越小。 常見溶液中，氨水、酒精等溶液的密度比水小，氯化鈉溶液、硝酸、硫酸等溶液的密度比水大。,(2)等體積或等質(zhì)量溶液混合后的質(zhì)量分數(shù)的變化規(guī)律 一定質(zhì)量分數(shù)的溶液加等體積水稀釋后，質(zhì)量分數(shù)一般不會恰好是原來的一半。原因在于溶液密度與水的密度不同，溶液、水體積相等，但質(zhì)量并不相等。,兩種不同質(zhì)量分數(shù)的溶液等體積混合，若溶液的密度大于1 gcm3，則混合溶液的質(zhì)量分數(shù)大于它們和的一半，若溶液的密度小于1 gcm3，則混合溶液的質(zhì)量分數(shù)小于它們

17、和的一半。 無論溶液的密度是大于1 gcm3，還是小于1 gcm3，等質(zhì)量混合時，所得混合溶液的質(zhì)量分數(shù)都等于它們和的一半。,【即時鞏固3】 下列事實可以證明氨水是弱堿的是 ( ) 氨水能跟氯化亞鐵溶液反應生成氫氧化亞鐵 實驗室用Al2(SO4)3溶液和氨水制Al(OH)3 0.1 mol/L氨水可以使酚酞試液變紅 0.1 mol/L氯化銨溶液的pH約為5 A B C D,【解析】 選項、中氨水若為強堿也能產(chǎn)生相同實驗現(xiàn)象。中若氨水為強堿，則Al(OH)3可溶于過量氨水，不能用于實驗室制備Al(OH)3。中溶液pH約為5，說明NH4Cl能水解，NH4Cl為強酸弱堿鹽，因此能證明氨水為弱堿。 【

18、答案】 C,容器內(nèi)外存在較大的壓強差，在這種壓強差的作用下，液體迅速流動，通過帶有尖嘴的導管噴出來，即形成噴泉。,靈犀一點： (1)噴泉是一種宏觀的液體噴涌現(xiàn)象，其成因有4個要素：有待噴的液體；有接納噴起液體的空間；待噴的液體與噴起的液體之間有順暢的通道；待噴的液體與接納噴起液體的空間之間有足夠大的壓強差(前者壓強大于后者壓強)。 (2)據(jù)此原理可解釋化學實驗中的倒吸現(xiàn)象。,【案例4】 (2008上?；瘜W)如圖所示的裝置中，干燥燒瓶內(nèi)盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液。擠壓滴管的膠頭，下列與實驗事實不相符的是( ) ACO2(NaHCO3溶液)/無色噴泉 BNH3(H2O含酚酞)/紅色噴泉

19、 CH2S(CuSO4溶液)/黑色噴泉 DHCl(AgNO3溶液)/白色噴泉,【解析】 選項A中NaHCO3與CO2不反應，燒瓶內(nèi)的壓強不變，不能形成噴泉；選項B中NH3易溶于水，形成NH3H2O，NH3H2ONH4OH，溶液呈堿性，能形成紅色噴泉；選項C中H2SCuSO4=H2SO4CuS，CuS為黑色沉淀，能形成黑色噴泉；選項D中HClAgNO3=HNO3AgCl，AgCl為白色沉淀，能形成白色噴泉。 【答案】 A,【規(guī)律技巧】 (1)噴泉的形成關(guān)鍵是有壓強差。 (2)噴泉的形成從原理上分析有如下兩種情形： 讓燒瓶中收集的氣體大量溶于水或讓氣體與接觸到的溶液中的溶質(zhì)發(fā)生反應，引起燒瓶內(nèi)氣體

20、的壓強急劇降低。在外界大氣壓作用下，燒杯中的液體迅速通過帶有尖嘴的玻璃管流入燒杯，形成噴泉。 將燒杯設計成一個密閉容器，通過該密閉容器中液體的揮發(fā)或發(fā)生化學反應產(chǎn)生大量氣體，使該密閉容器中氣壓迅速升高，將密閉容器中的液體壓入燒瓶形成噴泉。像人造噴泉、噴霧器噴霧均是利用了這種原理。,【即時鞏固4】 在如圖裝置中，燒瓶中充滿干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶中，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體d呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶。則a和b不可能是( ),【解析】 噴泉的成因是：燒瓶內(nèi)的氣體迅速大量溶于擠入的液體，使燒瓶內(nèi)氣壓驟減，大氣壓作用于燒杯中液面，將燒杯中試液壓入燒瓶，形成噴泉。形

21、成噴泉的根本原因是壓強差。NO2雖易溶于水，但溶于水后發(fā)生反應：3NO2H2O=2HNO3NO，NO極難溶于水，不可能使水最終幾乎充滿燒瓶。CO2是酸性氧化物，極易溶于NaOH，Cl2易與NaOH發(fā)生反應，NH3在鹽酸中溶解的比在水中更多，故B、C、D均符合題意。 【答案】 A,1硝酸與金屬反應的一般規(guī)律 (1)金屬與HNO3反應一般不生成H2，濃HNO3一般被還原為NO2，稀HNO3一般被還原為NO，極稀的HNO3可被還原成NH3，生成NH4NO3。 (2)足量金屬與一定量濃硝酸反應時，隨著硝酸濃度的降低，產(chǎn)物也發(fā)生改變。,2硝酸與非金屬反應的規(guī)律 (1)濃硝酸能與碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)反應

22、，一般生成最高價含氧酸或最高價氧化物、二氧化氮和水。 (2)與非金屬反應，HNO3表現(xiàn)強氧化性，不表現(xiàn)酸性。,3硝酸與金屬反應產(chǎn)物的確定 (1)足量濃硝酸作氧化劑時，其還原產(chǎn)物是NO2；稀硝酸作氧化劑時，其還原產(chǎn)物通常為NO。 (2)一定量濃硝酸參加反應，其還原產(chǎn)物可能是NO2、NO的混合物。若硝酸很稀且與活潑金屬反應，則還原產(chǎn)物較復雜，可能是NO、N2O、N2、NH3等，且硝酸越稀，還原產(chǎn)物的價態(tài)越低。,靈犀一點： 金屬與HNO3的反應運用“守恒法”求解，一般有： (1)電子守恒：金屬失電子數(shù)生成氣體的HNO3得電子數(shù)。 (2)氮原子守恒：耗HNO3的量鹽中NO3的量(表現(xiàn)酸性的HNO3)氣體中的N原子(被還原的HNO3)的量。,(3)電荷守恒：HNO3過量時，反應后溶液中(不考慮OH)有：c(NO3)c(H)nc(Mn)(Mn代表金屬離子)。 金屬與硝酸反應，求算離子濃度、pH等，金屬與NO3、H混合溶液反應的計算常用離子方程式分析。,【案例5】 在濃硝酸中放入銅片： (1)開始反應的化學方程式為_， 實驗現(xiàn)象為_。 (2)若銅有剩余，則反應將要結(jié)束時的化學方程式為 _。 (3)待反應停止后，再加入少量25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是_。,(4)若將12.8 g銅跟一定量的濃硝酸反應，