2022年氮元素及其化合物的性质与应用教案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载氮元素及其化合物的性质与应用学问点氮的化合物的性质及用途二、学问讲解考点 1 、氮气1氮元素在自然界中的存在形式：既有游离态又有化合态；空气中含 N 278（体积分数） ；化合态氮存在于多种无机物和有机物中,氮元素是构成蛋白质和核酸不行缺少的元素；2氮的固定：使空气中游离态的氮转化为化合态的氮的过程自然固氮：电闪雷鸣时：N 2+O2 2NO 2NO + O 2 2NO 23NO2 + H 2O 2HNO 3 + NO 生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中,并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸取的硝酸盐；豆科植物的根瘤菌可以直接把空气中游

2、离态的氮转化为化合态；人工固氮：工业合成氨3氮分子（ N2）的电子式为,结构式为NN；由于 N2 分子中的 NN 键很坚固,所以通常情形下, 氮气的化学性质稳固,只在放电、应；N2 与 H2 化合生成 NH 3高温、 催化剂等条件下才发生一些化学反N 2 +3H 2催化剂2NH 3 该反应是一个可逆反应,是工业合成氨的原理；高温高压N2 与 O2 化合生成 NO N 2 + O 22NO 在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应；4氮气的用途：合成氨,制硝酸；代替稀有气体作焊接金属时的爱护气,以防止金属被空气氧化；在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；储存粮食、水果等食品,以防止腐烂；医学上用

3、液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术；利用液氮制造低温环境,使某些超导材料获得超导性能；考点 2、氮的氧化物 1NO 、NO2的性质名师归纳总结 氮的氧化物一氧化氮 NO 二氧化氮 NO 2 物理性质无色、不溶于水、有毒的气体红棕色、有刺激性气味、有毒的气体,易溶于水化学性质极易被空气中的O2 氧化：与 H2O 反应：第 1 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2NO + O 2学习必备欢迎下载3NO 2 + H 2O 2HNO 3 + NO 2NO 2NO 中的氮为 +2 价,处于中间价态,（工业制 HNO 3 原理在此反应中,既有氧化

4、性又有仍原性 NO 2同时作氧化剂和仍原剂）特殊提示：1NO、NO 2有毒,是大气的污染物；2空气中的 NO、NO 2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气；3NO 2是造成光化学烟雾的主要因素；光化学烟雾刺激呼吸器官,使人生病甚至死亡；2氮的氧化物的性质比较种类色态-20）化学性质N 2O 无色气体较不活泼NO 无色气体活泼,不溶于水N 2O3（亚硝酸酐）无色气体,蓝色液体（常温极易分解为NO 、NO 2红棕色气体较活泼,与水反应NO 2N 2O4无色气体较活泼,受热易分解N 2O5（硝酸酸酐）无色固体气态时不稳固,易分解考点 3 、氨气1氨的物理性质：氨是无色

5、、有刺激性气味的气体,比空气轻；氨易液化； 在常压下冷却或常温下加压,气态氨转化为无色的液态氨,同时放出大量热,液态氨气化时要吸取大量的热,使四周的温度急剧下降；氨气极易溶于水；在常温、常压下,1 体积水中能溶解约700 体积的氨气（因此,氨气可进行喷泉试验） ；氨对人的眼、 鼻、喉等粘膜有刺激作用如不慎接触过多的氨而显现病症,要准时吸入新奇空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛；2氨分子的结构： NH 3的电子式为,结构式为,氨分子的结构为三角锥形,N 原子位于锥顶,三个 H 原子位于锥底,键角 107 18,是极性分子；3氨气的试验室制法反应原理：固态铵盐（如 NH 4Cl、NH 42SO4 等

6、）与消石灰混合共热：2NH 4Cl+CaOH 2 CaCl 2 + 2NH 3 + 2H2O 发生装置类型：固体 +固体 气体型装置（与制 O2 相同）；干燥方法：常用碱石灰（CaO 和 NaOH 的混合物）作干燥剂；不能用浓 H 2SO4、P2O5等酸性干燥剂和 CaCl2 干燥氨气,由于它们都能与氨气发生反应（CaCl2 与 NH3 反应生成CaCl 28NH 3）；收集方法： 只能用向下排气法,并在收集氨气的试管口放一团棉花,以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气不纯；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必

7、备 欢迎下载验满方法：将潮湿的红色石蕊试纸接近集气瓶口,如试纸变蓝色,就说明氨气已布满集气瓶；将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口,有白烟产生,说明氨气已布满集气瓶；特殊提示 ：1制氨气所用的铵盐不能用 NH 4NO 3、NH4HCO 3、NH42CO3等代替,由于 NH 4NO 3在加热时易发生爆炸,而 NH 4HCO 3、NH 42CO3 极易分解产生 CO 2 气体使制得的 NH 3 不纯；2消石灰不能用 NaOH 、KOH 等强碱代替,由于 NaOH 、KOH 具有吸湿性,易潮解结块,不利于生成的氨气逸出,而且NaOH 、KOH 对玻璃有猛烈的腐蚀作用；3NH 3极易溶于水,制取和收集的容

8、器必需干燥；4试验室制取氨气的另一种常用方法：向生石灰或烧碱中加入浓氨水中并加热,有关反应的化学方程式为：CaO + NH 3H2O CaOH 2 + NH 3,加烧碱的作用是增大溶液中的 OH浓度,促使 NH 3H 2O 转化为 NH 3,这种制氨气的发生装置与试验室制 Cl 2、HCl 气体的 装置相同；4氨的化学性质：（1）跟水反应；氨气溶于水时, 大部分的 NH 3分子与 H2O 分子结合成 NH 3H2O；NH 3H2O为弱电解质,只能部分电离成NH 4和 OH：NH 3 + H 2ONH 3H 2ONH 4+ OHa氨水的性质：氨水具有弱碱性,使无色酚酞试液变为浅红色,使红色石蕊试

9、液变为蓝色；氨水的浓度越大,密度反而越小（是一种特殊情形）时有氨气逸出：NH 4 + OH NH 3 + H2O ；NH 3H 2O 不稳固,故加热氨水b氨水的组成：氨水是混合物（液氨是纯洁物）,其中含有3 种分子（ NH 3、NH3H2O、H2O）和 3 种离子 NH 4和 OH、极少量的H；c氨水的储存方法：氨水对很多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装氨水；通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里；d有关氨水浓度的运算：氨水虽然大部分以NH3H2O 形式存在,但运算时仍以NH 3作溶质；（2）跟氯化氢气体的反应：NH 3 + HCl NH 4C1 a当蘸有浓氨水的玻璃

10、棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时,产生大量白烟；这种白烟是氨水中挥发出来的NH 3 与盐酸挥发出来的HCl 化合生成的NH 4C1 晶体小颗粒；b氨气与挥发性酸（浓盐酸、浓硝酸等）相遇,因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟,这是检验氨气的方法之；c氨气与不挥发性酸（如H 2SO4、H3PO4等）反应时,无白烟生成；（3）跟氧气反应：4NH 3 + 5O 2催化剂4NO + 6H 2O 加热这一反应叫做氨的催化氧化（或叫接触氧化）5氨气的用途：,是工业上制硝酸的反应原理之一；是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；名师归纳总结 - - - - -

11、- -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载考点 4 、铵盐及 NH 4的检验铵盐是由铵离子 （NH 4）和酸根阴离子组成的化合物；铵盐都是白色晶体,都易溶于水；1铵盐的化学性质：（1）受热分解：固态铵盐受热都易分解,依据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同,铵盐分解时有以下三种情形：a组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时,就加热时酸与氨气同时挥发,冷却时又重新化合生成铵盐；例如：NH 3 + H2O + CO 2NH 4Cl 固 NH3 + HCl NH 3 + HCl NH 4Cl （试管上端又有白色固体附着）又如：NH

12、 42CO32NH 3 + H2O + CO 2 NH 4HCO 3b组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸,加热时就只有氨气逸出,酸或酸式盐仍残留在容器中；如：NH 43PO4H3PO4 + 3NH 3NH 42SO4NH 4HSO4 + NH 3 c组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸,加热时就发生氧化仍原反应,无氨气逸出；例如：N 2O + 2H2O NH 4NO 3（2）跟碱反应：铵盐的通性固态铵盐+ 强碱 NaOH 、KOH无色、 有刺激性气味的气体潮湿的红色石蕊试纸试纸变蓝色；2铵盐 NH 4的检验：将待检物取出少量置于试管中,加入NaOH 溶液后,加热,用潮湿的红色石蕊试纸在

13、管口检验,如试纸变蓝色,就证明待检物中含铵盐（NH 4）；特殊提示 ：1如是铵盐溶液与烧碱溶液共热,就可用离子方程式表示为：NH 4 + OH NH 3 + H2O 2如反应物为稀溶液且不加热时,就无氨气逸出,用离子方程式表示为：NH 4+ OHNH3H2O 3如反应物都是固体时,就只能用化学方程式表示；考点 5 、硝酸1物理性质：（1）纯硝酸是无色、易挥发 沸点为 83、有刺激性气味的液体；打开盛浓硝酸的试剂瓶盖,有白雾产生 与盐酸相同 ；（2）质量分数为 98以上的浓硝酸挥发出来的 HNO 3 蒸气遇空气中的水蒸气形成的极微小的硝酸液滴而产生“发烟现象 ”；因此,质量分数为 98以上的浓硝

14、酸通常叫做发烟硝酸；2化学性质：（1）具有酸的一些通性名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载CaCO3 + 2HNO 3稀 CaNO 32 + CO2 + H2O （试验室制 CO2 气体时,如无稀盐酸可用稀硝酸代替）（2）不稳固性： HNO 3见光或受热发生分解,HNO 3 越浓,越易分解,硝酸分解放出的NO 2溶于其中而使硝酸呈黄色；有关反应的化学方程式为：4HNO 3 2H 2O + 4NO 2 +O 2（3）强氧化性： 不论是稀 HNO 3 仍是浓 HNO 3,都具有极强的氧化性；HNO 3 浓

15、度越大,氧化性越强；其氧化性表现在以下几方面：几乎能与全部金属（除 Pt、Au 外）反应；当 HNO 3 与金属反应时,一般反应规律为：金属 + HNO 3浓 硝酸盐 + NO 2 + H2O 金属 + HNO 3稀 硝酸盐 + NO + H2O 金属与硝酸反应的重要实例为：3Cu + 8HNO 3稀 3CuNO 32 + 2NO + 4H2O 该反应较缓慢,反应后溶液显蓝色,反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色 无色的 NO 被空气氧化为红棕色的 NO 2；试验室通常用此反应制取 NO 气体；Cu + 4HNO 3浓 CuNO 32 + 2NO 2 + 2H2O 该反应较猛烈, 反应过程中

16、有红棕色气体产生；此外,随着反应的进行,硝酸的浓度渐渐变稀,反应产生的气体是 NO 2、NO 等的混合气体；常温下,浓 HNO 3 能将金属 Fe、A1 钝化,使 Fe、A1 的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜； 因此,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸,铝反应 与浓硫酸相像 ；但要留意密封, 以防止硝酸挥发变稀后与铁、浓 HNO 3 与浓盐酸按体积比 1 3 配制而成的混合液叫王水；王水溶解金属的才能更强,能溶解金属 Pt、Au；能把很多非金属单质例如： C + 4HNO 3浓 如 C、S、P 等氧化,生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物；CO2 + 4NO2 + 2H2O 能氧化某些具有仍原性的物质

17、,如 H2S、 SO2、 Na2SO3、HI 、HBr 、Fe 2等；应留意的是, NO 3无氧化性,而当 NO 3在酸性溶液中时,就具有强氧化性；例如,在 FeNO 32溶液中加入盐酸或硫酸,因引入了 H而使 Fe 2被氧化为 Fe 3；又如,向浓 HNO 3 与足量的Cu 反应后形成的 CuNO 32中再加入盐酸或硫酸,就剩余的 Cu 会与后来新形成的稀 HNO 3连续反应；能氧化并腐蚀某些有机物,如皮肤、衣服、纸张、橡胶等；因此在使用硝酸 特殊是浓硝酸 时要特殊当心,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立刻用大量水冲洗,再用小苏打或肥皂液洗涤；（4）储存方法：硝酸易挥发,见光或受热易分解,具有

18、强氧化性而腐蚀橡胶,因此,试验室储存硝酸时,应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中,并贮存在黑暗且温度较低的地方；（5）用途：硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等；金属与硝酸反应中守恒思想的应用考点 6 、非金属相关运算名师归纳总结 原子守恒： HNO 3与金属反应时,一部分HNO 3 起酸的作用,以NO3的形式存在于溶第 5 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载液中；一部分作为氧化剂转化为仍原产物,HNO 3中氮原子的物质的量这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的得失电子守恒：HNO 3 与金

19、属的反应属于氧化仍原反应,HNO 3 中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量（M电荷守恒： HNO 3 过量时反应后的溶液中 （不考虑OH）就有：cNO 3 = cH+ncMn+n+代表金属离子）三、例题精析【例题 1 】【题干】 以下有关硝酸化学性质的表达中,正确选项（）A浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色 B硝酸能与 Na 2CO 3反应,但不生成 CO2 C硝酸可与 Na 2S 反应制得 H2S 气体 D浓硝酸因分解放出的 NO 2又溶解于硝酸而呈黄色【答案】 D 【解析】 硝酸是一种具有强氧化性的强酸,并且浓度越大,氧化性越强；浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,应选项

20、A 错；硝酸是一种氧化性酸,可氧化很多仍原性物质,因此硝酸与 Na2S 反应不能生成H2S,与 Na2CO 3反应能生成CO2,所以选项B、C 错；选项D正确；【例题 2 】【 题 干 】 将 磁 性 氧 化 铁 放 入 稀HNO 3 中 可 发 生 反 应 ： 3Fe3O4+28HNO 3=9FeNO 3 x+ NO +14H2O；以下判定合理的是（）AFeNO 3 x中的 x=2 B如反应中每0.2 mol 氧化剂被仍原,就转移0.6 mol 电子C稀 HNO 3在此反应中只表现氧化性D磁性氧化铁中的铁元素全部被氧化【答案】 B 【解析】 A由 N 元素守恒可知生成物为FeNO 33,x=

21、3 ,故 A 错误；B如反应中每0.2 mol氧化剂被仍原, 就生成 0.2molNO ,转移电子数为0.2mol （5-2）=0.6mol ,故 B 正确；C由生成物 FeNO 33 和 NO 可知,硝酸在反应中表现为酸性和氧化性,故 C 错误； D Fe3O4 中Fe 元素的化合价有 +2 价、 +3 价,铁部分被氧化,故 D 错误；应选 B；【例题 3 】【题干】（20XX 年全国理综 28）已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用示意图中的装置可以实现该反应；回答以下问题：四、课堂运用【基础】名师归纳总结 1以下关于氨气的说法正确选项（）第 6 页,共 9 页A氨不能用浓硫酸干

22、燥,但可用P2O5或无水 CaCl2干燥B氨水能导电,所以NH 3是电解质- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载C沸点： NH 3PH3AsH3 D用水吸取 NH 3用如图装置可防止倒吸【答案】 D【解析】 A氨气为碱性气体,与硫酸以及酸性氧化物都反应,不能用硫酸或 P2O5 干燥,与 CaCl2 发生络合反应,也不能用 CaCl2 干燥,故 A 错误； B氨水能导电,是由于与水反应生成一水合氨的缘由,但氨气为非电解质,故B 错误； C氨气中含有氢键,在同主族元素对应的氢化物中沸点最高,故 C 错误； D氨气极易溶于水,但不溶于四氯化碳,

23、可用如图装置吸取,防止倒吸,故 D 正确；应选 D；2关于硝酸的说法正确选项（）ACu 与稀硝酸反应后,在容器口观看到红棕色气体,证明仍原产物为 NO 2B浓 HNO 3不能与非金属单质反应C硝酸与金属反应时,主要是 +5 价的氮元素得电子D常温下,向浓 HNO 3中投入 Fe 片,会产生大量的红棕色气体【答案】 C【解析】 A铜与稀硝酸反应生成 NO,NO 在瓶口与氧气反应生成二氧化氮,Cu 与稀硝酸反应中 NO 是仍原产物, 故 A 错误；B浓硝酸可以与 C 反应生成二氧化碳、二氧化氮与水,故 B 错误； C硝酸是氧化性酸,与金属反应,中心元素氮元素表现氧化性,即 +5 价氮元素得电子被仍

24、原,故 C 正确； D常温下, Fe 与浓硝酸反应生成一层致密的氧化物爱护膜,阻挡内部金属连续反应,发生钝化现象,不行能大量的红棕色气体,故 D 错误；应选 C；【巩固】1在肯定条件下,NO 跟 NH 3可以发生反应：6NO+4NH 3=5N 2+6H 2O,关于该反应以下说法中不正确选项（）AH2O 既不是氧化产物也不是仍原产物B该反应中被氧化和被仍原的氮元素的质量比是 2：3 C如有 2mol NH 3完全反应,共转移 12 mol 电子DNO 是氧化剂, NH 3是仍原剂【答案】 C 【解析】 A 水中 H、O 元素的化合价在反应前后不变,就H2O 既不是氧化产物也不是仍原产物,故 A

25、正确； BNO 中 N 元素由 +2 价降低为 0,被仍原, NH 3 中 N 元素的化合价由3 价上升为 0,被氧化,就该反应中被氧化和被仍原的氮元素的质量比是 2：3,故 B 正确；C由反应可知,4molNH 3完全反应转移 12 mol 电子,故 C 错误； DNO 中 N 元素由 +2价降低为 0,NO 为氧化剂, NH 3 中 N 元素的化合价由正确；应选 C；3 价上升为 0,氨气为仍原剂, 故 D2Cu2S 与肯定浓度的 HNO 3反应,生成 Cu（NO 3） 2、CuSO4、 NO 2、NO 和 H 2O当产物n（NO 2）：n（ NO）=1：1 时,以下说法正确选项（）A产物

26、 nCu（ NO 3）2：nCuSO 4=1： 1 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载B参与反应的 n（Cu2S）： n（HNO 3）=1：5 C反应中 Cu2S 既做氧化剂,又做仍原剂D1 mol Cu 2S 参与反应时有 8 mol 电子转移【答案】 A 【解析】 己知 n（NO 2）：n（NO）=1：1,假定生成1 mol NO 2、1 mol NO ；就 HNO 3被仍原生成 1 mol NO 2、1 mol NO 共得 4 mol e-；Cu2S 应失 4mole；而 1 mol Cu 2

27、S 能失 10 mol e,故失 4 mol e说明反应的 Cu2S的物质的量为 0.4 mol,0.4 mol Cu 2S 生成 0.4 mol CuSO 4和 0.4 mol CuNO 32；即起酸性作用的 HNO 3 的物质的量为 0.8 mol ,起氧化作用的 HNO 3 为 2 mol ；反应的 HNO 3 共 2.8 mol,故 n（Cu2S）：n（HNO 3）=0.4 mol ：2.8 mol=2 ：14；A、依据分析运算得到,产物nCu（NO 3）2：nCuSO 4=1 ：1；故 A 正确；B、参与反应的 n（Cu2S）：n（HNO 3）=2：14,故 B 错误C、反应中 Cu

28、 2S 铜元素化合价上升,硫元素化合价上升,所以只做仍原剂,故 C 错误；D、依据元素化合价变化和电子守恒运算得到,1 molCu 2S 参与反应时有 10mol 电子转移,故 D 错误；3下图是利用培育皿探究氨气的性质,试验时向 表面皿扣在上面；NaOH 固体上滴几滴浓氨水,立刻用另一下表中对试验现象所做的说明正确选项 说明NH 4Cl 固体选项试验现象A 浓盐酸邻近产生白烟NH 3与浓盐酸反应生成了B 浓硫酸邻近无明显现象NH 3与浓硫酸不发生反应C 氯化物溶液变浑浊该溶液肯定是AlCl 3溶液D 干燥的红色石蕊试纸不变色,潮湿的红色 石蕊试纸变蓝NH 3是一种可溶性碱【答案】 A 【解析

29、】 浓氨水滴到氢氧化钠固体上,氢氧化钠具有吸水性,且该过程放热,使氨气挥发出来；氨气在浓盐酸邻近与挥发出来的 HCl 反应生成白烟 NH 4Cl ,A 正确；浓硫酸难挥发,与氨气反应无明显现象,B 错误；氨气溶于水生成 NH 3H 2O,与 NH 3H 2O 反应生成沉淀的金属离子,不只有铝离子,C 错误； NH 3 溶于水生成的 NH 3H 2O 是一种弱碱,而 NH 3本身不是碱, D 错误；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（1）A 中加入的物质是 _,发生反应的化学方程式_ ；（2）B中加入

30、的物质是_,其作用是_ ；（ 3）试验时在C 中观看到得现象是_ ,发生反应的化学方程式是_；（ 4 ） 实 验 时 在 D 中 观 察 到 的 现 象 是 _ , D 中 收 集 到 的 物 质 是_,检验该物质的方法和现象是 _ ；【答案】（1）固体 NH 4Cl 和 CaOH 2 2NH 4ClCaOH 2 CaCl 22NH32H 2O （2）碱石灰 除去 NH 3 气流中的水汽（3）黑色粉末部分逐步变为红色 2NH 33CuO N 23H2O3Cu （4）显现无色液体 氨水 用无水硫酸铜检验、无水硫酸铜变蓝证明由水；微热,管口放潮湿的红色石蕊试纸,试纸变蓝,证明有 NH 3；【解析】 此题以氨气的制备,氨气的性质为考察要点,属于中档题；（1）制备氨气的药品NH 4Cl 和 CaOH 2,（ 2）干燥氨气用碱石灰,（3）主要描述固体粉末的颜色变化,方程式见答案；（ 4）描述 D 中的现象重点强调显现无色液体,氨气检验方法；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页