高三化学一轮创新设计梳理通解集训 非金属及其化合物氮及其化合物张.pptx
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1、1涉及氮及其化合物转化的综合推断。2HNO3、NH3的制法及其重要性质的综合实验探究。3NOx对大气的影响及治理措施,NO、NO2的性质及有关综合计算。第1页/共123页游离态 化合态 高能 仿生 生物 第2页/共123页2氮气(1)物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体,难溶于水,在空气中约占总体积的 。第3页/共123页(2)化学性质通常情况下,N2化学性质很稳定,在高温、高压、放电、催化剂等条件下也能发生一些化学反应。第4页/共123页3氮的氧化物氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比较表:NONO2物物理理性性质质颜色颜色毒性毒
2、性溶解性溶解性化化学学性性质质与与O2反应反应2NOO2=2NO2与与H2O反应反应3NO2H2O=2HNO3NO无色红棕色有毒有毒不溶能溶第5页/共123页NONO2实验室制法实验室制法(填化学方程填化学方程式式)3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O与人体、与人体、环境的关系环境的关系与血红蛋白结合使与血红蛋白结合使人中毒人中毒转化成转化成NO2形成酸形成酸雨、光化学烟雾雨、光化学烟雾破坏臭氧层破坏臭氧层形成酸雨、光化学烟形成酸雨、光化学烟雾雾第6页/共123页 氮的氧化物对环境有什么影响?提示(1)形成硝酸型酸雨
3、。(2)形成光化学烟雾。(3)破坏 臭氧层。第7页/共123页无 有刺激性 易 700 NH3H2O、第8页/共123页与酸反应a蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为 ,将浓盐酸改为,也会出现相同的现象。化学方程式为:。b与CO2等酸性氧化物反应:NH3CO2H2O=NH4HCO3或2NH3CO2H2O=(NH4)2CO3还原性氨的催化氧化化学方程式为:。有白烟生成浓硝酸HClNH3=NH4Cl,NH3HNO3=NH4NO3第9页/共123页(3)实验室制法化学方程式为:。(4)主要用途。化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。2NH32H2O 第10页/共123页
4、2铵盐(1)物理性质:都是无色或白色晶体,易溶于水。(2)化学性质不稳定性:aNH4Cl受热分解:bNH4HCO3受热分解:CO2H2O 第11页/共123页第12页/共123页 干燥NH3能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙吗?如果不能可选用什么干燥剂?提示不能,因为浓H2SO4与NH3反应,P2O5吸水后生成磷酸也能与NH3反应,无水氯化钙也能与NH3反应,可以选用固体NaOH或碱石灰。第13页/共123页三、硝酸1物理性质色味态:;挥发性:;水溶性:;发烟硝酸:。2化学性质(1)强酸性:稀硝酸能使紫色石蕊试液变 色,浓硝酸能使石蕊试液先变 色,微热后褪色。(2)不稳定性:浓硝酸显黄色,是因为
5、,说明浓硝酸具有 性,化学方程式为。无色有刺激性气味的液体易挥发与水以任意比互溶质量分数大于98%的硝酸红红HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中不稳定第14页/共123页(3)强氧化性与金属的反应a除Pt、Au、Ti外,大部分金属均能与HNO3反应。bCu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为 ,。cFe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生 ,故可以用铁质、铝质容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O钝化第15页/共123页与非金属反应与浓HNO3反应时,非金属单质一般被氧化为
6、最高价氧化物或最高价含氧酸,如碳与浓HNO3反应的化学方程式为。与某些还原性化合物或离子的反应,例如:H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。王水:由 与 按体积比13混合所得,具有更强的氧化性,能使Au、Pt溶解。3主要用途 化工原料,用于制硝酸盐、染料、炸药等。浓硝酸浓盐酸第16页/共123页 久置的硝酸呈黄色,如何除去?怎样保存硝酸?提示硝酸分解产生的NO2溶解于浓硝酸显黄色,除去的方法是通入足量的氧气。硝酸通常用棕色细口瓶密封保存,置于冷暗处。第17页/共123页第18页/共123页三种理解1对N2性质的理解N2的稳定性是相对的,物质的性质不是一成不变的,当外界条件发生变化时物质的
7、性质也可能改变。2有关氨水的理解氨气或液氨溶于水得氨水,氨水的密度都比水小,并且氨水浓度越大密度越小。计算氨水浓度时,溶质是NH3而不是NH3H2O。第19页/共123页第20页/共123页第21页/共123页第22页/共123页一个循环自然界中的氮循环第23页/共123页两个注意1制氨气时药品的选择制氨气时,选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时,不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等,因它们受热易分解,使产生的NH3中混有较多的杂质气体,另外NH4NO3易爆炸;选碱时,用消石灰而不用NaOH或KOH,因NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨气,且在高温下均能腐蚀玻
8、璃。2喷泉实验成败的关键(1)装置气密性良好;(2)烧瓶要干燥;(3)气体的纯度要大。第24页/共123页一种比较NO2和溴蒸气的比较(1)相同点均为红棕色气体;均有氧化性;溶于水后均有酸生成;能与碱反应。(2)鉴别溴蒸气和NO2不能用淀粉KI试纸、碱溶液等,但可以利用它们性质上的差异性来鉴别。第25页/共123页第26页/共123页我的感悟“浓HNO3与Cu反应产生NO2,稀HNO3与Cu反应产生NO,则稀HNO3氧化性强。”这种说法对吗?为什么?不对。在与金属反应时,浓硝酸一般被还原为NO2而稀硝酸一般被还原NO的原因,可作如下简单解释:硝酸越浓,氧化性越强,反应中即使生成了氮的低价化合物
9、,也会被浓HNO3氧化为氮的较高价氧化物NO2;硝酸较稀时,氧化能力较弱,生成氮元素的较低价氧化物NO,NO不会被稀HNO3进一步氧化。第27页/共123页第28页/共123页第29页/共123页第30页/共123页第31页/共123页2得失电子守恒法当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子,若上述两种气体与O2混合,O2得电子,且得失电子数必然相等,这是得失电子守恒法解答此类题目的依据。第32页/共123页3NO、NO2混合气体与NaOH溶液反应时的N守恒发生如下反应2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O,NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O。(1)当V(NO)V(NO2)时,只
10、发生反应反应后剩余NO,体积为V(NO)原V(NO2)。(2)当V(NO2)V(NO)时,反应和都发生,最后无气体剩余。第33页/共123页【典例1】(2013绍兴模拟)室温时,在容积为a mL的试管中充满NO2气体,然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止;再通入b mL O2,则管内液面又继续上升,测得试管内最后剩余气体为c mL,且该气体不支持燃烧。则a、b、c的关系是 ()。Aa4b3c Ba4bcCab41 Dab43第34页/共123页答案A第35页/共123页实际上V(NO2)V(O2)41和V(NO)V(O2)43时,均相当于N2O5的组成,与N2O5H2O=2HNO3等效,故当
11、NO、NO2、O2的混合气溶于H2O时也可利用原子个数比进行判断 第36页/共123页【应用1】(2013长春质检)如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液物质的量浓度之比为 ()。第37页/共123页A11 B57 C75 D43第38页/共123页解析根据反应化学方程式:4NO2O22H2O=4HNO34NO3O22H2O=4HNO3生成HNO3的物质的量取决于NO2与NO的体积,由于NO2与NO体积相同,生成HNO3的物质的量相
12、等,即两试管中HNO3的浓度相等。答案A第39页/共123页必考点34 喷泉实验原理及延伸1喷泉实验装置图第40页/共123页2喷泉实验的原理当挤压胶头滴管胶头,使少量水进入烧瓶后,由于烧瓶内的气体易溶于水,所以烧瓶内的气压迅速减小,产生负压,烧杯里的液体在大气压的作用下被压入烧瓶而形成喷泉。3实验的注意事项(1)整个实验装置要求密闭性好、不漏气,这也是气体实验的基本要求。(2)收集氨气的圆底烧瓶要绝对干燥。(3)烧瓶里的氨气必须集满,并尽可能做到随用随制。第41页/共123页4实验原理的延伸(1)用水吸收NH3制氨水或处理合成氨废气,为防止倒吸,须用倒置漏斗。(2)只要烧瓶里的气体易溶于滴管
13、和烧杯中的液体,就能形成喷泉,因此能产生喷泉现象的气体还有:烧瓶中气体烧瓶中气体HCl、HBr、HI SO2、NO2、CO2滴管中液体滴管中液体水水浓浓NaOH溶液溶液第42页/共123页【典例2】喷泉是一种常见的自然现象,其产生原因是存在压强差。第43页/共123页(1)图甲中,为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是 ()。AHCl和H2O BO2和H2OCNH3和H2O DCO2和NaOH溶液ENO2和H2O设若用D组合做喷泉实验,烧杯中的液体一定是NaOH溶液吗?_。第44页/共123页用A组合做喷泉实验时,若烧瓶中充
14、满HCl气体,则在标准状况下,做完实验后烧瓶中c(HCl)_molL1(设溶质不扩散)。若用E组合做喷泉实验时,则标准状况下,做完实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度是_molL1。第45页/共123页(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法,并设计了如图乙所示的装置。在图乙的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是 ()。ACu与稀盐酸 BNaHCO3与NaOH溶液CCaCO3与稀硫酸 DNH4HCO3与稀盐酸这种方法产生喷泉的原理是_。第46页/共123页在图乙锥形瓶外放一水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入水后,再加入足量的下列物质,结果也产生喷泉。水槽中加入的物质可以是A浓硫酸 B食
15、盐 C硝酸钾 D硫酸铜这种方法产生喷泉的原理是_。比较图甲和图乙两套装置,从产生喷泉的原理来分析,图甲_上部烧瓶内气体压强;图乙_下部锥形瓶内气体压强(填“增大”或“减小”)。(3)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述_(填“图甲”或“图乙”)装置的原理相似。第47页/共123页解析(1)中O2难溶于水,不能使烧瓶中的压强减小。只要胶头滴管中物质能把CO2几乎完全吸收,使烧瓶中的压强减小,即可形成喷泉。(2)NH4HCO3与盐酸反应产生CO2气体,使锥形瓶内的压强增大。浓H2SO4溶于水放出大量的热使酒精挥发,锥形瓶内压强增大。第48页/共123页第49页/共123页(1)减小烧瓶内压强
16、容器内气体极易溶于水;容器内气体易与溶液中的某种成分发生化学反应而被吸收。,当外部的水或溶液接触容器内气体时,由于气体大量溶解或与溶液中的某种成分发生化学反应而被吸收,从而使容器内气压迅速降低,在外界大气压作用下,外部液体迅速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉。(2)增大烧瓶外压强,容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应,容器内产生大量气体。使容器内压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,也能形成喷泉。例如喷雾器、人造喷泉等均是利用了此原理。第50页/共123页【应用2】大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响,制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置已略去
17、)。第51页/共123页(1)写出实验室制取氨气的化学方程式:_。(2)收集氨气应使用_法,要得到干燥的氨气可选用_作干燥剂。(3)用如图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是_。该实验的原理是_。(4)如果只提供如图2的装置,请说明引发喷泉的方法。_。第52页/共123页解析前两问根据已学知识可以作答。后两问喷泉实验的原理主要是使盛有氨气的烧瓶内压强降低,利用内外压强差形成喷泉,无论是图1还是图2要引发喷泉,想办法使氨气溶解于水即可。第53页/共123页必考点35 典型的气体制备实验氨的实验室制法第54页/共123页第55页/共123页【典例3】如图所示分别是某课外活
18、动小组设计的制取氨气并用氨气进行喷泉实验的三组装置,回答下列问题:第56页/共123页(1)用A图所示的装置可制备干燥的NH3:反应的化学方程式为_。装置中收集NH3的试管口放置棉花团的作用是_。干燥管中干燥剂能否改用无水CaCl2?_(填“能”或“不能”),理由是_(用化学方程式表示)。第57页/共123页(2)用B图所示的装置可快速制取较大量NH3:用化学方程式表示浓氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的过程:_。检验NH3是否收集满的实验方法是_。(3)用C图所示的装置进行喷泉实验,上部烧瓶已充满干燥氨气,引发水上喷的操作是_,该实验的原理是_。第58页/共123页第59页/共123页用蘸取
19、少许浓盐酸的玻璃棒靠近收集NH3的容器口,若产生白烟,说明已收集满NH3,反之,则没有收集满;或用湿润的红色石蕊试纸靠近收集NH3的容器口,若湿润的红色石蕊试纸变蓝,则说明NH3已收集满,反之,则没有收集满。(3)先打开止水夹,然后将胶头滴管中的水快速挤出即可,这是因为NH3极易溶于水,胶头滴管中挤出的水吸收了大量的氨气致使烧瓶内压强迅速减小而形成喷泉。第60页/共123页第61页/共123页实验室典型的气体发生装置实验室典型的气体发生装置 第62页/共123页【应用3】下列装置能达到实验目的的是 ()。A B C D第63页/共123页解析项收集NH3装置中无棉花;项NH3通入CCl4中,N
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