第四章第四节课件.ppt
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1、第四节氮及其重要化合物一、氮的单质及其氧化物一、氮的单质及其氧化物1.1.氮在自然界中的存在与转化氮在自然界中的存在与转化(1)(1)氮元素的存在与氮的固定氮元素的存在与氮的固定:(2)(2)氮气的物理性质氮气的物理性质:无色无味气体无色无味气体,密度比空气略小密度比空气略小,难溶于水。难溶于水。(3)(3)氮气的化学性质氮气的化学性质:与氧气反应与氧气反应:_:_导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。与氢气反应与氢气反应:_:_。(工业合成氨反应原理工业合成氨反应原理)N N2 2+O+O2 2 2NO2NO放电或高温放电或高温=N N2 2+3H+
2、3H2 2 2NH2NH3 32.2.氮的氧化物氮的氧化物(1)(1)氮有多种价态的氧化物氮有多种价态的氧化物,如如_、_、_、_、N N2 2O O3 3、N N2 2O O5 5等等,其中属于酸性氧化物的是其中属于酸性氧化物的是_。(2)NO(2)NO和和NONO2 2的比较的比较:N N2 2O ONONONONO2 2N N2 2O O4 4N N2 2O O3 3、N N2 2O O5 5NONONONO2 2颜色颜色_毒性毒性_溶解性溶解性_与与O O2 2反应反应_无色无色红棕色红棕色有毒有毒有毒有毒不溶于水不溶于水易溶于水易溶于水2NO+O2NO+O2 2=2NO2NO2 2N
3、ONONONO2 2与与H H2 2O O反应反应_对人对人体、体、环境环境的影的影响响与血红蛋白结合与血红蛋白结合,使人中使人中毒毒转化成转化成NONO2 2形成酸雨、光形成酸雨、光化学烟雾化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾3NO3NO2 2+H+H2 2O=O=2HNO2HNO3 3+NO+NO二、氨、铵盐二、氨、铵盐1.1.氨的物理性质氨的物理性质无色有刺激性气味的气体无色有刺激性气味的气体,密度比空气小密度比空气小,易液化易液化,极易溶于极易溶于水水(1700)(1700)。2.2.氨的化学性质氨的化学性质(1)(1)还原性还原性:与氧气反应与氧气反应:_:_。(2)(2
4、)与酸反应与酸反应:与氯化氢反应与氯化氢反应:_现象现象:_:_。应用应用:用于用于NHNH3 3与挥发性酸的互相检验。与挥发性酸的互相检验。产生白烟产生白烟NHNH3 3+HCl=NH+HCl=NH4 4ClCl4NH4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H4NO+6H2 2O O催化剂催化剂=(3)(3)与水反应与水反应:_,:_,_氨的水溶液叫氨水氨的水溶液叫氨水,呈弱碱性。呈弱碱性。3.3.氨的实验室制法氨的实验室制法_。=4.4.氨的用途氨的用途化工原料化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。用作制冷剂。5.5.铵盐铵盐(1)(1)物理性质
5、物理性质:都是无色或白色晶体都是无色或白色晶体,易溶于水。易溶于水。(2)(2)化学性质化学性质:不稳定性不稳定性:a.NHa.NH4 4ClCl受热分解受热分解:_,:_,b.NHb.NH4 4HCOHCO3 3受热分解受热分解:_。=NHNH4 4Cl NHCl NH3 3+HCl+HCl=NHNH4 4HCOHCO3 3 NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O与碱反应:与碱反应:铵盐与碱溶液反应的离子方程式:铵盐与碱溶液反应的离子方程式:a.a.在稀溶液中不加热:在稀溶液中不加热:_,b.b.加热时或浓溶液:加热时或浓溶液:_。(3)(3)的检验:的检验:=变蓝变蓝三、硝酸
6、三、硝酸1.1.物理性质物理性质硝酸是硝酸是_色、易挥发的液体色、易挥发的液体,有有_气味气味,与水以任意比与水以任意比例混溶。例混溶。2.2.化学性质化学性质(1)(1)不稳定性不稳定性:反应反应:4HNO:4HNO3 3 2H2H2 2O+4NOO+4NO2 2+O+O2 2市售浓硝酸呈黄色的原因是:市售浓硝酸呈黄色的原因是:_。硝酸保存在硝酸保存在_试剂瓶中试剂瓶中,置于冷暗处置于冷暗处,不能用橡胶塞。不能用橡胶塞。刺激性刺激性无无硝酸分解生成的硝酸分解生成的NONO2 2溶解在溶解在硝酸里硝酸里或光照或光照=棕色棕色(2)(2)强氧化性强氧化性:硝酸无论浓、稀都有强氧化性硝酸无论浓、稀
7、都有强氧化性,而且浓度越大而且浓度越大氧化性越强。氧化性越强。与金属反应与金属反应:稀硝酸与铜反应稀硝酸与铜反应:_,_,浓硝酸与铜反应浓硝酸与铜反应:_。3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3(稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O OCu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O与非金属反应与非金属反应:如浓硝酸与如浓硝酸与C C的反应为的反应为:_:_。与还原性化合物反应与还原性化合物反应:硝酸可氧化硝酸可氧化H H2 2S S、SOSO2 2、NaNa2 2
8、SOSO3 3、HIHI、FeFe2+2+等还原性物质。等还原性物质。如稀硝酸与如稀硝酸与FeSOFeSO4 4溶液反应的离子方程式为溶液反应的离子方程式为:_。(3)(3)与有机物反应与有机物反应:硝化反应硝化反应(与与C C6 6H H6 6反应反应):):_。颜色反应颜色反应:蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。=C C6 6H H6 6+HNO+HNO3 3 C C6 6H H5 5NONO2 2+H+H2 2O O3.3.用途用途化工原料化工原料,用于制化肥、染料、炸药等。用于制化肥、染料、炸药等。四、人类活动对氮的循环和环境的影响四、人类活动对氮的循环和环境的影响1
9、.1.含氮物质的来源及其危害含氮物质的来源及其危害形成酸雨形成酸雨产生温室气体产生温室气体光化学烟雾光化学烟雾_富营养化富营养化2.2.减少人类活动对氮循环和环境的影响措施减少人类活动对氮循环和环境的影响措施(1)(1)开发新能源开发新能源,减少化石燃料的燃烧。减少化石燃料的燃烧。(2)(2)保护森林保护森林,植树绿化。植树绿化。【思考辨析思考辨析】1.1.根据氮在元素周期表中的位置推知氮气是一种活泼的非金属根据氮在元素周期表中的位置推知氮气是一种活泼的非金属单质。单质。()()【分析分析】物质的性质不仅与原子结构有关,还与分子的构成物质的性质不仅与原子结构有关,还与分子的构成有关;氮元素虽然
10、是活泼非金属,但氮气分子中的有关;氮元素虽然是活泼非金属,但氮气分子中的NNNN键,键,键能很大,分子结构稳定,故分子很稳定。键能很大,分子结构稳定,故分子很稳定。2.NO2.NO2 2能使湿润的淀粉能使湿润的淀粉KIKI试纸变蓝。试纸变蓝。()()【分析分析】NONO2 2具有氧化性具有氧化性,可氧化可氧化KIKI生成碘使淀粉变蓝。生成碘使淀粉变蓝。3.3.氨气液化即得到氨水。氨气液化即得到氨水。()()【分析分析】氨气液化只是由气态变成液态氨气液化只是由气态变成液态,氨气和液氨都是只氨气和液氨都是只含有氨分子含有氨分子,是纯净物。而氨水是氨气的水溶液是纯净物。而氨水是氨气的水溶液,氨水中含
11、有氨水中含有H H2 2O O、NHNH3 3、NHNH3 3H H2 2O O、OHOH-等微粒等微粒,是混合物。是混合物。4.4.消除久置浓硝酸的黄色可通入氧气。消除久置浓硝酸的黄色可通入氧气。()()【分析分析】硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热会发生分解硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热会发生分解,生生成的成的NONO2 2溶于浓硝酸所致溶于浓硝酸所致,通入通入O O2 2(或空气或空气),),使其发生反应使其发生反应4NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 3。5.5.铝和铁在浓硝酸中铝和铁在浓硝酸中“钝化钝化”是物理变化。是物理变化。()()【分析分析】
12、是化学变化是化学变化,钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜氧化物保护膜,阻止了金属与硝酸的进一步反应。阻止了金属与硝酸的进一步反应。6.(20116.(2011天津高考天津高考)无色溶液中滴加稀无色溶液中滴加稀NaOHNaOH溶液溶液,将润湿的红将润湿的红色石蕊试纸置于试管口色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝试纸不变蓝,结论是原溶液中无结论是原溶液中无 。()()【分析分析】因为氨气在水中溶解度很大因为氨气在水中溶解度很大,不加热时生成的氨气不加热时生成的氨气不一定逸出不一定逸出,试纸也不一定变蓝。试纸也不一定变蓝。考点考点 1 1 氨气的实验室制法氨
13、气的实验室制法1.1.加热固态铵盐和碱的混合物加热固态铵盐和碱的混合物(1)(1)反应原理反应原理:2NH:2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2 2NH2NH3 3+CaCl+CaCl2 2+2H+2H2 2O O(2)(2)装置装置:“固体固体+固体固体 气体气体”(与用与用KClOKClO3 3和和MnOMnO2 2或用或用KMnOKMnO4 4制制O O2 2的装置相同的装置相同)。=(3)(3)干燥干燥:用碱石灰用碱石灰(NaOHNaOH和和CaOCaO固体的混合物固体的混合物)。(4)(4)验满方法验满方法:将湿润的红色石蕊试纸置于试管口将湿润的红色石蕊试纸置于试管
14、口,试纸变蓝试纸变蓝;将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。有白烟产生。(5)(5)收集收集:用向下排空气法收集用向下排空气法收集,收集时收集时,一般在管口塞一团棉花一般在管口塞一团棉花球球,可减小可减小NHNH3 3与空气的对流速度与空气的对流速度,收集到纯净的收集到纯净的NHNH3 3。2.2.加热浓氨水加热浓氨水(1)(1)反应原理反应原理:NH:NH3 3H H2 2O NHO NH3 3+H+H2 2O O(2)(2)装置装置(如图如图1):1):=3.3.浓氨水中加入固态碱性物质浓氨水中加入固态碱性物质(1)(1)反应原理反应原理:浓氨水中存在以
15、下平衡浓氨水中存在以下平衡:加入固态碱性物质加入固态碱性物质(如如CaOCaO、NaOHNaOH、碱石灰等、碱石灰等),),使平衡逆向移动使平衡逆向移动,同时反应放热同时反应放热,促进促进NHNH3 3H H2 2O O的分解。的分解。(2)(2)装置装置(如图如图2)2)【高考警示高考警示】氨气实验室制法的注意事项氨气实验室制法的注意事项(1)(1)实验室用固体铵盐与碱共热制实验室用固体铵盐与碱共热制NHNH3 3时时,不能使用不能使用NHNH4 4HCOHCO3 3、NHNH4 4NONO3 3及及NaOHNaOH固体固体,因为因为NHNH4 4HCOHCO3 3受热分解产生受热分解产生C
16、OCO2 2,使制得的使制得的NHNH3 3不纯不纯;NH;NH4 4NONO3 3受热时易发生爆炸受热时易发生爆炸;NaOHNaOH容易吸水结块容易吸水结块,不利于不利于NHNH3 3的产生和逸出的产生和逸出,且加热条件下且加热条件下NaOHNaOH容易腐蚀玻璃。容易腐蚀玻璃。(2)(2)干燥氨气时不能选用酸性干燥剂干燥氨气时不能选用酸性干燥剂,如浓硫酸、如浓硫酸、P P2 2O O5 5等等,也不能也不能选用无水选用无水CaClCaCl2 2,因为它们均能与因为它们均能与NHNH3 3发生反应发生反应,通常选用碱石灰。通常选用碱石灰。(3)(3)吸收氨气吸收氨气(或或HClHCl)时要注意
17、防止倒吸。时要注意防止倒吸。可用于吸收氨气可用于吸收氨气(或或HClHCl)并能防倒吸的常用装置为并能防倒吸的常用装置为:【典例典例1 1】(2013(2013黄石模拟黄石模拟)某化学课外活动小组设计实验某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质探究氮的化合物的性质,装置如下图所示装置如下图所示,其中装置其中装置A(A(未画出未画出)为气体发生装置。为气体发生装置。A A中所用的固体试剂要从下列物质中选取中所用的固体试剂要从下列物质中选取:a.NHa.NH4 4HCOHCO3 3b.NHb.NH4 4ClClc.Ca(OH)c.Ca(OH)2 2 d.NaOHd.NaOH检查装置的气密性后
18、检查装置的气密性后,先将先将C C处的铂丝网加热至红热处的铂丝网加热至红热,再将再将A A处产处产生的气体通过装置生的气体通过装置B,B,片刻后撤去片刻后撤去C C处的酒精灯。部分实验现象处的酒精灯。部分实验现象如下如下:铂丝继续保持红热铂丝继续保持红热,F,F处的铜片逐渐溶解。处的铜片逐渐溶解。(1)(1)实验室在制取装置实验室在制取装置A A中的气体时中的气体时,若只选用一种试剂若只选用一种试剂,该试剂该试剂是是_(_(填代表备选试剂的字母填代表备选试剂的字母););此时装置此时装置A A中主要用到中主要用到的玻璃仪器有的玻璃仪器有_(_(填名称填名称)。(2)(2)装置装置C C中发生催
19、化氧化反应的化学方程式为中发生催化氧化反应的化学方程式为_,_,装置装置E E中发生反应的化学方程式为中发生反应的化学方程式为_。(3)(3)假设假设A A、B B中的药品充足中的药品充足,装置装置F F中可以观察到的现象是中可以观察到的现象是 。(4)(4)指导老师从安全与环保角度考虑指导老师从安全与环保角度考虑,指出该套装置中有两处指出该套装置中有两处明显的缺陷明显的缺陷,请你提出修改建议请你提出修改建议:_:_【解题指南解题指南】解答本题要注意以下解答本题要注意以下3 3点点:(1)(1)装置装置C C中发生的反应是中发生的反应是NHNH3 3的催化氧化反应的催化氧化反应,则装置则装置A
20、 A、B B的作的作用是提供用是提供NHNH3 3和和O O2 2。(2)(2)有易溶于水的气体生成要考虑防倒吸。有易溶于水的气体生成要考虑防倒吸。(3)(3)有毒气体要有尾气吸收装置。有毒气体要有尾气吸收装置。【解析解析】(1)(1)装置装置A A中既要产生中既要产生NHNH3 3,也要产生能与也要产生能与NaNa2 2O O2 2反应产生反应产生O O2 2的物质的物质,故制备装置故制备装置A A中气体的试剂为中气体的试剂为NHNH4 4HCOHCO3 3固体固体,NH,NH4 4HCOHCO3 3受受热分解产生热分解产生NHNH3 3、COCO2 2、H H2 2O,O,所以需要的主要玻
21、璃仪器是试管、所以需要的主要玻璃仪器是试管、酒精灯及导管。酒精灯及导管。(2)(2)装置装置C C中发生的是中发生的是NHNH3 3的催化氧化反应的催化氧化反应:4NH:4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H4NO+6H2 2O O。在此过程中。在此过程中,部分部分NHNH3 3没有被氧化没有被氧化,导致进入装置导致进入装置D D的的气体中含有少量气体中含有少量NHNH3 3,所以装置所以装置E E中的浓硫酸用于吸收多余的中的浓硫酸用于吸收多余的NHNH3 3:2NH2NH3 3+H+H2 2SOSO4 4=(NH=(NH4 4)2 2SOSO4 4。催化剂催化剂=(3)NO(3)NO2
22、 2气体进入装置气体进入装置F F后后,会与会与H H2 2O O反应生成反应生成HNOHNO3 3和和NO,CuNO,Cu与稀硝与稀硝酸反应生成酸反应生成Cu(NOCu(NO3 3)2 2和和NO,NONO,NO很容易被氧化很容易被氧化,所以在装置所以在装置F F的上部的上部可以看到红棕色气体。可以看到红棕色气体。(4)(4)由于由于NONO2 2易与易与H H2 2O O发生反应发生反应,导致体系的压强降低出现倒吸现导致体系的压强降低出现倒吸现象象,所以应在装置所以应在装置E E、F F之间增加一个防倒吸的装置。装置之间增加一个防倒吸的装置。装置F F的导的导管直接与大气相连管直接与大气相
23、连,有毒的有毒的NONO2 2会逸入大气中导致环境污染会逸入大气中导致环境污染,所以所以应在装置应在装置F F的后面增加一个尾气吸收装置。的后面增加一个尾气吸收装置。答案答案:(1)a(1)a试管、酒精灯、导管试管、酒精灯、导管(不写导管也行不写导管也行)(2)4NH(2)4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H4NO+6H2 2O 2NHO 2NH3 3+H+H2 2SOSO4 4=(NH=(NH4 4)2 2SOSO4 4(3)(3)铜片逐渐溶解并产生气泡铜片逐渐溶解并产生气泡,溶液变为蓝色溶液变为蓝色,在广口瓶的上方在广口瓶的上方可以看到红棕色气体可以看到红棕色气体(4)(4)在装置
24、在装置E E、F F之间增加一个防倒吸装置之间增加一个防倒吸装置,在装置在装置F F后面增加一后面增加一个尾气吸收装置个尾气吸收装置催化剂催化剂=【变式训练变式训练】(2012(2012上海高考上海高考)实验室制取少量干燥的氨气实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置涉及下列装置,其中正确的是其中正确的是()A.A.是氨气发生装置是氨气发生装置B.B.是氨气发生装置是氨气发生装置C.C.是氨气吸收装置是氨气吸收装置 D.D.是氨气收集、检验装置是氨气收集、检验装置【解析解析】选选B B。因为氯化铵加热时有假。因为氯化铵加热时有假“升华升华”现象现象,因此不能因此不能用氯化铵加热制备氨气用氯化铵加热
25、制备氨气,错误错误;防倒吸装置中漏斗口与液面接防倒吸装置中漏斗口与液面接触触,但是不能没入溶液中但是不能没入溶液中,错误错误;用浓氨水和生石灰或者是氢用浓氨水和生石灰或者是氢氧化钠溶液氧化钠溶液,可以用该装置制备氨气可以用该装置制备氨气,正确正确;试管口未放棉花试管口未放棉花球球,错误。错误。考点考点 2 2 硝酸的强氧化性及应用硝酸的强氧化性及应用1.1.硝酸与非金属单质的反应硝酸与非金属单质的反应硝酸与非金属单质反应时非金属单质一般被氧化为最高价氧硝酸与非金属单质反应时非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或其对应的水化物化物或其对应的水化物,硝酸只表现为氧化性硝酸只表现为氧化性,完全转化为还
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