5.2-氮及其化合物ppt课件-（含视频）(5份打包)-（2019）新人教版高中化学必修二.rar

第二节 氮及其化合物一、氮与氮的固定w氮元素位于第二周期、第VA族，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质 （一）氮气2、物理性质： 无色、无味的气体，约占空气体积的78%，难溶于水 3、化学性质： 稳定，通常情况下，很难与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收 （1）氧化性： 3Mg+N2Mg3N2 N2+3H22NH3 （2）还原性： N2+O2 =2NO 放电或高温注：N2与O2反应的条件是“放电”或“高温”，无论O2是否过量，该反应都生成NO 1、结构特点： 两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定 （二）氮的固定1、定义：2、途径： 将游离态的氮转变为氮的化合物的过程 （1）生物固氮：豆科作物根瘤菌将N2转化成氮 （2）天然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中 的氮气N2转为氮的化合物 （3）人工固氮合成氨工业：在一定条件下，N2和H2合成氨： N2+3H22NH3 二、一氧化氮与二氧化氮NO NO2物理性质类型化学性质收集方法无色、不溶于水、有毒的气体 红棕色、易溶于水，有刺激性气味，密度比空气大，有毒的气体，易液化 不成盐氧化物 不成盐氧化物 1、与O2反应：2NO+O2=2NO2（常用于检验NO） 2、与O2和H2O反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO31、与H2O反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO（工业制硝酸的反应原理） 2、与O2和H2O反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3 3、2NO2N2O4（由于该反应的存在，所以NO2的摩尔质量偏大）排水法 向上排空气法 现象：3、气体又变为无色1、无明显现象；2、气体变为红色；1、与O2反应：2NO+O2=2NO2 反应：2、与H2O反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO措施：可以用注射器不断吸入空气，然后使注射器里的气体充分与水反应启示： 硝酸工业常在吸收反应进行过程中，补充一些空气，使生成的NO被氧化成NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO，经过多次氧化和吸收，NO2可以比较完全被水吸收，能够尽可能地转化为HNO3（一）氨 1、物理性质： 无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水（1:700），易液化得到液氨（液氨汽化时要吸收大量的热，可做制冷剂 ）三、氨和铵盐烧杯里的液体经玻璃管喷入烧瓶，形如喷泉，溶液变成红色现象：原因： 挤压胶头滴管，滴管里少量的水进入烧瓶，氨溶于其中，使烧瓶内气体压强减小，在大气压作用下，下方烧杯里的水被压入烧瓶；氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内气压迅速降低，烧杯里的水（含酚酞）在大气压作用下被迅速压入烧瓶，形成喷泉；由于氨水显碱性，导致酚酞溶于显红色（3）常见形成喷泉实验的气体与试剂气体HClNH3CO2、SO2NO2+O2吸收剂水或碱溶液水或酸溶液碱溶液水或碱溶液（4）常用装置： 该装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管内的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”注：喷泉实验（1）形成原理： 容器内外产生较大的压强差 （2）产生压强差的原理： 容器内气体极易溶于水（或容器内气体易与溶液反应），使容器内压强迅速降低，在外界大气压的作用下，外部液体快速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉注： 氨的水溶液叫做氨水。氨溶于水时，与水结合成一水合氨（NH3H2O），氨水的密度都比水小，且浓度越大，密度越小；计算氨水浓度时，溶质是NH3 常温下，一水合氨有一小部分电离成OH-和NH4+，所以氨水显弱碱性，是一元弱碱，能使酚酞变红，使红色石蕊试纸变蓝；可与酸及酸性氧化物反应生成盐；与某些盐反应生成难溶性碱。 NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，因此，常用此性质检验氨气 2、化学性质： （1）与H2O反应： NH3+H2ONH3H2OOH-+NH4+ 不稳定，受热分解： NH3H2ONH3+H2O 氨水、液氨、一水合氨的比较 名称氨水液氨一水合氨化学式分类成分NH3 NH3H2O 混合物，多种成分 纯净物、非电解质 纯净物、一元弱碱、电解质 NH3、H2ONH3H2O、OH-、NH4+H+（极少） NH3 NH3H2O （2）与酸反应： NH3+HCl=NH4Cl（白烟） NH3+HNO3=NH4NO3（白烟） NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 注：氨气与挥发性酸（盐酸、硝酸）反应，有白烟生成，可用此 反应检验氨气或浓氨水 （3）与氧气反应（催化氧化）： 4NH3+5O24NO+6H2O 注：氨气的催化氧化，常用于工业上制硝酸，之后2NO+O2=2NO2， 3NO2+H2O=2HNO3+NO制得硝酸 体现氨气的还原性 （三）铵盐 1、物理性质： 白色或无色晶体，易溶于水 2、化学性质： （1）受热分解： NH4ClNH3+HCl NH4HCO3NH3+H2O+CO2 （2）与碱反应放出NH3： NaOH+NH4NO3NaNO3+NH3+H2O 2NaOH+(NH4)2SO4Na2SO4+2NH3+2H2O NaOH+NH4ClNaCl+NH3+H2O现象：加热时有气泡产生，试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝原因及反应离子方程式：两种溶液混合时发生反应：NH4+OH- NH3+H2O氨水显碱性，使湿润的红色石蕊试纸变蓝。注：铵盐是农业上常用的化肥，铵态氮肥在使用和保存时应注意密封，低温保存，不与碱性物质混用 铵盐受热一般放出NH3，但NH4NO3受热到一定温度时会发生爆炸，生成多种气体 3、检验： 加碱加热红色石蕊试纸变蓝或蘸浓盐酸的玻璃棒有白烟 （三）氨气的制备 1、工业： N2+3H22NH3 2、实验室： （1）原理及装置图： 固态铵盐+固态碱氨气： Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O 加热浓氨水： NH3H2O NH3+H2O 浓氨水中加入固态碱性物质： NH3H2O+固态碱性物质（CaO、NaOH、碱石灰）氨气 （由于固态碱性物质溶于水放热，促进NH3H2O分解生成氨气） 注： 制取NH3时，一般用NH4Cl。但不能直接加热NH4Cl。因为这样 做只能将NH4Cl由试管底部加热到试管口。因为NH4Cl分解生成 的NH3和HCl气体在试管口又重新生成了NH4Cl，所以得不到NH3 不能用NH4NO3制备，因为NH4NO3受热分解易发生爆炸不能用(NH4)2SO4制备，因为(NH4)2SO4与Ca(OH)2反应生成的 CaSO4呈块状，不利于NH3的逸出，且反应后试管难清洗 不能用(NH4)2CO3制备，因为(NH4)2CO3受热分解会产生CO2， 使收集到的NH3不纯 一般用熟石灰Ca(OH)2，不用KOH、NaOH，因为KOH、NaOH 易吸水结块，不利于NH3产生，同时对玻璃的腐蚀性较强 （2）干燥： 只能用碱石灰，不能用浓H2SO4、无水CaCl2、P2O5 （3）收集： 向下排空气法（用棉花堵住管口，因为氨气比空气轻，防止氨气与空气对流，防止污染） （4）验满： 、湿润的红色石蕊试纸置于试管口变蓝 、蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口白烟 （5）尾气处理： 多余的NH3要吸收掉（可在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花），以免污染空气。 多余的NH3在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置如下图： 四、硝酸 （一）物理性质： 纯净的硝酸是无色、有刺激性气味易挥发的液体，沸点低，与水以任意比例互溶；常用的硝酸质量分数大约是69%，98%的硝酸称为发烟硝酸。 （二）化学性质： 1、具有酸的通性： 与指示剂反应： 稀硝酸使石蕊试液由紫变红；浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色 与碱反应： NaOH+HNO3=NaNO3+H2O OH+H+=H2O 与碱性氧化物反应： CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O CuO+2H+=Cu2+H2O 与弱酸盐反应： Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2 CO32-+2H+=H2O+CO2 2、不稳定性： 4HNO3=4NO2+O2+2H2O 光照或加热注： 保存硝酸要用棕色瓶（防光）、玻璃塞（胶塞易 被氧化），置于阴凉处（防热） 久置的浓硝酸中，因硝酸分解产生的NO2又溶于 硝酸而使其呈黄色 通常见光易分解的物质有：HClO、HNO33、强氧化性：浓度不同，产物不同 常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化 王水的配制： 浓硝酸与浓盐酸体积比为1:3配制成，可溶解金和铂 与金属反应： 浓硝酸NO2，稀硝酸NO，无H2放出、铜与硝酸反应： Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2 Cu+4H+2NO3-（浓）=Cu2+2H2O+2NO2 3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO 3Cu+8H+2NO3-（浓）=3Cu2+4H2O+2NO 现象：1、浓硝酸与铜：2、稀硝酸与铜：试管内产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细试管内产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细、铁与硝酸反应： 硝酸过量： Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+2H2O+NO Fe+4H+NO3-=Fe3+2H2O+NO 硝酸不足： 3Fe+8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+4H2O+2NO 3Fe+8H+2NO3-=3Fe2+4H2O+2NO 注： 金属与硝酸反应，一般先被氧化为高价硝酸盐，若金属过量且有变价时，将会把生成的高价盐还原为低价盐金属与浓硝酸反应时，硝酸先放出NO2，随着水的生成，硝酸浓度减小，浓硝酸变成稀硝酸，会放出NO。与非金属反应： C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O 与还原性物质反应： SO32-SO42-、Fe2+Fe3+、I-I2 （三）工业上制硝酸的原理1、N2+3H22NH32、4NH3+5O24NO+6H2O3、2NO+O2=2NO24、3NO2+H2O=2HNO3+NO五、酸雨及防治（一）二氧化硫和氮氧化物的主要来源1、二氧化硫的来源： 煤、石油和某些金属矿物的燃烧或冶炼 2、氮氧化物的来源： 机动车排放的尾气 （二）二氧化硫和氮氧化物的危害1、引起大气污染，直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡2、形成酸雨：（1）酸雨的形成过程：硫酸型酸雨的形成： SO2 SO3 H2SO4 SO2 H2SO3 H2SO4 硝酸型酸雨的形成： 2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO（2）酸雨的pH值： 正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6 （3）酸雨的危害： 直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀 （三）二氧化硫和氮氧化物的防治w二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料，在排放到大气中之前，必须进行适当处理，防止有害物质污染大气，并充分利用原料