新课标2019版高考化学一轮复习第四单元非金属及其化合物4.4氮及其化合物课件.ppt

1、第4节氮及其化合物,-2-,考纲要求:1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。3.掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。,-3-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,氮气及氮的氧化物的性质1.氮的固定,2.氮气(1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。(2)化学性质:,-4-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物,氮元素从+1+5价都有对应的氧化物,如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5,其中属于酸性氧化物的

2、是N2O3、N2O5。,-5-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(2)NO和NO2性质比较。,-6-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-7-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-8-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-9-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.电子守恒法当NOx转化为硝酸时要失去电子,如果是NOx与O2混合,则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。3.原子守恒法4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与N2O5+H2O?2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体通入水中时利用混合气

3、体中N、O原子个数比进行分析判断。,-10-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,例1将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体,将量筒倒置在盛满水的水槽里,一段时间后,量筒里剩余气体体积为5 mL,若向量筒内鼓入氧气后,量筒内水柱继续上升,直至量筒内完全被水充满,则原混合气体中NO2和O2体积比是( )A.437B.187C.41D.223,A,解析:NO2、O2与水的反应属于循环反应,可简化为4NO2+O2+2H2O?4HNO3;根据“若向量筒内鼓入氧气后,可以观察到量筒内水柱继续上升,直至量筒内完全被水充满”可知,反应后剩余气体为NO,其体积为5 mL,结合反应3NO2

4、+H2O?2HNO3+NO可知生成5 mL NO,需消耗NO2的体积为5 mL3=15 mL,其余的35 mL混合气体按V(NO2)V(O2)=41恰好发生反应,则混合气体中氧气的体积为35 mL =7 mL,则二氧化氮的体积为50 mL-7 mL=43 mL,故原混合气体中NO2和O2体积比为437。,-11-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,例2汽车尾气含氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(CxHy)、碳等,直接排放容易造成“雾霾”。因此,不少汽车都安装尾气净化装置(净化处理过程如图)。下列有关叙述中错误的是( )A.尾气造成“雾霾”与汽油未充分燃烧有关B.尾气处理过程中,氮氧化物

5、(NOx)被还原C.Pt-Rh催化剂可提高尾气净化反应的平衡转化率D.使用氢氧燃料电池作汽车动力能源能有效减少雾霾,答案,解析,-12-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,归纳总结 NOx的处理方法氮的氧化物均有毒,是主要的污染性气体,对其处理主要有如下三种方法:(1)转化为HNO3。利用NOx、O2、H2O共同作用生产HNO3。(2)转化为N2。利用NOx的氧化性,与CO、NH3等在催化剂作用下生成无毒无害的N2。(3)碱液吸收法。主要化学方程式有:2NO2+2NaOH?NaNO3+NaNO2+H2O;NO+NO2+2NaOH?2NaNO2+H2O。,-13-,考点一,考点二,基础

6、梳理,考点突破,考点三,跟踪训练1.把一支充满NO2气体的试管,倒置于水槽中,向其中缓慢通入O2直至试管全部充满水。假设整个过程中溶质不会扩散入水槽,则硝酸的物质的量浓度c(HNO3)与通入O2的体积V(O2)关系正确的是 ( ),答案,解析,-14-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.利用石灰乳与硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:,-15-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(1)一定条件下,NO与NO2存在下列反应:NO(g)+NO2(g) N2O3(g),其平衡常数表达式为K=。(2)上述工

7、艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是(填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近11。若n(NO)n(NO2)11,则会导致;若n(NO)n(NO2)11,则会导致。(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式为。,-16-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-17-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,氨铵盐的性质1.氨(1)氨气的分子结构和物理性质。,(2)化学性质。,-18-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,

8、(3)实验室制取氨气。,-19-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-20-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(4)氨气的用途。化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。特别提醒(1)制氨时,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Ca(OH)2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璃。(2)干燥氨气不能用浓硫酸,也不能用无水CaCl2(8NH3+CaCl2?C

9、aCl28NH3),通常用碱石灰干燥氨气。,-21-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.铵盐(1)物理性质。铵盐都是白色或无色晶体,都易溶于水。(2)化学性质。,-22-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-23-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,自主巩固判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)由于NH4HCO3受热易分解,故可用作氮肥 ( ),(3)加热盛有NH4Cl固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结,NH4Cl固体可以升华 ( )(4)NH3能使酚酞溶液变红、NH3可用于设计喷泉实验,上述叙述均正确并有因果关系 ( )(5)浓氨水可检验氯

10、气管道是否泄漏 ( )(6)因为NH4Cl为强酸弱碱盐,所以可用加热法除去NaCl中的NH4Cl ( ),-24-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(7)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 ( )(8)液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂 ( )(9)检验 时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体 ( ),-25-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,1.喷泉实验的原理及应用(1)喷泉实验的原理使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用压强差形成喷泉。(2)形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。,-26-,考点一,考

11、点二,基础梳理,考点突破,考点三,-27-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,例3NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl与Ca(OH)2反应制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为。,-28-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(2)按如图装置进行NH3性质实验。先打开旋塞1,B瓶中的现象是,原因是,稳定后,关闭旋塞1。再打开旋塞2,B瓶中的现象是。,-29-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,答案:(1)ACG(2)有白烟出现A瓶中HCl气体压强大,所以HCl进入B瓶,与NH3发生反应,生成白色NH4Cl固体颗粒石蕊水溶液进入B瓶,且溶液显

12、红色解析:(1)利用NH4Cl与Ca(OH)2制备氨气,使用固固加热装置,试管口应略向下倾斜,防止水蒸气在管口遇冷倒流,选择A装置,由于NH3的密度比空气的小,故收集氨气采用向下排空气法,气体应该长进短出,选择C装置,尾气处理装置要防止倒吸,选择G装置;(2)旋塞1打开,由于A瓶中气体的压强大于B瓶中气体的压强,所以HCl进入B瓶与NH3反应:HCl+NH3?NH4Cl,产生白烟;反应后HCl过量,但瓶内压强减小,故烧杯中液体倒吸到B瓶,且溶液变红。,-30-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,归纳总结(1)引发喷泉的几种方法:使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。使烧瓶内气体温度降

13、低,从而使气压减小。使烧瓶外待喷液面上的气压增大。,-31-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(2)喷泉实验的几种常见装置:,-32-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,说明:装置中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置引发喷泉的方法是打开止水夹,用热毛巾或双手焐热烧瓶,松开后片刻即形成喷泉现象。,-33-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,跟踪训练3.中学实验中,通常利用如图所示的装置进行喷泉实验,来验证气体的“溶解性”,下列有关说法不正确的是( )A.用滴管加入液体后,由于气体的“溶解”,使瓶内压强减小,导致瓶内压强小于外界压强,从而形成喷泉B.选用合适的溶液,CO2

14、也能用于做喷泉实验C.HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验D.用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验,烧瓶中将充满稀硝酸,答案,解析,-34-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,4.(2016上海化学)称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g,加入含0.1 mol NaOH的溶液,完全反应,生成NH3 1 792 mL(标准状况),则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为( )A.11B.12C.1.871D.3.651,答案,解析,-35-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,硝酸1.物理性质纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体,易挥发,易

15、溶于水。2.化学性质,-36-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,特别提醒(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性,浓度越大,氧化性越强,其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)NO2,HNO3(稀)NO。(2)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。(3)常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”并非不反应。,-37-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,自主巩固判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)将铁屑放入稀硝酸中有气体放出证明Fe比H2活泼 ( ),(3)稀硝酸可除去试管内壁的银镜 ( )(4)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条,产生红棕色气体 ( )(5)将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液,有气体生成,溶液呈红色,稀硝酸将Fe氧化为F