高三化学一轮复习-氮及其化合物复习课件.ppt

1、一、氮的单质（一、氮的单质（N N2 2）1、分子结构：2 2、物理性质：无色无味稳定气体、物理性质：无色无味稳定气体,难溶于水难溶于水.3 3、化学性质：常温下比较稳定、化学性质：常温下比较稳定(1)(1)氧化性：氧化性：N N2 2+3Mg=Mg+3Mg=Mg3 3N N2 2(点燃点燃)淡黄色淡黄色 N N2 2+3H+3H2 2=2NH=2NH3 3(催化剂加热催化剂加热)(2)(2)还原性：还原性：N N2 2+O+O2 2=2NO=2NO (雷雨发庄稼雷雨发庄稼)放电放电N N2 2的用途：的用途：合成氨、硝酸的主要原料；焊接金属，罐合成氨、硝酸的主要原料；焊接金属，罐头食品的保护

2、气；液氮作冷冻剂，麻醉；头食品的保护气；液氮作冷冻剂，麻醉；创造低温环境创造低温环境二、氮的氧化物二、氮的氧化物氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，问题问题：实验室怎么制取NO和NO2的？排水法排水法 向上排空气法向上排空气法制法：制法：原理：原理：药品：药品：装置：装置：收集：收集：尾气吸收：尾气吸收：HNO3+Cu-Cu(NO3)2+NOx+H2O浓稀硝酸、铜浓稀硝酸、铜固液固液(加热加热)NaOHNONO2色态色态毒性毒性与水反应与水反应与与O2反应反应与水、与水、O2其它反应其它反应制法制法收集收集尾气处理尾气处理无色气体无色气体红棕色气体红棕

3、色气体有毒有毒有毒有毒2NO2NO2 2 N N2 2O O4 43Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3(稀稀)=)=3Cu(NO 3Cu(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O Cu+4HNO Cu+4HNO3 3(浓浓)=)=Cu(NO Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O排水法排水法 向上排气法向上排气法NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO+O2=2NO2血红蛋白血红蛋白 想想看：想想看：二氧化氮和溴蒸气的鉴别二氧化氮和溴蒸气的鉴别 NO2和溴蒸气在性质上的和溴蒸气在性质上的相似之处：相似之处：均有氧化性均有氧化性 溶

4、于水后溶液呈酸性溶于水后溶液呈酸性，能与碱溶液反应，能与碱溶液反应鉴别两者不能用淀粉鉴别两者不能用淀粉KI试纸、碱溶液等。试纸、碱溶液等。NO2和溴蒸气在性质上的和溴蒸气在性质上的差异之处：差异之处：A通入水中，通入水中，NO2溶于水发生反应后溶液无色溶于水发生反应后溶液无色 而溴蒸气溶于水溶液呈橙色而溴蒸气溶于水溶液呈橙色B通入通入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气 C通入通入CCl4有机溶剂中，有机溶剂中，溶于溶于CCl4而且而且CCl4溶液呈溶液呈 橙红色的为橙红色的为Br2(气气)D将盛有溴蒸气和将盛有溴蒸气和NO2气体试管放入冷水中冷却，气体试

5、管放入冷水中冷却，气体颜色变浅的为气体颜色变浅的为NO2 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 例例1 1 容积为容积为12mL12mL的试管，充满的试管，充满NONO2 2和和O O2 2的混的混合气体，把试管倒立在水槽中，若充分反应后，合气体，把试管倒立在水槽中，若充分反应后，试管中尚有试管中尚有2mL2mL气体，则原混合气体中各为几毫气体，则原混合气体中各为几毫升？升？解：解：剩余剩余2mLO2mLO2 2。设反应的。设反应的O O2 2的体积为的体积为x x4xx 则：则：4x+(x+2)=12 解得解得 x=2mL V(O2)=2mL+2mL=4mL V(NO2)=42mL=8mL一

6、）硝酸的物理性质一）硝酸的物理性质 纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味和水纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味和水互溶的液体，密度为互溶的液体，密度为1.5027g/cm3，沸点是，沸点是83，常用浓硝酸质常用浓硝酸质量分数为量分数为69%，98%以上的硝酸叫以上的硝酸叫发烟硝酸发烟硝酸。浓硝酸为什么会产生浓硝酸为什么会产生“发烟发烟”现象？现象？挥发出的硝酸分子和空气中的挥发出的硝酸分子和空气中的水蒸气结合，形成的硝酸小液滴。水蒸气结合，形成的硝酸小液滴。三、硝酸硝酸浓硝酸、浓盐酸、浓硫酸物理性质对比浓硝酸、浓盐酸、浓硫酸物理性质对比4HNO3 2 H2O+4 NO2 +O2 或光照或光照2、

7、硝酸的不稳定性、硝酸的不稳定性二）硝酸的化学性质二）硝酸的化学性质浓硝酸如何保存？浓硝酸如何保存？浓硝酸变黄原因？浓硝酸变黄原因？HNO3棕色细口试剂瓶中，避光、低温保存。棕色细口试剂瓶中，避光、低温保存。分解产生的分解产生的NONO2 2（红棕色）溶于浓硝酸中而变黄。（红棕色）溶于浓硝酸中而变黄。(不能用橡皮塞不能用橡皮塞)1、硝酸是一种强酸、硝酸是一种强酸 (HNO3=H+NO3-)3、硝酸的强氧化性、硝酸的强氧化性二）硝酸的化学性质二）硝酸的化学性质Cu+HNO3(稀稀)Cu+HNO3(浓浓)C+HNO3(浓浓)FeO+HNO3(稀稀)H2S+HNO3(稀稀)3Cu+8HNO3(稀稀)=

8、3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2OC+4HNO3(浓浓)=CO2+4NO2+2H2O3FeO+10HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O3H2S+2HNO3(稀稀)=3S+2NO+4H2O分析上述反应中电子转移的方向和数目，并分析上述反应中电子转移的方向和数目，并指出氧化剂和还原剂。指出氧化剂和还原剂。试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式Fe+4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe+8HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O铁粉少量铁粉少量铁粉过量铁粉过量

9、Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2+）2注意 常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化 硝酸与金属反应不放出氢气硝酸与金属反应不放出氢气 氧化性：浓硝酸氧化性：浓硝酸 稀硝酸稀硝酸 一般情况下：一般情况下：浓硝酸被还原为浓硝酸被还原为NONO2 2 稀硝酸被还原为稀硝酸被还原为NO NO 3、硝酸的强氧化性、硝酸的强氧化性二）硝酸的化学性质二）硝酸的化学性质铁和铝在常温下遇浓硝酸也发生铁和铝在常温下遇浓硝酸也发生钝化钝化现象，故浓硝现象，故浓硝酸的贮存和运输可用铝（铁）槽车运输。若加热，酸的贮存和运输可用铝（铁）槽车运输。若加热，则铁和铝都会跟浓硝酸反应。则铁

10、和铝都会跟浓硝酸反应。(5)若将浓若将浓HNO3和浓和浓HCl按体积比按体积比1:3混合所得混合所得混合物叫混合物叫王水王水，可溶解不活泼金属金等。，可溶解不活泼金属金等。4、与有机物的反应、与有机物的反应二二)硝酸的化学性质硝酸的化学性质硝化反应：硝化反应：酯化反应：酯化反应：+HNO+HNO3 3浓硫酸浓硫酸与含有苯环结构的蛋白质作用，呈与含有苯环结构的蛋白质作用，呈黄黄色。色。CHCH3 3CHCH2 2ONOONO2 2+H+H2 2O ONONO2 2+H+H2 2O O颜色反应：颜色反应：CHCH3 3CHCH2 2OH+HNOOH+HNO3 3浓硫酸浓硫酸HO-NOHO-NO2

11、2CHCH3 3CHCH2 2O-HO-H-H HO-H HONONO2 2 硝基苯硝基苯硝酸乙酯硝酸乙酯一、氨气的物理性质：一、氨气的物理性质：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，(NH(NH3 3)(空气空气)=17)=17 29极易溶于水，体积比极易溶于水，体积比1 700例例1、喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压、喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。强差。（1）如图甲为喷泉实验）如图甲为喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合分别盛有液体。下列组合中

12、不可能形成喷泉的是（中不可能形成喷泉的是（）A、HCl和和H2O B、O2和和H2O C、NH3和和H2O D、SO2和和NaOH甲甲乙乙（2）某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计）某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了图乙所示装置，在锥形瓶中分别加入足量的下列了图乙所示装置，在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后可产生喷泉的是（物质，反应后可产生喷泉的是（）A、Cu与稀硫酸与稀硫酸 B、NaHCO3与与NaOH溶液溶液C、CaCO3与稀硫酸与稀硫酸 D、NH4HCO3与稀盐酸与稀盐酸（3）比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理）比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲

13、是来分析，图甲是 上部烧瓶内气体压强；上部烧瓶内气体压强；图乙是图乙是 下部锥形瓶内气体压强（填下部锥形瓶内气体压强（填增大或减小）增大或减小）（4）如果用图甲装置产生喷泉成败的关键原因是：）如果用图甲装置产生喷泉成败的关键原因是：。D减小减小增大增大装置必须密闭装置必须密闭 仪器必须干燥仪器必须干燥 气体尽量集满。气体尽量集满。思考：为什么氨气溶于水制氨水时，要用一倒置的漏为什么氨气溶于水制氨水时，要用一倒置的漏斗？请说明原理。斗？请说明原理。还可以用下列还可以用下列 装置代替。装置代替。abcdefg氨abcdfabcdf二、氨二、氨分子结构分子结构1、NH3是极性分子是极性分子2、氨分子

14、中氮原子上还有一对、氨分子中氮原子上还有一对孤对电子孤对电子，易，易接受质接受质子子。因此。因此水合能力较强水合能力较强，易，易与与H+反应反应即与酸反应。即与酸反应。氨气中氮元素为氨气中氮元素为-3价即氮的最低价价即氮的最低价态。因此在一定条态。因此在一定条件能件能被氧化被氧化。孤对电子孤对电子接受质子接受质子 水合能力较强水合能力较强H+反应即与酸反应反应即与酸反应-3价即氮的最低价态价即氮的最低价态氧化氧化键角是键角是107018/三、氨气的化学性质：三、氨气的化学性质：1、氨气与水的反应：、氨气与水的反应：NHNH3 3+H+H2 2O O NHNH3 3H H2 2O O NHNH4

15、 4+OH+OH-NHNH3 3H H2 2O=NHO=NH3 3+H+H2 2O O思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？分子：分子：NH3、H2O、NH3H2O(主要主要)离子：离子：NH4+、OH-所以氨水主要成所以氨水主要成分的化学式为分的化学式为NH3H2O!你还知道氯水的成份吗？你还知道氯水的成份吗？氨水常用作氨气替代品，也常作为弱碱使用，是良好的沉淀剂。有个别氨水常用作氨气替代品，也常作为弱碱使用，是良好的沉淀剂。有个别情况是溶解沉淀的的，情况是溶解沉淀的的，如形成如形成2NH3+Ag+=Ag(NH3)2+4NH3+Cu2+=Cu(NH3)42+

16、氨水中主要成分是氨水中主要成分是NH3H2O，但溶质是，但溶质是NH3，因此表，因此表示浓度均以示浓度均以NH3表示。表示。NH3H2ONH3LmolVLmolLVLCNH/4.221/4.22/3氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；也能与挥发性酸氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；也能与挥发性酸反应生成白烟反应生成白烟（检验氨气的两种方法）。（检验氨气的两种方法）。红色石蕊试纸变蓝红色石蕊试纸变蓝挥发性酸挥发性酸反应生成白烟反应生成白烟NH3无色酚酞溶液无色酚酞溶液NH3和少量空气和少量空气2、氨气与酸的反应：、氨气与酸的反应：NH3+HCl=NH4Cl 为什么蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒

17、为什么蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒不接触就能放出白烟？不接触就能放出白烟？浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也都会产生白烟吗？浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也都会产生白烟吗？写出氨气分别与硫酸和硝酸反应的化学方程式。写出氨气分别与硫酸和硝酸反应的化学方程式。从氧化还原角度来研究氨气从氧化还原角度来研究氨气1、氨气中氮元素的化合价是什么？氨气中氮元素的化合价是什么？2、氨气具有什么性质？氨气具有什么性质？3、氨与氧气的反应、氨与氧气的反应（氨的催化氧化，工业制硝酸的基础）（氨的催化氧化，工业制硝酸的基础）4NH3+5O2=4NO+6H2O催化剂催化剂4NH3+3O2 点燃点燃 2N2+6H2O 2NH3+

18、3Cl2=N2+6HCl（氨气适量）（氨气适量）8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl（氨气过量）（氨气过量）2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O（2）氨在纯氧中可燃烧：氨在纯氧中可燃烧：（3）氨与氯气反应：）氨与氯气反应：（4）氨气与氧化铜反应：）氨气与氧化铜反应：热点热点 1 1氨气的实验室制法氨气的实验室制法1实验原理(1)加热氯化铵与消石灰Ca(OH)2的固体混合物 2NH4ClCa(OH)22NH3 CaCl22H2O。(2)加热浓氨水 NH3H2ONH3H2O。(3)生石灰与浓氨水，浓氨水中有 NH3 H2ONH3H2O2实验装置实验仪器根据原理流程(发生装置除杂装置收集装置

19、尾气处理装置)进行选择，组装成整套制备装置，请在下表中填写所选装置的字母以及理由。铵根离子是氨分子与酸电离出来的氢离子通铵根离子是氨分子与酸电离出来的氢离子通过共价键而形成的过共价键而形成的NH3+H+=NH4+用电子式表示用电子式表示NH4+的形成过程的形成过程+H+铵根离子的构型？铵根离子的构型？NH4+OH NH3+H2O+H2O H2O H+A、非氧化性酸的铵盐，加热分解为氨和相应的酸、非氧化性酸的铵盐，加热分解为氨和相应的酸例如：例如：气体遇冷形成白色固体气体遇冷形成白色固体 (NH4)3PO4=3NH3 +H3PO4NH4Cl=NH3+HCl (NH4)2CO3=2NH3 +CO2

20、 +H2O(1)NO只能用排水法收集，不能用排空气法收只能用排水法收集，不能用排空气法收 集的集的理由是密度与空气接近理由是密度与空气接近()(2)NO2与与H2O反应中，反应中，NO2只作氧化剂只作氧化剂()(3)NH3的水溶液呈碱性，故的水溶液呈碱性，故NH3为碱为碱()(4)浓氨水与所有浓酸相遇均能形成白烟浓氨水与所有浓酸相遇均能形成白烟()(5)所有铵盐受热易分解，但不一定均能生成所有铵盐受热易分解，但不一定均能生成NH3(6)硝酸的还原产物一定为硝酸的还原产物一定为NO或或NO2()(7)足量足量Cu与一定量浓与一定量浓HNO3反应，生成的气体中含有反应，生成的气体中含有NO2和和N

21、O气体气体()原理发生除杂装置收集装置尾气处理验满加热氯化铵与消石灰的固体混合物 理由：理由：_B 或 C 或 E理由：_用湿润的红色石蕊试纸接近集气瓶口，变蓝色；将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口，有白烟产生加热浓氨水生石灰与浓氨水AECB 或或 C 碱石碱石灰为固态灰为固态 氨气氨气极易溶于水，极易溶于水，比空气轻比空气轻,有有刺激性气味刺激性气味 氨气极氨气极易溶于水易溶于水,要要防止倒吸防止倒吸(2)气体净化装置(1)气体发生装置(3)气体收集装置(4)尾气处理装置 NHNH3 3+H+H2 2O=NHO=NH3 3HH2 2O+NHO+NH4 4+OH+OH-NHNH3 3+HCl=N

22、H+HCl=NH4 4ClCl NHNH3 3+HNO+HNO3 3=NH=NH4 4NONO3 3 2NH2NH3 3+H+H2 2SOSO4 4=(NH=(NH4 4)2 2SOSO4 4NHNH3 3+H+H2 2SOSO4 4=NH=NH4 4HSOHSO4 4 NHNH3 3+H+H2 20+CO0+CO2 2=NH=NH4 4HCOHCO3 3 4NH4NH3 3+3O+3O2(2(纯氧纯氧)=2N=2N2 2+6H+6H2 2O O 4NH4NH3 3+5O+5O2 2=4NO+6H=4NO+6H2 2O(O(催化剂加热催化剂加热)8NH8NH3 3+3Cl+3Cl2 2=N=N2 2+6NH+6NH4 4ClCl 2NH2NH3 3+3CuO=3Cu+N+3CuO=3Cu+N2 2+H+H2 2O O 2NH2NH3 3+Ag+Ag+=Ag(NH=Ag(NH3 3)2 2+4NH4NH3 3+Cu+Cu2+2+=Cu(NH=Cu(NH3 3)4 4 2+2+8NH8NH3 3+CaCl+CaCl2 2=CaCl=CaCl2 28NH8NH3 3