1、组织建设,第18讲 氮及其化合物,化学 2018年高考一轮复习,考试说明 1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质和应用。 2.了解氮的化合物对环境质量的影响。,考点一 氮气及其氧化物,考点三 氨 铵盐,考点二 典型的氧化性酸硝酸,考点四 喷泉实验及拓展应用,考点五 氮及其重要化合物的综合应用,考点六 亚硝酸及亚硝酸钠的性质,考点一 氮气及其氧化物 1.氮气,知识梳理,写出有关化学方程式： ； ； 。,无色,红棕色,有毒,有毒,3.氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型 光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 酸雨
2、：NOx排入大气中，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 NO与血红蛋白结合使人中毒。,(2)常见的NOx尾气处理方法 碱液吸收法 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。,例1.正误判断，正确的打
3、“”，错误的打“” (1)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定，是化学变化( ) (2)汽车尾气中的氮氧化合物是由游离态氮转化来的( ) (3)氮元素有负化合价，正化合价和零价，因而常温下，N2既能与氧气反应，又能与H2反应( ) 解析 N2在放电条件下才能与O2反应；在高温高压、催化剂条件下才能与H2化合生成NH3。,(4)在实验室里，NO和NO2均用排水法收集( ) 解析 NO2可与水反应生成HNO3和NO。 (5)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( ) (6)通过灼热的镁粉，可除N2中的少量氧气( )解析 3MgN2 Mg3N2,例2.俗话说“雷雨发庄稼”，这说明
4、雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。请写出三个有关的化学方程式：(1)_； (2)_； (3)_。,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO,例3.溴蒸气和NO2都为红棕色气体，用湿润的淀粉-KI试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗？为什么？若不能，请你设计一种简单的方法，区别溴蒸气和NO2。,不能鉴别。因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI中的I氧化成I2，使试纸变蓝色。NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。方法：用AgNO3溶液，Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr；用水，溶于水后有颜色的是Br2，无颜色的是NO2。,典型例题 氮氧化物溶于水的定量判断
5、例4.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满。原来试管中盛装的 A.可能是N2与NO2的混合气体 B.可能是O2与NO2的混合气体 C.不可能是NO与NO2的混合气体 D.只能是NO2一种气体,若是N2与NO2的混合气体，无论鼓入多少氧气，最后都有N2剩余，试管内不可能完全被水充满；若是O2与NO2的混合气体，由4NO2O22H2O=4HNO3，可知，当 4时，NO2有剩余，剩余的NO2和水反应产生NO，故试管内水面上升，但不能充满试管，
6、当向试管内不断鼓入氧气后，4NO3O22H2O=4HNO3，故试管能被水充满；若是NO与NO2的混合气体，开始时，3NO2H2O=2HNO3NO，气体体积减小，但有NO剩余，当向试管内不断鼓入适量的氧气后，4NO3O22H2O=4HNO3，试管内的气体完全被水吸收。,解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2H2O=2HNO3NO，2NOO2=2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO3O22H2O=4HNO3。 (2)若NO2和O2通入
7、水中，总关系式为4NO2O22H2O=4HNO3。,考点二 典型的氧化性酸硝酸 1.物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。 2.化学性质,(1)不稳定性反应： 。,4HNO3(浓) 2H2O4NO2O2,(2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 按要求完成下列反应的方程式： 与金属反应： 稀硝酸与铜反应：； 浓硝酸与铜反应：。,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,与非金属反应： 浓硝酸与C的反应：； 与还原性化合物反应： 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2等还
8、原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：。,C4HNO3(浓) CO24NO22H2O,3Fe24H =3Fe3NO2H2O,(3)与有机物反应硝化反应(与 反应)：； 颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。,特别提醒 (1)硝酸与金属反应的规律 HNO3与金属反应一般不能产生H2。 还原产物一般为HNO3(浓)NO2，HNO3(稀)NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 (2)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 忽视 在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下 不能与Fe2、I、 、S2等还原性较强的离子大量共存
9、。 在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单的写成复分解反应。,例1.正误判断，正确的打“”，错误的打“” (1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( ) (2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S( ) 解析 稀硝酸具有强氧化性，可氧化H2S。 (3)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO( ) 解析 浓硝酸与Cu反应，逐渐变为稀硝酸，因而会产生NO。 (4)浓硝酸在光照下久置，会变黄( ) (5)浓硝酸中滴加紫色石蕊试液，最终变为红色( ) 解析 浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使石蕊试液先变红后褪色。,例2.久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存浓硝酸？,浓硝酸显
10、黄色是由于浓硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2O22H2O=4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。,1.金属与硝酸反应的思维模型,2.金属与硝酸反应计算的四种方法 (1)原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以 的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 (2)得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。,(3)电荷守恒法 HNO3过量时
11、反应后溶液中(不考虑OH)则有： c( )c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。 (4)离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中 在H2SO4提供H的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或 进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。,现象描述答题模板 (1)全面描述现象的程序“海、陆、空” “海”溶液有什么变化； “陆”固体有什么变化； “空”气体有什么变化。 (2)规范描述现象的答题模板 如颜色：由(具体颜色)变为(具体颜色)； 气体：溶液中产生(颜色)的气泡，(或)在固体表面产生(颜色)气泡； 沉
12、淀：在(颜色)溶液中产生(颜色)的沉淀(浑浊)。,考点三 氨 铵盐 1.氨的分子结构和物理性质,小,刺激,2.氨的化学性质,(1)氨气与水的反应 NH3H2ONH3H2O OH，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有 。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3H2O 。,NH3H2O、NH3、H2O、 、OH、H,NH3H2O,(2)氨气与酸的反应 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： 。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式： 。 (4)氨气的还原性氨的催化氧化化学方程式： 。,4NH35
13、O2 4NO6H2O,有白烟生成,浓硝酸,HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3,Al33NH3H2O=Al(OH)33,3.氨气的实验室制法,4.铵盐及 的检验 (1)铵盐的物理性质 铵盐都是 色固体，均易溶于水。 (2)铵盐的化学性质,白,NH4Cl NH3HCl,NH4HCO3 NH3CO2H2O,OH NH3H2O,红,蓝,例1.正误判断，正确的打“”，错误的打“” (1)氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质( ) (2)实验室可用浓氨水与生石灰制取氨气( ) (3)氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验( ) (4)实验室制取氨气的方法是加热分解氯化铵( ) (5)
14、铵盐加热都易分解，产生氨气( ) (6)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH( ) (7)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性( ) 解析 NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈碱性。,例2.(1)现有1 molL1的氨水，则该溶液中NH3H2O浓度是1 molL1吗？为什么？,不是。溶液中NH3、 、NH3H2O的浓度和为1 molL1。 注意 通常认为氨水中的溶质是NH3。,(2)为什么蘸有浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时会产生白烟？蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近时是否也产生白烟？,浓氨水和浓盐酸均有挥发性，挥发出来的NH3和HCl在空气中相遇，反应生成NH4Cl固体小颗粒，即为白烟。浓硫酸没有
15、挥发性，故不可能形成白烟。,例3.固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘。这两种现象的本质是否相同？请说明判断的理由。,不相同。NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化。,实验室制取氨气的简易方法,考点四 喷泉实验及拓展应用 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，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 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。,3.喷泉实验的发散装置及操作方法 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是
16、形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。,设计说明：装置改（I）变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。装置（II）省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。装置（III）在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置（I
17、V）向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置（V）打开处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置（VI）中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。,4.喷泉实验产物的浓度计算 关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后物质的量浓度：,注意 箭头指出可体现物质的性质，指向可寻找该物质的制备方法。,考点五 氮及其重要化合物的综合应用,1.有关
18、氮及其重要化合物的推断题常以“产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使湿润红色石蕊试纸变为蓝色”等特殊现象为突破口。 2.不同价态的含氮物质的转化 (1)歧化同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 如：3NO2H2O=2HNO3NO 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O,NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O (3)含氮物质的连续氧化,考点六 亚硝酸及亚硝酸钠的性质 1.亚硝酸(HNO2) 亚硝酸是弱酸。向亚硝酸钠溶液中加酸，生成亚硝酸(HNO2)。亚硝酸不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，微热甚至常温下也会分解，产生红棕色的二氧化氮气体。 NaNO2H2SO4(稀)=
19、NaHSO4HNO2 2HNO2=NONO2H2O,2.亚硝酸钠(NaNO2) (1)亚硝酸钠的物理性质及用途 亚硝酸钠的化学式为NaNO2，是可溶性盐。其熔点为271 ，分解温度为320 。 亚硝酸钠在建筑业中常用作混凝土掺加剂，以促进混凝土凝固，提高其强度，防止在冬天低温施工时混凝土发生冻结。 亚硝酸钠还是一种食品添加剂，用作食品防腐剂和肉类食品的发色剂。,(2)亚硝酸钠的氧化性 在亚硝酸钠中，氮的化合价为3，处于中间价态。因此，亚硝酸钠与强还原性物质反应时，表现出氧化性。如亚硝酸钠与碘化钾反应可生成单质碘。 2 2I4H=2NOI22H2O 析出的碘可以使淀粉溶液变蓝色，据此可以检验 的
20、存在。 亚硝酸钠与FeCl2溶液反应，生成棕黄色的FeCl3溶液。Fe22H=NOFe3H2O,(3)亚硝酸钠的还原性 亚硝酸钠与强氧化性物质反应时，表现出还原性。如亚硝酸钠与K2Cr2O7酸性溶液反应时， 被还原成Cr3，K2Cr2O7溶液由橙色变为绿色。(4)亚硝酸钠与氯化钠的鉴别 与氯化钠不同，亚硝酸钠与AgNO3溶液反应生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸。Ag =AgNO2,例.亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒，且价格比食盐(NaCl)便宜的工业用盐，常被误作食盐使用，导致多起中毒事故发生，它的部分性质如图，下列说法错误的是 A.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2) B.亚硝酸钠可以加到食品中，但添加量要符合规定 C.NaNO2与N2H4反应生成NaN3的化学方程式为NaNO2N2H4=NaN32H2O D.上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应,亚硝酸钠能和KI反应生成碘单质，碘与淀粉溶液变蓝色，A项正确； NaNO2具有防腐性，但有毒，所以亚硝酸钠可以加到食品中，但添加量要符合规定，B项正确； 亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水，该反应中N元素化合价由3价、 2价变为 价，C项正确； 有电子转移的化学反应为氧化还原反应，其特征是有元素化合价升降，NaNO2与NH4Cl反应生成NH4NO2没有化合价的变化，D项错误。,助你进步.,
