1、第四章 非金属及其化合物第四节 氮及其重要化合物题目：氮及其重要化合物时间：2011.课时安排：两课时课时第一课时：考点 1 第二课时：考点 2 复习目标：1了解氮气的性质及应用。2了解氮的氧化物(NO、NO 2)的性质及对环境的影响。3掌握氨气的结构、性质、制法和用途。4了解硝酸的氧化性。5能结合元素周期表相关知识进行元素及其化合物性质的推断。6结合金属与硝酸的反应，掌握守恒法的计算技巧。课前预习：自主评估1下列对氮的固定解释、分类都正确的是( )选项 事实 解释(或化学方程式) 固氮方式A 雷雨肥庄稼 3NO2H2O=2HNO3NO(主要) 自然固氮B 工业合成氨 生物固氮C 豆科植物的根
2、瘤固氮 吸收氮气转化成氨或铵盐 生物固氮D 工业合成尿素 2NH3CO2=CO(NH2)2H2O 人工固氮答案：C2常温下，下列各组气体等体积混合，充满试管倒立在水槽中，试管内气体体积不会明显减少的一组是( C )A. BC D NO、O2 C2H4、H2 NO2、O2 Cl2、SO2 NH3、O2 CO、O23针对实验室制取氨气，下列说法不正确的是(B )A发生装置和实验室用 KClO3制取 O2的相同B用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气C氨气的验满可以用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒放于试管口附近D所用的铵盐不是硝酸铵，因为硝酸铵易爆炸6将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下
3、列叙述正确的是( B )A反应速率：两者相同B消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D反应中转移的电子总数：前者多，后者少7已知 A、B、C、D 为气体，E、F 为固体，G 是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：请回答下列问题：(1)D 的化学式是_，E 的化学式是_ Cu4HNO 3(浓)=Cu(NO3)22NO 22H 2O_。(2)A 和 B 反应生成 C 的化学方程式是：_3Cu8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)22NO4H 2O_。(3)E 和 F 反应生成 D、H 和 G 的化学方程式是：_ H2SO4提供 H ，NO 3 继续与Cu 发生反应
4、：3Cu8H 2NO 3 =3Cu2 2NO4H 2O _。教学过程：【第一课时】考点 1 氮的氧化物溶于水的计算案例精析【例 1】 将盛有 a mol NO2和 b mol NO(标准状况下)混合气体的试管倒立于水槽中，再通入 b mol O2，充分反应后试管里剩余气体的成分及物质的量决定于 a 与 b 的关系，请填写表格：(1)若 a3，恰好完全反应时， b 为多少？(2)若 a4， b4，恰好完全反应时，生成 HNO3的物质的量浓度为多少？(1)若 a3，则与水反应后生成 NO 为 1 mol，反应后 NO 的总量为(1 b) mol，根据 4NO3O 22H 2O=4HNO3可得恰好完
5、全反应时，(1 b) b43，故b3。(2)根据 4NO2O 22H 2O=4HNO3可得 4 mol NO2完全反应需 O2 1 mol，还剩余3 mol O2，再根据 4NO3O 22H 2O=4HNO3得 3 mol O2可与 4 mol NO 恰好反应生成 4 mol HNO3，故可生成 HNO3为 8 mol。故不剩余气体，HNO 3溶液的浓度为 mol/L。变式探究 1将 24 mL NO、NO 2的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的量筒内，然后再向其中通入 12 mL O2，充分反应后，量筒中剩余气体 3 mL，求在相同状况下，原混合气体中 NO 和 NO2的体积各是多少毫升？解析
6、：本题计算必需用到反应方程式有，(1)4NO3O 22H 2O=4HNO3 (2)4NO2O 22H 2O=4HNO3。若剩余气体为氧气，NO 和 NO2完全反应，氧气参加反应的体积为 12 mL3 mL9 mL，再用(1)(2)两式可以列方程组求解；若剩余气体为 NO，则原混合气体中的 NO 减去剩余气体的体积，可以根据(1)(2)两式列方程组求解。答案：若剩余气体为 NO：V(NO)16.5 mL， V(NO2)7.5 mL若剩余气体为 O2： V(NO)6 mL， V(NO2)18 mL。点评：本题是有关过量计算的典型题目，应该特别领会化学反应的起点和终点，以简化思维过程。【第二课时】考
7、点 2 氮气的三种实验室制法及 NH4 的检验1.加热固态铵盐和碱的混合物（1）装置：“固体+固体气”(2)收集：只能用向下排空气法。(3)干燥：用碱石灰(NaOH 和 CaO 固体的混合物)。(4)验满方法：a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。(5)环保措施：收集时，一般在管口塞一团用水或稀 H2SO4浸湿的棉花球，可减小 NH3与空气的对流速度，收集到纯净的 NH3，同时也可避免污染空气。2.加热浓氨水3. 浓氨水中加固态碱性物质（1）反应原理(2)装置：如图4NH 4 的检验(1)若试样为固体，可用两种方法来检验：取少量样品放入
8、坩埚中，加入固态碱进行研磨。若闻到氨味，说明样品中含有 NH4 。取少量样品与碱混合于试管中，然后加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝，说明样品中含有 NH4 ；也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有 NH4 。(2)若试样为液体，可取少量液体注入试管中，再加入碱液，微热，然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验。掌握物质的特征性反应是检验物质的关键，离子检验的一般步骤为：取少许溶解或加入试剂必要的操作描述现象得出结论。案例精析例 2 (2010山东省青岛质检)某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是_ B _
9、。A将氯化铵固体加热分解B将浓氨水滴入氢氧化钠固体中C将氢氧化钠固体加入浓氨水中D将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中(2)根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气，适宜的装置是_ C _。(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据，下列性质与收集方法无关的是 _密度 颜色溶解性 热稳定性与氧气反应(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是_ d _，集气的原理是：利用氨气密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气。 。变式探究 2下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( )解析：A 项，NH 4Cl 受热分解生成 NH3和 HCl，冷
10、却后两者又化合生成 NH4Cl；B项，CaOH 2O=Ca(OH)2，同时放热，使平衡NH3H 2O=NH3H2ONH 4 OH 向逆反应方向移动，有利于 NH3的产生和逸出；C 项，反应原理正确，但试管口应略向下倾斜；D 项，浓氨水受热挥发出NH3。答案：AC【第三课时】考点 3 金属与 HNO3反应1.金属与 HNO3反应的一般通式(1)金属浓硝酸金属硝酸盐NO 2H 2O(2)金属稀硝酸金属硝酸盐NOH 2O2反应规律(1)金属与硝酸反应一般不生成 H2。浓 HNO3一般被还原为 NO2，稀 HNO3一般被还原为 NO。(2)铁与稀硝酸反应，先生成 Fe(NO3)3，若 Fe 过量，Fe
11、(NO 3)3再和 Fe 反应生成Fe(NO3)2。(3)铜与浓 HNO3反应，若 Cu 过量，开始时硝酸的还原产物为 NO2，随着反应的进行，浓 HNO3变稀，硝酸的还原产物为 NO，最终应得到 NO2和 NO 的混合气体。3计算方法(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分 HNO3起酸的作用，以 NO3 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)电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 3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)离子方程式计算法金属与 H2SO4、HNO
12、 3的混合酸反应时，由于硝酸盐中 NO3 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 NO3 进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。案例精析【例 3】 足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和 NO2、N 2O4、NO 的混合气体，这些气体与 1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入 5 mol/L NaOH 溶液至 Cu2 恰好完全沉淀，则消耗 NaOH 溶液的体积是( A )A60 mL B45 mLC30 mL D15 mL变式探究 3将
13、32.64 g 铜与 140 mL 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的 NO 和 NO2混合气体在标准状况下的体积为 11.2 L。请回答：(1)NO 的体积为_5.824 L _L，NO 2的体积为_5.376 _L。(2)参加反应的 HNO3的物质的量是 1.52 mol。(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入 V mol a mol/L 的 NaOH 溶液，恰好使溶液中的 Cu2 全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_mol/L。(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在 NaOH 溶液中全部转化为 NaNO3，至少需要30%的双氧水_57.8 g。_g。解方程组得： x0.26 mol， y0.24 mol。则： V(NO)0.26 mol22.4 Lmol 1 5.824 L。V(NO2)11.2 L5.824 L5.376 L。(2)参加反应的 HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成 Cu(NO3)2；另一部分被还原成 NO2和 NO，所以参加反应的 HNO3的物质的量为：051 mol20.5 mol1.52 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以 NO3 的形式留在溶液中。n(H2O2)0.51 mol，则 m(H2O2)17.34 g。需 30%的双氧水：17.34 g30%57.8 g。课后反思：
