人教版高中化學(xué)必修一第四章導(dǎo)學(xué)案：氮及其化合物

1、第一課時(shí)：氮及其化合物1 .氮元素概述(1)元素周期表的位置：第二周期第 VA族(3)主要化合價(jià)：-3價(jià)，-2價(jià)，0價(jià)，+2價(jià)，+3價(jià)，+4價(jià)，+5價(jià)(4)自然界存在形式：主要以游離狀態(tài)的 N2形式存在，在空氣約占78%，2 .氮?dú)獾南嚓P(guān)性質(zhì)氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)化學(xué)式：電子式：結(jié)構(gòu)式：N-N氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)無色無味，氣態(tài)，密度比空氣略小，難溶于水，收集時(shí)用排水法而不用排空氣法。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)(1)分子中含有氮氮叁鍵，通常狀況下性質(zhì)很穩(wěn)定。(2)還原性(與O2反應(yīng))：N2+O2=M電=2NO雷電固氮的原理，光化學(xué)煙霧以及硝酸型酸雨的成因(3)弱氧化性(與H2反應(yīng))：9+3及=高溫高壓催化劑=2NH3 工業(yè)合

2、成氨的原理，即人工固氮的方法之一(4)弱氧化性與活潑金屬單質(zhì)反應(yīng)(如金屬 Na、Mg、Al)N2+3Mg=7 燃=Mg3N2【拓展】Mg3N2+6H2O=3Mg(OH2+2NH3反應(yīng)劇烈Mg在空氣中燃燒會(huì)得到2中含Mg產(chǎn)物，MgO和Mg3N20Mg+CQ=點(diǎn)燃=2MgO+C2Mg+O2=點(diǎn)燃=2MgON2+3Mg=,! 燃=Mg3N2工業(yè)獲取分離液態(tài)空氣，加壓使其變?yōu)橐簯B(tài)，利用 N2和O2的沸點(diǎn)不同，蒸儲(chǔ)分離。氮的固定（ 1）概念：將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔锝凶龅墓潭?。?2）類型：人工固氮：如工業(yè)合成氨N2+3H2=*溫高壓催化劑=2NHs 自然固氮：如雷雨天產(chǎn)生 m+02=放電=2NO

3、 生物固氮：如豆科植物的根瘤菌能夠?qū)⒖諝庵械牡D(zhuǎn)化為含氮化合物而促進(jìn)自身生長(zhǎng)。 化學(xué)模擬生物固氮：利用化學(xué)方法模擬固氮酶的作用，在溫和條件下將氮轉(zhuǎn)化為氨。氮?dú)獾挠猛竞附咏饘贂r(shí)作保護(hù)氣； 液氮可作冷凍劑；重要的化工原料，用來制取化肥、炸藥等?！倦S堂練習(xí)】1.判斷下列描述的正誤（正確的打錯(cuò)誤的打“x?！保?）N2分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因而氮?dú)獠荒苤С秩魏挝镔|(zhì)的燃燒 （）2有關(guān)自然界中氮的循環(huán)的下列說法不正確的是（）A.雷電可以將大氣中的氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽B.夏天腐爛的蔬菜有毒是因?yàn)楫a(chǎn)生了亞硝酸鹽C.動(dòng)物體內(nèi)的蛋白質(zhì)降解時(shí)直接變成氮?dú)膺M(jìn)入大氣D.合成氨是最主要的人工固氮方式3 .氮的氧化物氮的氧化物氮有多種

4、價(jià)態(tài)的氧化物：N2。、NO、N2O3、N2O4、N2O5,其中N2O3和N2O5是酸性氧化物。氮的氧化物都有毒，都對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定負(fù)效應(yīng)。一氧化氮和二氧化氮名稱一氧化氮二氧化氮化學(xué)式NON02色態(tài)無色氣體紅棕色具有喇激性氣味的氣體溶解性不溶于水易溶于水，與水反應(yīng)密度比空氣小比空氣大毒性有毒，可以與血紅蛋白結(jié)合（比 毒性CO還強(qiáng)）后毒與02反 應(yīng)常溫下即可以反應(yīng)不反應(yīng)與H20反應(yīng)收集方 法只能用排水法（不溶），不能用 排空氣法（密度與空氣接近）只能用排空氣法（密度比空氣大很 多）不能用排水法（與水反應(yīng)）檢驗(yàn)方 法向無色氣體中通入02或者空 氣，無色氣體變?yōu)榧t棕色對(duì)環(huán)境 的影響形成硝酸型酸雨，光化學(xué)

5、煙霧，破壞臭氧層有關(guān)NO與O2或NO2與O2混合通入水中，液面上升一定高度時(shí)用的方程式4NO2 + O2+ 2H2O = 4HNO34NO+ 3O2 + 2H2O = 4HNO3氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響(1)光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的一種有 毒的煙霧。(2)酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)生成 HNO3和HNO2,隨雨雪降到地面。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO O2=2NO2 3NO2 H2O=2HNO3 NO。(3)破壞臭氧層：科學(xué)研究表明，進(jìn)入高空平流層的氮氧化物，可以加快臭氧層中臭氧的分氮氧化物解速率，從而像氟氯煌類物質(zhì)一樣破壞臭氧層，形成臭氧空洞

6、：203 =302。導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。4 4) NOx尾氣的處理方法 堿液吸收法2NO2 2NaOH=NaNO3 NaNO2 H2ONO2 NO 2NaOH=2NaNO2 H2ONO2、 NO 的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是：n(NO2)若(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中 NOx的處理。 催化轉(zhuǎn)化法在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CC2)。一般適用于汽車尾氣的處理?！倦S堂練習(xí)】1 .判斷下列描述的正誤(正確的打錯(cuò)誤的打“x?！?(1)制取二氧化氮時(shí)，用水或NaOH溶液吸收尾氣。()(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，L

7、 NO2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為。()(3)NO2 與水反應(yīng)的離子方程式：3NO2+H2O=2H + 2NO3 + NO。()(4)CQ NO NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在 (5)用NaOH溶液吸收NO2的離子方程式是：20,+ 2N6=NG + NO+ H2O。()(6)NC2通入FeSO溶液中始終無明顯現(xiàn)象。()(7)NO可用向上排空氣法或者排水法收集。()2 . NO對(duì)環(huán)境的危害在于()破壞臭氧層 高溫下能使一些金屬被氧化造成酸雨 與人體血紅蛋白相結(jié)合A.僅 B.僅 C D.4 .氨氣氨氣的結(jié)構(gòu)H d h 化學(xué)式：電子式：田”結(jié)構(gòu)式：氨氣的物理性質(zhì)無色，有刺激性氣味的

8、氣體，密度比空氣小，極易溶于水(1:700),易液化。氨氣的化學(xué)性質(zhì)(1)與水反應(yīng)：NH3+H2O=NH3 H2O= NH4+OH氨氣溶于水的溶液叫氨 水。也可據(jù)此反應(yīng)來吸收氨氣，要注意防倒吸(2)與酸反應(yīng)：與揮發(fā)性的酸(如鹽酸、氫澳酸、氫碘酸、濃硝酸)與鹽酸反應(yīng)：有白煙生成(NH4C1固體)，可據(jù)此檢驗(yàn)氨氣與硝酸反應(yīng):有白煙生成 與非揮發(fā)性的酸（如稀硫酸）可用于氨氣的尾氣吸收（ 3）與酸性氧化物反應(yīng)：如CO2（3）氨的催化氧化：4NH3+5O2= 高溫催化劑=4NO+6HO（4）與 NO2反應(yīng)：8NH3+6NO2= 高溫催化齊J =7N2+12H2O可據(jù)此原理消除氮的氧化物和氨氣對(duì)環(huán)境的影響

9、（ 5）與鹽反應(yīng)與FeC3l 溶液反應(yīng)：與A1C3溶液反應(yīng)：與MgCl2溶液反應(yīng)：氨氣的檢驗(yàn)方法（ 1）試紙法實(shí)驗(yàn)操作：將濕潤紅色石蕊試紙粘在玻璃棒上的一段，接觸氣體，若試紙變藍(lán)，則該氣體是氨氣。（ 2）濃鹽酸法實(shí)驗(yàn)操作：將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙生成，則該氣體是氨氣。反應(yīng)方程式：NH3+HCl=NH4Cl氨氣的用途重要的化工原料，是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)及制造硝酸、俊鹽和純堿的原料，還可以做制冷劑。氨水(1)氨水的形成以及物理性質(zhì)：氯水是 NM溶于水得到的溶液，無色具有刺激 性氣味。(2) NH3的溶解特點(diǎn)：NH3溶于水，大量溶解，少量電離，溶質(zhì)主要是 NH3 H2O(3)氨水中

10、存在的平衡NH3+H2。 NH3 H2O NH3 H2。 NH4+OH H2。 H+OH(4)氨水的主要成分三分子：NH3、H2。、NH3 H2O 三離子：NH4+、OH、H+(5)氨水的性質(zhì)：主要體現(xiàn)NH3 H2O的弱堿性【隨堂練習(xí)】1 .判斷下列描述的正誤(正確的打錯(cuò)誤的打“x?！?(1)濃氨水可檢驗(yàn)氯氣管道漏氣。()(2)NH3可用于設(shè)計(jì)噴泉實(shí)驗(yàn)是因?yàn)?NH3能使酚吹溶液變紅。()(3液氨用作制冷劑時(shí)不涉及化學(xué)變化。()(4)分別充滿HCl、NH3的燒瓶倒置于水中后液面迅速上升， 說明二者均易溶于水。()(5)用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)氨氣。()(6)某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，該氣

11、體的水溶液一定顯堿性。()(7)液氨汽化時(shí)要吸收大量熱，因而液氨可用作制冷劑。()2 . NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列有關(guān)表述正確的是()%H.，IA. NH4C1和NaHCQ都是常用的化肥B. NH4CI、HNO3和NmCQ受熱時(shí)都易分解C. NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.圖中所涉及的鹽類物質(zhì)均可以水解 3.氨氣溶于水得到氨水，氯氣溶于水得到氯水，下列關(guān)于新制的氨水、氯水的 描述正確的是()A.兩水”都是混合物，溶液中含有的粒子種類、數(shù)目相同B.兩水”中都存在可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡和弱電解質(zhì)的電離平衡C.兩水”都有刺激性氣味，都能漂白有機(jī)色素D.

12、兩水”放置時(shí)間較久后，都會(huì)因?yàn)橄嗤脑矶冑|(zhì)5.鏤鹽錢鹽的物理性質(zhì)錢鹽都是無色或者白色晶體，易溶于水。錢鹽的化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性，錢鹽受熱都會(huì)發(fā)生分解，但不一定都產(chǎn)生NH30(NH4)2SQ、NH4NO3 因溫度不同，產(chǎn)物也不同。碳酸俊受熱分解碳酸氫錢受熱分解: 氯化銨受熱分解： 硝酸銨受熱分解：110c 分解：NH4NO3=NH3 T+HNO3185200c 分解：NH4NO3=N2O T +2H2O230c 以上，同時(shí)用弱光：2NH4NO3=2NzT +O2 T +4H2O400c 以上時(shí)，發(fā)生爆炸：4NH4NO3=3N2 f +2NO2 T +8H2O(2)與堿反應(yīng)：錢鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)可

13、以生成NH3 - H2O當(dāng)堿的濃度很大，或者受熱時(shí)，NH3 - H2O會(huì)分解生成NH3。稀堿：濃堿：加熱：銨根的檢驗(yàn)方法( 1)實(shí)驗(yàn)操作：取適量溶液于試管中，向試管中加入足量NaOH 溶液，加熱產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則溶液中有 NH4+存在。(2)反應(yīng)方程式：NH4+OH =NH3f+H2O銨態(tài)氮肥的使用銨鹽是重要的氮肥，由于銨鹽受熱易分解，在貯存應(yīng)密封包裝并放在陰涼通風(fēng)處；施肥時(shí)應(yīng)將其埋在土下并及時(shí)灌水，以保證肥效；銨態(tài)氮肥不能有堿性物質(zhì)如草木灰等混合施用?！倦S堂練習(xí)】1.判斷下列描述的正誤(正確的打錯(cuò)誤的打“x?！?加熱NH4C1和Ca(OH2混合物，并將產(chǎn)生的氣體通入酚儆溶液

14、中，酚儆溶液變成紅色。( (2施肥時(shí)，草木灰(有效成分為&CQ)不能與NH4C1混合使用的原因是 gCQ與NH4C1反應(yīng)生成氨氣會(huì)降低肥效。()(3)檢驗(yàn)NH4時(shí)，往試樣中加入NaOH溶液，微熱，用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)逸出的氣體。()2下列說法中正確的是()A.所有錢鹽受熱均可以分解，產(chǎn)物均有 NH3B.硝酸錢受熱易分解爆炸，實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化錢與氫氧化鈣的固體混合物制 備氨氣C.在盛有硫酸亞鐵錢(NH4)2Fe(SO)2溶液的試管中，滴加少量 NaOH溶液，在試 管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)D.錢鹽都易溶于水，其水溶液均呈酸性6.硝酸硝酸的物理性質(zhì)硝酸是無色易揮發(fā)的液體，

15、有刺激性氣味，與水任意比互溶。硝酸的化學(xué)性質(zhì)( 1)強(qiáng)酸性：具有酸的通性，可以與堿和堿性氧化物反應(yīng)。( 2)不穩(wěn)定性：光照或者受熱易分解。分解方程式：市售硝酸呈黃色的原因：硝酸光照分解產(chǎn)生NO2, NO2溶于硝酸中呈現(xiàn)黃色( 3)強(qiáng)氧化性：不論濃、稀硝酸都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大氧化性越強(qiáng)，能溶解除了Au、 Pt 以外的所有金屬單質(zhì)，濃硝酸與濃鹽酸按照3:1 的配比制得的王水甚至可以溶解Au、 Pt。(I)稀硝酸：稀硝酸的還原產(chǎn)物為 NO 與金屬單質(zhì)反應(yīng)：既體現(xiàn)強(qiáng)氧化性又體現(xiàn)酸性a.與Fe反應(yīng)與Fe反應(yīng)(硝酸過量)：離子方程式：與Fe反應(yīng)(Fe過量)：離子方程式：b.與Al反應(yīng)：離子方程式：c

16、.與Cu反應(yīng)：離子方程式 與具有還原性的金屬氧化物反應(yīng)：與FeO反應(yīng)的離子方程式： 與還原性的離子反應(yīng)：如Fe2+、 I 、 SO2、 SO32 、 HSO3 、 H2S、 HS 、 S2 等。(II)濃硝酸：濃硝酸的還原產(chǎn)物為 NO2 與金屬單質(zhì)反應(yīng)：常溫下可以與Cu 反應(yīng)，但是與Fe、 Al 會(huì)鈍化，使其表面形成一層薄而致密的氧化膜，阻止反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生，加熱可以使氧化膜破壞與之繼續(xù)反應(yīng)。反應(yīng)中濃硝酸既體現(xiàn)強(qiáng)氧化性又體現(xiàn)酸性。a.加熱條件下與Fe反應(yīng)：離子方程式:b.加熱條件下與Al反應(yīng):離子方程式：c.常溫下與Cu反應(yīng)：離子方程式： 與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：只體現(xiàn)氧化性a.加熱條件下與C反應(yīng)：b.

17、加熱條件下與S反應(yīng)： 與有機(jī)物反應(yīng)（不講）【注意】 需注意的是，濃硝酸和濃鹽酸在書寫離子方程式的時(shí)候可以拆，而濃硫酸不可以拆。（ 4）保存由于硝酸見光或者受熱易分解，因此要保存在棕色瓶中，并置于冷暗處，不能用橡膠塞。（ 5）用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸藥等?！倦S堂練習(xí)】1 .判斷下列描述的正誤（正確的打錯(cuò)誤的打“x?！保?）實(shí)驗(yàn)室里用鋅粒與稀HNQ反應(yīng)制取H2。（）Cu溶于稀HNQ反應(yīng)的離子方程式：Cu+ 2H+ + NO3=CU+ + NO21 + H2O。（）（3）將可調(diào)高度的銅絲伸入稀HNO3中，溶液變藍(lán)，說明銅與稀 HNO3發(fā)生置換反 應(yīng)。 （）用銅和稀硝酸反應(yīng)制取NO2氣體

18、。()(5)常溫下，將 Al 片放入濃硝酸中無明顯現(xiàn)象，原因是 Al 與濃硝酸不反應(yīng)。()(6)磁性氧化鐵溶于稀硝酸的離子方程式為 3F&+ 4H+ + NO3=3Fe+NOt +2H2O。 ()(7)過量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成。()(8)在mol/L的KNQ溶液中，H > FeT、C、SOT可以大量共存。()(9)在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入Cu(NO)2固體，銅粉仍不溶解。()(10)銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為 3Cu+ 8H+ + 2NO3 =3CU+ + 2NO + 4H2O。 ()(11)HNQ-NgNO2,以上各步變化均能通過一步實(shí)驗(yàn)完成。()(1

19、2)濃硝酸保存在棕色瓶?jī)?nèi)是因?yàn)橄跛嵋讚]發(fā)。()2相同質(zhì)量的銅片分別與體積相同且過量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，二者比較相等的是 () 反應(yīng)中氧化劑得到的電子總數(shù) 銅片消耗完所需時(shí)間 反應(yīng)后溶液中銅離子濃度(反應(yīng)后溶液體積不變) 反應(yīng)生成氣體的體積(同溫、同壓)A B C D 3下列有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中，正確的是()A.濃、稀硝酸都能使藍(lán)色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色B.硝酸能與FeO反應(yīng)，只表現(xiàn)氧化性C.硝酸可與N&S反應(yīng)制得H2s氣體D.濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色4下列說法正確的是()A.投入鐵片產(chǎn)生H2的溶液中可大量存在不、Mg2+、SO4 > NOB.可用稀硝酸除去

20、試管內(nèi)壁上的銀鏡C. mol L-1的KNO3溶液中可大量存在 H > Fe2 > C、SCTD.硫化銅溶于硝酸的離子方程式為 CuS+ 2H =H2St + Cu2 +1.下列涉及氮及化合物選項(xiàng)正誤判斷，正確的劃“M”錯(cuò)誤的劃“x”(1)NH3能使酚酗:溶液變紅，因而 NH3可用于設(shè)計(jì)噴泉實(shí)驗(yàn)()(2)將可調(diào)高度的銅絲伸入稀HNO3中，溶液變藍(lán)，則 Cu與稀HNO3發(fā)生置換反應(yīng)()(3)實(shí)驗(yàn)室用鋅粒、稀 HNO3以及試管、帶導(dǎo)管的橡皮塞可制取H2()(4)由于反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，因而常溫下，相同的鋁片中分別加入足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完()(5)制二氧化氮時(shí)，用水或NaOH 溶液吸收尾氣()(6)用濕潤的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2()(7)Cu 溶于稀 HNO3 的離子方程式為 Cu+ 2h + +NO3=CiT+NO2T+H2O()(8)NH3、O2和HNO3三種物質(zhì)中，任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應(yīng)()(9)檢驗(yàn)NH 4時(shí)，往試樣中加入NaOH 溶液，微熱，用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)逸出的氣體()(10)液氨