氮和氮的化合物一

學(xué)生姓名—年級(jí)授課時(shí)間—教師姓名—課時(shí)課題氮和氮的化合物（一）教學(xué)目標(biāo)理解氮?dú)夂偷幕衔锏男再|(zhì)，會(huì)進(jìn)行關(guān)于氮的氧化物的簡(jiǎn)單計(jì)算。重點(diǎn)氮的氧化物，硝酸的性質(zhì)。難點(diǎn)硝酸的性質(zhì)1、氮?dú)猗盼锢硇再|(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水，是空氣的主要成分。⑵化學(xué)性質(zhì)：通常情況氮?dú)獾男再|(zhì)比較穩(wěn)定，常用作保護(hù)氣。但在一定條件下可發(fā)生反應(yīng)。放電條件下與氧氣反應(yīng)：N2+O22NO,在一定條件下,與H反應(yīng):N+3H?、催化劑2NH（工業(yè)合成氨的主要反應(yīng),也是人222高溫高壓3工固氮的方法。）自然固氮主要是雷雨和豆科植物的根瘤菌的固氮。與金屬反應(yīng)：3Mg+N2CM%*,氮的固定：定義：將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的方法。方法有兩種：人工固氮自然固氮2、氮的氧化物氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五種正價(jià)態(tài)，五種正價(jià)對(duì)應(yīng)六種氧化物：“0、NO、Nq、NO、NO、NO。其中NO和NO分別是HNO和HNO的酸酎。NO是一種無色還原性較強(qiáng)的氣體，易22425232523被O2氧化生成業(yè)，NO2是一種紅棕色的易溶于水且與水反應(yīng)的氣體。1）性質(zhì)：⑴NO是無色無味的有毒氣體，微溶于水,在空氣中易被氧化為NO2。2NO+O2==2NO2.在有氧氣的條件下,NO和O混合氣被水吸收：4NO+3O+2HO==4HNO.223⑵NO2:紅棕色有刺激性味有毒氣體，溶于水，并與水反應(yīng)：3NO2+2H2O==2HNO3+NO.在有氧氣的條件下：4NO2+O2+2H2O==4HNO3.另外，NO和NO的混和氣體也可以被堿液吸收：NO+NO+2NaOH==2NaNO+HO.2222⑶NO、NO2的污染：大氣中的氮的氧化物主要來源于汽車的尾氣和工業(yè)生產(chǎn)的尾氣的排放等，大氣中的NO、NO2不僅可以形成酸雨，也能形成光化學(xué)煙霧，還能破壞臭氧層。因此要嚴(yán)格控制氮的氧化物的排放。一氧化氮和二氧化氮的生成在通常情況下，氮?dú)馀c氧氣不發(fā)生反應(yīng)，但在放電或高溫條件下，氮?dú)馀c氧氣會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成無色的，不溶于水的一氧化氮（NO）。一氧化氮在常溫下很容易和空氣中的氧氣化合，生成紅棕色的二氧化氮。①N2+O2====2NO（無色）（放電?高溫）②2NO+O2===2NO2（無色）（紅棕色）2）、NO和NO2性質(zhì)的比較NONO2物理性質(zhì)色態(tài)無色氣體紅棕色氣體氣味無味有刺激性密度比空氣的略大比空氣的大液化難易水溶性不溶易毒性劇毒有毒化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性2NO+O2=2NO2穩(wěn)定與水反應(yīng)X3NO2+H2O=2HNO3+NO3）、一氧化氮和二氧化氮的實(shí)驗(yàn)室制法Cu+4HNO（濃）=Cu（NO）+2NOt+2HO3Cu+8HNO（?。?3Cu（NO）+2NOt+4HO332223322［例1］一定量的濃硝酸與過量的銅充分反應(yīng)，生成的氣體是（）A只有NO2B只有NOCNO2和NODNO2和H2［特別提醒］:通?！凹儍簟钡腘O2或NO4并不純，因?yàn)樵诔?、常壓下能發(fā)生2NO=^NO反應(yīng)。由于此可逆反應(yīng)的發(fā)生，通常實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO的相對(duì)分子質(zhì)量大于它的實(shí)際值，或在相同條件下，比相同物質(zhì)的量的氣體體積要小。此外涉及NO氣體的顏色深淺、壓強(qiáng)、密度等要考慮此反應(yīng)。因而可逆反應(yīng)2NO=^NO在解化學(xué)題中有很重要的應(yīng)用。224［例2］最新研究表明:NO吸收治療法可快速改善SARS重癥患者的缺氧狀況，緩解病情。病毒學(xué)研究同時(shí)證實(shí)，NO對(duì)SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于NO的敘述正確的是（）NO是一種紅棕色的氣體常溫常壓下，NO不能與空氣中氧氣直接化合含等質(zhì)量的氧元素的NO和CO的物質(zhì)的量相等NO易溶于水，不能用排水法收集［解析］NO是一種無色難溶于水的氣體，可以用排水法收集。常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成no2。【答案】C4）氮的氧化物對(duì)大氣污染氮氧化物的來源：氮肥生產(chǎn)、金屬冶煉和汽車等交通工具排放的尾氣氮氧化物的危害：1硝酸型酸雨：N2+02===2NO（條件：放電）2NO+02===2NO23N02+H20=2HNO3+NO2、光化學(xué)煙霧3、臭氧層空洞（三）防治措施1、使用潔凈能源減少氮氧化物的排放2、為汽車等交通工具安裝尾氣轉(zhuǎn)化裝置（2C0+2N0=*+2C02）（條件：催化劑）3、對(duì)于生產(chǎn)化肥、硝酸工廠排放氣體進(jìn)行處理3、硝酸（HNO）：31）硝酸物理性質(zhì)：純硝酸是無色、有刺激性氣味的油狀液體。低沸點(diǎn)（83°C）、易揮發(fā)，在空氣中遇水蒸氣呈白霧狀。98%以上的硝酸叫“發(fā)煙硝酸”，常用濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%2）硝酸的化學(xué)性質(zhì)：思考：為什么硝酸保存在棕色試劑瓶中？前面我們遇到什么物質(zhì)也保存在棕色試劑瓶中？能否根據(jù)其保存預(yù)測(cè)硝酸有什么樣的性質(zhì)？（1）、不穩(wěn)定性思考：常用的濃硝酸為什么會(huì)呈黃色？工業(yè)上鹽酸呈黃色又是什么原因？4HNO光照或加熱2HO+4NOt+O1濃硝酸易分解生成NO溶于硝酸2222工業(yè)上鹽酸呈黃色是因?yàn)楹蠪e3+雜質(zhì)。、具有一般酸的通性，稀硝酸遇紫色石蕊試液變紅色，濃硝酸遇紫色石蕊試液先變紅(H+作用)后褪色(濃硝酸的強(qiáng)氧化性)。用此實(shí)驗(yàn)可證明濃硝酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng)。3)、強(qiáng)氧化性濃硝酸和稀硝酸都是強(qiáng)氧化劑，能氧化大多數(shù)金屬，但不放出氫氣，通常濃硝酸產(chǎn)生NO2，稀硝酸產(chǎn)生NO，如：Cu+4HNO(濃)=Cu(NO)+2NOt+2HO332223Cu+8HNO(稀)=3Cu(NO)+2NOt+4HO3322反應(yīng)①還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為1:2；反應(yīng)②還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為3：2。S:分析上述反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，并指出氧化劑和還原劑。試寫出鐵與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式硝酸過量：Fe+4HNO=Fe(NO)+NOt+2HO3332鐵過量：3Fe+8HNO=3Fe(NO)+2NOt+4HO3322注意：、鐵、鋁常溫下遇濃硝酸，由于濃硝酸具有，所以在金屬的表面形成一層，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，這個(gè)過程叫。所以可用鐵、鋁容器裝運(yùn)濃硝酸(或濃硫酸)。加熱時(shí)能發(fā)生反應(yīng)：Fe+6HNO(濃)4Fe(NO)+3NOt+3HO33322、當(dāng)溶液中有H+和NO"時(shí)，相當(dāng)于溶液中含HNO3，此時(shí)，因?yàn)橄跛峋哂袕?qiáng)氧化性，使得在酸性條件下NO’-與具有強(qiáng)還原性的離子如S2-、Fe2+、SO：-、I-、Br-(通常是這幾種)因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。(有沉淀、氣體、難電離物生成是因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能大量共存。)、若將濃HNO3和濃HCl按體積比1:3混合所得混合物叫王水，可溶解不活潑金屬金等。與非金屬反應(yīng)C+4HNO3=CO2t+4NO2t+2H2O4)硝酸的工業(yè)制法:流程：氨氣的催化氧化一NO—進(jìn)一步氧化生成NO一用水吸收生成硝酸。2設(shè)備：①氧化爐：4NH+5O耍劑4NO+6HO，進(jìn)一步氧化：2NO+O==2NO.32△222②吸收塔：用水吸收：4NO2+O2+2H2O==4HNO3.

尾氣處理：在工業(yè)生產(chǎn)中，將尾氣進(jìn)行循環(huán)使用，處理后進(jìn)行進(jìn)一步氧化，再生產(chǎn)硝酸。特別提醒］：有硝酸參與的氧化還原反應(yīng)的計(jì)算：(1)單質(zhì)與硝酸的反應(yīng)，分析討論是金屬還是非金屬，若為金屬參加的反應(yīng)硝酸分為兩部分，一部分作氧化劑，另一部分起酸性生成硝酸鹽，應(yīng)先確定未被還原的硝酸，再由電子得失守恒求解。若為非金屬單質(zhì)與硝酸反應(yīng)時(shí)，硝酸全部被還原。(2)Cu與HNO3的反應(yīng)中隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃度逐漸變小，產(chǎn)物由NO變成NO,最終為混合氣體?？梢?這樣理解并分析：反應(yīng)的硝酸在產(chǎn)物中共三部分：Cu(NO3)2■未被還原HNO3—匚.：可以看出：被還原的硝酸無論生成NO還是NO2均為一個(gè)N原子與一個(gè)HNO3的比例關(guān)系，即：被還原的硝酸與氣體的物質(zhì)的量相等。而未被還原的硝酸總是生成最高價(jià)金屬的硝酸鹽〔如Cu(NO%)，一個(gè)金屬離子與金屬離子最高價(jià)數(shù)個(gè)HNO3成比例關(guān)系，即未被還原的HNO3與金屬離子的最高價(jià)態(tài)數(shù)相等。［例3］某興趣小組設(shè)計(jì)出右圖所示裝置來改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長(zhǎng)導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是。在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸。c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是方案反應(yīng)物甲Cu、濃HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。再由a向c中加2mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象右表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是。理由是該小組還用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO4>Cl2>Br2。操作步驟為，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為;但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是。［解析］(1)根據(jù)題目的敘述可以知道，這樣操作的目的是檢驗(yàn)裝置的氣密性，按題目所述若d試管內(nèi)有氣泡，且冷卻后導(dǎo)管中有一段水柱，說明氣密性良好。(2)c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸時(shí)發(fā)生反應(yīng)TOC\o"1-5"\h\z為Cu+4HNO(濃)^=Cu(NO)+2NOt+2HO；若再由a向c中加2mL蒸餾水，濃33222硝酸的濃度變小，所以反應(yīng)變得緩慢、產(chǎn)生的氣體顏色變淺。甲方案制取硝酸銅的反應(yīng)方程式為Cu+4HNO(濃)^Cu(NO)+2NOt3322+2HO,乙方案制取硝酸銅的反應(yīng)方程式為3Cu+8HNO(稀)^3Cu(NO)+2NOt2332+4HO,丙制取硝酸銅的反應(yīng)方程式為2Cu+O+2HNO^2Cu(NO)。比較這三22332種方案的化學(xué)方程式可以發(fā)現(xiàn)均制取1molCu(NO3)2時(shí)消耗硝酸的量分別為4mol、8mol、1mol，丙方案消耗的硝酸的量最少且不產(chǎn)生污染。3若用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO>Cl>Br，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可以得出應(yīng)先用KMnO4制Cl2，再用Cl2制&七。所以實(shí)驗(yàn)的操作步驟為向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃鹽酸；其中實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色。但是由于Cl2和Br2均為有毒的氣體，所以需要尾氣處理。［答案］檢查裝置氣密性。Cu+4HNO3(濃)^=Cu(NO3)2+2NO2t+2H2O反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡。丙；耗酸量最少，無污染。向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃鹽酸；c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色；沒有處理尾氣。［規(guī)律總結(jié)］對(duì)銅與硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)有如下的幾個(gè)要點(diǎn)：①反應(yīng)開始前裝置怎樣避免裝置內(nèi)的空氣；②怎樣使銅與稀硝酸反應(yīng)能自動(dòng)停止，防止NO過多；③反應(yīng)后，能有效的通入空氣，證明NO；同時(shí)還要防止NO及生成的NO2逸散到空氣中。練習(xí)：一、選擇題1、下列物質(zhì)無漂白作用的是()A、氯水B、氨水命二氧化硫D、次氯酸

2、關(guān)于SO2和Cl2的敘述錯(cuò)誤的是（）B、都具有漂白性，能使有色物質(zhì)永久性A、都是大氣污染物褪色B、都具有漂白性，能使有色物質(zhì)永久性C、水溶液都呈酸性D、密度都比空氣大3、濃硫酸能使石蕊試紙變紅后來又變黑A、酸性和吸水性B、強(qiáng)氧化性這是因?yàn)闈釮SO具有（）243、濃硫酸能使石蕊試紙變紅后來又變黑C、酸性和脫水性。、脫水性和強(qiáng)氧化性4、將二氧化硫通入漠水中發(fā)生如下的反應(yīng)：SO4、將二氧化硫通入漠水中發(fā)生如下的反應(yīng)：SO+Br+2HO=2HBr+HSO,反應(yīng)22中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和還原劑是（5、A、2e-，H2SO4有色物質(zhì)（B、4e-，SO2C、2e-Br2D、2e5、A、2e-，H2SO4有色物質(zhì)（B、4e-，SO2C、2e-Br2D、2e-，SO26、A、立即褪色B、緩慢褪色C、先褪色后復(fù)原D、顏色不能夠用于鑒別CO2和SO2的試劑是（A、品紅溶液B、紫色石蕊試液C、澄清石灰水D、氯化鋇溶液8、A、濃鹽酸B、濃氨水C8、A、濃鹽酸B、濃氨水C、濃硫酸D、濃硝酸9、以下氣體能用水作噴泉實(shí)驗(yàn)的是（）10、11、12、A、硫酸B、氯水C、硝酸鋅D、氯化銅Murad等三位教授最早提出NO分子在人體內(nèi)有獨(dú)特功能，近年來次領(lǐng)域研究有很大發(fā)展，因此這三位教授榮獲1998年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)。關(guān)于NO的下列敘述中不正確的是（）A、B、C、10、11、12、A、硫酸B、氯水C、硝酸鋅D、氯化銅Murad等三位教授最早提出NO分子在人體內(nèi)有獨(dú)特功能，近年來次領(lǐng)域研究有很大發(fā)展，因此這三位教授榮獲1998年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)。關(guān)于NO的下列敘述中不正確的是（）A、B、C、D、在放電條件下，N2和O2可直接化合生成NONO氣體難溶于水打開盛NO氣體的瓶蓋，立即看到瓶口有紅棕色氣體生成NO是紅棕色氣體卜列敘述不正確的是（）A、B、NH3易液化，液氨常用作制冷劑與金屬反應(yīng)時(shí)，稀HNO3可能被還原為更低價(jià)態(tài)，則稀HNO3氧化性強(qiáng)于濃HNO3C、氨鹽受熱易分解，因此貯存氨態(tài)氮肥時(shí)要密封保存，并放在陰涼通風(fēng)處A、NH3B、CO2C、NO2D、Cl2將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會(huì)有三價(jià)鐵生成的是（）D、稀HNO和活潑金屬反應(yīng)時(shí)主要得到氫氣3TOC\o"1-5"\h\z13、欲迅速除去水壺底的水垢，又不損壞鋁壺，最好選用（）A、濃鹽酸B、稀硝酸C、冷的濃硫酸D、冷的濃硝酸14、制取時(shí)不需加尾氣吸收（或收集）裝置的氣體是（）A、SOB、ClC、COD、NOE、NOF、O15、下列關(guān)于濃硝酸和濃硫酸的敘述正確的是（）A、都具有吸水性和強(qiáng)氧化性B、分別露置在空氣中，容器內(nèi)溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度都降低C、常溫下都能和鋁很快地反應(yīng)，放出氣體D、分別露置在空氣中，容器內(nèi)溶質(zhì)的質(zhì)量都變小16、下列情況會(huì)對(duì)人體健康造成較大危害的是（）入、自來水中通入少量C12進(jìn)行消毒殺菌B、用米醋清洗熱水瓶膽內(nèi)壁附著的水垢（含CaCO「C、用SO2漂白食品D、用小蘇打（NaHCO）發(fā)酵面團(tuán)，制作饅頭317、只