【學海導航】高中化學第一輪總復習 第4章 第13講 氮和氮的化合物課件 新課標（湖南專）

第13講氮和氮的化合物考點1氨和銨鹽1．氨氣和氨水氨氣是無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化，極易溶于水(常溫常壓下，1體積水約能溶解700體積的氨氣)。氨氣能與水、氯化氫、氧氣等物質(zhì)發(fā)生反應，其中與水反應的產(chǎn)物NH3·H2O是一種弱堿。(1)濃氨水易揮發(fā)，具有強烈的刺激性氣味。(2)不穩(wěn)定性，受熱易分解(氨水應密封于玻璃瓶中，置于冷暗處保存)。(3)有腐蝕性，對眼睛黏膜有強烈的刺激性，使用時要特別小心。萬一濺入眼睛，應用水清洗。(4)氨水密度小于水，當把氨水稀釋時，隨質(zhì)量分數(shù)的減小，氨水的密度增大。

氨水的性質(zhì)：氨水是氨氣溶于水形成的混合物，純凈的氨水是無色液體。電離方程式：NH3+H2ONH3·H2O+OH-。(5)弱堿性，具有堿的通性：(與易揮發(fā)的酸反應產(chǎn)生白煙，可用于檢驗氨氣、氨水的存在)。氨水是很好的沉淀劑，能使Al3+、Fe3+、Mg2+分別轉(zhuǎn)化成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液開始出現(xiàn)沉淀AgOH，繼續(xù)滴加沉淀即溶解生成銀氨溶液。氨水遇酸、酸性氧化物可以成鹽，根據(jù)氨水與酸的量關(guān)系分別得到正鹽和酸式鹽。如：氨水中通入過量二氧化硫的離子方程式為：。2．銨鹽與銨根離子的檢驗

NH3獲取1個H+形成，所有銨鹽都是離子晶體，都易溶于水，銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解(銨鹽的分解比較復雜，并非都生成對應的酸和氨氣)；銨鹽與強堿反應生成NH3·H2O，加熱放出NH3(能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍)，該原理可用于的檢驗。例1制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置均已略去)。(1)寫出實驗室制取氨氣的化學方程式________________________________________。2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(2)收集氨氣應使用_______________法，要得到干燥的氨氣可選用_________做干燥劑。堿石灰向下排空氣法例1制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置均已略去)。_______________________________________________________________________________________________________。(4)如果只提供如圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。打開止水夾，用手(熱手巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉

【解析】(1)實驗室制氨氣的常用方法是用氯化銨與消石灰共熱。(1)收集氨氣只能用向下排空氣法，干燥也只能用堿石灰等堿性干燥劑，不能用濃硫酸和無水CaCl2。(3)引發(fā)噴泉的原理是氨極易溶于水，使燒瓶內(nèi)氣壓迅速減小?！军c評】

噴泉實驗的原理是容器內(nèi)外存在較大的壓強差。使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強差的方法有：1．減小容器內(nèi)壓強(1)容器內(nèi)氣體極易溶于水；(2)容器內(nèi)氣體易與溶液中的某種成分發(fā)生化學反應而被吸收。例如氨氣溶于水、CO2溶于濃NaOH等。2．增大容器內(nèi)壓強例如人造噴泉等?？键c2實驗室室制NH3的方法法實驗室室制備備氨氣氣時應應注意意的問問題(1)制氨氣氣所用用的銨銨鹽不不能用用硝銨銨、碳碳銨。。因為為加熱熱過程程中NH4NO3可能發(fā)發(fā)生爆爆炸性性的分分解反反應，，發(fā)生生危險險，且且產(chǎn)物物復雜雜；而而碳銨銨受熱熱極易易分解解產(chǎn)生生CO2，使生生成的的NH3中混有有CO2雜質(zhì)。。(2)消石灰不能能用NaOH、KOH代替，原因因：①在高高溫下NaOH、KOH能腐蝕試管管。②NaOH、KOH具有吸濕性性，易結(jié)塊塊，不利于于產(chǎn)生NH3。(3)多余的氨要要吸收掉(可在導管口口放一團用用水或鹽酸酸浸濕的棉棉花球)，避免污染染空氣。(4)氨的干燥劑不能選用濃H2SO4、無水CaCl2、P2O5等，它們均能與NH3發(fā)生反應。

(5)NH3極易溶于水，在制備收集、過程中，應盡可能地不與水接觸，以減少損失和防止倒吸現(xiàn)象。

(6)檢驗氨氣時紅色石蕊試紙要濕潤，因為氨氣溶于水后：產(chǎn)生的OH-，表現(xiàn)堿性。(一)制取氨氣(1)實驗室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合_______________________________________。(2)實驗室還可在________________________________(填一種試劑)中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣。物來制取氨氣，寫出反應的化學方程式：例2(2011·江蘇省揚州州中學月考考)某?；瘜W研研究性學習習小組的同同學在學習習了氨的性性質(zhì)后討論論：運用類類比的思想想，既然氨氨氣具有還還原性，能能否像H2那樣還原CuO呢？他們設(shè)設(shè)計實驗制制取氨氣并并探究上述述問題。請請你參與該該小組的活活動并完成成下列研究究：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O氫氧化鈉固固體(或生石灰或或堿石灰)(二)實驗探究該小組成員員設(shè)計實驗驗探究氨氣氣還原性及及其產(chǎn)物，，實驗裝置置(夾持及尾氣氣處理裝置置未畫出)圖如下：(1)該裝置在設(shè)設(shè)計上有一一定的缺陷陷，為確保保實驗結(jié)果果的準確性性，你對該該裝置的改改進措施是是________________________________________。在裝置A和B之間增加裝裝有堿石灰灰的干燥管管(二)實驗探究該小組成員員設(shè)計實驗驗探究氨氣氣還原性及及其產(chǎn)物，，實驗裝置置(夾持及尾氣氣處理裝置置未畫出)圖如下：(2)利用改進后后的裝置進進行實驗，，觀察到CuO變?yōu)榧t色物物質(zhì)，無水水CuSO4變藍，同時時生成一種種無污染的的氣體。請請寫出NH3與CuO反應的化學學方程式：：__________________________________。3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O(三)問題討論(1)有同學認為為：NH3與CuO反應生成的的紅色物質(zhì)質(zhì)中可能含含有Cu2O。已知Cu2O是紅色粉末末，是一種種堿性氧化化物，在酸酸性溶液中中，Cu+能自身發(fā)生生氧化還原原反應生成成Cu2+和Cu。請你設(shè)計計一個簡單單的實驗檢檢驗該紅色色物質(zhì)中是是否含有Cu2O：__________________________________________________________________________________。取少量樣品品，加入稀稀H2SO4，若溶液出出現(xiàn)藍色，，說明紅色色物質(zhì)中含含有Cu2O，反之，則則沒有(2)在解決了問問題(1)后，又有同同學提出：：Cu2O與CuO的熱穩(wěn)定定性哪個個更強？？于是他他們進行行了如下下實驗：：取98gCu(OH)2固體，加加熱到80℃℃～100℃℃時，得到到黑色固固體粉末末，繼續(xù)續(xù)加熱到到1000℃以上，黑黑色粉末末全部變變成紅色色粉末A。冷卻后后稱量，，A的質(zhì)量為為72g。據(jù)此可推推得A為_______，由此得得到的結(jié)結(jié)論是________________________。CuO比Cu2O的熱穩(wěn)定定性差Cu2O【解析】在NH3中氮元素素顯-3價，處于于最低價價，因此此具有較較強還原原性，能能被O2、Cl2等強氧化化劑反應應，也能能被CuO等較弱氧氧化劑氧氧化。CuO在常溫下下比較穩(wěn)穩(wěn)定，但但加熱到到高溫時時，分解解生成Cu2O，說明高高溫下Cu2O比CuO穩(wěn)定?！军c評】氨氣的性性質(zhì)是重重要的考考點，內(nèi)內(nèi)容較多多，如溶溶于水、、與酸反反應、還還原性、、實驗性性制法等等?？键c3氮的氧化化物1．氮的氧氧化物及及其對大大氣的污污染NO是無色、、難溶于于水的氣氣體，在在常溫下下它很容容易與空空氣中的的O2化合生成成NO2。NO2是紅棕色色、有刺刺激性氣氣味的有有毒氣體體，易溶溶于水。。它與水水反應生生成HNO3和NO，工業(yè)上上利用這這一反應應制硝酸酸；常溫溫下，NO2部分迅速二聚聚為無色的N2O4。NO和NO2都是大氣污染染物，空氣中中的NO和NO2污染物主要來來自石油產(chǎn)品品和煤燃燒的的產(chǎn)物、汽車車尾氣、制硝硝酸工廠的廢廢氣?？諝庵兄械腘O2是造成光化學學煙霧的主要要因素。2．2NO2N2O4

DH＜0的應用通常“純凈”的NO2和N2O4并不純，因為常溫、常壓下能發(fā)生反應：2NO2N2O4，由于此反應可逆，導致一些物理量發(fā)生改變。例如：(1)收集NO21mol時在標準狀況下的體積應小于22.4L。(2)標準狀況下22.4LNO2的質(zhì)量大于46g。(3)NO與O2混合后，相對分子質(zhì)量應大于按體積比求得的數(shù)值。(4)溫度影響“2NO2N2O4”平衡體系，其他條件不變，體系顏色隨溫度改變而改變。升高溫度，氣體顏色變深；降低溫度，氣體顏色變淺。(5)當NO2、N2O4溶于水時，要考慮平衡移動。3．有關(guān)NO、NO2和O2的混合氣體與與水反應的計計算：組合類型

反應原理

NO2、N2；

NO、O2組合3NO2+H2O===2HNO3+NO

NO、O2組合

2NO+O2===2NO2

3NO2+H2O===2HNO3+NO

即無論NO或O2過量均為：4NO+3O2+2H2O===4HNO3

NO2、O2組合3NO2+H2O===2HNO3+NO

2NO+O2===2NO2

若O2過量：4NO2+O2+2H2O===4HNO3

若NO2過量：先討論4NO2+O2+2H2O===4HNO3

后討論3NO2+H2O===2HNO3+NO

續(xù)表組合類型

反應原理

NO、NO2、O2組合由2NO+O2===2NO2

3NO2+H2O===2HNO3+NO可得：

4NO+3O2+2H2O===4HNO34NO2+O2+2H2O===4HNO3也可得：

aNO+bNO2+(3a/4+b/4)O2+(a+b)/2H2O===(a+b)HNO3特別地：a=b

NO+NO2+O2+H2O===2HNO3

注意得失電子子守恒在解題題中的運用。。例3將VmLNO和NO2的混合氣體通通過水吸收后后得到amL無色氣體A，將此無色氣氣體A與等體積氧氣氣混合，再通通過水充分吸吸收后，收集集到5mL無色氣體B。(1)A氣體是______，B氣體是______。(2)A氣體的體積是是______mL。(3)V值的范圍是________________。NOO22020＜V＜60【解析】NO、NO2混合氣體通過過水吸收后生生成的氣體為為NO，當NO與O2等體積混合并并通過水時，，由反應4NO+3O2+2H2O===4HNO3可知此時O2過量，取值范范圍的討論通通常用極限法法倒推，當氣氣體全部為NO或NO2時，V分別等于多少少。【點評】NO、NO2、O2與水反應的有有關(guān)題型的解解題思路抓住住兩點：1．利用兩個總總關(guān)系式；2．確定剩余氣氣體是NO還是O2?？键c4硝酸金屬與硝酸反應計算的常用方法1．原子守恒法HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，以的形式存在于溶液中；一部分作氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。2．電子守恒法HNO3與金屬的反應屬氧化還原反應，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。依據(jù)電子守恒法來解題，是解決氧化還原反應計算題的重要方法之一。3．離子方程式計算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，由于硝酸鹽中在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應，因此此類題目應用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應的金屬或H+或NO進行相關(guān)計算。例4足量銅與一定定量濃硝酸反反應得到硝酸酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，，這些氣體與與1.68LO2(標準狀況)混合后通入水水中，所有氣氣體完全被水水吸收生成硝硝酸。若向所所得硝酸銅溶溶液中加入5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀淀，則消耗NaOH溶液的體積是是()A．60mLB．45mLC．30mLD．15mLA【解析】根據(jù)題意可知知將題中的反反應過程表示示如下：從中我們可以以看出：在整整個反應過程程中失電子的的物質(zhì)為Cu，而得電子的的物質(zhì)為O2，HNO3中的N元素在整個過過程中最終沒沒有變價(即反應前與反反應后的價態(tài)態(tài)相同)。因此利用氧氧化還原反應應中得失電子子守恒規(guī)律得得出：n(Cu)×2=n(O2)×4，n(Cu)=2n(O2)=2×

=0.15mol。然后加氫氧化鈉溶液時發(fā)生Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓，所以n(OH-)=2n(Cu2+)，因此V(NaOH)==0.06L=60mL?！军c評】有關(guān)氧化還原原反應的解題題要抓住本質(zhì)質(zhì)電子得失守守恒，再依據(jù)據(jù)原子守恒計計算。3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+3H2O，NO+3NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O；NO+2HNO3===3NO2+H2O等。要特別重視。氮元素有多種化合價，-3，+1，+2，+3，+4，+5，N元素顯負價的化合物有氨氣和銨鹽，顯正價的有氧化物、HNO3、HNO2和硝酸鹽、亞硝酸鹽。由于低價具有還原性，高價具有氧化性，所以其中有一些歧化和歸中反應，1.(2011·江蘇省前黃高高級中學)在相同狀況下下，將下列四四種混合氣體體：①體積比比為3∶1的NH3和N2；②體積比為為1∶1的NO2和N2；③體積比為為1∶1的NO2和O2；④體積比為為4∶1的NO2和O2，分別置于相相同的四支試試管中并倒置置于水槽中，，充分反應后后液面上升高高度分別為h1、h2、h3、h4，下列關(guān)系正正確的是()A．h1＞h2＞h3＞h4B．h4＞h3＞h2＞h1C．h4＞h1＞h3＞h2D．h2＞h3＞h1＞h4C2.(2011·岳陽市一中質(zhì)質(zhì)量檢測)一定量的鐵與與一定量的濃濃HNO3反應，得到硝硝酸鐵溶液和和NO2、N2O4、NO的混合氣體，，這些氣體與與3.36LO2(標準狀況)混合后通入水水中，所有氣氣體完全被水水吸收生成硝硝酸。若向所所得硝酸鐵溶溶液中加入2mol·L-1的NaOH溶液至Fe3+恰好沉淀，則則消耗NaOH溶液的體積是是()A．300mLB．150mLC．120mLD．90mLA3.(2011··湖北大冶實驗驗高中月考)把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液液由棕黃色變變?yōu)闇\綠色，，但立即又變變?yōu)樽攸S色，，這時若滴入入BaCl2溶液，會產(chǎn)生生白色沉淀。。在上述一系系列變化過程程中，最終被被還原的是()A．SO2B．Cl-C．Fe3+D．D4.(2011··湖北省孝感高高中綜合測試試)如圖在同溫同同壓下，兩個個等體積的干干燥圓底燒瓶瓶中分別充滿滿：①NH3②NO2進行噴噴泉實實驗。。經(jīng)充充分反反應后后，瓶瓶內(nèi)溶溶液的的物質(zhì)質(zhì)的量量濃度度的比比較關(guān)關(guān)系為為()BA．①>②B．①=②5.(2011·安徽省省屯溪溪一中中期中(1)X―→W+O2；(2)Z+Y+NaOH―→H2O+W(3)Y+SO2―→Z+SO3(4)Q+Y―→Z+H2O(5)X+Cu+H2SO4(濃)―→Cu2++Y+則這五種化合物中氮的化合價由高到低的順序為()A．XYZWQB．XZYQWC．XYWZQD．WXZQYC6.將相同同質(zhì)量量的銅銅片分分別和和過量量濃硝硝酸、、稀硝硝酸反反應，，下列列敘述述正確確的是是()A．反應應速率率，兩兩者相相同B．消耗耗硝酸酸的物物質(zhì)的的量：：前者者多，，后者者少C．反應應生成成氣體體的顏顏色：：前者者淺，，后者者深D．反應應中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移的的電子子總數(shù)數(shù)：前前者多多，后后者少少B【解析】銅片與與濃、、稀HNO3的反應應方程程式分分別為為:Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O因濃度度越大大反應應速率率越大大，所所以A錯；又又因NO2為紅紅棕棕色色，，NO為無無色色，，所所以以C錯；；因因兩兩種種酸酸都都過過量量，，銅銅完完全全溶溶解解，，所所以以轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移電電子子數(shù)數(shù)相相等等，，D錯；；由由方方程程式式不不難難看看出出，，同同質(zhì)質(zhì)量量的的銅銅消消耗耗濃濃HNO3多，，故故選選B。7.(2011·河南南焦焦作作十十一一中中期期中中考考試試)下圖圖中中A、B、C分別別是是某某課課外外活活動動小小組組設(shè)設(shè)計計的的制制取取氨氨氣氣并并進進行行噴噴泉泉實實驗驗的的三三組組裝裝置置示示意意圖圖，，制制取取NH3選用用試試劑劑如如圖圖所所示示，，回回答答下下列列問問題題：：____________(1)用A圖所示的的裝置可可制備干干燥的NH3：①反應的的化學方方程式為為：裝置中收收集NH3的試管口口放置棉棉花團的的作用是是②干燥管管中干燥燥劑能否否改用無無水CaCl2_____，理由是是___