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文檔簡介
氮及其化合物NH3+5+4氫化物單質(zhì)氧化物酸-30+2N2NO3-NO2NOHNO3NH4+NO2-元素價態(tài)物質(zhì)種類鹽NH3·H2O堿學(xué)生活動:繪制類別-化合價二維圖HNO2氮原子結(jié)構(gòu)氮原子電子排布式氮原子價電子排布式1s22s22p3氮在周期表中的位置?N元素在第二周期,第VA族2s22p3氮原子原子結(jié)構(gòu)示意圖存在形式:主要以N2的形式存在于空氣中,動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中,土壤、海洋里的硝酸鹽\銨鹽中最外層有5個電子,既不容易得到3個電子,也不容易失去5個電子,一般通過共用電子對與其他原子結(jié)合一、氮?dú)獾男再|(zhì)(一)氮?dú)?、物理性質(zhì):無色、無味的氣體,難溶于水3、化學(xué)性質(zhì):穩(wěn)定;通常情況下,很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),無法被大多數(shù)生物體直接吸收。(1)與金屬單質(zhì):3Mg+N2Mg3N2
N2+3H22NH3
(2)非金屬單質(zhì):N2+O2=====2NO放電或高溫1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn):N≡N使NH3生產(chǎn)得快(速率分析)外界條件壓強(qiáng)溫度催化劑濃度高壓高溫鐵觸煤增大反應(yīng)物濃度使NH3生產(chǎn)得多(平衡分析)外界條件壓強(qiáng)溫度催化劑濃度低溫高壓增大反應(yīng)物濃度無影響10-30MPa400-500℃理論:1:3或者減小氨氣濃度鐵觸煤使NH3生產(chǎn)得快(速率分析)外界條件壓強(qiáng)溫度催化劑濃度高壓高溫鐵觸煤增大反應(yīng)物濃度
N2+3H22NH3
實際:1:2.8一、氮?dú)獾男再|(zhì)4、氮的固定
氨或銨鹽
亞硝酸鹽
硝酸鹽氮的固定是指將大氣中的游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程5、氮的用途制冷劑制氮肥做保護(hù)氣一、氮?dú)獾男再|(zhì)N2的沸點(diǎn)低,液氮易汽化,且汽化吸收熱量1.下列敘述中與氮的固定無關(guān)的是(
)A.工業(yè)合成氨B.工業(yè)上將氨轉(zhuǎn)化成硝酸和其他氮的氧化物C.豆科植物的根瘤菌吸收空氣中的N2使之轉(zhuǎn)化成植物蛋白質(zhì)D.電閃雷鳴的雨天,N2與O2會發(fā)生反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物吸收B2.下列說法中正確的是(
)A.氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不如磷活潑,故氮元素非金屬性弱于磷B.氮?dú)庵挥醒趸裕瑳]有還原性C.“雷雨發(fā)莊稼”所包含的化學(xué)變化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸鹽D.NO與O2反應(yīng)生成NO2屬于氮的固定C3.下列實驗事實不能用勒夏特列原理解釋的是A.高壓合成氨有利B.工業(yè)上催化氧化SO2為SO3,采用常壓而不是高壓,為了提高原料的轉(zhuǎn)化率C.對于合成氨的反應(yīng),較低溫度有利于增大轉(zhuǎn)化率D.熱的純堿溶液堿性強(qiáng),去油污的能力強(qiáng)B4氨是一種重要的化工原料,電化學(xué)合成氨在工業(yè)上起著相當(dāng)重要的作用。電解法合成氨反應(yīng)裝置如圖所示b極為
(填“陰”或“陽”)極,a極的電極反應(yīng)式為
。陽1氮氧化物類別性質(zhì)NONO2
物理性質(zhì)
顏色氣味毒性密度溶解性無色紅棕色無味刺激性氣味有毒有毒比空氣略大比空氣大不溶于水與水反應(yīng)N2ONON2O3NO2(N2O4)N2O5亞硝酸的酸酐硝酸的酸酐2物理性質(zhì)俗名笑氣
二、氮氧化物無色紅棕色無味刺激性氣味有毒有毒比空氣略大比空氣大不溶于水性質(zhì)NONO2
化學(xué)性質(zhì)
與O2反應(yīng)與水反應(yīng)與堿反應(yīng)自身反應(yīng)2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O實驗室制法
制備方法收集方法排水法向上排空氣法3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O2NO2?N2O4
3化學(xué)性質(zhì)二、氮氧化物(2)若維持體積不變向平衡后容器通入一定量的NO2,NO2的轉(zhuǎn)化率_,NO2的體積分?jǐn)?shù)_____2NO2(g)?N2O4(g)
△H<0[微點(diǎn)撥]NO2與N2O4存在平衡:考查角度①判斷:常溫常壓下,46gNO2氣體含有NA個分子常溫常壓下,46gNO2含有原子數(shù)3NA考查角度②探究溫度對化學(xué)平衡的影響考查角度③探究對壓強(qiáng)該平衡的影響將一定量NO2通入體積為1L的恒溫密閉容器中,在一定條件下達(dá)到平衡:(1)若增大平衡體系的壓強(qiáng),NO2的轉(zhuǎn)化率____,體系中顏色_______增大減小增大加深二、氮氧化物4.氮氧化物對環(huán)境的污染①光化學(xué)煙霧:在紫外線作用下,NOx與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。②酸雨:NOx排入大氣中后,與水反應(yīng)生成HNO2和HNO3,隨雨雪降到地面【硝酸型酸雨(pH<5.6)
】③破壞臭氧層:NOx可使平流層中的臭氧減少,導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。城市中過量NOx的來源——汽車氣缸高溫空氣中NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。二、氮氧化物大氣污染物主要成分危害可吸入顆粒物大氣中液體、固體狀顆粒物,又稱飄塵加重呼吸道疾病,其他有害氣體轉(zhuǎn)化的催化劑S的氧化物SO2、SO3酸雨N的氧化物NO、NO2光化學(xué)煙霧、酸雨、破壞臭氧層C的氧化物CO降低血液的輸氧能力碳?xì)浠衔顲H4、C2H6等溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧氟氯代烴CF3Cl(氟利昂)等破壞臭氧層小結(jié)主要的大氣污染物及其危害二、氮氧化物六大環(huán)境問題及其危害①酸雨主要是由和造成②光化學(xué)煙霧③臭氧層空洞④溫室效應(yīng)⑤白色污染⑥赤潮、水華主要是由和造成主要是由和造成主要是由等含量的升高引起的造成主要是由廢棄塑料制品引起主要是由P洗衣粉的大量使用廢棄塑料制品引起SO2NOX碳?xì)浠衔颪OX氟氯烴NOXCO2
、CH4二、氮氧化物綠色化學(xué)核心:利用化學(xué)反應(yīng)原理從源頭減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染最高目標(biāo):原子利用率為100%在催化劑、加熱條件下,NH3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CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理5常見的NOx尾氣處理方法①堿液吸收法(NO單獨(dú)不能被吸收):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)≥n(NO)。一般適合于工業(yè)尾氣中NOx的處理。②催化轉(zhuǎn)化法:6NO2+8NH3===7N2+12H2O
△催化劑2NO2+4CO===N2+4CO2
△催化劑二、氮氧化物1.(2022·濟(jì)寧二模)依據(jù)下圖中氮元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系,判斷下列說法不正確的是(
)A.X是N2O5B.可用排空氣法收集NO氣體C.工業(yè)上以NH3、空氣、水為原料生產(chǎn)硝酸D.從原理上看,NH3可與NO2反應(yīng)實現(xiàn)NH3→N2的轉(zhuǎn)化B2在堿性條件下,NH3和NO可設(shè)計為原電池裝置,將一氧化氮轉(zhuǎn)化為N2,電池的總反應(yīng)為6NO+4NH3===5N2+6H2O。其工作原理如圖所示①電極B發(fā)生的電極反應(yīng)為
。②標(biāo)準(zhǔn)狀況下,若電極B上消耗44.8L一氧化氮時,則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為
2NO+2H2O+4e-===N2+4OH-
4NA2NH3++6OH-
—6e-===N2+6H2O3NOx的處理是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)課題,利用活性炭對NO進(jìn)行吸附。(1)向容積為2L的密閉容器中加入活性炭(足量)和NO,發(fā)生反應(yīng):C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO(g)ΔH=-34.0kJ·mol-1,NO和N2的物質(zhì)的量變化如表所示:物質(zhì)的量/molT1/℃T2/℃05min10min15min20min25min30minNO2.01.160.800.800.500.400.40N200.420.600.600.750.800.80①第15min后,將溫度調(diào)整為T2,數(shù)據(jù)變化如上表所示,則T1
T2(填“>、<或=”)。>
③恒壓密閉容器中加入足量活性炭和一定量NO氣體,反應(yīng)相同時間時NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示:圖中a、b、c三點(diǎn),達(dá)到平衡的點(diǎn)是
。b、cABC(s)+2NO(g)?N2(g)+CO(g)ΔH=-34.0kJ·mol-14某興趣小組用下列裝置制備NaNO2
(A中加熱裝置已略去)已知:①2NO+Na2O2===2NaNO2;
②NO能被酸性KMnO4氧化成NO3—,MnO4—被還原為Mn2+。(1)用上圖中的裝置制備NaNO2,其連接順序為:a→
→h(按氣流方向,用小寫字母表示),此時活塞K1、K2如何操作
。(2)E裝置發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
。關(guān)閉K1,打開K2d→e→b→c→f→g
3MnO4—+4H++5NO===3Mn2++5NO3—+2H2O三、酸一、硝酸純硝酸是無色易揮發(fā)有刺激氣味的液體,任意比溶于水。濃硝酸濃度約為69%,“發(fā)煙硝酸”濃度為98%以上。1、硝酸2、硝酸的物理性質(zhì)3、硝酸的化學(xué)性質(zhì)3、硝酸的化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O△或光照①市售濃硝酸呈黃色的原因是:__________________________。②硝酸要保存在_____試劑瓶中,置于冷暗處,不能用橡膠塞。硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里棕色(2)硝酸具有酸的通性:先變紅后褪色②濃硝酸:紫色的石蕊試液稀硝酸:只變紅注意:無論濃、稀硝酸與金屬反應(yīng)均不能產(chǎn)生H2三、酸(3)強(qiáng)氧化性:硝酸無論濃、稀都有強(qiáng)氧化性。濃度越大,氧化性越強(qiáng),其還原產(chǎn)物的價態(tài)越高。3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OC+4HNO3(濃)
==2H2O+4NO2↑
+CO2↑
△S+6HNO3(濃)==H2SO4+6NO2↑+4H2O△3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2O①與金屬單質(zhì)②與非金屬單質(zhì)③與還原性化合物一般氧化非金屬均用濃硝酸且加熱S2—、H2S、SO2、
SO32—、I—、Fe2+、Br—、3、硝酸的化學(xué)性質(zhì)三、酸3H2S+2H++2NO3-=3S↓+2NO↑+4H2OFe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O思考1:熱的濃HNO3中逐漸加入鐵粉至足量,如何反應(yīng)?Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)23Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O鐵過量Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O鐵少量Fe+6HNO3(濃)=Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
△思考2:稀HNO3中逐漸加入鐵粉少量或者過量,反應(yīng)方程式為?三、酸①硝化反應(yīng):硝基苯、三硝基甲苯②酯化反應(yīng):硝酸乙酯、硝化甘油、硝酸纖維CH3CH2OH+HNO3濃硫酸△CH3CH2ONO2
+H2O③顏色反應(yīng):含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸加熱后呈黃色。55-60℃+HNO3濃硫酸-NO2+H2O(4)硝酸與有機(jī)物的反應(yīng)3、硝酸的化學(xué)性質(zhì)三、酸4、硝酸的制備(1)實驗室制法NaNO3+H2SO4(濃)=
NaHSO4+HNO3↑微熱(2)工業(yè)制法NH3NONO2HNO32NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO4NH3+5O2===
4NO+6H2O催化劑△三、酸2.下列說法正確的是(
)A.Na3N與鹽酸反應(yīng)生成NaCl和NH4Cl,則Mg3N2與鹽酸反應(yīng)生成MgCl2和NH4ClB.NaOH溶液與少量AgNO3溶液反應(yīng)生成Ag2O和NaNO3,則氨水與少量AgNO3溶液反應(yīng)生成Ag2O和NH4NO3C.加熱NaI與濃H3PO4混合物可制備HI,說明H3PO4比HI酸性強(qiáng)D.濃HNO3和稀HNO3與Cu反應(yīng)的還原產(chǎn)物分別為NO2和NO,故稀HNO3氧化性更強(qiáng)A1.硝酸被稱為“國防工業(yè)之母”,是因為它是制取炸藥的重要原料。下列實驗事實與硝酸的性質(zhì)不相對應(yīng)的是(
)A.濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色—酸性和強(qiáng)氧化性B.不能用稀硝酸與鋅反應(yīng)制氫氣——強(qiáng)氧化性C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D.能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液的紅色褪去——強(qiáng)氧化性D3.用動態(tài)觀點(diǎn)理解Cu與濃HNO3的反應(yīng)向一定量的濃硝酸中加入過量的銅片。(1)反應(yīng)開始階段產(chǎn)生______色氣體,化學(xué)方程式為_____________________________________________。(2)反應(yīng)進(jìn)行一段時間后又產(chǎn)生無色氣體,此時的化學(xué)方程式為______________________________________________。(3)待反應(yīng)停止后,再加入少量的稀硫酸,這時Cu片上又有氣泡產(chǎn)生,原因是___________________________________________紅棕3Cu+8HNO3(稀)Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O加入稀硫酸后,氫離子與原溶液中的硝酸根離子構(gòu)成強(qiáng)氧化性酸,又能與過量的銅反應(yīng)4將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng),銅完全溶解,產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。請回答下列問題:(1)NO的體積為________L,NO2的體積為________L。(2)參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是________。(3)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3,至少需要30%的雙氧水________g。5.8245.3761.52mol57.85.下述實驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對比分析所得結(jié)論不正確的是(
)A.由①中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸產(chǎn)生了反應(yīng)C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D.③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)D(1)硝酸與金屬的反應(yīng)①除Au、Pt等少數(shù)金屬外,硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。②活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2,硝酸的濃度不同,還原產(chǎn)物不同。③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化。(2)硝酸與非金屬的反應(yīng)
非金屬單質(zhì)+濃硝酸→最高價氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O(3)硝酸與還原性化合物的反應(yīng)可以氧化具有還原性的化合物或離子,如Br-、Fe2+、I-、H2S/HS-/S2-、SO2/HSO3-/SO32-等均能被HNO3氧化【課堂點(diǎn)撥】多維度把握HNO3的強(qiáng)氧化性二、亞硝酸1、亞硝酸結(jié)構(gòu)2、亞硝酸的物理性質(zhì)3、亞硝酸的化學(xué)性質(zhì)只能存在于稀的水溶液中,亮藍(lán)色②亞硝酸不穩(wěn)定,僅存在于冷的稀溶液中,微熱甚至常溫下也會分解2HNO2===NO↑+NO2↑+H2O①亞硝酸為一元弱酸HNO2?H++NO2-2HNO2+2I-+2H+=2NO↑+I2+2H2O③氧化性④還原性5HNO2+2MnO4-+H+=5NO3-+2Mn2++3H2O三、酸【練習(xí)1】亞硝酸不穩(wěn)定,易分解為NO和NO2,其酸性弱于H2SO3,氧化性強(qiáng)于Fe3+,遇Cl2等強(qiáng)氧化劑表現(xiàn)還原性。下列說法正確的是A.可將SO2通入NaNO2溶液制備HNO2B.向久置分解的亞硝酸中通入空氣可使其復(fù)原C.將NaNO2固體加到酸性KMnO4溶液中可觀察到溶液紫色變淺D.將鐵屑加到亞硝酸中反應(yīng)的離子方程式為C【練習(xí)2】下列事實一定能說明亞硝酸(HNO2)是弱電解質(zhì)的是A.NaNO2溶液呈堿性B.向HNO2溶液中滴加紫色石蕊試液,溶液呈紅色C.用HNO2溶液做導(dǎo)電性實驗,燈泡很暗D.10mL0.1mol/LHNO2溶液恰好與10mL0.1mol/LNaOH溶液完全反應(yīng)A【練習(xí)3】某興趣小組將下圖裝置連接起來制備NaNO2(裝置可重復(fù)使用,A中加熱裝置已略去),可知:①2NO+Na2O2=2NaNO2;②NO能被酸性KMnO4氧化成NO3-,MnO4-被還原為Mn2+【思考】裝置連接的順序為
,B裝置的試劑為
。ACBDBE堿石灰四、氮的氫化物一氨氣顏色狀態(tài)氣味密度溶解性特性液氨可做制冷劑1.結(jié)構(gòu)2.物理性質(zhì)無色氣體刺激性氣味小于空氣極易溶于水;1體積水能溶解700體積的氨氣易液化分子式電子式結(jié)構(gòu)式空間構(gòu)型分子極性NH3
三角錐形極性分子鍵角107°18′思考試從結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上解釋NH3極易溶于水的原因。NH3、H2O均為極性分子,NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵,并且NH3和H2O反應(yīng)。3.化學(xué)性質(zhì)①氨跟水的反應(yīng)
NH3+H2O?NH3·H2ONH3·H2O?NH4++OH-
NH3·H2O===NH3↑+H2O△
氨水既能使無色的酚酞溶液變成
,又能使?jié)駶櫟募t色的蕊試紙
。紅色變藍(lán)②與酸的反應(yīng)NH3+HCl==NH4Cl有大量白煙產(chǎn)生思考1:
濃氨水遇濃硫酸、濃硝酸也會產(chǎn)生白煙嗎?NH3+HNO3===NH4NO3濃硫酸沒有揮發(fā)性,濃硝酸有揮發(fā)性,揮發(fā)性酸(HCl、HNO3等)遇氨氣均有白煙生成;難揮發(fā)性酸H2SO4、H3PO4無此現(xiàn)象四、氮的氫化物1.NH3·H2O化學(xué)式不能寫成NH4OH。2.氨水中除水分子外,含量最多的是NH3·H2O,但求氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度時,視溶質(zhì)為NH3。3.氨水密度小于1g/mL,且濃度越大,密度越小。4.氨水對許多金屬有腐蝕作用,不能用金屬容器盛放,一般裝在橡皮袋,陶瓷壇或內(nèi)涂瀝青的鐵桶中注意:Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
;
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
。注:與Cu2+、Zn2+、Ag+反應(yīng)先生成沉淀Cu(OH)2、Zn(OH)2、Ag2O,繼續(xù)加入NH3·H2O或通入NH3,沉淀溶解,分別生成Cu(NH3)42+、Zn(NH3)42+、Ag(NH3)2+。③與鹽溶液的反應(yīng):一般生成難溶的堿Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH4+2AgOH==Ag2O+H2OAg2O+4NH3·H2O==2[Ag(NH3)2]++2OH-+3H2O分別往氯化鐵溶液、氯化鋁溶液中加入過量的氨水配制銀氨溶液向AgNO3溶液中逐滴加入氨水,邊滴邊振蕩,直到最初生成的沉淀剛好溶解為止。④氨的還原性4NH3+5O2=====4NO+6H2O催化劑
I、氨的催化氧化制硝酸II、與氯氣的反應(yīng)8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl(氨氣過量)2NH3+3Cl2===N2+6HCl(氨氣少量)此反應(yīng)為濃氨水檢驗氯氣管道是否泄漏的原理。沾有濃氨水的玻璃棒靠近氯氣管道,若有白煙生成,證明氯氣管道漏氣3.化學(xué)性質(zhì)在純氧中燃燒:4NH3+3O2
===
2N2+6H2O。點(diǎn)燃III、與CuO反應(yīng):2NH3+3CuO
==
N2+3Cu+3H2O(用于實驗室制少量N2)。
四、氮的氫化物1.探究氨氣及銨鹽性質(zhì)的過程中,下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論<zzd>不正確</zzd>的是()。A.將集有氨氣的試管倒扣于水槽中,液體迅速充滿試管,
說明氨氣極易溶于水B.向氨水中加入濃氫氧化鈉溶液,加熱溶液會產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t
色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,說明氨水中含有NH4+</m>
C.加熱NH4HCO3固體,觀察到固體逐漸減少,試管口有液滴
產(chǎn)生,說明NH4HCO3具有熱不穩(wěn)定性D.將紅熱的Pt絲伸入如圖所示的錐形瓶中,瓶口出現(xiàn)少量的
紅棕色氣體,說明氨催化氧化的產(chǎn)物中由NOB4.氨氣的制備(1)工業(yè)制法:(2)實驗室制法:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O△b.Ca(OH)2不能用KOH或NaOH代替,因兩者易吸濕,易結(jié)塊,不利于產(chǎn)生NH3,且高溫下腐蝕試管)a.不能用NH4NO3,因NH4NO3受熱爆炸;裝置類型:固+固
氣體。①原理:②裝置N2+3H2
2NH3高溫高壓催化劑向下排空氣法。在集氣管口塞一團(tuán)棉花,可減小NH3與空氣的對流速度,收集到較純凈的NH3。④收集方法a.將濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口附近,若試紙變_____色,說明NH3已收集滿。⑤驗滿方法b.將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,若有_______產(chǎn)生,說明NH3已收集滿如圖Ⅰ或圖Ⅱ所示(不能用濃H2SO4、P2O5、CaCl2、無水硫酸銅作干燥劑)③凈化裝置:藍(lán)白煙方法一:NH3·H2O=NH3↑+H2O△方法二:加熱濃氨水制氨氣濃氨水滴入生石灰(或NaOH)中制氨氣濃氨水CaO或NaOH濃氨水(3)快速簡易制法
B2.某化學(xué)興趣小組為了制取并探究氨的性質(zhì),用下列裝置(部分夾持裝置已略去)進(jìn)行實驗[制取氨的反應(yīng)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O]。(1)利用上述原理,實驗室制取氨應(yīng)選用______(填字母)發(fā)生裝置進(jìn)行實驗。a(2)B裝置中的干燥劑可選用________。(3)氣體通過C、D裝置時,試紙顏色會發(fā)生變化的是______(填“C”或“D”)裝置。(4)當(dāng)實驗進(jìn)行一段時間后,擠壓E裝置中的膠頭滴管,滴入1~2滴濃鹽酸,可觀察到的現(xiàn)象是___________。堿石灰D產(chǎn)生白煙3氮的氧化物是大氣污染物之一、工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物(NO和NO2的混合物,假設(shè)不含N2O4),常見處理方法如下:(1)寫出裝稀硝酸的儀器的名稱:
。(2)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。(3)裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
。分液漏斗(4)反應(yīng)開始時,應(yīng)先通
(填“NO”或“NH3”);裝置C的作用是
。(5)裝置D中堿石灰的作用是
。(6)F裝置的作用之一是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置,另外一個作用是
;F裝置存在的缺陷之一是無法吸收過量的NO,另外一個缺陷是
。NH3除去氣體中含有的水蒸氣(或干燥氣體)易發(fā)生倒吸控制氣體流速吸收過量的NH33氮的氧化物是大氣污染物之一、工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物(NO和NO2的混合物,假設(shè)不含N2O4),常見處理方法如下:形成噴泉最根本的原因是瓶內(nèi)外存在壓強(qiáng)差。當(dāng)燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時,瓶內(nèi)氣體大量減少,壓強(qiáng)降低,外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi),如此持續(xù),最后液體將充滿燒瓶噴泉實驗(1)形成噴泉的原理:①極易溶于水的氣體(等)與水可形成噴泉;②酸性氣體(等)與NaOH(aq)也能形成噴泉(2)常見噴泉的形成主要有以下兩類:NH3、HCl、SO2
HCl、SO2、NO2、CO2、H2S(3)噴泉實驗成功的關(guān)鍵:①盛氣體的燒瓶必須_______;②氣體要_______燒瓶;③燒瓶____________(實驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性);④所用氣體____________________或氣體與液體快速反應(yīng)。干燥充滿不能漏氣能大量溶于所用液體(4)噴泉實驗的裝置及操作方法操作:打開止水夾,輕輕擠壓膠頭滴管,使少量的水進(jìn)入燒瓶。操作方法一:打開止水夾,用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱,氨氣受熱膨脹,趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣,氨氣與水接觸,即發(fā)生噴泉。操作方法二:打開止水夾,用冷毛巾等將燒瓶捂冷,氨氣受冷收縮,將玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣吸入燒瓶,氨氣與水接觸,即發(fā)生噴泉。噴泉實驗操作方法:擠壓氣球,即可使少量的溶液沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶中,導(dǎo)致大量的NH3溶解,燒瓶內(nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。先有白煙產(chǎn)生,后產(chǎn)生噴泉。打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后,關(guān)閉該止水夾,等充分反應(yīng)后,再打開②處的止水夾現(xiàn)
象:操作方法:噴泉實驗操作方法:燒瓶中通入H2S(或SO2),然后通入SO2(或H2S),現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成,瓶內(nèi)壁附有水珠,NaOH溶液噴到燒瓶內(nèi)。操作方法在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)(例如
),致使錐形瓶內(nèi)酒精因升溫而揮發(fā),錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生噴泉。濃硫酸、生石灰、燒堿噴泉實驗4.如圖所示是NH3的兩個性質(zhì)實驗,下列有關(guān)說法中不正確的是(
)A.實驗一證明了NH3極易溶于水,氨氣是堿性氣體B.實驗二證明了濃氨水和濃鹽酸均易揮發(fā)C.兩個實驗均表現(xiàn)了NH3是堿性氣體D.兩個實驗均表現(xiàn)了NH3是還原性氣體D1.結(jié)構(gòu)2.物理性質(zhì)二N2H4無色油狀液體,有劇毒,有類似于氨的刺激性氣味。3.化學(xué)性質(zhì)(與氨相似)(1)強(qiáng)還原性。能被O2、H2O2等氧化,可做火箭燃料,噴氣式發(fā)動機(jī)的推進(jìn)劑等。N2H4+2H2O2=N2↑
+4H2O(肼,又稱聯(lián)氨,可寫作H2N-NH2)四、氮的氫化物(2)堿性。溶于水形成二元弱堿,在水中的電離與NH3·H2O相似。一級電離:N2H4+H2O?N2H5++OH-二級電離:N2H5++H2O?N2H6
2++OH-寫出N2H62+在滴加到氫氧化鈉溶液中反應(yīng)的離子方程式
N2H62++2OH-=N2H4+2H2O四、氮的氫化物寫出N2H62+在第一步水解的離子方程式N2H62++H2O
=N2H5+
+H2O+H+
N2H62+=N2H5+
+H+
1、某小組在實驗室用NaClO溶液和NH3反應(yīng)制備N2H4(1)儀器a的名稱是
。(2)裝置C中盛放的試劑是
。裝置B的作用是
。(3)裝置D發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為
。(4)制備N2H4的離子方程式為
。圓底燒瓶NaOH溶液平衡氣壓,收集多余的氯氣2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O△五、銨鹽NH4Cl===NH3↑+HCl↑①受熱易分解銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥,絕大多數(shù)易溶于水NH4HCO3===NH3↑+CO2↑+H2O2、物理性質(zhì)3、化學(xué)性質(zhì)Ca(OH)2+2NH4Cl===CaCl2+2H2O+2NH3↑OH-
+NH4+===H2O+NH3↑在實驗室中,常利用銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)加熱產(chǎn)生氨氣這一性質(zhì)來檢驗銨根離子的存在和制取氨。②與堿反應(yīng)銨鹽的檢驗方法1、結(jié)構(gòu)另:NH4NO3
加熱、撞擊易爆炸
③水解反應(yīng)NH4++H2O?NH3·H2O+H+
[NH4+水解呈酸性]2.寫出NH4+分別與AlO2—、SiO32—發(fā)生雙水解反應(yīng)離子方程式
常溫下,CH3COONH4溶液pH值真題驗收制勝高考1.(2021·廣東1月適應(yīng)性測試,10)部分含氮物質(zhì)的分類與相應(yīng)氮元素的化合價關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是A.a可經(jīng)催化氧化生成bB.b為紅棕色,可轉(zhuǎn)化為cC.密閉體系中,c存在2NO2?N2O4D.d的溶液與Cu反應(yīng)可生成b或cB2檢查裝置的氣密性后,先將C處的鉑絲網(wǎng)加熱至紅熱,再將A處產(chǎn)生的氣體通過裝置B,片刻后撤去C處的酒精燈。部分實驗現(xiàn)象如下:鉑絲繼續(xù)保持紅熱,F(xiàn)處的銅片逐漸溶解。(1)裝置C中發(fā)生催化氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O2=====4NO+6H2O催化劑
真題驗收制勝高考(2)假設(shè)A、B中的藥品充足,裝置F中可以觀察到的現(xiàn)象是?銅片逐漸溶解并產(chǎn)生氣泡,溶液變?yōu)樗{(lán)色,在廣口瓶的上方可以看到紅棕色氣體(3)指導(dǎo)老師從安全與環(huán)保角度考慮,指出該套裝置中有兩處明顯的缺陷,請你提出修改建議:_____在裝置E、F之間增加一個防倒吸裝置,在裝置F后面增加一個尾氣吸收裝置真題驗收制勝高考3、硫氰化鉀(KSCN)俗稱玫瑰紅酸鉀,主要用于合成樹脂、殺蟲殺菌劑、芥子油、硫脲類和藥物等。某同學(xué)設(shè)計模擬工業(yè)生產(chǎn)以NH3和CS2為原料制備KSCN的實驗裝置如圖所示(部分加熱和夾持裝置略去):已知:①NH3不溶于CS2,CS2密度比水大且難溶于水;②a內(nèi)盛放、水和催化劑,發(fā)生反應(yīng):NH3+CS2
?NH4SCN+NH4HS,
反應(yīng)條件:催化劑及加熱,該反應(yīng)比較緩慢,且NH4SCN沸點(diǎn)為170℃,在高于170℃時易分解,NH4HS的沸點(diǎn)為88℃。真題驗收制勝高考(1)a儀器名稱為_______。該同學(xué)設(shè)計的實驗裝置中存在一個明顯的錯誤是_______。(2)B中橡皮管的作用是_______,B中可采用水浴加熱的方式,該方式的優(yōu)點(diǎn)是_______。(3)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(4)保持a中恒溫95℃,NH4HS完全除去后,打開K2,滴入適量KOH的溶液,生成KSCN的化學(xué)方程式為_______。三頸(口)燒瓶
C裝置會出現(xiàn)倒吸平衡壓強(qiáng),便于分液漏斗中的氫氧化鈉溶液順利滴下
受熱均勻,溫度易于控制2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O△NH4SCN+KOH=KSCN+NH3↑+H2O△真題驗收制勝高考氮族元素簡介:氮(7N)磷(15P)砷(33As)銻(51Sb)鉍(83Bi)SbBi白磷和紅磷1.原子結(jié)構(gòu)氮(7N)、磷(15P)、砷(33As)、銻(51Sb)、鉍(83Bi)+725NP+15285+3328As185+5128Sb18185+8328Bi18185327N
15P33As
51Sb相似性(1)最外層都有5個電子,主要化合價有-3和+5(金屬Sb、Bi無負(fù)價)(2)氣態(tài)氫化物的通式:RH3(3)最高價氧化物對應(yīng)的水化物通式為
HRO3
或H3RO4
83Bi穩(wěn)定性:NH3
>
PH3>
AsH3酸性:HNO3>H3PO4
>
H3AsO42.氮族元素的性質(zhì)比較原子結(jié)構(gòu)單質(zhì)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)核電荷數(shù)增大、電子層增多原子半徑增大熔沸點(diǎn)先升高后降低單質(zhì)密度增大單質(zhì)氧化性減弱最高價氧化物水化物的酸性減弱氫化物的穩(wěn)定性減弱7N
15P33As
51Sb
83Bi2.氮族元素的性質(zhì)比較遞變規(guī)律磷及其化合物P+152851、結(jié)構(gòu)磷原子電子排布式磷原子價電子排布式1s22s22p63s23p3磷在周期表中的位置?P元素在第三周期,第VA族3s23p3磷原子原子結(jié)構(gòu)示意圖白磷和紅磷自然界中磷的存在:化合態(tài);主要以Ca3(PO4)2存在于磷礦石中。原因:①磷在空氣中易被氧化②磷單質(zhì)比N2活潑磷有兩種同素異形體:白磷色、態(tài)溶解性毒性著火點(diǎn)白色蠟狀紅棕色粉末不溶于水,溶于CS2不溶于水和CS2劇毒無毒40℃,易自燃240℃紅磷保存用途密封,保存于冷水中密封,防止吸濕制高純度磷酸制安全火柴、火藥分子結(jié)構(gòu)P4正四面體鍵角60°結(jié)構(gòu)復(fù)雜(不作要求)相互轉(zhuǎn)化白磷紅磷隔絕空氣加熱到260℃加熱到416℃(升華后冷卻)2、磷的物理性質(zhì)3、磷的化學(xué)性質(zhì):(2)紅磷、白磷與氯氣的反應(yīng):2P+3Cl2(不足)=2PCl3
(液體)點(diǎn)燃2P+5Cl2(足量)=2PCl5(固體)點(diǎn)燃(白色煙霧)點(diǎn)燃4P+5O2
=2P2O5
(冒白煙)兩種磷在物理性質(zhì)上有很大的差異,但在化學(xué)性質(zhì)基本相同。(1)與氧的反應(yīng):物理性質(zhì):白色固體,有強(qiáng)烈的吸水性、脫水性??勺鞲稍飫??;瘜W(xué)性質(zhì):P2O5+H2O(冷水)=2HPO3(劇毒)不作食品干燥劑P2O5+3H2O(熱水)=2H3PO4(無毒)4、磷酸(H3PO4):無色晶體,沸點(diǎn)較高,有吸濕性,與水以任意比互溶。化學(xué)性質(zhì):②高沸點(diǎn)非氧化性酸;(制HI、HBr、H2S還原性揮發(fā)性酸)①三元中強(qiáng)酸(電離不完全)③磷酸比硝酸穩(wěn)定,不易分解。3、五氧化二磷(P2O5)磷酸(H3PO4):偏磷酸HPO3次磷酸H3PO2亞磷酸H3PO3含磷酸的結(jié)構(gòu)小結(jié)練習(xí)1、已知:P4(白磷)+3NaOH+3H2O=NaH2PO2+PH3↑。PH3有強(qiáng)還原性,是無色、有毒且能自燃的氣體。某同學(xué)用如圖所示裝置制取少量NaH2PO2,相關(guān)操作步驟(不是正確順序)為①打開K,先通入N2一段時間;②向三頸燒瓶中加入丁醇和白磷;③檢查裝置氣密性;④打開K,再通入N2一段時間;⑤關(guān)閉K,打開磁力攪拌器加熱至50~60℃,滴加NaOH溶液。(1)寫出該裝置中的一處明顯錯誤:
。(2)裝置B的作用是
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