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1、第 10 章 氮及其化合物,考點26 氮、磷及其氧化物,考法1 氮及其氧化物的性質(zhì) 考法2 氮的氧化物溶于水的計算,氮分子的電子式為 NN ，結(jié)構(gòu)式為 。,1氮氣,(1)氮氣的分子結(jié)構(gòu),(2)物理性質(zhì) 無色無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水，熔、沸點很低。,氧化性： 還原性：,(3)氮氣的化學(xué)性質(zhì),(4)氮氣的用途：常作保護氣。,通常情況下，氮氣的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定；但在高溫或放電條件下氮氣可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。,1氮氣,N2O俗稱笑氣，有麻醉作用；N2O3是亞硝酸的酸酐；N2O5是硝酸的酸酐。在中學(xué)化學(xué)中氮的比較重要的氧化物是NO、NO2和N2O4。,2氮氧化物,(1)氮的幾種氧化物,(2)
2、NO與NO2的比較,2氮氧化物,3磷及其化合物,(1)磷的同素異形體,(2)單質(zhì)磷的化學(xué)性質(zhì),與氧氣反應(yīng)： 。,與鹵素單質(zhì)反應(yīng)：,與稀硝酸反應(yīng)：,(3)五氧化二磷,五氧化二磷是磷酸的酸酐，有很強的吸水性，是一種干燥劑。,白磷(黃磷,P4)為正四面體結(jié)構(gòu) ,與紅磷(赤磷)是同素異形體。,磷酸易溶于水、難揮發(fā)，屬于三元非氧化性中強酸(視弱酸對待)， 具有酸的通性。 電離方程式 與堿反應(yīng),(4)磷酸,3磷及其化合物,【注意】無色氣體NO遇氧氣變成紅棕色氣體NO2，因此不能用排空氣法收集NO氣體；NO2能與水反應(yīng)，因此只能用排空氣法收集。,2掌握NO和NO2的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)在實
3、際應(yīng)用中的體現(xiàn)，特別是它們的制備與收集方法，以及尾氣吸收問題。,考法1氮及其氧化物的性質(zhì),1掌握有關(guān)氮氣與鎂、氫氣、氧氣等反應(yīng)的條件、現(xiàn)象、結(jié)論。,【注意】氮元素的非金屬性比磷元素的非金屬性強，但由于N2中存在氮氮三鍵，使N2活潑性比P活潑性差。正是由于N2的惰性，N2常用作焊接保護氣及糧食貯存的保護氣。,3重點掌握的幾個反應(yīng),考法1氮及其氧化物的性質(zhì),例1,北京理綜201727題節(jié)選SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NOx排放。NSR（NOx儲存還原）工作原理：NOx的儲存和還原在不同時段交替進行，如圖甲所示。 (1)通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)NOx的
4、儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是_____。,例1,(2)用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程，該過程分兩步進行，圖乙表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是_____。 (3)還原過程中，有時會產(chǎn)生笑氣（N2O）。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下，15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時，得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補充完整：,例1,考法2氮的氧化物溶于水的計算,氮的氧化物溶于水的過程中所發(fā)生的反應(yīng)有：3NO2H2O===2HNO3NO，2NOO2===2NO2。 疊加后得4N
5、O2O22H2O==4HNO3 4NO3O22H2O==4HNO3 NO2NO O2H2O== 2HNO3,1.利用關(guān)系式求解,若為NO2、O2混合氣體通入水中，由式可知其體積比有：,若為NO、NO2、O2混合氣體通入水中，當V(NO)V(NO2) V(O2)111時，恰好轉(zhuǎn)化為HNO3，即按式反應(yīng)。當V(NO)V(NO2)V(O2)111時，可先將NO2轉(zhuǎn)化為NO，這樣問題就轉(zhuǎn)化為NO、O2混合氣體溶于水的計算。,考法2氮的氧化物溶于水的計算,1.利用關(guān)系式求解,若為NO、O2混合氣體通入水中，由式可知其體積比有：,2.依據(jù)氮氧原子個數(shù)比求解,通過上述方程式的關(guān)系，我們不難發(fā)現(xiàn)：無論是哪種情
6、況，生成HNO3的NO、NO2、O2中氮氧原子個數(shù)比都為25。上述反應(yīng)都等效于硝酸的酸酐N2O5與H2O的反應(yīng)。在解題時，我們也可以利用這個關(guān)系來進行分析判斷，并最終得出結(jié)論。,3.利用電子守恒關(guān)系求解,從氧化還原反應(yīng)的電子得失角度分析上述反應(yīng)，都是氮的氧化物被氧氣氧化生成硝酸。,解題時，可以根據(jù)氮的氧化物失電子總數(shù)氧氣得電子總數(shù)的關(guān)系來求解。,湖北襄陽四中2018屆月考一定量的金屬Cu完全溶于適量濃硝酸中，收集到混合氣體（含NO、N2O4、NO2）共1.8 mol。將上述氣體平均分為兩份，一份與標準狀況下8.96 L O2混合后，用水吸收，無氣體剩余；另一份恰好能被500 mL 2 molL
7、-1 NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，則其中NaNO3的物質(zhì)的量為( ),例2,A.0.1 mol B.0.15 mol C.0.2 mol D.0.25 mol,【解析】由題意可知，一份氣體恰好能被500 mL 2 molL-1 NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，根據(jù)元素守恒，可知每份氣體含有N元素的物質(zhì)的量是1 mol；一份氣體與標準狀況下8.96 L O2混合后，用水吸收，無氣體剩余，則完全生成硝酸，設(shè)混合氣體中N元素的平均化合價為a，根據(jù)得失電子守恒有(5-a)1 mol=4，a=3.4；設(shè)NaNO3和NaNO2的物質(zhì)
8、的量分別是x mol、y mol，根據(jù)鈉元素守恒得x mol+y mol=1 mol,根據(jù)得失電子守恒得(5-3.4)x=(3.4-3)y，聯(lián)立，解得x=0.2，y=0.8，所以NaNO3的物質(zhì)的量為0.2 mol，故C正確。,C,例2,考點27 氨氣 銨鹽,考法3 氨氣的實驗室制法 考法4 氨氣及銨鹽的性質(zhì)和檢驗 考法5 氨氣的噴泉實驗及其實驗原理分析,氨氣是無色有刺激性氣味的氣體，極易溶于水(1體積水可溶解約700體積氨)，密度比空氣小，易液化。,1氨氣,(2)物理性質(zhì),(1)分子組成與結(jié)構(gòu),氨氣的分子式為NH3，電子式為 ，分子構(gòu)型為三角錐形，極性分子。,(3)化學(xué)性質(zhì),氨氣與氯化氫的
9、反應(yīng)：NH3+HCl ==NH4Cl(有白煙產(chǎn)生,用于檢驗HCl或NH3)。,1氨氣,氨氣的氧化氨氣還原性的“4大體現(xiàn)”,a催化氧化：4NH35O 2 4NO6H2O b被CuO氧化：2NH33C u O 3CuN23H2O c被氯氣氧化： 2NH33Cl2 N26HCl或8NH33Cl2 N26NH4Cl d被氮氧化物氧化： 6NO4NH3 5N26H2O 6NO28NH3 7N212H2O,(4)氨氣的用途,氨氣是氮肥工業(yè)中制造硝酸、銨鹽的原料。 NH3易液化，當液態(tài)NH3汽化時要吸收大量的熱，使周圍環(huán)境的溫度急劇降低，因此液氨常用作制冷劑。,氨氣與鹽溶液
10、的反應(yīng) Al33NH3H2O(過量) Al(OH)33NH4,(5)氮的固定,氮的固定,氮的固定途徑,將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔锏倪^程。,(2)銨鹽的化學(xué)性質(zhì),2銨鹽,(1)銨鹽的物理性質(zhì),銨鹽都是易溶于水的無色晶體。,【注意】銨鹽受熱一般是放出NH3,但不一定都放出NH3,如NH4NO3加熱到一定溫度時會發(fā)生爆炸,生成多種氣體。,,受熱易分解：NH4Cl NH3HCl (易揮發(fā)的酸)， (NH4)2SO4 2NH3H2SO4 (不易揮發(fā)的酸)， NH4HCO3 NH3CO2H2O。,,易水解：,與堿反應(yīng)：NH4NO3NaOH NaNO3NH3H2O。 實質(zhì)：NH4O
11、H NH3H2O，NH4OH(稀堿溶液)===NH3H2O。 這是銨鹽的通性，常通過鑒定放出的氣體是否為NH3，從而確定原物質(zhì)中是否含有NH4。,2銨鹽,考法3 氨氣的實驗室制法,1.反應(yīng)原理,2.發(fā)生裝置類型,固態(tài)銨鹽如NH4Cl、(NH4)2SO4等與消石灰混合共熱：,加熱固體制取氣體型裝置(與制O2相同),3.干燥方法,常用堿石灰(CaO和NaOH的混合物)作干燥劑。,4.收集方法,只能用向下排空氣法收集，并在收集氨氣的試管口放一團棉花，防止氨氣與空氣形成對流而造成制得的氨氣不純。,【注意】不能用濃H2SO4、P2O5等酸性干燥劑和CaCl2干燥氨氣，因為它們都能與氨氣發(fā)生反應(yīng)(CaC
12、l2與NH3反應(yīng)生成CaCl28NH3)。,5.驗滿方法,用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口，若試紙變藍色，則說明氨氣已充滿試管； 用蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近試管口，若產(chǎn)生白煙，則說明氨氣已充滿試管。,【注意】(1)制氨氣所用的銨鹽不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，因為NH4NO3在加熱時易發(fā)生爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3極易分解產(chǎn)生CO2氣體使制得的NH3不純。 (2)消石灰不能用NaOH、KOH等強堿代替，因為NaOH、KOH具有吸濕性，易潮解結(jié)塊，不利于生成的氨氣逸出，而且NaOH、KOH對玻璃有強烈的腐蝕作用。 (3)NH3極易溶于水，制取和收集的容
13、器必須干燥。,6.實驗室制取氨氣的其他方法,例4,考法4 氨氣及銨鹽的性質(zhì)和檢驗,1.氨氣和NH+4的檢驗,(1)氨氣：用濕潤的石蕊試紙檢驗,若試紙變藍,該氣體為NH3。NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一的堿性氣體。,(2)NH+4的檢驗,2.重要的化學(xué)反應(yīng),(1)NH3被氧化的原理 及常見反應(yīng),(2)工業(yè)制硝酸的步驟及反應(yīng)的方程式,合成氨：,氨氧化 制硝酸：,例5,考法5 氨氣的噴泉實驗及其實驗原理分析,1.氨氣的噴泉實驗,(1)實驗裝置 如圖，燒瓶中是NH3，燒杯中是水(滴入少量酚酞溶液)。 (2)實驗操作 打開橡膠管上的止水夾，擠壓滴管上的膠頭，使少量 水進入燒瓶。 (3)實驗現(xiàn)象 燒杯中的水由玻璃
14、導(dǎo)管進入燒瓶，形成噴泉，燒瓶內(nèi)液體呈紅色。 (4)現(xiàn)象解釋 能形成噴泉說明氨氣極易溶解于水。,2.噴泉實驗的原理分析,(1)形成噴泉的原因,形成噴泉最根本的原因是瓶內(nèi)外存在壓強差。當燒瓶內(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。,如圖甲所示，上部燒瓶已裝滿干燥的氨 氣，引發(fā)的操作為：打開止水夾，擠出膠 頭滴管中的水。該實驗的原理：氨氣極易溶解于水，致使燒瓶內(nèi)氣體壓強迅速減小。 如圖乙所示，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作：打開夾子，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱。該實驗的原理：氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨
15、氣與水接觸，即發(fā)生噴泉。,(2)減小燒瓶內(nèi)氣體的壓強產(chǎn)生噴泉,2.噴泉實驗的原理分析,(3)增大錐形瓶內(nèi)氣體的壓強產(chǎn)生噴泉,圖丙的錐形瓶外放一水槽，錐形瓶中加入酒精，在水槽中加入冷水后，再向水槽中加入足量的濃硫酸，結(jié)果也產(chǎn)生了噴泉。這種方法產(chǎn)生噴泉的原理：濃硫酸遇水放熱，使錐形瓶內(nèi)氣體的壓強增大，引發(fā)噴泉。城市中常見的人造噴泉及火山爆發(fā)原理與上述裝置的原理相似。,2.噴泉實驗的原理分析,(4)影響噴泉實驗成功的因素,盛氣體的燒瓶必須干燥； 氣體要充滿燒瓶； 燒瓶不能漏氣(實驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性)； 所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體可以快速反應(yīng)。,2.噴泉實驗的原理分析,考點28 硝酸
16、及其鹽,考法6 硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律 考法7 硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的 相關(guān)計算,1.硝酸的物理性質(zhì),(1)純硝酸是無色、易揮發(fā)(沸點為83)、有刺激性氣味的液體，打開盛濃硝酸的試劑瓶時，有白霧產(chǎn)生(與鹽酸相同)。 (2)質(zhì)量分數(shù)為98%以上的濃硝酸叫做發(fā)煙硝酸。,2.硝酸的化學(xué)性質(zhì),(1)具有酸的通性,使指示劑變色：稀硝酸使石蕊試液由紫色變紅色；濃硝酸使石蕊試液先變紅(H的作用)后褪色(強氧化性)； 與堿反應(yīng)； 與堿性氧化物反應(yīng)； 與鹽反應(yīng)(強酸制弱酸)。,(2)不穩(wěn)定性：4HNO3 2H2O4NO2O2。,(3)強氧化性：不論是稀硝酸還是濃硝酸，都具有極強的氧化性。HNO3濃度越大
17、，氧化性越強。其氧化性表現(xiàn)在以下幾個方面：,與金屬反應(yīng),Cu4HNO3(濃)===Cu(NO3)22NO22H2O 3Cu8HNO3(稀)===3Cu(NO3)22NO4H2O 實驗室常利用上述反應(yīng)制取NO2、NO，可使用啟普發(fā)生器作為發(fā)生裝置。,強氧化性,【注意】a.濃硝酸能與碳、硫等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，一般生成最高價含氧酸(或最高價氧化物)、二氧化氮和水。還原性強的磷、碘等非金屬單質(zhì)與稀硝酸反應(yīng)時也被氧化成最高價含氧酸(或最高價氧化物)，硝酸被還原成一氧化氮。 b在與非金屬反應(yīng)時，HNO3僅顯強氧化性，不顯酸性。,與非金屬反應(yīng),S6HNO3(濃) H2SO46NO22H2O 3C4HNO3(稀
18、) 3CO24NO2H2O,強氧化性,與還原性化合物反應(yīng) 8HNO3(稀)3Na2S===3S2NO6NaNO34H2O,3硝酸的保存,(1) 棕色瓶(防光)、玻璃塞(橡膠塞易被氧化)、陰涼處(防熱)。 (2)存放的濃硝酸中，因分解產(chǎn)生的NO2溶于HNO3而使其呈黃色。與工業(yè)鹽酸中因含F(xiàn)e3而呈黃色易混。,【注意】通常見光分解的還有：HClO、銀鹽(AgNO3、AgCl、AgBr、AgI)等。但H2O2的分解與光無關(guān)。,考法6硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律,【注意】鈍化的實質(zhì)是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。,4金屬與硝酸反應(yīng)時，金屬一般被氧化為高價金屬硝酸鹽。若金屬過量且有 變價時，將生成低價金屬硝酸鹽。如：
19、Fe(少量)4HNO3(稀)===Fe(NO3)3NO2H2O 3Fe(過量)8HNO3(稀)===3Fe(NO3)22NO4H2O,考法6硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律,【注意】當金屬被氧化后的化合價為2價時： 金屬濃硝酸金屬硝酸鹽NO2H2O。反應(yīng)中表現(xiàn)氧化性(被還原)的HNO3占1/2；表現(xiàn)酸性(生成硝酸鹽)的HNO3占1/2。 金屬稀硝酸金屬硝酸鹽NOH2O。反應(yīng)中表現(xiàn)氧化性的HNO3占1/4；表現(xiàn)酸性的HNO3占3/4。,6硝酸與金屬反應(yīng)時，一部分起氧化劑的作用，被還原為氮的氧化物，一部分起酸的作用，與金屬離子結(jié)合形成鹽。若金屬過量，待反應(yīng)后，再加入稀硫酸，則這部分成鹽的NO3又會起氧化劑的作
20、用，繼續(xù)與金屬反應(yīng)。,5金屬與濃硝酸反應(yīng)時，先放出NO2氣體，隨著硝酸的濃度變稀，可能會放出NO氣體，因此過量的Cu與濃硝酸反應(yīng)時，放出的氣體是NO2與NO的混合氣體。,7濃硝酸與濃鹽酸以13的體積比混合形成王水，它能溶解Pt、Au。,考法6硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律,湖南衡陽2016月考將相同質(zhì)量的兩塊銅片分別和濃硝酸、稀硝酸(兩者均過量)反應(yīng)，下列敘述正確的是 () A反應(yīng)速率：兩者相同 B消耗HNO3的物質(zhì)的量：前者多，后者少 C反應(yīng)生成氣體的顏色：前者淺，后者深 D反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少,例6,【解析】A項，反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越快，所以濃硝酸比稀硝酸反應(yīng)速率快，錯誤；B
21、項，銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的關(guān)系為Cu4HNO3(濃)、3Cu8HNO3(稀)，則銅的質(zhì)量相同時，濃硝酸消耗的物質(zhì)的量多，正確；C項，銅與濃硝酸反應(yīng)生成NO2，與稀硝酸反應(yīng)生成NO，前者顏色深，錯誤；D項，相同質(zhì)量的銅分別與過量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，D錯誤。,B,例6,1.掌握硝酸與金屬反應(yīng)相關(guān)計算的思路,考法7硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的相關(guān)計算,此類問題為近年來高考考查的熱點，主要考查硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫和相關(guān)氧化還原反應(yīng)的計算。,2.掌握有關(guān)硝酸計算的“三個守恒”,(2)電荷守恒：反應(yīng)后的溶液中金屬離子Mn和H所帶正電荷的總物質(zhì)的量等于NO3和OH所帶負電
22、荷的總物質(zhì)的量，即c(NO3)c(OH)c(H)nc(Mn)。,(1)得失電子守恒：還原劑失去的電子的物質(zhì)的量等于硝酸中N原子得到的電子的物質(zhì)的量。,(3)原子守恒：反應(yīng)前硝酸中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)后生成的NOx和NO3中氮原子的總物質(zhì)的量。,【注意】要注意隱含NO3的氧化作用。當Cu與Cu(NO3)2共存時，若加入稀H2SO4，H、NO3起到HNO3的作用，繼續(xù)氧化Cu。 對于變價金屬(如Fe)與硝酸的反應(yīng)，要注意金屬的過量與不足，當Fe不足時生成Fe3，當Fe過量時生成Fe2。,2.掌握有關(guān)硝酸計算的“三個守恒”,河南扶溝高中2018屆月考將11.2 g銅粉和鎂粉的混合物分成兩等份，
23、其中一份加入200 mL的稀硝酸并加熱，固體和硝酸恰好完全反應(yīng)，并產(chǎn)生標準狀況下2.24 L NO；將另一份在空氣中充分加熱，最后得到m g固體。下列有關(guān)說法正確的是（ ） c(HNO3)=2 molL-1 c(HNO3)=0.5 molL-1 m=8.0 m=7.2 A. B. C. D.,例7,【解析】 標況下2.24 L NO的物質(zhì)的量為 = 0.1 mol，生成0.1 mol NO轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol(5-2)=0.3 mol；固體和硝酸恰好完全反應(yīng)，生成硝酸銅和硝酸鎂，銅元素和鎂元素均為+2價，根據(jù)得失電子守恒可知金屬的總物質(zhì)的量為=0.15 mol，根據(jù)N原子守恒，200 mL該硝酸溶液中含有硝酸的物質(zhì)的量為0.15 mol2+0.1 mol=0.4 mol，該硝 酸溶液的濃度為 = 2 molL-1，故正確、錯誤；銅、鎂在空氣中加熱生成CuO、MgO，所得固體中含有氧元素的物質(zhì)的量與金屬的物質(zhì)的量相等，則所得固體的質(zhì)量為 +16 gmol-10.15 mol=8g，故正確、錯誤；根據(jù)分析以上可知，B正確。,B,例7,后續(xù)更加精彩,
600分考點 700分考法（A版）2019版高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第10章 氮及其化合物課件.ppt
