備考2019高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 第4章 非金屬及其化合物 第4節(jié) 氮及其重要化合物學(xué)案 必修1.doc

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第四節(jié) 氮及其重要化合物一、氮的單質(zhì)及其氧化物1.氮在自然界中的存在與轉(zhuǎn)化：氮的固定是指 。其中， 稱為自然固氮，如自然界雷電作用、豆科植物的根瘤作用；通過 稱為人工固氮，如工業(yè)合成氨。2氮氣(1)物理性質(zhì)： 色， 味， 體， 溶于水，密度比空氣 ，沸點比氧氣 。(2)化學(xué)性質(zhì)：N2分子內(nèi)氮原子間以 鍵結(jié)合，非常牢固，使N2化學(xué)性質(zhì)很 ，常作保護(hù)氣。與氫氣反應(yīng)： 。 a 該反應(yīng)是 的反應(yīng)。也屬于人工固氮的反應(yīng)之一。b 這是非常典型的可逆反應(yīng)，高中階段極少見的反應(yīng)條件： 。與氧氣反應(yīng)： 。a 在汽車發(fā)動機(jī)中發(fā)生該反應(yīng)，使 成為汽車尾氣的主要成分之一。在大氣中雷電條件下進(jìn)行此反應(yīng)，屬于自然固氮反應(yīng)之一。b NO可能像CO一樣，與動物 結(jié)合使之中毒；NO還能形成 污染環(huán)境，NO還能破壞 。能形成光化學(xué)煙霧。 與活潑金屬如Mg反應(yīng)： ，金屬鎂在空氣中燃燒時，除MgO外，有少量 生成。3.NO和NO2的性質(zhì)比較氣 體NONO2色、態(tài)溶解性收集方法、毒性、與H2O反應(yīng)與O2反應(yīng)實驗室制法二、氨和銨鹽1氨氣物理性質(zhì)： 色、 氣味的 體， 溶于水，常溫常壓下1體積水能溶解700體積的氨氣，密度比空氣 ， 液化，可作制冷劑。2. 氨氣化學(xué)性質(zhì)：與水反應(yīng)：氨水呈 性，氨氣是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變 色的氣體，常用此性質(zhì)檢驗氨氣。反應(yīng)方程式： 。與酸反應(yīng)：與揮發(fā)性酸(如濃鹽酸、硝酸)的反應(yīng)： ?，F(xiàn)象：沾濃鹽酸和濃氨水的玻璃棒 。與不揮發(fā)硫酸反應(yīng)： ?，F(xiàn)象： 現(xiàn)象與鹽如AlCl3反應(yīng)： ，氨水過量時沉淀 。氨氣的還原性：NH3中的N呈-3價，所以NH3具有還原性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物質(zhì)氧化。O2催化氧化： ；純氧中點燃： 。Cl2足量： ； Cl2少量： 。3. 氨氣實驗室制法：用固體加固體制?。?。用液體濃氨水與固體堿制取： 。4氨氣用途：制HNO3、銨鹽、純堿、尿素，制冷劑等。5.銨鹽物理性質(zhì)：都是 色或白色晶體，都 溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：不穩(wěn)定性：NH4Cl ；一般分解規(guī)律是首先分解生成氨氣和酸，然后再看酸是否再分解。如NH4HCO3 。與堿反應(yīng)：a. 在稀溶液中不加熱：NH4OH= 。 b.加熱時或濃溶液：NH4OH 。 NH4的檢驗：未知液 加入 至呈堿性并加熱產(chǎn)生氣體使 ，則證明含NH；也可以將蘸有濃鹽酸的玻璃棒代替石蕊試紙，靠近管口，若 ，說明樣品中含有NH4+。三、硝酸1物理性質(zhì)： 色、 氣味的液體， 揮發(fā)，在空氣中遇水蒸氣呈 狀。2化學(xué)性質(zhì)：有酸的通性，如與堿、堿性氧化物、鹽等物質(zhì)反應(yīng)。另外還有以下特性。不穩(wěn)定，加熱或光照條件分解： 。市售濃硝酸呈黃色的原因是： 。硝酸保存在 中，置于冷暗處，用玻璃塞，不能用橡膠塞。強氧化性：銅與溶液硝酸反應(yīng)： ；銅與溶液硝酸反應(yīng)： 。濃、稀硝酸都有強氧化性，而且 氧化性越強。能與Au、Pt以外的絕大多數(shù)金屬反應(yīng)。有些金屬如Al、Fe等，在 中發(fā)生鈍化。故可以用 運輸冷的濃硝酸。HNO3(濃) 表現(xiàn)出強氧化性時，生成 和 ，HNO3(稀) 表現(xiàn)出強氧化性時，生成 和 。判斷硝酸在反應(yīng)中表現(xiàn)出的性質(zhì)時，產(chǎn)物中生成硝酸鹽，則硝酸必然表現(xiàn)出酸性；若有氮原子價態(tài)降低的產(chǎn)物生成，則硝酸必然表現(xiàn)出強氧化性。如：與有機(jī)物反應(yīng)：硝化反應(yīng)(與C6H6反應(yīng))：C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O顏色反應(yīng)：蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時變 色3NO3離子的檢驗：晶體或濃溶液與濃硫酸、Cu共熱時，產(chǎn)生 則含NO3；若為稀溶液則先濃縮。4用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸藥等。一、氨氣的實驗室制法與性質(zhì)1加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物方法(1)反應(yīng)原理： 。(2)裝置：“固體固體氣體”如圖。(3)收集：只能用 。(4)干燥：用 (NaOH和CaO固體的混合物)。 （能/不能）用CaCl2 。(5)驗滿方法：用 ；將蘸有 。(6)環(huán)保措施：收集時，一般在試管口塞一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球，目的是 。注意事項：不宜選用NH4NO3和NH4HCO3，因為NH4NO3受熱 ，NH4HCO3受熱易 。不宜直接加熱NH4Cl分解制取氨氣，因為 。Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替，原因 。2濃氨水中加固態(tài)堿性物質(zhì)制取氨氣(1)原理：濃氨水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONH4+OH，(2)加入固態(tài)堿性物質(zhì)(如CaO、NaOH、堿石灰等)，溶于水 ， ，促進(jìn)了NH3H2O的分解。(3)裝置：右圖二、氨氣的性質(zhì)1氨氣的催化氧化實驗探究裝置作用或現(xiàn)象提供 紅熱的鉑銠合金絲保持紅熱，證明反應(yīng) 吸收 看到 2氨氣的溶解性實驗問題氨氣噴泉實驗的基本原理：氣體 ，在短時間內(nèi)產(chǎn)生足夠的壓強差(負(fù)壓)，打開止水夾后，大氣壓將燒杯內(nèi)的液體壓入燒瓶中，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。 形成噴泉的氣體與液體組合：NH3、HCl、SO2、NO2 與液體 組合能形成噴泉。 一些氣體如SO2 、CO2、Cl2與液體 組合能形成噴泉。 三、硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的一般規(guī)律1硝酸與金屬反應(yīng)的一般規(guī)律(1)金屬與HNO3反應(yīng)的一般通式為：金屬濃硝酸 反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性和酸性的HNO3之比為 。金屬稀硝酸 反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性和酸性的HNO3之比為 。(2)足量金屬與一定量濃硝酸反應(yīng)時，隨著 ，產(chǎn)物也發(fā)生改變。2硝酸與非金屬反應(yīng)的規(guī)律(1)濃硝酸能與碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，一般生成 或 、二氧化氮和水。(2)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)，HNO3表現(xiàn) 性，不表現(xiàn) 性。3計算中的守恒思想的應(yīng)用（另有專題詳論）(1)原子守恒法：HNO3與金屬反應(yīng)時，一部分HNO3起酸的作用，以NO3- 形式存在于溶液中；另一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分氮原子的總和等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的量。(2)得失電子守恒法：HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于還原劑失電子的物質(zhì)的量。(3)電荷守恒法：HNO3過量時反應(yīng)后溶液中(不考慮OH)有：c(NO3-)c(H)nc(Mn)(Mn代表金屬離子)。(4)離子方程式計算法：金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供H的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H或NO進(jìn)行相關(guān)計算，且溶液中要符合電荷守恒。1實驗室里可按下圖所示的裝置干燥、貯存某氣體R，多余的氣體可用水吸收，則R是 ( )ANO2BHCl CCH4 DNH321.92 g Cu投入一定量的濃HNO3溶液中，Cu完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體672 mL，將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水，則通入的氧氣的體積為( )A504 mL B336 mL C224 mL D168 mL3. 判斷在下列反應(yīng)中硝酸表現(xiàn)出的性質(zhì)：(1)C+4 HNO3 CO2+4NO2+2H2O ；HNO3表現(xiàn)出 性。(2)與某些還原性物質(zhì)反應(yīng)：3 FeO+ 10 HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO+5H2O；表現(xiàn)出 性。第四節(jié) 氮及其重要化合物參考答案：【基礎(chǔ)落實】一、氮的單質(zhì)及其氧化物1.將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成化合態(tài)的氮 自然界中自動完成的反應(yīng) 工業(yè)生產(chǎn)完成的反應(yīng)2.(1)無 無 氣 難 小 低(2) （NN）三個 穩(wěn)定 N23 H22NH3 工業(yè)合成氨氣 高溫、高壓、催化劑 N2O2 高溫或放電 2NO NO 血紅蛋白 酸雨 臭氧層 3MgN2Mg3N2 Mg3N23.NONO2無色氣態(tài)紅棕 色氣態(tài)不 溶于水能 溶于水排水法向上排氣 法，有毒，有毒，無3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2無 3 Cu 8 HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O Cu 4 HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O 二、氨和銨鹽1. 無 刺激性 氣 極易 小 易2. 堿 藍(lán) NH3+H2ONH3H2O NH4+OH-HCl +NH3 =NH4Cl 接近時產(chǎn)生白煙 2 NH3+ H2SO4=(NH4)2SO4 無明顯AlCl3+ 3 NH3H2O=Al(OH)3+3 NH4Cl 不溶解 4 NH3 5 O24NO6H2O 4 NH3 3 O22N26H2O2NH33Cl2=N26HCl 8 NH3（足量） 3 Cl2=N26NH4Cl3. 2NH4ClCa(OH)2 2NH3CaCl22H2O NH3H2O =(強堿)= NH3+H2O5.無 易 NH3+ HCl NH3 + H2O + CO2 NH3H2O NH3 + H2OOH溶液 濕潤紅色石蕊試紙變藍(lán)色 有白煙產(chǎn)生三、硝酸1. 無 有刺激性 易 白霧2. 4 HNO3 4NO2O22H2O 硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里 棕色試劑瓶 Cu+4HNO3(濃)= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O濃度越大 冷的濃硝酸 鐵、鋁容器 NO2 H2O NO H2O 黃3紅棕色氣體【規(guī)律總結(jié)】一、氨氣的實驗室制法與性質(zhì)1(1)2 NH4Cl Ca(OH)22NH3CaCl22H2O (3)向下排空氣法 (4) 堿石灰 不能(5)濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)色 濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生(6)減小NH3與空氣的對流速度，收集到純凈 的NH3，同時也可避免污染空氣易爆炸 分解產(chǎn)生CO2 分解產(chǎn)生的NH3和HCl氣體冷卻后重新化合成NH4Cl 是NaOH、KOH易吸濕，結(jié)塊，不利于NH3的逸出2放熱 產(chǎn)生OH使平衡逆向移動二、氨氣的性質(zhì)1氨氣和氧氣 放熱 剩余的氨氣和生成的水蒸氣 有紅棕色的氣體產(chǎn)生2在液體中溶解度很大 水 NaOH溶液三、硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的一般規(guī)律1. (1) 金屬硝酸鹽 NO2 H2O 1：1 金屬硝酸鹽 NO H2O 1：3 (2)硝酸濃度的降低2. 最高價含氧酸 最高價氧化物 強氧化 酸【對點訓(xùn)練】1D 2B 3. (1) 強氧化性 (2) 酸性和強氧化