第13讲氮及其化合物

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1、第13讲 氮及其化合物, 考点一 氮气与氮的氧化物,1氮气 (1)物理性质:纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占_。 (2)结构：电子式为_，结构式为_，氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。,78%,:NN:,NN,(3)化学性质 常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。,点燃,无色,有毒,不溶于水,红棕色,有毒,(4)氮的固定 氮的固定是指使空气中_转化为_的方法。 2氮的氧化物 (1)物理性质,游离态的氮,氮的化合物,写出以上转化的化学方程式： _； _； _。,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO,Cu4HNO3(浓)=Cu(

2、NO3)22NO22H2O,(2)化学性质,(习题）1N2化学性质稳定，下列事实不能支持这种说法的是 AN2可填充入灯泡中作保护气 B液态氮用作冷冻剂 C放电条件下 N2 与 O2 化合生成 NO D工业合成氨需在高温、高压、催化剂条件下进行,B, 考点二 氨气的性质与制法,1氨气的物理性质及分子结构 纯净的NH3是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨的沸点较高，很容易_，液态氨气汽化时要吸收大量热，常作_剂。NH3极易溶于水，常温常压下1体积水溶解 _ 氨气。 氨气的电子式为_，结构式为 分子的构形为_。,液化,制冷,700体积,三角锥形,NH3能使湿润的_石蕊试纸_，常用此性质检验N

3、H3。,红色,变蓝,氨水的成分：分子:_，离子_ 。,NH3 ， H2O ， NH3H2O,NH4+ ， OH- ，少量的H+,氨水受热不稳定,2氨气的化学性质 (1)与水反应 氨水显碱性的原因,NH3H2O NH3H2O NH4+OH,(2)与挥发性酸(如浓盐酸)反应 化学方程式：_ 现象：_，可用此性质检验NH3。,生成白烟,NH3HCl=NH4Cl,与不挥发性酸(如硫酸）反应 化学方程式：,2NH3H2SO4=(NH4)2SO4,(3)与盐溶液(如AlCl3溶液)反应 离子方程式：,Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4+,(4)与氧化剂反应 与O2反应(催化氧化) 与CuO反应

4、与Cl2反应,装置：“固体固体气体” (与用KClO3和MnO2或KMnO4制O2的装置相同)。,干燥：用碱石灰 (NaOH和CaO固体的混合物)。,3氨气的制法与用途,(1)加热固态铵盐和碱的混合物,a.实验室制法：,验满方法： A.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝； B.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。,环保措施：收集时，一般在管口放置一团棉花，可防止NH3与空气形成对流，以便在较短的时间收集到较纯净的NH3，同时也可防止NH3逸出到空气中。,(2)加热浓氨水,(3)浓氨水中加入固态碱性物质,浓氨水中存在以下平衡： NH3H2O NH3H2O NH4+OH，加入固态碱性

5、物质(如CaO、NaOH或碱石灰等)，消耗水且使c(OH)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3H2O分解,b.工业制法原理： c.用途：制硝酸、铵盐、尿素、纯碱、制冷剂,喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷，为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来使喷泉产生。,热点1喷泉实验,2、喷泉实验成功的关键,盛气体的烧瓶必须干燥； 气体要充满烧瓶； 烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)； 所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应,1、喷泉实验原理,【例1】如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，

6、轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b可能是： （ ）,A、a为NH3，b为H2O B、 a为CO2，b为浓NaOH溶液 C、a为Cl2，b为饱和NaCl溶液 D、a为N2，b为浓NaOH溶液,A B,哪些气体和溶液能产生喷泉:,只要所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应均可 如：HCl与H2O、HCl与NaOH； NH3和H2O、NH3与盐酸； SO2与NaOH 、Cl2与NaOH等,【思考】若无滴管, 如何引发喷泉?,1铵盐的物理性质 _和_反应的产物称为铵盐。都是白色或无色晶体，都_溶于水。, 铵盐,氨气,酸,易,NH3HCl,2铵盐的化学性质 (1)不

7、稳定性 写出NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式：,(2)与强碱反应 写出NH4Cl溶液与NaOH浓溶液反应并微热搅拌的离子方程式：,铵盐的检验方法有以下两种： 取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH4+。 取少许样品于试管中，加入碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明样品中含有NH4+。,3.NH4+的检验方法,2硝酸的化学性质 (1)酸的通性，但与活泼金属反应时_生成H2。 (2)不稳定性 化学方程式为：_。, 考点二 硝酸,1硝酸的物理性质 纯硝酸_色、_挥发、有_气味，与水以任意比例混溶。,无,易

8、,刺激性,不能,(3)强氧化性 能与除_以外的所有金属反应，如Cu与浓、稀HNO3均可反应，化学方程式分别为_， _ .,金、铂,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 2NO22H2O,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,有些金属(如 等)在冷的浓HNO3中发生钝化。,Fe、Al,与不活泼的木炭反应的化学方程式为： _ 与还原性离子或物质反应（如Fe2+,H2S,HI等） _,C4HNO3(浓)=4NO2CO22H2O,3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO +2H2O,3.保存,浓硝酸存放在带 塞的 色的 口试剂瓶中，且避光低温保存。,玻璃,棕,细,4.用途,制氮肥

9、、硝酸盐、炸药、有机化工原料等,硝酸的氧化性不同于硫酸的是：硝酸不论浓度大小，均具有强氧化性，且硝酸的氧化性随其浓度的增大而_，但其还原产物却随着其浓度的变化而不同，一般说来，浓硝酸的还原产物为_，而稀硝酸的还原产物为_。浓硝酸和浓盐酸的混合物称为王水(王水中浓硝酸与浓盐酸的体积比为_)，其氧化能力更强，能使一些不溶于硝酸的金属，如金、铂等溶解。,增强,NO2,NO,1:3,1、已知在Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡Fe2H2O Fe(OH)22H，若向此溶液中加入盐酸，下列说法错误的是( ) A平衡向逆反应方向移动 B发生了氧化还原反应 C溶液颜色由浅绿色变为棕黄色 D溶液的浅绿色加深，变

10、为棕绿色,【典例精析】,D,(氨的催化氧化法),5.硝酸的工业制法,2、下列有关硝酸的说法正确的是(,),ACu 与浓硝酸反应所得溶液的颜色为蓝绿色，说明有一部分 NO2 溶解在溶液中 B浓硝酸见光分解，其产物能使带火星的木条复燃，证明有氧气生成 CCu 与稀硝酸反应后，在容器口观察到红棕色气体，证明还原产物为 NO2 D含 0.2 mol HNO3 的浓硝酸与足量 Cu 反应可以得到 0.1mol NO2 气体,B,1硝酸与非金属单质的反应 硝酸与非金属单质反应时非金属单质一般氧化为最高价氧化物或其对应的水化物，硝酸只表现为氧化性，完全转化为还原产物 如：C4HNO3(浓)=CO24NO22

11、H2O,2硝酸与金属的反应 (1)硝酸与金属反应的一般规律 金属与HNO3 反应的一般通式 (1)金属浓硝酸金属硝酸盐NO2H2O (2)金属稀硝酸金属硝酸盐NOH2O,热点2硝酸的反应规律,硝酸表现氧化性和酸性,3.硝酸与金属反应的相关计算规律 硝酸与金属反应时，金属被氧化生成金属阳离子，硝酸被还原为低价氮的化合物。所遵循的规律必须符合三个守恒：,电子得失守恒。 物质守恒 溶液中要符合电荷守恒,氮的氧化物溶于水的计算有以下几种情况： (1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时可依据： 3NO2H2O=2HNO3NO，利用气体体积差值进行计算,热点3氮的氧化物溶于水的计算 p52,

12、4:1，恰好完全反应 4:1，NO2过量，剩余气体是NO 4:1，O2过量，剩余气体是O2,(2)NO2和O2的混合气体溶于水时，由 4NO2O22H2O=4HNO3可知，,当体积比V(NO2)V(O2),(3)NO和O2同时通入水中时，其反应是： 2NOO2=2NO2,4NO2O22H2O=4HNO3， 总反应式为：4NO3O22H2O=4HNO3,4:3，恰好完全反应 4:3，剩余气体是NO 4:3，剩余气体是O2,当体积比V(NO)V(O2),(4)NO、NO2、O2三种混合气体通入水中， 可先按(1)求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中NO的体积即为NO的总体积，

13、再按(3)方法进行计算。 值得注意的是：4NO2O2和4NO3O2从组成上均相当于N2O5的组成。即(2)(3)二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路。即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断：,N(N)N(O),2:5，恰好完全反应 2:5，剩余气体是NO 2:5，剩余气体是O2,【典例精析】,例1.如右图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体不可能是( ) A可能是N2与NO2的混合气体 B可能是O2与NO2的混合气体 C可能是NO与NO2的混合气体 D可能是NO2一种气体,A,