氮及化合物

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1、第三节 氮及其化合物适用学科 高中化学 适用年级 高中三年级适用区域 人教版适用地区 课时时长（分钟） 60知识点 1.氮的单质、重要化合物的主要性质及其应用;2.氮的单质、重要化合物对环境质量的影响；3.掌握氨气的实验室制法( 包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法 )。教学目标 知识与技能：对氮的相关化合物有一个系统整体的了解，能够灵活运用氮相关知识答题。过程与方法：能够结合实验现象，猜测和验证氮化合物的性质。情感态度与价值观：了解氮化合物和生活的密切联系，培养科学素养，保护环境，热爱生活。 教学重点 1、 氮的单质、重要化合物的主要性质及其应用；2、 硝酸的氧化性；3、 金属与硝酸反应的

2、计算；4、 NH4+的检验。教学难点 1、金属与硝酸反应的计算；2、元素及其化合物性质的推断。教学过程1、 课堂引入由下面的图片可见氮及其化合物在自然界中是广泛存在的， 也说明氮及其化合物在建立人与自然和谐关系中的重要作用。不仅如此，氮及其化合物在各行各业都有着广泛的用途，如炸药中就含有氮元素二、复习预习1、复习物质的分类；2、氮的化合物的分类。三、知识讲解考点 1：氮及其氧化物1氮在自然界中的存在与转 化(1)氮元素的存在与氮的固定：(2)N2的物理性质：无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。(3)N2的化学性质：与氧气反应：N 2O 2 2NO。= = = = =放 电 或 高 温 导

3、致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。与氢气反应：N 23H 2 2NH3。催 化 剂 高 温 、 高 压2NO 与 NO23氮的氧化物与 O2、H 2O 反应的计算方法a关系式法(1)NO 和 O2混合气体通入水中由 2NOO 2=2NO2和 3NO2H 2O=2HNO3NO 得总反应为 4NO3O 22H 2O=4HNO3可 知 当 体 积 比VNO VO2 等 于 4 3恰 好 完 全 反 应 小 于 4 3剩 余 气 体 O2 大 于 4 3剩 余 气 体 NO(2)NO2和 O2混合气体通入水中由 3NO2H 2O=2HNO3NO 和 2NOO 2=2NO2得总反应为 4NO2O 2

4、2H 2O=4HNO3可 知 当 体 积 比VNO2 VO2 等 于 4 1恰 好 完 全 反 应 小 于 4 1O2过 量 ，剩 余 气 体 O2 大 于 4 1NO2过 量 ，剩 余 气 体 NO(3)NO、NO 2和 O2三种混合气体通入水中先按 3NO2H 2O=2HNO3NO 计算出生成的 NO 体积，再加上原来混合气体中 NO 体积，再按(1)计算。b电子守恒法当 NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是 NOx与 O2混合，则反应中 O2得到的电子数与 NOx失去的电子数相等。c原子守恒法4NO2O 2和 4NO3O 2从组成上均相当于 2N2O5的组成，都与 N2O5H 2O=2H

5、NO3等效。当NO、NO 2、O 2的混合气体溶于水时利用混合气体中 N、O 原子个数比进行分析判断。N(N)N(O)Error!考点 2：氨和铵盐1氨的物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1700)，可由喷泉实验证明。2氨的化学性质(1)还原性：与氧气反应：4NH 35O 2 4NO6H 2O。= = = = =催 化 剂 (2)与酸反应：与氯化氢反应：NH 3HCl= =NH4Cl，产生白烟。(3)与水反应：NH 3H 2ONH3H2ONH OH ，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。4(4)与盐溶液反应现象 离子方程式FeCl3溶液 生成红褐色沉淀 Fe3 3NH

6、3H2O= Fe(OH)33NH 4AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3 3NH 3H2O= Al(OH)33NH 43.氨的用途(1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。(2)制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。4氨的制法加热固态铵盐和碱的混合物5铵盐及 NH 的检验4(1)铵盐的物理性质铵盐都是白色固体，均易溶于水。(2)铵盐的化学性质(3)NH4+的检验。NH 4 强 碱 无 色 气 体 湿 润 红 色 石 蕊 试 纸 试 纸 变 蓝考点 3：硝酸1.物理性质硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。2化学性质(1)不稳定性反应：4HNO 3 2H2O4NO 2O 2。= = = = = 或 光

7、照 (2)强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。与金属反应：稀硝酸与铜反应：3Cu8HNO 3(稀) =3Cu(NO3)22NO4H 2O。浓硝酸与铜反应：Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O。与非金属反应：浓硝酸与 C 的反应为：C4HNO 3(浓) CO24NO 22H 2O。= = = = = 与还原性化合物反应：硝酸可氧化 H2S、SO 2、Na 2SO3、HI 、Fe 2 等还原性物质。如稀硝酸与 FeSO4溶液反应的离子方程式为：3Fe 2 4H NO =3Fe3 NO2H 2O。3(3)与有机物反应硝化反应(与 C6H6反应)：C

8、 6H6HNO 3 C6H5NO2H 2O。 浓 硫 酸 颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。考点 4：金属与硝酸反应的有关计算方法1思路2计算中守恒法的应用(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分 HNO3起酸的作用，以 NO 的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原3产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的 HNO3中氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑 OH )有： c(NO ) c(H ) nc(Mn )(Mn 代表金属

9、离子)。3(4)离子方程式计算法金属与 H2SO4、HNO 3的混合酸反应时，由于硝酸盐中 NO 在 H2SO4提供 H 的条件下能继续与金属反应，因3此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或 H 或 NO 进行相关计算，且溶液中3要符合电荷守恒。考点 5：氮及其重要化合物转化关系的综合应用1.2有关氮及其重要化合物的推断题常以产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口。3含氮物质的化合价变化及规律(1)氮元素间的歧化和归中歧化 同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低；歧化：3NO 2H 2O=2HNO3NO。归

10、中 同一元素高价态和低价态生成中间价态；归中：6NO4NH 3=5N26H 2O。(2)含氮物质的连续氧化NH3 NO NO2 HNO3； N2 NO NO2 HNO3。 O2 O2 H2O O2 O2 H2O 四、例题精析【例题 1】红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为和两份，第份先通过适量蒸馏水，再导入少量石灰水；第份直接通入少量石灰水。则石灰水的变化最可能为()A不变浑浊，变乳白色B变乳白色，不变浑浊C变乳白色，变乳白色D 不变浑浊，不变浑浊【答案】B【解析】碳与浓硝酸反应产生 CO2和 NO2的混合气体，混合气体先通过水，NO 2可与水反应生成硝酸和 NO，则剩余NO 和 CO2的混

11、合气体，再通过石灰水会产生 CaCO3沉淀；而混合气体直接通过石灰水，NO 2可与水反应生成硝酸为强酸，故会产生 Ca(NO3)2溶液，难以得到 CaCO3沉淀。【例题 2】将盛有 12 mL NO2和 O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余 2 mL 无色气体，则原混合气体中 O2的体积和剩余的 2 mL 气体分别是 ()A1.2 mL，NOB2.4 mL，O 2C3.5 mL，O 2 D4 mL，NO【答案】A【解析】4NO 2O 22H 2O=4HNO3，3NO 2H 2O=2HNO3NO。设 O2的体积为 x，剩余的气体有两种可能：若剩 O2，则 V 剩 x (12 mL

12、 x)2 mL，14解得 x4 mL，B、C 错误； 若剩 NO，则 V 剩 (12 mL x)4 x2 mL，13解得 x1.2 mL，D 错误，A 正确。【例题 3】如图利用培养皿探究氨气的性质。实验时向 NaOH 固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。图表中对实验现象所做的解释不正确的是()选项 实验现象 解释A 浓盐酸附近产生白烟NH3与挥发出来的 HCl 反应产生了 NH4Cl 固体B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应C 氯化物溶液中有红褐色沉淀 该溶液一定是 FeCl3溶液D干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝NH3H2O 是一种可溶性碱 【答案】

13、B【解析】挥发出来的 HCl 与 NH3反应生成 NH4Cl 固体，产生白烟，A 正确；NH 3与浓 H2SO4反应，但因浓H2SO4难挥发故无明显现象，B 错误；NH 3遇到 FeCl3溶液生成红褐色 Fe(OH)3沉淀，C 正确；干燥的红色石蕊试纸不变色，而湿润的红色石蕊试纸变蓝，可说明 NH3溶于水生成的 NH3H2O 为碱，但不能说 NH3是碱，D 正确。【例题 4】只用一种试剂，将 NH4Cl、(NH 4)2SO4、NaCl、Na 2SO4四种溶液分开，这种试剂是()ANaOH 溶液BAgNO 3溶液CBaCl 2溶液 DBa(OH) 2溶液【答案】D【解析】NH 4Cl 溶液加 B

14、a(OH)2溶液并加热有气体生成，(NH 4)2SO4溶液加 Ba(OH)2溶液并加热有白色沉淀和气泡生成；NaCl 溶液遇到 Ba(OH)2无明显现象，Na 2SO4溶液遇到 Ba(OH)2产生白色沉淀。【例题 5】将 14 g 铜银合金与足量一定浓度的硝酸溶液反应，把放出的气体与标准状况下体积为 1.12 L 的 O2混合后再通入水中，恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为()A3.2 g B4.8 gC6.4 gD10.8 g【答案】A【解析】根据发生的反应，可以推断出铜银合金失电子总数等于氧气得电子总数。设合金中铜、银的物质的量分别为 x mol、 y mol，则 64x108 y14,2 x y 4，解得： x0.05， y0.1，故合金中铜的质量为：64 1.1222.4g/mol0.05 mol3.2 g，A 正确。五、课堂运用【基础】1烧瓶中放入铜片和稀硝酸，来制取较纯净的一氧化氮，反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体，这时的操作应是( )A立即接上收集容器，用向上排空气法收集B待烧瓶中红棕色气体消失后，用向上排空气法收集C待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集D立即用排水法收集【答案】C【解析】3Cu8HNO 3(稀) =3Cu(NO3)22NO4H 2O，NO 因与空气中的 O2反应产生红棕色的 NO2，同时还含有 N2，所以想得