《辽宁高考化学 第四章第4讲氮的氧化物和硝酸.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辽宁高考化学 第四章第4讲氮的氧化物和硝酸.ppt（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一 氮气及氮的氧化物自我诊断1 用化学方程式表示 雷雨发庄稼 的原理 雨水中的HNO3进入土壤与矿物质作用生成 其中被植物根系吸收 第4讲氮的氧化物和硝酸 基础盘点 N2 O22NO 2NO O22NO2 3NO2 H2O2HNO3 NO 硝酸盐 NO 2 如何鉴别NO2与溴蒸气 答案由于NO2和Br2在性质上有不少相似性 均具有氧化性 溶于水均有酸生成 均可与碱反应 均为红棕色等 所以不能用淀粉 KI试纸 pH试纸 NaOH溶液来鉴别 但二者性质又有差别 可以用下列方法鉴别 AgNO3溶液 CCl4 用水洗法 基础回归1 氮气 1 氮的固定 含义 使空气中的氮转化为的过程 游离态 化合态氮
2、合成氨固氮固氮 方法 自然固氮 人工固氮 固氮 约占10 固氮 约占90 高能 生物 仿生 2 氮气的性质 物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体 难溶于水 在空气中约占总体积的 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 化学性质通常情况下 N2化学性质很稳定 只在高温 放电 催化剂等条件下才能发生一些化学反应 4 5 N N a 与H2反应 b 与O2反应 c 与Mg反应 2 氮的氧化物 无色 有毒 不溶 红棕色 有毒 能溶 特别提示 氮的氧化物都是大气污染物 空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素 空气中NO NO2主要来源于煤和石油的燃烧 汽车尾气 硝酸工
3、厂等 NO2 既有氧化性又有还原性 以氧化性为主 NO2能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝 2NO2 2KI2KNO2 I2 NO NO2均能与NH3发生归中反应生成N2 NOx NH3N2 H2O 二 硝酸自我诊断3 思考并回答下列问题 1 酸的挥发性和不稳定性有何区别 2 酸性和氧化性有何统一和区别 3 在浓 稀硝酸中分别滴加紫色石蕊试液各有什么现象发生 4 浓HNO3与Cu反应产生NO2 稀HNO3与Cu反应产生NO 则稀HNO3氧化性更强 这种说法对吗 为什么 答案 1 二者有着本质区别 酸的挥发性是一种物理性质 指的是酸以分子状态离开溶液逸出 一般低沸点酸挥发性强 而不稳定性指化学性质 指
4、的是酸分子分解生成新的物质 2 酸性指酸中H 表现出的性质 氧化性有时是H 表现出的性质 有时指酸根离子表现出的 即其中心原子被还原 此时不生成H2 3 浓 稀硝酸均具有酸的通性 所以都可以使紫色石蕊试液变红 但二者又都具有氧化性 且浓硝酸氧化性强于稀硝酸 所以浓硝酸中红色迅速褪去 且产生红棕色气体NO2 对稀硝酸加热可出现类似现象 4 不对 在跟金属反应时 浓硝酸一般被还原为NO2而稀硝酸一般被还原为NO的原因 可作如下简单解释 硝酸越浓 氧化性越强 反应中即使生成了氮的低价化合物 也会被浓HNO3氧化为氮的较高价氧化物 NO2 硝酸较稀时 氧化能力较弱 生成氮的较低价氧化物 NO NO不会
5、被稀HNO3进一步氧化 基础回归1 硝酸的物理性质色味态 挥发性 水溶性 发烟硝酸 2 硝酸的化学性质 1 具有酸的通性 但考虑其酸性时需首先考虑到其强氧化性 无色有刺激性气味的液体 易挥发 与水以任意比互溶 质量分数大于98 的硝酸 注意 浓 稀HNO3对紫色石蕊试液作用 前者使之先变红后褪色 后者只使之变红 金属与HNO3反应不产生H2 比较HNO3与Na2CO3和Na2SO3的反应 前者为复分解反应 后者为氧化还原反应 2 不稳定性 浓硝酸显黄色 是因为 说明浓硝酸具有性 化学方程式为 解产生的NO2溶解在硝酸中 HNO3分 不稳定 4HNO3 4NO2 O2 2H2O 3 强氧化性 与
6、金属的反应a 除Pt Au外 大部分金属均能与HNO3反应 b Cu与浓 稀HNO3发生反应的化学方程式分别为 c Fe Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生 故可以用铁 铝容器贮存冷的浓HNO3 浓H2SO4 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 钝化 与非金属反应与浓HNO3反应时 非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸 如碳与浓HNO3反应的化学方程式为 与某些还原性化合物或离子的反应 例如 H2S SO2 HBr HI FeCl2等 王水王水由与按体积比1 3混合所得 具有更强的氧化性 能
7、使Au Pt溶解 C 4HNO3 浓 CO2 4NO2 2H2O 浓硝酸 浓盐酸 4 与有机物的反应 硝化反应 如与苯反应 酯化反应 如与纤维素反应 颜色反应 如与蛋白质反应 要点一氮的氧化物与O2 H2O混合的计算方法1 加合式法 1 NO2和O2混合气体溶于水的计算由4NO2 O2 2H2O4HNO3可知 当体积比 V NO2 V O2 4 1NO2过量 剩余气体为NO 要点精讲 2 NO与O2同时通入水中 2NO O22NO2 3NO2 H2O2HNO3 NO总反应方程式为 4NO 3O2 2HO24HNO3当体积比 V NO2 V O2 4 3余NO 3 NO2 NO O2三种混合气体
8、通入水中 可先将NO和O2转化为NO2 再按上述各种情况分别处理 也可先将NO2和H2O反应转化为NO 按4NO 3O2 2H2O4HNO3情况处理 还可以利用混合气体中N O原子个数比进行分析判断 n N n O 2 5剩余NO 2 原子守恒法4NO2 O2和4NO 3O2从组成上均相当于2N2O5的组成 都与N2O5 H2O2HNO3等效 当NO NO2 O2的混合气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 2 5剩余NO 3 得失电子守恒法当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子 若上述两种气体与O2混合 O2得电子 且得失电子数必然相等 这是得失电子守恒法解答
9、此类题目的依据 NO NO2混合气与NaOH溶液的反应发生如下反应 3NO2 H2O2HNO3 NO NO2 NO 2NaOH2NaNO2 H2O 将以上两个反应合并得 2NO2 2NaOHNaNO3 NaNO2 H2O 1 当V NO V NO2 时 反应后剩余NO 体积为V NO 原 V NO2 2 当V NO2 V NO 时 最后无气体剩余 典例导析1 将容积为50mL的量筒内充满二氧化氮和氧气的混合气体 倒置量筒在盛满水的水槽里 一段时间后 量筒里剩余气体体积为5mL 则原混合气体中NO2和O2体积比可能是或 解析NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来
10、 2NO O22NO2 3NO2 H2O2HNO3 NO 由 2 得4NO2 O2 2H2O4HNO3 由 4NO 3O2 2H2O4HNO3 两式就是平时计算经常用到的关系式 设剩余的5mL为O2 则参加反应 的NO2和O2的总体积为 50mL 5mL 45mL则原混合气体里 NO2的体积为 45mL 4 5 36mLO2的体积为 50mL 36mL 14mL即NO2与O2的体积比为 36 14 18 7 设剩余的5mL为NO 由 式得过量的NO2体积为15mL 则发生反应 的NO2和O2的总体积为50mL 15mL 35mL则原混合气体里 O2的体积为 35mL 1 5 7mL NO2的体
11、积为 50mL 7mL 43mL即NO2与O2的体积为 43 7 答案18 743 7 迁移应用1将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中 充分反应后 还剩余2mL无色气体 则原混合气体中O2的体积是 1 2mL 2 4mL 3 6mL 4mLA B C D 解析解题依据的化学反应原理为4NO2 O2 2H2O4HNO33NO2 H2O2HNO3 NO设O2的体积为xmL 剩余的气体有两种可能 1 若剩O2 则V剩 x 12 x 2得x 4 正确 2 若剩NO 则V剩 12 x 4x 2 得x 1 2 正确 A 要点二金属与硝酸的反应1 金属与HNO3反应的一般通式 1 金属 浓
12、硝酸金属硝酸盐 NO2 H2O 2 金属 稀硝酸金属硝酸盐 NO H2O2 反应规律 1 金属与硝酸反应一般不生成H2 浓HNO3一般被还原为NO2 稀HNO3一般被还原为NO 2 铁与稀硝酸反应 先生成Fe NO3 3 若Fe过量 Fe NO3 3再和Fe反应生成Fe NO3 2 3 铜与浓HNO3反应 若Cu过量 开始时硝酸的还原产物为NO2 随着反应的进行 浓HNO3变稀 硝酸的还原产物为NO 最终应得到NO2和NO的混合气体 3 计算方法 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产物 这两部分中氮原子的总物质的量
13、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 HNO3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 则有 c NO c H nc Mn Mn 代表金属离子 4 离子方程式计算法金属与H2SO4 HNO3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 且溶液中要符合电荷守恒 典例导析2 足量铜与一定量浓硝酸反应 得到硝酸铜溶液和NO2 N2O4 NO的混合气体 这
14、些气体与1 68LO2 标准状况 混合后通入水中 所有气体完全被水吸收生成硝酸 若向所得硝酸铜溶液中加入5mol LNaOH溶液至Cu2 恰好完全沉淀 则消耗NaOH溶液的体积是 A 60mLB 45mLC 30mLD 15mL解析O2为氧化剂 Cu为还原剂 HNO3仅仅发生了复分解反应 则n Cu 2n O2 0 15mol n NaOH 2n Cu 0 3mol V NaOH 0 06L 60mL 故选A A 迁移应用2将32 64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应 铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11 2L 请回答 1 NO的体积为L NO2的体积为L 2 待产生
15、的气体全部释放后 向溶液中加入VmLamol L的NaOH溶液 恰好使溶液中的Cu2 全部转化成沉淀 则原硝酸溶液的浓度为mol L 3 欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3 至少需要30 的双氧水g 解析 1 设反应得到的NO为xmol NO2为ymol解题思路为化合价升降相等 铜元素化合价的升高等于N元素化合价的降低 2 参加反应的硝酸的物质的量为n NaOH n NOx 所以c HNO3 aV 10 3 0 5 0 14mol L 3 加入双氧水的目的是将氮氧化合物氧化成 5价的硝酸盐 根据氧化还原反应的电子得失相等 电子守恒 双氧水得到的电子数和铜失去的电子数
16、相等 即 30 的双氧水的质量为 0 51 34 0 3 g 57 8g答案 1 5 8245 376 2 3 57 8 题组一氮气及氮的氧化物1 关于氮气的性质的说法中 错误的是 A 通常情况下 氮气性质很不活泼B 可在氧气中燃烧 生成一氧化氮C 氮气的化学性质比较稳定 其原因是两原子间的化学键非常牢固D 跟氢气在一定条件下发生反应 氮气是氧化剂解析本题主要考查氮气的性质 氮气难溶于水 通常情况下 性质很不活泼 在放电条件下 能跟氧气反应 在高温 高压 催化剂下 能与氢气反应 在与氢气反应时氮气是氧化剂 氮元素被还原 故B项错误 对点训练 B 2 无色的混合气体甲 可能含有NO CO2 NO2 NH3 N2中的几种 将100mL甲气体经过如图实验的处理 结果得到酸性溶液 而几乎无气体剩余 则甲气体的组成为 A NH3 NO2 N2B NH3 NO CO2C NH3 NO2 CO2D NO CO2 N2解析由题意 无色混合气体中一定无NO2 100mL气体通入浓H2SO4后 体积变为80mL 一定有NH3 经Na2O2后变为红棕色 则含有CO2和NO 最后无气体剩余 则不含N2 答案B
