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1、用心 爱心 专心 高二化学高二化学复习复习 化学必修化学必修 1 第第 3 章自然界中的元素章自然界中的元素鲁教版鲁教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 高考第一轮复习 化学必修 1 第 3 章 自然界中的元素 第 2 节 氮的循环 二 教学目的 1 掌握氮及氧化物的性质 2 掌握氨及铵盐的性质 氨的实验室制法 铵根离子的检验 3 掌握硝酸的性质 三 教学重点 难点 氨 铵盐及硝酸的性质 四 知识要点 一 氮气 1 氮元素的存在 既有游离态又有化合态 它以双原子分子 N2 存在于大气中 约占空气总体积的 78 或 总质量的 75 氮是生命物质中的重要组成元素 是构成蛋白质和核酸不可缺少
2、的元素 是农作物生长所必需的元素 充足的氮肥使植物枝叶茂盛 叶片增大 从而提高农作物的产量 和质量 2 气的结构和性质 1 物理性质 纯净的氮气是一种无色 无味 密度比空气稍小的气体 熔点为 209 86 沸点为 195 8 难溶于水 思考 N2的收集方法 2 结构 电子式为 结构式为 氮氮叁键的键能高达 946kJ mol 1 键能大 分子结构稳定 化学性质不活泼 3 化学性质 常温下 N2的化学性质很不活泼 可代替稀有气体做保护气 但在高温 放电 点燃 等条件下 N2能与 H2 O2等发生化学反应 N2 3H2 催化剂 高温高压 2NH3 可逆反应 是工业上合成氨的反应原理 与 O2反应
3、与 Mg 反应 N2 3 Mg 点燃 Mg3N2 Mg3N2 6H2O 3Mg OH 2 2NH3 3 氮气的用途与工业制法 1 氮气的用途 合成氨 制硝酸 用作保护气 保护农副产品 液氮可作冷冻剂 2 氮气的工业制法 工业上从液态空气中 利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气 4 氮的固定 用心 爱心 专心 将空气中游离的氮气转变为氮的化合物的方法 统称为氮的固定 氮的固定有三种途 径 1 生物固氮 豆科作物根瘤菌将 N2转化为化合态氮 2 自然固氮 天空中打雷闪电时 N2转化为 NO 3 工业固氮 在一定的条件下 N2和 H2人工合成氨 二 氮的氧化物 1 物理性质 NO 无色
4、 无味的气体 难溶于水 有毒 NO2 红棕色 有刺激性气味的气体 有毒 2 化学性质 NO 不与水反应 易被氧气氧化为 NO2 2NO O2 2NO2 NO2 易与水反应生成硝酸和 NO 在工业上利用这一反应制取硝酸 3NO2 H2O 2HNO3 NO 有较强的氧化性 可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 三 氨 1 结构和性质 1 物理性质 氨是无色有刺激性气味的气体 密度比空气小 极易液化 极易溶于水 常温常压下 1 体积水能溶解约 700 体积的氨 2 分子结构 化学式 NH3 电子式 结构式 氨分子为三角锥形 3 化学性质 与水反应 氨溶于水的水溶液称为氨水 其中大部分 NH3与水结合成一水合
5、氨 NH3 H2O 但 氨水的溶质仍然为 NH3 一水合氨可以部分电离成 NH4 和 OH 故氨水显弱碱性 能使酚 酞试液变红 NH3 H2O 受热又容易分解为 NH3和 H2O 氨水的密度小于 1g mL 1 且 溶质的质量分数越大 溶液的密度越小 NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸 变蓝的气体 常用此性质检验 NH3的存在 NH3 H2O NH3 H2ONH4 OH 与酸反应 NH3 HCl NH4Cl 产生白烟 可用于检验 NH3 NH3 CO2 H2O NH4HCO3 俗称碳氨 2NH3 H2SO4 NH4 2SO4 NH3 HNO3 NH4NO3 具有还原性 4NH3 5O
6、2 催化剂 6 H2O 4NO 氨的催化氧化 是工业上制硝酸的基础 也是工业上制 NO 的方法 2 NH3 3Cl2 N2 6HCl 8 NH3 3Cl2 N2 6NH4Cl 2 NH3 3CuO N2 3Cu 3H2O 2 氨的用途与保存 用心 爱心 专心 1 用途 氨是氮肥工业及制造硝酸 铵盐 纯碱等的重要原料 氨也是有机合成工业的常用原料 如制尿素合成纤维 染料等 氨还可用作制冷剂 2 保存 氨水盛装在玻璃容器 橡皮袋 陶瓷坛或内涂沥青的铁桶内 3 氨的实验室制法 1 实验原理 用铵盐与碱共热 2NH4Cl Ca OH 2 CaCl2 2NH3 2H2O 2 装置 见下图 3 收集 向下
7、排空气法 4 检验 用红色的石蕊试纸检验是否变蓝 用粘有浓盐酸的玻璃棒检验 产生白烟 5 干燥 用碱石灰干燥 注意 也可用浓氨水与强碱混合 或向浓氨水中加生石灰 2NH3 H2O CaO Ca OH 2 2NH3 H2O 四 铵盐 1 定义 由铵根离子 NH4 和酸根离子构成的化合物叫做铵盐 2 铵盐的性质 铵盐都是晶体 均溶于水 1 铵盐受热分解 NH4Cl NH3 HCl NH4HCO3 NH3 H2O CO2 2 铵盐与碱的反应 固态 NH4NO3 NaOH NaNO3 NH3 H2O NH4 2SO4 2NaOH Na2SO4 2NH3 2H2O 液态 NH4 OH NH3 H2O 3
8、 NH4 的检验 向含有 NH4 的溶液或晶体中滴加浓 NaOH 溶液 加热时有刺激性气味的气体生成且气 体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 则证明了溶液或晶体中 NH4 的存在 用心 爱心 专心 五 硝酸 1 硝酸的物理性质 纯硝酸是无色易挥发 有刺激性气味的液体 能与水以任意比混溶 98 以上的浓硝酸在空气中由于挥发出 HNO3而产生 发烟 现象 通常叫做发烟硝 酸 2 硝酸的化学性质 1 硝酸的不稳定性 硝酸不稳定 很容易分解 硝酸越浓 就越容易分解 4HNO3 浓 2H2O 4NO2 O2 浓硝酸呈黄色 就是由于硝酸分解产生的 NO2溶于硝酸的缘故 2 硝酸的强氧化性 氧化金属 硝酸是一种强
9、氧化剂 几乎能与所有的金属 Pt Au 除外 发生氧化还原反应 但常温 下 铁 铝在浓硝酸中发生钝化 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3 Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O Ag 2HNO3 浓 AgNO3 NO2 H2O 3Ag 4HNO3 稀 3AgNO3 NO 2H2O 氧化非金属 硝酸还能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应 4HNO3 浓 C 4NO2 2H20 CO2 6HNO3 浓 S 6NO2 2H20 H 2SO4 典型例题典型例题 例 1 将 1 92g 铜粉与一定量浓硝酸反应 当铜粉完全作用时收集到气体 1 12L
10、标准状 况 则消耗硝酸的物质的量是 A 0 12mol B 0 11mol C 0 09mol D 0 08mol 解析 解析 本题由于气体的成分未指明 如果机械的运用 Cu 与浓 HNO3反应的化学方程 式 依据 Cu 或 NO2的量求消耗 HNO3的量 就会得到错误的答案 应考虑实际 随着反 应进行 HNO3的浓度降低 气体将由 NO2变为 NO 气体为 NO2和 NO 的混合气体 参加反 应的 HNO3中的 N 原子分布于产物 Cu NO3 2 NO2和 NO 中 故该类型题可用 N 原子 守恒求解 答案 答案 B 点评 点评 本题考查了浓 HNO3的化学性质 由于没有说明浓硝酸的用量
11、随着反应的进 行 硝酸的浓度会降低 参加反应的硝酸将转化为 Cu NO3 2 NO2或 NO 由 N 原子守恒求得 反应消耗的硝酸的物质的量为 2 1 92g 64g mol 1 11 2L 22 4L mol 1 0 11mol 例 2 0 3mol Cu2S 与足量的浓硝酸反应 生成硝酸铜 硫酸 二氧化氮 水 则参加反 应的硝酸中 未被还原的硝酸为 A 75 6g B 2 2mol C 1 2mol D 1 0mol 用心 爱心 专心 解析 解析 参加反应的硝酸 一部分被还原成 NO2 另一部分起酸的作用生成硝酸铜 因 此未被还原的硝酸的物质的量即为 Cu NO3 2中 NO3 的物质的量
12、 根据 Cu 守恒即可求出 正确答案 n Cu NO3 2 2n Cu2S 0 6mol 则未被还原的 HNO3的物质的量为 1 2mol 即 75 6g 答案 答案 A C 点评 点评 本题考查氧化还原反应中电子守恒的应用 例 3 若以 w1和 w2分别表示浓度为 amol L 1和 bmol L 1氨水的质量分数 且知 2a b 则下列推断正确的是 氨水的密度比纯水的小 A 2 w1 w2 B 2 w2 w1 C w2 2w1 D w1 w2 2w1 解析 解析 设溶液的体积为 VL 密度为 pg mL 1 溶质的摩尔质量为 Mg mol 1 质量 分数为 w 物质的量浓度为 cmol L
13、 1 则根据溶液表达方式不同 但其溶质不变有 VL 103 mL L 1 pg mL 1 w Mg mol 1 VL cmol L 1 即 c 1000pw M 依据题意有 a 1000p1w1 17 b 1000p2w2 17 因为 2a b 所以有 2 p1w1 p2w2 又由于氨水的密度比纯水小 且浓度越大密度越小 即 p22w1 答案 答案 C 点评 点评 本题考查了氨水的质量分数与物质的量浓度的关系 其实质是考查物质的密度 特征 例 4 将含有等体积 NH3 CO2 NO 的混合气体依次通过盛有浓 H2SO4 Na2O2和 Na2CO3溶液的装置 充分作用后 最后得到的气体是 A C
14、O2和 NO B CO2 C NO D NO2 解析 解析 气体通过浓 H2SO4时 NH3将被吸收 通过 Na2O2时 CO2被吸收 放出 O2 产生的 O2会与 NO 恰好完全反应生成和 NO 等体积的 NO2 当 NO2通过 Na2CO3溶液时 NO2与水反应生成了硝酸 跟 Na2CO3反应产生 CO2 同时还有 NO 故答案选 A 答案 答案 A 点评 点评 本题考查常见化合物的重要性质 模拟试题模拟试题 一 选择题 1 近年来 光化学烟雾污染问题已引起人们的关注 下列哪种气体是造成光化学烟雾的 主要因素 A NO2B SO2C COD CH4 2 制备干燥氨气所需要的药品是 A NH
15、4Cl 溶液 NaOH 溶液 碱石灰 B 饱和氨水 C NaOH 溶液 NH4Cl 晶体 浓 H2SO4 D NH4Cl 固体 碱石灰 消石灰 3 下列物质的溶液在长期放置的过程中 因被氧化而呈黄色的是 A 浓硝酸B 工业盐酸C 氯化亚铁D 浓溴水 4 将硝酸分解产生的气体收集于试管内然后倒立于水槽中 一段时间后试管内 假设没 有空气混入 用心 爱心 专心 A 剩余 NO B 剩余 O2 C 剩余 NO2 D 不剩余气体 5 在标准状况下 NO2和 O2按体积比 4 3 混合后充入一干燥烧瓶中 然后将烧瓶倒立于 水中使其充分作用后 烧瓶内溶液物质的量浓度为 A 1 22 4 mol L 1 B
16、 4 7 1 22 4mol L 1 C 4 5 1 22 4 mol L 1 D 4 5 mol L 1 6 某金属单质和一定浓度的硝酸反应 假定只产生单一的还原产物 当参加反应的单质 与被还原硝酸的物质的量之比为 2 1 时 还原产物是 A NO2B NOC N2OD N2 7 金属加工后废切削液中含 2 5 的 NA NO2 直接排放会造成环境污染 下述试 剂中能使其转化为不引起二次污染的 N2的是 A H2O2B NH4ClC NaClD 浓 H2SO4 8 1 92g 铜投入一定量的浓硝酸中 铜完全溶解 生成气体颜色越来越浅 共收集到 672mL 气体 标准状况 将盛有此气体的容器倒扣在水中 通入标准状况下一定体积的 O2 恰好使气体完全溶于水 则通入 O2的体积为 A 504mLB 336mLC 224mLD 168mL 9 最近的病毒学研究发现 一氧化氮对非典病毒抑制作用明显 下列关于 NO 的说法正 确的是 A NO 是亚硝酸酐 B NO 只能人工合成 C NO 可以是某些含低价态氮元素的物质的氧化物 D NO 与 O2 按体积比 4 1 混合后与足量水反应可完全转化为
