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1、第18講 氮及其化合物化學 2018年高考一輪復習考試說明1.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)和應用。2.了解氮的化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響?？键c一氮氣及其氧化物考點三氨銨鹽考點二典型的氧化性酸硝酸考點四噴泉實驗及拓展應用考點五氮及其重要化合物的綜合應用考點六亞硝酸及亞硝酸鈉的性質(zhì)考點一氮氣及其氧化物1.氮氣知識梳理寫出有關化學方程式： ； ； 。2.氮的氧化物氮有多種價態(tài)的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成下表中NO和NO2的比較： NONO2物理性質(zhì)顏色_毒性_溶解性不溶于水能溶于水化學性質(zhì)與O2反應2NOO2=2NO2 與H2O反應 3N

2、O2H2O=2HNO3NO無色紅棕色有毒有毒3.氮氧化物對環(huán)境的污染及防治(1)常見的污染類型光化學煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學反應，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。酸雨：NOx排入大氣中， 與水反應生成HNO3和HNO2， 隨雨雪降到地面。破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。NO與血紅蛋白結合使人中毒。(2)常見的NOx尾氣處理方法堿液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2ONO2、 NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx的處理。催化轉

3、化法在催化劑、 加熱條件下， 氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和CO2)。 一般適用于汽車尾氣的處理。例1.正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“”(1)豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮屬于氮的固定，是化學變化( )(2)汽車尾氣中的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉化來的( )(3)氮元素有負化合價，正化合價和零價，因而常溫下，N2既能與氧氣反應，又能與H2反應( )解析N2在放電條件下才能與O2反應；在高溫高壓、催化劑條件下才能與H2化合生成NH3。(4)在實驗室里，NO和NO2均用排水法收集( )解析NO2可與水反應生成HNO3和NO。(5)可用N

4、O2與水反應制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( )(6)通過灼熱的鎂粉，可除N2中的少量氧氣( )解析3MgN2 Mg3N2例2.俗話說“雷雨發(fā)莊稼”，這說明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合態(tài)的氮。請寫出三個有關的化學方程式：(1)_；(2)_；(3)_。2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO例3.溴蒸氣和NO2都為紅棕色氣體，用濕潤的淀粉-KI試紙或NaOH溶液能鑒別它們嗎？為什么？若不能，請你設計一種簡單的方法，區(qū)別溴蒸氣和NO2。不能鑒別。因為這兩種氣體都有氧化性，都可以把KI中的I氧化成I2，使試紙變藍色。NaOH溶液可以吸收溴蒸氣和NO2而形成無色溶液。方法：用AgNO3溶

5、液，Br2可與AgNO3溶液反應生成淺黃色沉淀AgBr；用水，溶于水后有顏色的是Br2，無顏色的是NO2。 典型例題氮氧化物溶于水的定量判斷例4.如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復后，試管內(nèi)完全被水充滿。原來試管中盛裝的A.可能是N2與NO2的混合氣體B.可能是O2與NO2的混合氣體C.不可能是NO與NO2的混合氣體D.只能是NO2一種氣體若是N2與NO2的混合氣體，無論鼓入多少氧氣，最后都有N2剩余，試管內(nèi)不可能完全被水充滿；若是O2與NO2的混合氣體，

6、由4NO2O22H2O=4HNO3，可知，當 4時，NO2有剩余，剩余的NO2和水反應產(chǎn)生NO，故試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當向試管內(nèi)不斷鼓入氧氣后，4NO3O22H2O=4HNO3，故試管能被水充滿；若是NO與NO2的混合氣體，開始時，3NO2H2O=2HNO3NO，氣體體積減小，但有NO剩余，當向試管內(nèi)不斷鼓入適量的氧氣后，4NO3O22H2O=4HNO3，試管內(nèi)的氣體完全被水吸收。反思歸納 解答氮氧化物溶于水的計算問題首先應明確原理無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體，反應的實質(zhì)是3NO2H2O=2HNO3NO，2NOO2=2NO2，故若有氣體剩

7、余只能是NO或O2，不可能是NO2。(1)若NO和O2通入水中，總關系式為4NO3O22H2O=4HNO3。(2)若NO2和O2通入水中，總關系式為4NO2O22H2O=4HNO3?？键c二典型的氧化性酸硝酸1.物理性質(zhì)硝酸是無色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。2.化學性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性反應： 。4HNO3(濃) 2H2O4NO2O2(2)強氧化性硝酸無論濃、稀都有強氧化性，而且濃度越大，氧化性越強。按要求完成下列反應的方程式：與金屬反應：稀硝酸與銅反應： ；濃硝酸與銅反應： 。3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O與非金屬反應

8、：濃硝酸與C的反應： ；與還原性化合物反應：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2等還原性物質(zhì)。稀硝酸與FeSO4溶液反應的離子方程式： 。C4HNO3(濃) CO24NO22H2O3Fe24H =3Fe3NO2H2O(3)與有機物反應硝化反應(與 反應)： ；顏色反應：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時變黃色。特別提醒(1)硝酸與金屬反應的規(guī)律HNO3與金屬反應一般不能產(chǎn)生H2。還原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)NO2，HNO3(稀)NO；很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。硝酸與金屬反應時既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。(2)涉及HNO3的離子反應常見的易錯問題忽視 在酸性條件

9、下的強氧化性。在酸性條件下 不能與Fe2、I、 、S2等還原性較強的離子大量共存。在書寫離子方程式時，忽視HNO3的強氧化性，將氧化還原反應簡單的寫成復分解反應。例1.正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“”(1)常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學變化( )(2)可用稀硝酸與FeS固體反應制取H2S( )解析稀硝酸具有強氧化性，可氧化H2S。(3)過量的銅與濃硝酸反應，產(chǎn)物中一定有NO( )解析濃硝酸與Cu反應，逐漸變?yōu)橄∠跛?，因而會產(chǎn)生NO。(4)濃硝酸在光照下久置，會變黃( )(5)濃硝酸中滴加紫色石蕊試液，最終變?yōu)榧t色( )解析濃硝酸具有酸性和強氧化性，可使石蕊試液先變紅后褪色。例2.久置

10、的濃硝酸呈黃色，如何除去？怎樣保存濃硝酸？濃硝酸顯黃色是由于濃硝酸見光或受熱發(fā)生分解，生成的NO2溶于濃硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空氣)，使其發(fā)生反應4NO2O22H2O=4HNO3。保存時應保存在棕色試劑瓶中，并置于陰涼處。方法指導1.金屬與硝酸反應的思維模型2.金屬與硝酸反應計算的四種方法(1)原子守恒法HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，以 的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。(2)得失電子守恒法HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子

11、的物質(zhì)的量。(3)電荷守恒法HNO3過量時反應后溶液中(不考慮OH)則有：c( )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的混合酸反應時， 由于硝酸鹽中 在H2SO4提供H的條件下能繼續(xù)與金屬反應，因此此類題目應用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應的金屬或H或 進行相關計算，且溶液中要符合電荷守恒。答題模板現(xiàn)象描述答題模板(1)全面描述現(xiàn)象的程序“海、陸、空”“?！比芤河惺裁醋兓?；“陸”固體有什么變化；“空”氣體有什么變化。(2)規(guī)范描述現(xiàn)象的答題模板如顏色：由(具體顏色)變?yōu)?具體顏色)；氣體：溶液中產(chǎn)生(顏色)的氣泡，(或)

12、在固體表面產(chǎn)生(顏色)氣泡；沉淀：在(顏色)溶液中產(chǎn)生(顏色)的沉淀(渾濁)?？键c三氨銨鹽1.氨的分子結構和物理性質(zhì)電子式密度氣味水溶性_比空氣_強烈 性氣味極易溶于水(1700)小刺激2.氨的化學性質(zhì)(1)氨氣與水的反應NH3H2ONH3H2O OH，氨氣溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有 。氨水為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解：NH3H2O 。NH3H2O、NH3、H2O、 、OH、HNH3H2O(2)氨氣與酸的反應蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現(xiàn)象為 ，將濃鹽酸改為 ，也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象?；瘜W方程式： 。(3)與鹽溶液的反應如過量氨水與AlCl3反應的離子方程式：

13、。(4)氨氣的還原性氨的催化氧化化學方程式： 。4NH35O2 4NO6H2O有白煙生成濃硝酸HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3Al33NH3H2O=Al(OH)333.氨氣的實驗室制法4.銨鹽及 的檢驗(1)銨鹽的物理性質(zhì)銨鹽都是 色固體，均易溶于水。(2)銨鹽的化學性質(zhì)白NH4Cl NH3HClNH4HCO3 NH3CO2H2OOH NH3H2O紅藍例1.正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“”(1)氨氣溶于水能導電，所以氨氣是電解質(zhì)( )(2)實驗室可用濃氨水與生石灰制取氨氣( )(3)氨氣的還原性可以解釋氨氣與氯化氫的反應實驗( )(4)實驗室制取氨氣的方法是加熱分解氯

14、化銨( )(5)銨鹽加熱都易分解，產(chǎn)生氨氣( )(6)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH( )(7)銨鹽都易溶于水，其水溶液均呈酸性( )解析NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈堿性。例2.(1)現(xiàn)有1 molL1的氨水，則該溶液中NH3H2O濃度是1 molL1嗎？為什么？不是。溶液中NH3、 、NH3H2O的濃度和為1 molL1。注意通常認為氨水中的溶質(zhì)是NH3。(2)為什么蘸有濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時會產(chǎn)生白煙？蘸有濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近時是否也產(chǎn)生白煙？濃氨水和濃鹽酸均有揮發(fā)性，揮發(fā)出來的NH3和HCl在空氣中相遇，反應生成NH4Cl固體小顆粒，即為白煙。濃硫酸沒有揮發(fā)

15、性，故不可能形成白煙。例3.固態(tài)NH4Cl受熱變成氣體，氣體遇冷又變?yōu)楣虘B(tài)NH4Cl；固態(tài)碘受熱變成蒸氣，蒸氣遇冷又變成固態(tài)碘。這兩種現(xiàn)象的本質(zhì)是否相同？請說明判斷的理由。不相同。NH4Cl固體受熱分解生成NH3和HCl，發(fā)生了化學變化；固態(tài)碘受熱升華成為碘蒸氣，是物理變化。歸納總結實驗室制取氨氣的簡易方法方法化學方程式(或原理)發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3H2O NH3H2O方法化學方程式(或原理)發(fā)生裝置濃氨水固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使氨水分解，且OH濃度的增大有利于NH3的生成濃氨水固體CaOCaO與水反應，使溶劑(水)減少；反應放熱，促使氨水分解?；瘜W方程式NH3H2OCaO=N

16、H3Ca(OH)2考點四噴泉實驗及拓展應用1.噴泉實驗的原理使燒瓶內(nèi)外在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內(nèi)，在尖嘴導管口形成噴泉。2.形成噴泉的類型下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和液體。氣體HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2、(43)NO2、O2(41)吸收劑水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水3.噴泉實驗的發(fā)散裝置及操作方法噴泉實驗是中學化學的重要實驗，其本質(zhì)是形成壓強差而引發(fā)液體上噴，以教材中的裝置(發(fā)散源)可設計如圖所示的多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷或冷敷、生成氣體等)來形成噴泉。設計說明：裝置改（I）變

17、了膠頭滴管的位置，膠頭滴管擠入少量水于試劑瓶中，即可使少量溶液沿導管進入燒瓶中，導致大量的NH3溶解，燒瓶內(nèi)形成負壓而產(chǎn)生噴泉。裝置（II）省去了膠頭滴管，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進入燒瓶中，瓶內(nèi)氨氣溶于水)。裝置（III）在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)致使錐形瓶內(nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶內(nèi)氣體壓強增大而產(chǎn)生噴泉。裝置（IV）向?qū)Ч苤型ㄈ胍欢康腍2S和SO2，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶內(nèi)壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。裝置（V）打開處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關

18、閉該止水夾，等充分反應后再打開處的止水夾，觀察到先有白煙產(chǎn)生，后產(chǎn)生噴泉。裝置（VI）中，擠壓膠頭滴管，然后打開導管上部的兩個活塞，則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象，再打開導管下部活塞，則可產(chǎn)生雙噴泉。4.噴泉實驗產(chǎn)物的濃度計算關鍵是確定所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積，標準狀況下的氣體進行噴泉實驗后物質(zhì)的量濃度：注意箭頭指出可體現(xiàn)物質(zhì)的性質(zhì)，指向可尋找該物質(zhì)的制備方法?？键c五氮及其重要化合物的綜合應用規(guī)律方法1.有關氮及其重要化合物的推斷題常以“產(chǎn)生白煙、紅棕色氣體、無色氣體在空氣中變?yōu)榧t棕色、能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變?yōu)樗{色”等特殊現(xiàn)象為突破口。2.不同價態(tài)的含氮物質(zhì)的轉化(1)歧化同一元素的化合

19、價在同一反應中既升高又降低。如：3NO2H2O=2HNO3NO2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2O(3)含氮物質(zhì)的連續(xù)氧化考點六亞硝酸及亞硝酸鈉的性質(zhì)1.亞硝酸(HNO2)亞硝酸是弱酸。向亞硝酸鈉溶液中加酸，生成亞硝酸(HNO2)。亞硝酸不穩(wěn)定，僅存在于冷的稀溶液中，微熱甚至常溫下也會分解，產(chǎn)生紅棕色的二氧化氮氣體。NaNO2H2SO4(稀)=NaHSO4HNO22HNO2=NONO2H2O2.亞硝酸鈉(NaNO2)(1)亞硝酸鈉的物理性質(zhì)及用途亞硝酸鈉的化學式為NaNO2，是可溶性鹽。其熔點為271 ，分解溫度為320 。亞硝酸鈉在建筑業(yè)中常

20、用作混凝土摻加劑，以促進混凝土凝固，提高其強度，防止在冬天低溫施工時混凝土發(fā)生凍結。亞硝酸鈉還是一種食品添加劑，用作食品防腐劑和肉類食品的發(fā)色劑。(2)亞硝酸鈉的氧化性在亞硝酸鈉中，氮的化合價為3，處于中間價態(tài)。因此，亞硝酸鈉與強還原性物質(zhì)反應時，表現(xiàn)出氧化性。如亞硝酸鈉與碘化鉀反應可生成單質(zhì)碘。2 2I4H=2NOI22H2O析出的碘可以使淀粉溶液變藍色，據(jù)此可以檢驗 的存在。亞硝酸鈉與FeCl2溶液反應，生成棕黃色的FeCl3溶液。 Fe22H=NOFe3H2O(3)亞硝酸鈉的還原性亞硝酸鈉與強氧化性物質(zhì)反應時，表現(xiàn)出還原性。如亞硝酸鈉與K2Cr2O7酸性溶液反應時， 被還原成Cr3，K2

21、Cr2O7溶液由橙色變?yōu)榫G色。(4)亞硝酸鈉與氯化鈉的鑒別與氯化鈉不同，亞硝酸鈉與AgNO3溶液反應生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸。Ag =AgNO2 例.亞硝酸鈉(NaNO2)是一種具有咸味、有毒，且價格比食鹽(NaCl)便宜的工業(yè)用鹽，常被誤作食鹽使用，導致多起中毒事故發(fā)生，它的部分性質(zhì)如圖，下列說法錯誤的是A.可用淀粉碘化鉀試紙和食醋鑒別 食鹽(NaCl)與亞硝酸鈉(NaNO2)B.亞硝酸鈉可以加到食品中，但添 加量要符合規(guī)定C.NaNO2與N2H4反應生成NaN3的化 學方程式為NaNO2N2H4=NaN32H2OD.上圖所涉及的化學反應都是氧化還原反應亞硝酸鈉能和KI反應生成碘單質(zhì)，碘與淀粉溶液變藍色，A項正確；NaNO2具有防腐性，但有毒，所以亞硝酸鈉可以加到食品中，但添加量要符合規(guī)定，B項正確；亞硝酸鈉和肼反應生成疊氮化鈉和水，該反應中N元素化合價由3價、2價變?yōu)?價，C項正確；有電子轉移的化學反應為氧化還原反應，其特征是有元素化合價升降，NaNO2與NH4Cl反應生成NH4NO2沒有化合價的變化，D項錯誤。