《氮及其化合物》PPT課件.ppt

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1、氮及其化合物知識(shí),閱讀課本及填寫(xiě)世紀(jì)金榜考點(diǎn)梳理、要點(diǎn)聚焦,強(qiáng)氧化性,NO,N2,NO2,HNO3,NH3,,,Mg3N2,,,,,,N2O4,NaNO3,,NH3.H2O,,與水反應(yīng),與酸反應(yīng),銨鹽：NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2SO4、NH4HCO3等,Cl2、金屬氧化物、氮的氧化物,氨的催化氧化,,與弱堿陽(yáng)離子反應(yīng),弱堿（與Ag+反應(yīng)生成銀氨溶液）,,氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,,,,分解,與堿反應(yīng),水解,,,,酸性,,不穩(wěn)定性,,與非金屬反應(yīng),,與其它還原性物質(zhì)反應(yīng),與 金 屬 反 應(yīng),,與有機(jī)物反應(yīng),方法指導(dǎo),一、氨的制取及檢驗(yàn),1.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制取 (1)反應(yīng)原理： 2NH

2、4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O (2)裝置原理(發(fā)生、凈化、收集、尾氣吸收),加熱,發(fā)生裝置：大試管、單孔橡膠塞、酒精燈等。 凈化裝置：含有水蒸氣雜質(zhì)，可以通過(guò)裝有堿石灰的U形管或球形干燥管進(jìn)行凈化，不能用CaCl2、P2O5、濃硫酸作干燥劑，因?yàn)镹H3能與CaCl2反應(yīng)生成CaCl28NH3。P2O5與濃硫酸均能與NH3反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽。 收集裝置：氯氣能溶于水，所以要用向上排空法或排飽和食鹽水法。,一、氨的制取及檢驗(yàn),1.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制取 (1)反應(yīng)原理： 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O (2)裝置原理(發(fā)生、凈化、收集、

3、尾氣吸收),加熱,尾氣吸收：氨氣不能直接排放到空氣中，可以用將多 余的氨氣通入水中進(jìn)行吸收(要注意放倒吸)裝置圖如下：,一、氨的制取及檢驗(yàn),1.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制取 (1)反應(yīng)原理： 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O (2)裝置原理(發(fā)生、凈化、收集、尾氣吸收),加熱,(3)如果沒(méi)有氯化銨和氫氧化鈣，也可以使用濃氨水和生石灰或燒堿固體來(lái)制取少量氨氣。裝置如上圖。,一、氨的制取及檢驗(yàn),2.工業(yè)合成氨簡(jiǎn)述 (1)原料：空氣、水和燃料(用于生產(chǎn)氫氣) (2)適宜條件 從反應(yīng)速率、平衡轉(zhuǎn)化率、催化劑活性、成本等方面進(jìn)行綜合分析： 溫度：500左右 壓強(qiáng)：1107 Pa左右

4、 催化劑：鐵觸媒 及時(shí)將生成的氨氣分離，剩余氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)使用。,3.氨氣的檢驗(yàn) 方法一：能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)； 方法二：與濃鹽酸作用產(chǎn)生大量白煙；,二、NO、NO2的制取,三、氮氧化物有關(guān)計(jì)算,(1)原理將NO2(或NO)和O2同時(shí)通水中發(fā)生如下反應(yīng)： 3NO2+H2O 2HNO3+NO 2NO+O2 2NO2 以上兩個(gè)反應(yīng)不斷循環(huán)，逐步經(jīng)計(jì)算非常復(fù)雜。通常用總反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算將大大簡(jiǎn)化，兩個(gè)總反應(yīng)式如下： 4NO2+O2+2H2O 4HNO3 4NO+3O2+2H2O 4HNO3,三、氮氧化物有關(guān)計(jì)算,(2)具體分析如下 如果是將NO2和O2同時(shí)通入水中反應(yīng)： 當(dāng)V(N

5、O2)V(O2)=41時(shí)，無(wú)氣體剩余，最后只是HNO3 當(dāng)V(NO2)V(O2)41時(shí)，NO2過(guò)量，剩余為NO 如果是將NO和O2同時(shí)通入水中反應(yīng)： 當(dāng)V(NO)V(O2)=43時(shí)，恰好完全反應(yīng)，無(wú)氣體剩余 當(dāng)V(NO)V(O2)43時(shí)，NO過(guò)量，NO剩余 當(dāng)V(NO)V(O2)<43時(shí)，O2過(guò)量，O2剩余,(3)如果不是恰好反應(yīng)，則剩余氣體只可能是氧氣或NO， 不可能剩余NO2(為什么？),四、NO2和溴蒸氣的鑒別方法,五.硝酸還原產(chǎn)物的確定,(1)金屬與一定量的濃硝酸反應(yīng)時(shí)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，硝酸濃度將降低，轉(zhuǎn)化為稀硝酸時(shí)，還原產(chǎn)物也將從原來(lái)的NO2轉(zhuǎn)化為NO； (2)定量分析：硝酸還原產(chǎn)物是

6、什么，取決于硝酸得到的電子數(shù)。假設(shè)每摩爾硝酸獲得電子x mol,則有： 若x=1，還原產(chǎn)物是NO2或N2O4； 若x=2，還原產(chǎn)物是N2O3； 若x=3，還原產(chǎn)物是NO； 若x=4，還原產(chǎn)物是N2O； 若x=5，還原產(chǎn)物是N2或NH4NO2； 若x=8，還原產(chǎn)物是NH3或NH4NO3；,六.NO制取實(shí)驗(yàn)的探究,由于NO很容易被氧氣氧化，因此要制得較為純凈的NO，必須設(shè)法排除空氣的影響。常用方法有：,方案一：裝置如圖，利用與NO不反應(yīng)的氣體如CO2趕盡裝置中的空氣。 實(shí)驗(yàn)步驟為：先向試管中加入一定量的碳酸鈣固體，再向試管中加入過(guò)量的稀硝酸，并迅速蓋上帶銅絲和導(dǎo)管的橡皮塞，待反應(yīng)完全后，將導(dǎo)管插入

7、試管內(nèi)接近液面，再將銅絲插入到溶液中，此時(shí)銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生無(wú)色NO氣體，(如反應(yīng)不明顯，可稍加熱)用注射器向試管內(nèi)推入氧氣，可看到無(wú)色NO氣體變成紅棕色的NO2氣體。,方案二：如用圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以用液體趕盡裝置中的空氣。 實(shí)驗(yàn)步驟為：將分液漏斗活塞打開(kāi)，從U形管的長(zhǎng)管口注入稀硝酸一直注到分液漏斗的活塞處為止，關(guān)閉活塞。此時(shí)可看到有氣體生成(如反應(yīng)不明顯可放在熱水浴中稍加熱)。當(dāng)產(chǎn)生的NO氣體將稀硝酸排入長(zhǎng)管內(nèi)，使銅絲與稀硝酸脫離后反應(yīng)會(huì)自動(dòng)停止，在U形管的短管內(nèi)可觀察到無(wú)色的NO氣體。如果將活塞慢慢打開(kāi)，U形管長(zhǎng)管中的稀硝酸又回落到短管內(nèi)，分液漏斗中有紅棕色的氣體生成。,2.NO制取實(shí)驗(yàn)

8、的探究,由于NO很容易被氧氣氧化，因此要制得較為純凈的NO，必須設(shè)法排除空氣的影響。常用方法有：,方案三：如用圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 實(shí)驗(yàn)步驟為：將分液漏斗置于鐵圈上，向分液漏斗中加稀硝酸，至液面離漏斗口1厘米左右(目的是不僅可避免塞膠塞時(shí)酸液外溢，又可防止空氣殘留)，塞上帶長(zhǎng)頸漏斗的膠塞(事先捆上細(xì)銅絲)，這時(shí)錐形瓶里反應(yīng)緩慢發(fā)生，產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)加大使液體被緩慢地壓到長(zhǎng)頸漏斗中直至銅絲與稀硝酸脫離接觸，反應(yīng)即自行停止。打開(kāi)分液漏斗的下口活塞，液體逐漸流入燒杯中，長(zhǎng)頸漏斗中的液體也一起流下，使分液漏斗中的氣體壓強(qiáng)減小，空氣被快速吸入分液漏斗中，使NO被氧化為NO2。,2.NO制取實(shí)驗(yàn)的探究,由于NO

9、很容易被氧氣氧化，因此要制得較為純凈的NO，必須設(shè)法排除空氣的影響。常用方法有：,方案四：如用圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用稀硝酸排凈“U”型管右邊空氣，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的NO氣體將稀硝酸排入長(zhǎng)管內(nèi)，使銅絲與稀硝酸脫離后反應(yīng)會(huì)自動(dòng)停止，在U形管的短管內(nèi)可觀察到無(wú)色的NO氣體。然后用注射器向試管內(nèi)推入氧氣，可看到無(wú)色NO氣體變成紅棕色的NO2氣體。,2.NO制取實(shí)驗(yàn)的探究,由于NO很容易被氧氣氧化，因此要制得較為純凈的NO，必須設(shè)法排除空氣的影響。常用方法有：,七.氨水濃度計(jì)算,氨氣溶于水后發(fā)生反應(yīng)，溶液中含有多種成分，在計(jì)算氨水溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，應(yīng)該以原來(lái)溶解的氨氣質(zhì)量作為溶質(zhì)質(zhì)量。,1.發(fā)射衛(wèi)星的運(yùn)載火箭，其推

10、進(jìn)劑引燃后發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后產(chǎn)生的高溫氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均為無(wú)色，但在衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)看到火箭噴出大量紅煙，產(chǎn)生紅煙的原因是 A. 高溫下N2遇空氣生成NO2 B. NO遇空氣生成NO2 C. CO2與NO反應(yīng)生成CO和NO2 D. NO與H2O反應(yīng)生成H2和NO2,【解析】 紅煙是二氧化氮，由NO和氧氣反應(yīng)生成。,,2. (2008廣東)下列化學(xué)反應(yīng)的離子方程式正確的是 （ ） A.在稀氨水中通入過(guò)量CO2： NH3H2O+CO2 NH4++HCO3 B.少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中

11、： SO2+H2O+Ca2++2ClO CaSO3+2HClO C.用稀HNO3溶液FeS固體： FeS+2H+ Fe2++H2S D.氫氧化鈣溶液與等物質(zhì)的量的稀硫酸混合： Ca2++OH+H++SO42 CaSO4+H2O,A,【解析】HClO有強(qiáng)氧化性，CaSO3還原性強(qiáng)，兩者不能同時(shí)存在，B錯(cuò)；HNO3能將H2S氧化，C錯(cuò)；氫氧化鈣溶液與等物質(zhì)的量的稀硫酸反應(yīng)，各種離子均能反應(yīng)完全，所以參加反應(yīng)的Ca2+和OH物質(zhì)的量之比應(yīng)該為12，D錯(cuò)。,,3、下圖中a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑， 可用下圖裝置制取、凈化、收集的氣體是 （ ）,B,4、下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣

12、的裝置和選用的試劑，其中錯(cuò)誤的是,A.只有 B.只有 C. D.,【解析】實(shí)驗(yàn)室制備N(xiāo)H3的方法不只一種，除課本介紹的由NH4Cl與堿石灰反應(yīng)制取之外，其他的只要合理亦可。裝置中NH4Cl加熱分解產(chǎn)生的NH3、HCl很容易在管口重新化合成NH4Cl，而無(wú)法收集到NH3。裝置在加熱時(shí)，管口應(yīng)略向下傾斜，以防止冷凝水倒流使試管底部破裂。,,5、無(wú)色的混合氣體甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種。將100mL氣體甲經(jīng)過(guò)下圖實(shí)驗(yàn)處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無(wú)氣體剩 余，則氣體甲的組成可能為 （ ）,A.NH3、NO2、N2 B.NH

13、3、NO、CO2 C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2,B,【解析】原來(lái)氣體無(wú)色，說(shuō)明不含NO2；通過(guò)濃硫酸體積減少，說(shuō)明含有氨氣；通過(guò)足量Na2O2，氣體顯紅棕色，證明含有NO、CO2；最后幾乎無(wú)氣體剩余，說(shuō)明沒(méi)有N2。,,6、 (2008重慶)下列敘述正確的是 （ ） A.稀硝酸、稀硫酸均能將木炭氧化成二氧化碳 B.Na2O2與水反應(yīng)、紅熱的Fe與水蒸氣反應(yīng)均能生成堿 C.Li、C、P分別在足量氧氣中燃燒均生成一種相應(yīng)氧化物 D.NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三種固體受熱后均能生成氣體,C,【解析】稀硝酸、稀硫酸均無(wú)法將木炭氧化成二氧化碳，A錯(cuò)；Fe與

14、水蒸氣反應(yīng)能生成四氧化三鐵，B錯(cuò)；Na2CO3固體受熱難分解，D錯(cuò)。,,7、 關(guān)于下列各裝置圖的敘述中，不正確的是（ ）,A,A.裝置中，d為陽(yáng)極、c為陰極 B.裝置可用于收集H2、NH3、CO2等氣體 C.裝置中X若為四氯化碳，可用于吸收氨氣或氯化氫，并防止倒吸 D.裝置可用于干燥、收集氨氣，并吸收多余的氨氣,【解析】電流從電源正極流出，所以d與電源負(fù)極相連應(yīng)該是陰極。裝置收集H2、NH3、時(shí)應(yīng)該從a口進(jìn)氣，收集CO2氣體則應(yīng)該從b口進(jìn)氣；氨氣或氯化氫都極易溶于水，但是不溶于四氯化碳，可以防倒吸；堿石灰可以干燥氨氣，吸收氨氣應(yīng)該防倒吸。,,【評(píng)注】從圖示觀察信息，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)綜合考查相關(guān)

15、知識(shí)。 關(guān)鍵要準(zhǔn)確看懂圖中裝置及其用途。,8、已知A、B、C、D為氣體，E、F為固體，G是氯化鈣，它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示：,（1）D的化學(xué)式(分子式)是 ，E的化學(xué)式(分子式) 是 。 （2）A和B反應(yīng)生成C的化學(xué)方程式是 （3）E和F反應(yīng)生成D、H和G的化學(xué)方程式是,,,,,NH3,NH4Cl,H2+Cl2 2HCl,點(diǎn)燃,2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+2H2O+CaCl2,B,9、已知A、B、C、D為氣體，E、F為固體，G是氯化鈣，它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示：,【解析】 E、F兩種固體之間反應(yīng)生成氣體D同時(shí)有氯化鈣生成，應(yīng)該就是Ca(OH)2和氯化銨反應(yīng)制

16、取氨氣的反應(yīng)；又因?yàn)锳和B兩種氣體反應(yīng)產(chǎn)生生成氣體C，C和D(氨氣)產(chǎn)生固體E，因此可以確定C是氯化氫。,,10、短周期元素的單質(zhì)X、Y、Z在通常狀況下均為氣態(tài)，并有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件略去)：,已知： a.常見(jiàn)雙原子單質(zhì)分子中，X分子含共價(jià)鍵最多。 b.甲分子含10個(gè)電子，乙分子含18個(gè)電子。,(1) X的電子式是,,(2)實(shí)驗(yàn)室可用下圖所示裝置(缺少收集裝置，夾持固定裝置略去)制備并收集甲。,在圖中方框內(nèi)繪出用燒瓶收集甲的儀器裝置簡(jiǎn)圖為 。 試管中的試劑是(填寫(xiě)化學(xué)式) 燒杯中溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色，其原因是(用電離方程式表示),,,,NH4Cl、Ca(OH)2,NH3H2O NH

17、4++OH,(3)磷在Z中燃燒可生成兩種產(chǎn)物，其中一種產(chǎn)物丁分子中各原子最外層不都是8電子結(jié)構(gòu)，丁的化學(xué)式是 。 (4) n mol丁與n mol丙在一定條件下反應(yīng)，生成4n mol 乙和另一化合物，該化合物蒸氣的密度是相同狀況下氫氣的174倍，其化學(xué)式是,,PCl3,,P3N3Cl6,【解析】(1)首先判斷出X、Y、Z分別是氮?dú)狻錃?、氯氣；甲、乙、丙分別是氨氣、氯化氫、氯化銨；(2)收集氨氣應(yīng)該向下排空法，畫(huà)圖時(shí)應(yīng)該將進(jìn)氣口畫(huà)到接近瓶底；(3)磷在氯氣中燃燒生成最外層不都是8電子結(jié)構(gòu)的分子是PCl5；(4)先求出化合物相對(duì)分子質(zhì)量是1742=348；依據(jù)質(zhì)量守恒定律可以寫(xiě)出如下表示

18、式：PCl5+NH4Cl 4HCl+？得出新化合物分子中各原子個(gè)數(shù)比PClN=121，設(shè)其化學(xué)式為PxNxCl2x，依據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量為348，可以求得化學(xué)式。,,11、有混合氣體X，它是由NO、H2、CO2組成，通入足量的Na2O2層后，變成混合氣體Y，將Y用電火花引燃使其充分反應(yīng)，只得到濃度為70%的HNO3溶液，無(wú)其他任何氣體，則X中NO、H2、CO2的體積之比為 ( ) A.111 B.127 C.322 D.247,D,【解析】依據(jù)題意最后得到70%的HNO3溶液，假設(shè)硝酸溶液為90 g，則含有HNO3 63 g即1 mol,含有H2O 27

19、 g即1.5 mol。依據(jù)元素守恒可以求出N原子物質(zhì)的量為1 mol, H物質(zhì)的量為4 mol；再依據(jù)4NO+3O2+2H2O 4HNO3和O2+2H2 2H2O、2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2，可以求出CO2物質(zhì)的量為(3/4+1)2 mol=3.5 mol。,,12、向1 L 0.4 mol/L硫酸溶液中加入10.1 g KNO3和9.6 g 銅粉，充分反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 A. 2.24 L B.1.12 L C. 0.448 L D.0.56 L,【解析】加入硝酸鉀后相當(dāng)于有硝酸，與銅反應(yīng)后成硝酸銅。如果

20、含有氫離子存在，又相當(dāng)于有硝酸，會(huì)繼續(xù)反應(yīng)，不斷反復(fù)，因此應(yīng)該采用離子方程式進(jìn)行分析： 3Cu+8H++2NO3 3Cu2++2NO+4H2O。 溶液中n(H+)=0.8 mol,n(NO3)=0.1 mol, n(Cu)=0.15 mol,所以氫離子過(guò)量，硝酸根離子和銅粉均完全反應(yīng)，產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量為0.1mol。,,13、將充滿NO2和O2混合氣體的量筒倒立于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強(qiáng)不變，水進(jìn)入至量筒容積的一半處停止了，則原混合氣體中NO2和O2的體積比是多少？,【解析】設(shè)原混合氣體的體積為1，混合氣體中NO2的體積為x，則O2的體積為1x。根據(jù)題意可知，最后剩余氣體不可能為N

21、O，只能為O2(理由：若剩余的氣體為NO，其體積為1/2，則相當(dāng)于NO2過(guò)量3/2，過(guò)量的NO2比原來(lái)的NO2和O2混合氣體的總體積還大，不合理。)。發(fā)生的總反應(yīng)是： 4NO2+O2+2H2O 4HNO3 則有：1xx/4=1/2，解得x=2/5， V(NO2)V(O2)=2/5(12/5)=23，從而得到,,14、將0.1 mol銅與40 mL 10 molL1HNO3充分反 應(yīng)后，溶液中含a mol H+，由此可知 （ ） A.生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48 L B.生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.49 L C.被還原的硝酸的物質(zhì)的量為(0.2a) mol D.反應(yīng)后

22、溶液所含NO3物質(zhì)的量為0.2 mol,C,【解析】反應(yīng)開(kāi)始時(shí)是濃硝酸，隨后濃度變稀，轉(zhuǎn)化為銅與稀硝酸反應(yīng)。因此不能用銅與濃硝酸或稀硝酸的一種反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算；但是無(wú)論濃硝酸還是稀硝酸，銅片均能反應(yīng)完。根據(jù)氮元素守恒有：被還原的硝酸+硝酸銅中的硝酸根離子+剩余硝酸=原有硝酸總量，即被還原的硝酸+0.1 mol2+a mol=0.4 mol,故被還原的硝酸=(0.2a) mol。由于a不確定，所以不能計(jì)算產(chǎn)生氣體物質(zhì)的量。,,15、 0.5 mol硝酸銨在一定條件下可分解成0.2 mol硝酸和16.2 g水以及另外一種氣態(tài)物質(zhì)，該氣態(tài)物質(zhì)可能是 （ ） A.NO

23、 B.N2O C.N2O3 D.N2,D,解法一：0.5 mol硝酸銨中含有0.5 mol硝酸根離子和0.5 mol銨根離子。依據(jù)題意有0.3 mol硝酸根離子被還原、0.5 mol銨根離子被氧化。假設(shè)每個(gè)NO3得到x個(gè)電子，每個(gè)NH4+失去y個(gè)電子，因?yàn)殡娮拥檬嗟?，則有:0.3 mol x=0.5 mol y，得出xy=53，NO3和NH4+中的氮元素都轉(zhuǎn)化為零價(jià)，所以產(chǎn)物是氮?dú)狻?【解析】,,【評(píng)注】確定氧化產(chǎn)物或是還原產(chǎn)物最基本的方法就是依據(jù)元素化合價(jià)變化情況來(lái)分析。本例中方法二適用性不廣，一般不用。,15、0.5 mol硝酸銨在一定條件下可分解成0.2 mol硝

24、酸和16.2 g水以及另外一種氣態(tài)物質(zhì)，該氣態(tài)物質(zhì)可能是 （ ） A.NO B.N2O C.N2O3 D.N2,D,16、同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們是NO和NO2，NO2和O2，NH3和N2?，F(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中，充分反應(yīng)后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列關(guān)系正確的是 A.V1V2V3 B.V1V3V2 C.V2V3V1 D.V3V1V2,【解析】 只有NO2發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O 2HNO3+ NO，結(jié)果氣體減少了1/3，剩余2/3；發(fā)生的反應(yīng)是4NO2+O2+2H2O 4HNO3，假設(shè)原來(lái)氣體各有4體積，反應(yīng)后只剩余氧氣3體積，是原體積的3/8；中氨氣全部溶解，剩余體積一半。,,