《氮及其化合物》PPT課件.ppt

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1、氮及其化合物知識,閱讀課本及填寫世紀金榜考點梳理、要點聚焦,強氧化性,NO,N2,NO2,HNO3,NH3,,,Mg3N2,,,,,,N2O4,NaNO3,,NH3.H2O,,與水反應,與酸反應,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,,與弱堿陽離子反應,弱堿（與Ag+反應生成銀氨溶液）,,氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關系,,,,分解,與堿反應,水解,,,,酸性,,不穩(wěn)定性,,與非金屬反應,,與其它還原性物質(zhì)反應,與 金 屬 反 應,,與有機物反應,方法指導,一、氨的制取及檢驗,1.氨氣的實驗室制取 (1)反應原理： 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)，可以通過裝有堿石灰的U形管或球形干燥管進行凈化，不能用CaCl2、P2O5、濃硫酸作干燥劑，因為NH3能與CaCl2反應生成CaCl28NH3。P2O5與濃硫酸均能與NH3反應，生成相應的鹽。 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,1.氨氣的實驗室制取 (1)反應原理： 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行吸收(要注意放倒吸)裝置圖如下：,一、氨的制取及檢驗,1.氨氣的實驗室制取 (1)反應原理： 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制取少量氨氣。裝置如上圖。,一、氨的制取及檢驗,2.工業(yè)合成氨簡述 (1)原料：空氣、水和燃料(用于生產(chǎn)氫氣) (2)適宜條件 從反應速率、平衡轉(zhuǎn)化率、催化劑活性、成本等方面進行綜合分析： 溫度：500左右 壓強：1107 Pa左右

4、 催化劑：鐵觸媒 及時將生成的氨氣分離，剩余氮氣和氫氣循環(huán)使用。,3.氨氣的檢驗 方法一：能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍； 方法二：與濃鹽酸作用產(chǎn)生大量白煙；,二、NO、NO2的制取,三、氮氧化物有關計算,(1)原理將NO2(或NO)和O2同時通水中發(fā)生如下反應： 3NO2+H2O 2HNO3+NO 2NO+O2 2NO2 以上兩個反應不斷循環(huán)，逐步經(jīng)計算非常復雜。通常用總反應式進行計算將大大簡化，兩個總反應式如下： 4NO2+O2+2H2O 4HNO3 4NO+3O2+2H2O 4HNO3,三、氮氧化物有關計算,(2)具體分析如下 如果是將NO2和O2同時通入水中反應： 當V(N

5、O2)V(O2)=41時，無氣體剩余，最后只是HNO3 當V(NO2)V(O2)41時，NO2過量，剩余為NO 如果是將NO和O2同時通入水中反應： 當V(NO)V(O2)=43時，恰好完全反應，無氣體剩余 當V(NO)V(O2)43時，NO過量，NO剩余 當V(NO)V(O2)<43時，O2過量，O2剩余,(3)如果不是恰好反應，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時，隨著反應進行，硝酸濃度將降低，轉(zhuǎn)化為稀硝酸時，還原產(chǎn)物也將從原來的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制取實驗的探究,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不反應的氣體如CO2趕盡裝置中的空氣。 實驗步驟為：先向試管中加入一定量的碳酸鈣固體，再向試管中加入過量的稀硝酸，并迅速蓋上帶銅絲和導管的橡皮塞，待反應完全后，將導管插入

7、試管內(nèi)接近液面，再將銅絲插入到溶液中，此時銅與稀硝酸反應產(chǎn)生無色NO氣體，(如反應不明顯，可稍加熱)用注射器向試管內(nèi)推入氧氣，可看到無色NO氣體變成紅棕色的NO2氣體。,方案二：如用圖裝置進行實驗，可以用液體趕盡裝置中的空氣。 實驗步驟為：將分液漏斗活塞打開，從U形管的長管口注入稀硝酸一直注到分液漏斗的活塞處為止，關閉活塞。此時可看到有氣體生成(如反應不明顯可放在熱水浴中稍加熱)。當產(chǎn)生的NO氣體將稀硝酸排入長管內(nèi)，使銅絲與稀硝酸脫離后反應會自動停止，在U形管的短管內(nèi)可觀察到無色的NO氣體。如果將活塞慢慢打開，U形管長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制取實驗

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，必須設法排除空氣的影響。常用方法有：,方案三：如用圖裝置進行實驗， 實驗步驟為：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酸液外溢，又可防止空氣殘留)，塞上帶長頸漏斗的膠塞(事先捆上細銅絲)，這時錐形瓶里反應緩慢發(fā)生，產(chǎn)生的氣體壓強加大使液體被緩慢地壓到長頸漏斗中直至銅絲與稀硝酸脫離接觸，反應即自行停止。打開分液漏斗的下口活塞，液體逐漸流入燒杯中，長頸漏斗中的液體也一起流下，使分液漏斗中的氣體壓強減小，空氣被快速吸入分液漏斗中，使NO被氧化為NO2。,2.NO制取實驗的探究,由于NO

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

10、進劑引燃后發(fā)生劇烈反應，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，這些氣體均為無色，但在衛(wèi)星發(fā)射場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反應生成CO和NO2 D. NO與H2O反應生成H2和NO2,【解析】 紅煙是二氧化氮，由NO和氧氣反應生成。,,2. (2008廣東)下列化學反應的離子方程式正確的是 （ ） A.在稀氨水中通入過量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有強氧化性，CaSO3還原性強，兩者不能同時存在，B錯；HNO3能將H2S氧化，C錯；氫氧化鈣溶液與等物質(zhì)的量的稀硫酸反應，各種離子均能反應完全，所以參加反應的Ca2+和OH物質(zhì)的量之比應該為12，D錯。,,3、下圖中a、b、c表示相應儀器中加入的試劑， 可用下圖裝置制取、凈化、收集的氣體是 （ ）,B,4、下面是實驗室制取氨氣

12、的裝置和選用的試劑，其中錯誤的是,A.只有 B.只有 C. D.,【解析】實驗室制備NH3的方法不只一種，除課本介紹的由NH4Cl與堿石灰反應制取之外，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，而無法收集到NH3。裝置在加熱時，管口應略向下傾斜，以防止冷凝水倒流使試管底部破裂。,,5、無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)過下圖實驗處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩 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】原來氣體無色，說明不含NO2；通過濃硫酸體積減少，說明含有氨氣；通過足量Na2O2，氣體顯紅棕色，證明含有NO、CO2；最后幾乎無氣體剩余，說明沒有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、紅熱的Fe與水蒸氣反應均能生成堿 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、稀硫酸均無法將木炭氧化成二氧化碳，A錯；Fe與

14、水蒸氣反應能生成四氧化三鐵，B錯；Na2CO3固體受熱難分解，D錯。,,7、 關于下列各裝置圖的敘述中，不正確的是（ ）,A,A.裝置中，d為陽極、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與電源負極相連應該是陰極。裝置收集H2、NH3、時應該從a口進氣，收集CO2氣體則應該從b口進氣；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，吸收氨氣應該防倒吸。,,【評注】從圖示觀察信息，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)綜合考查相關

15、知識。 關鍵要準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)換關系如下圖所示：,（1）D的化學式(分子式)是 ，E的化學式(分子式) 是 。 （2）A和B反應生成C的化學方程式是 （3）E和F反應生成D、H和G的化學方程式是,,,,,NH3,NH4Cl,H2+Cl2 2HCl,點燃,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)換關系如下圖所示：,【解析】 E、F兩種固體之間反應生成氣體D同時有氯化鈣生成，應該就是Ca(OH)2和氯化銨反應制

16、取氨氣的反應；又因為A和B兩種氣體反應產(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)化關系(反應條件略去)：,已知： a.常見雙原子單質(zhì)分子中，X分子含共價鍵最多。 b.甲分子含10個電子，乙分子含18個電子。,(1) X的電子式是,,(2)實驗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圖為 。 試管中的試劑是(填寫化學式) 燒杯中溶液由無色變?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，丁的化學式是 。 (4) n mol丁與n mol丙在一定條件下反應，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，其化學式是,,PCl3,,P3N3Cl6,【解析】(1)首先判斷出X、Y、Z分別是氮氣、氫氣、氯氣；甲、乙、丙分別是氨氣、氯化氫、氯化銨；(2)收集氨氣應該向下排空法，畫圖時應該將進氣口畫到接近瓶底；(3)磷在氯氣中燃燒生成最外層不都是8電子結(jié)構的分子是PCl5；(4)先求出化合物相對分子質(zhì)量是1742=348；依據(jù)質(zhì)量守恒定律可以寫出如下表示

18、式：PCl5+NH4Cl 4HCl+？得出新化合物分子中各原子個數(shù)比PClN=121，設其化學式為PxNxCl2x，依據(jù)相對分子質(zhì)量為348，可以求得化學式。,,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，只得到濃度為70%的HNO3溶液，無其他任何氣體，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，充分反應后產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為 A. 2.24 L B.1.12 L C. 0.448 L D.0.56 L,【解析】加入硝酸鉀后相當于有硝酸，與銅反應后成硝酸銅。如果

20、含有氫離子存在，又相當于有硝酸，會繼續(xù)反應，不斷反復，因此應該采用離子方程式進行分析： 3Cu+8H++2NO3 3Cu2++2NO+4H2O。 溶液中n(H+)=0.8 mol,n(NO3)=0.1 mol, n(Cu)=0.15 mol,所以氫離子過量，硝酸根離子和銅粉均完全反應，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，充分反應后，保持氣體壓強不變，水進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，則相當于NO2過量3/2，過量的NO2比原來的NO2和O2混合氣體的總體積還大，不合理。)。發(fā)生的總反應是： 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 應后，溶液中含a mol H+，由此可知 （ ） A.生成的氣體在標準狀況下的體積為4.48 L B.生成的氣體在標準狀況下的體積為1.49 L C.被還原的硝酸的物質(zhì)的量為(0.2a) mol D.反應后

22、溶液所含NO3物質(zhì)的量為0.2 mol,C,【解析】反應開始時是濃硝酸，隨后濃度變稀，轉(zhuǎn)化為銅與稀硝酸反應。因此不能用銅與濃硝酸或稀硝酸的一種反應進行計算；但是無論濃硝酸還是稀硝酸，銅片均能反應完。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。假設每個NO3得到x個電子，每個NH4+失去y個電子，因為電子得失相等，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，所以產(chǎn)物是氮氣。,【解析】,,【評注】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)元素化合價變化情況來分析。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，充分反應后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列關系正確的是 A.V1V2V3 B.V1V3V2 C.V2V3V1 D.V3V1V2,【解析】 只有NO2發(fā)生反應：3NO2+H2O 2HNO3+ NO，結(jié)果氣體減少了1/3，剩余2/3；發(fā)生的反應是4NO2+O2+2H2O 4HNO3，假設原來氣體各有4體積，反應后只剩余氧氣3體積，是原體積的3/8；中氨氣全部溶解，剩余體積一半。,,