備考2019高考化學第一輪復習 第4章 非金屬及其化合物 第4節(jié) 氮及其重要化合物學案 必修1.doc

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第四節(jié) 氮及其重要化合物 一、氮的單質及其氧化物 1.氮在自然界中的存在與轉化：氮的固定是指 。其中， 稱為自然固氮，如自然界雷電作用、豆科植物的根瘤作用；通過 稱為人工固氮，如工業(yè)合成氨。 2．氮氣 (1)物理性質： 色， 味， 體， 溶于水，密度比空氣 ，沸點比氧氣 。 (2)化學性質：N2分子內氮原子間以 鍵結合，非常牢固，使N2化學性質很 ，常作保護氣。 ①與氫氣反應： 。 a 該反應是 的反應。也屬于人工固氮的反應之一。 b 這是非常典型的可逆反應，高中階段極少見的反應條件： 。 ②與氧氣反應： 。 a 在汽車發(fā)動機中發(fā)生該反應，使 成為汽車尾氣的主要成分之一。在大氣中雷電條件下進行此反應，屬于自然固氮反應之一。 b NO可能像CO一樣，與動物 結合使之中毒；NO還能形成 污染環(huán)境，NO還能破壞 。能形成光化學煙霧。 ③與活潑金屬如Mg反應： ，金屬鎂在空氣中燃燒時，除MgO外，有少量 生成。 3.NO和NO2的性質比較 氣 體 NO NO2 色、態(tài) 溶解性 收集方法 、毒性、 與H2O反應 與O2反應 實驗室 制法 二、氨和銨鹽 1．氨氣物理性質： 色、 氣味的 體， 溶于水，常溫常壓下1體積水能溶解700體積的氨氣，密度比空氣 ， 液化，可作制冷劑。 2. 氨氣化學性質： ⑴與水反應：氨水呈 性，氨氣是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變 色的氣體，常用此性質檢驗氨氣。反應方程式： 。 ⑵與酸反應： ①與揮發(fā)性酸(如濃鹽酸、硝酸)的反應： 。現象：沾濃鹽酸和濃氨水的玻璃棒 。 ②與不揮發(fā)硫酸反應： 。現象： 現象 ⑶與鹽如AlCl3反應： ，氨水過量時沉淀 。 ⑷氨氣的還原性：NH3中的N呈-3價，所以NH3具有還原性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物質氧化。 ①O2催化氧化： ；純氧中點燃： 。 ②Cl2足量： ； Cl2少量： 。 3. 氨氣實驗室制法： ⑴用固體加固體制?。? 。 ⑵用液體濃氨水與固體堿制?。? 。 4氨氣用途：制HNO3、銨鹽、純堿、尿素，制冷劑等。 5.銨鹽 ⑴物理性質：都是 色或白色晶體，都 溶于水。 ⑵化學性質： ①不穩(wěn)定性：NH4Cl ；一般分解規(guī)律是首先分解生成氨氣和酸，然后再看酸是否再分解。如NH4HCO3 。 ②與堿反應：a. 在稀溶液中不加熱：NH4＋＋OH－= 。 b.加熱時或濃溶液：NH4＋＋OH－ 。 ⑶NH4＋的檢驗： ①未知液 →加入 至呈堿性并加熱→產生氣體使 ，則證明含NH； ②也可以將蘸有濃鹽酸的玻璃棒代替石蕊試紙，靠近管口，若 ，說明樣品中含有NH4+。 三、硝酸 1．物理性質： 色、 氣味的液體， 揮發(fā)，在空氣中遇水蒸氣呈 狀。 2．化學性質：——有酸的通性，如與堿、堿性氧化物、鹽等物質反應。另外還有以下特性。 ⑴不穩(wěn)定，加熱或光照條件分解： 。 ①市售濃硝酸呈黃色的原因是： 。 ②硝酸保存在 中，置于冷暗處，用玻璃塞，不能用橡膠塞。 ⑵強氧化性： 銅與溶液硝酸反應： ； 銅與溶液硝酸反應： 。 ①濃、稀硝酸都有強氧化性，而且 氧化性越強。 ②能與Au、Pt以外的絕大多數金屬反應。 ③有些金屬如Al、Fe等，在 中發(fā)生鈍化。故可以用 運輸冷的濃硝酸。 ④HNO3(濃) 表現出強氧化性時，生成 和 ，HNO3(稀) 表現出強氧化性時，生成 和 。 ⑤判斷硝酸在反應中表現出的性質時，產物中生成硝酸鹽，則硝酸必然表現出酸性；若有氮原子價態(tài)降低的產物生成，則硝酸必然表現出強氧化性。如： ⑶與有機物反應：①硝化反應(與C6H6反應)：C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O ②顏色反應：蛋白質遇到濃硝酸時變 色 3．NO3離子的檢驗：晶體或濃溶液與濃硫酸、Cu共熱時，產生 則含NO3；若為稀溶液則先濃縮。 4．用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸藥等。 一、氨氣的實驗室制法與性質 1．加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物方法 (1)反應原理： 。 (2)裝置：“固體＋固體氣體”如圖。 (3)收集：只能用 。 (4)干燥：用 (NaOH和CaO固體的混合物)。 （能/不能）用CaCl2 。 (5)驗滿方法：①用 ； ②將蘸有 。 (6)環(huán)保措施：收集時，一般在試管口塞一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球，目的是 。 ⑺注意事項： ①不宜選用NH4NO3和NH4HCO3，因為NH4NO3受熱 ，NH4HCO3受熱易 。 ②不宜直接加熱NH4Cl分解制取氨氣，因為 。 ③Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替，原因 。 2．濃氨水中加固態(tài)堿性物質制取氨氣 (1)原理：濃氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH4+＋OH－， (2)加入固態(tài)堿性物質(如CaO、NaOH、堿石灰等)， ①溶于水 ， ② ，促進了NH3H2O的分解。 (3)裝置：右圖 二、氨氣的性質 1．氨氣的催化氧化實驗探究 裝置 作用或現象 ① 提供 ② 紅熱的鉑銠合金絲保持紅熱，證明反應 ③ 吸收 ④ 看到 2．氨氣的溶解性實驗問題 ⑴氨氣噴泉實驗的基本原理： ①氣體 ，在短時間內產生足夠的壓強差(負壓)， ②打開止水夾后，大氣壓將燒杯內的液體壓入燒瓶中，在尖嘴導管口形成噴泉。 ⑵形成噴泉的氣體與液體組合： ①NH3、HCl、SO2、NO2 與液體 組合能形成噴泉。 ②一些氣體如SO2 、CO2、Cl2與液體 組合能形成噴泉。 三、硝酸與金屬、非金屬反應的一般規(guī)律 1．硝酸與金屬反應的一般規(guī)律 (1)金屬與HNO3反應的一般通式為： ①金屬＋濃硝酸―→ ＋ ＋ 反應中，表現氧化性和酸性的HNO3之比為 。 ②金屬＋稀硝酸―→ ＋ ＋ 反應中，表現氧化性和酸性的HNO3之比為 。 (2)足量金屬與一定量濃硝酸反應時，隨著 ，產物也發(fā)生改變。 2．硝酸與非金屬反應的規(guī)律 (1)濃硝酸能與碳、硫、磷等非金屬單質反應，一般生成 或 、二氧化氮和水。 (2)與非金屬單質反應，HNO3表現 性，不表現 性。 3．計算中的守恒思想的應用（另有專題詳論） (1)原子守恒法： ①HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，以NO3- 形式存在于溶液中； ②另一部分作為氧化劑轉化為還原產物，這兩部分氮原子的總和等于反應消耗的HNO3中氮原子的量。 (2)得失電子守恒法：HNO3中氮原子得電子的物質的量等于還原劑失電子的物質的量。 (3)電荷守恒法：HNO3過量時反應后溶液中(不考慮OH－)有：c(NO3-)＝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NO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，然后根據完全反應的金屬或H＋或NO進行相關計算，且溶液中要符合電荷守恒。 1．實驗室里可按下圖所示的裝置干燥、貯存某氣體R，多余的氣體可用水吸收，則R是 (　　 ) A．NO2　　　　B．HCl C．CH4 D．NH3 2．1.92 g Cu投入一定量的濃HNO3溶液中，Cu完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到標準狀況下的氣體672 mL，將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標準狀況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水，則通入的氧氣的體積為(　 　) A．504 mL B．336 mL C．224 mL D．168 mL 3. 判斷在下列反應中硝酸表現出的性質： (1)C+4 HNO3 CO2↑+4NO2↑+2H2O ；HNO3表現出 性。 (2)與某些還原性物質反應：3 FeO+ 10 HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O；表現出 性。 第四節(jié) 氮及其重要化合物參考答案： 【基礎落實】 一、氮的單質及其氧化物 1.將游離態(tài)的氮轉化成化合態(tài)的氮 自然界中自動完成的反應 工業(yè)生產完成的反應 2.(1)無 無 氣 難 小 低 (2) （N≡N）三個 穩(wěn)定 ①N2＋3 H22NH3 工業(yè)合成氨氣 高溫、高壓、催化劑 ②N2＋O2 高溫或放電 2NO NO 血紅蛋白 酸雨 臭氧層 ③3Mg＋N2Mg3N2 Mg3N2 3. NO NO2 無色氣態(tài) 紅棕 色氣態(tài) 不 溶于水 能 溶于水 排水法 向上排氣 法 ，有毒， ，有毒， 無 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO＋O2===2NO2 無 3 Cu＋ 8 HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋ 4 HNO3(濃)=== Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 二、氨和銨鹽 1. 無 刺激性 氣 極易 小 易 2. ⑴堿 藍 NH3+H2ONH3H2O NH4++OH- ⑵HCl +NH3 =NH4Cl 接近時產生白煙 2 NH3+ H2SO4=(NH4)2SO4 無明顯 ⑶AlCl3+ 3 NH3H2O=Al(OH)3↓+3 NH4Cl 不溶解 ⑷4 NH3＋ 5 O24NO＋6H2O 4 NH3＋ 3 O22N2＋6H2O 2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl 8 NH3（足量）＋ 3 Cl2=N2＋6NH4Cl 3. ⑴2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O ⑵NH3H2O =(強堿)= NH3↑+H2O 5.⑴無 易 ⑵①NH3↑+ HCl↑ NH3↑ + H2O + CO2↑ ②NH3H2O NH3↑ + H2O ⑶OH－溶液 濕潤紅色石蕊試紙變藍色 有白煙產生 三、硝酸 1. 無 有刺激性 易 白霧 2. ⑴4 HNO3 4NO2↑＋O2↑＋2H2O 硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里 棕色試劑瓶 ⑵Cu+4HNO3(濃)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 濃度越大 冷的濃硝酸 鐵、鋁容器 NO2 H2O NO H2O ⑶黃 3．紅棕色氣體 【規(guī)律總結】 一、氨氣的實驗室制法與性質 1．(1)2 NH4Cl＋ Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O (3)向下排空氣法 (4) 堿石灰 不能 (5)濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍色 濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產生 (6)減小NH3與空氣的對流速度，收集到純凈 的NH3，同時也可避免污染空氣 ⑺①易爆炸 分解產生CO2 ②分解產生的NH3和HCl氣體冷卻后重新化合成NH4Cl ③是NaOH、KOH易吸濕，結塊，不利于NH3的逸出 2．放熱 產生OH－使平衡逆向移動 二、氨氣的性質 1．①氨氣和氧氣 ②放熱 ③剩余的氨氣和生成的水蒸氣 有④紅棕色的氣體產生 2．⑴在液體中溶解度很大 ⑵水 NaOH溶液 三、硝酸與金屬、非金屬反應的一般規(guī)律 1. (1) 金屬硝酸鹽 NO2 H2O 1：1 金屬硝酸鹽 NO H2O 1：3 (2)硝酸濃度的降低 2. 最高價含氧酸 最高價氧化物 強氧化 酸 【對點訓練】 1．D 2．B 3. (1) 強氧化性 (2) 酸性和強氧化