1、第5讲 氮及其化合物复习目标1认识氮氧化物之间的转化规律，知道氮氧化物对自然环境的影响；2掌握氨及铵盐的性质和用途，了解生物固氮的原理；3知道工业上生产硝酸的基本原理，了解硝酸的特性和应用。知识清单一、氮气1分子结构：电子式 ，结构式 。2化学性质：常温下氮气性质稳定的原因 。与氢气反应 ，与氧气反应 ，与镁反应 。3应用：液氮可以做制冷剂；用作保护气；工业上合成氨、制氮肥、制硝酸。二、氮氧化物1“雷雨发庄稼”的反应原理 ，雨水中HNO3进入土壤与矿物质作用生成 ，其中 被植物根系吸收。2光化学烟雾产生：氮肥的生产、金属的冶炼和汽车等交通工具的广泛使用。危害：形成 和 。防治：使用新能源，减少
2、氮氧化物排放；为汽车安装 装置，反应方程式为 ；对生产化肥、硝酸工厂进行 等。三、氨气与铵盐1NH3的生产德国化学家 首次合成出了氨，反应方程式为 。2NH3的分子结构：电子式 ，结构式 ，空间构型 ，分子极性 ，N原子杂化方式 。 3NH3的化学性质与H2O反应与酸反应(HCl、H2SO4、HNO3)与氧气反应：4铵盐常见铵盐碳铵 ，氯铵 ，硫铵(肥田粉) ，硝铵 。化学性质受热分解：与碱反应： 铵根离子的检验5自然界氮的循环四、硝酸1物理性质纯硝酸是 色，有 气味的液体，具有挥发性，工业硝酸常因溶有少量 而略带黄色。工业硝酸的质量分数约为69，质量分数在98以上的硝酸称为 。2化学性质HN
3、O3的化学性质主要表现为“三性”：强酸性：具有酸的通性 稀HNO3能使紫色的石蕊试液 。不稳定性硝酸不稳定，见光或受热易分解，其反应方程式： 。因此，浓硝酸应盛放在 色细口试剂瓶中，且放在黑暗、温度低的地方，强氧化性与金属（除Pt、Au外）的反应Cu与浓、稀HNO3反应的化学方程式分别为： 、 。铁、铝遇冷的浓HNO3能发生 ，故可用铁、铝的容器贮存或运输冷的浓HNO3。与非金属C的反应方程式为： 。其他性质与某些有机物反应：例如，苯的 反应，蛋白质的 反应等。王水：浓硝酸和浓盐酸以 的体积比混合配制成王水。它的氧化性比HNO3更强，能溶解金、铂等金属。3工业制法工业上制备硝酸一般分为三个过程
4、NH3的催化氧化：在 中进行，方程式为 ；生成NO2： （写反应方程式）；水吸收NO2在 中进行，反应的方程式为： 。 4硝酸的用途：是一种重要的化工原料，用于制备氮肥、染料、塑料、灼药、硝酸盐等。要点精析一、氮元素的单质及其化合物的相互转化，是以化合价的变化为主线，通过氧化还原反应进行转变，在复习过程中要特别注意氮元素在化合物中的化合价。二、氨的实验室制法1铵盐与碱反应实验原理：装置特点：固体十固体气体，与实验室制氧气的装置相同。收集方法：验满方法：将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生，证明集满NH3；将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，证明集满NH3。干燥方法：尾气处理：吸
5、收氨气（或HCl）时要注意防止倒吸2加热浓氨水反应原理：NH3H2ONH3+H2O装置：左图3浓氨水中加固态碱性物质反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3 +H2ONH3H2O，NH3H2O NH4+ +OH，加入固态碱性物质（如CaO、NaOH、碱石灰等），使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3H2O的分解。装置：右图典型例析类型一 NH3性质实验综合例1某研究小组进行与NH3有关的实验。（药品：浓氨水、硝酸铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰）写出实验室制取NH3的化学反应方程式： 。从图I中挑选所需仪器，装配成快速制取干燥NH3的装置简图（只写编号），（必要的塞子、玻璃导管、胶皮管、固
6、定装置和尾气处理装置略去）。仪器是 。实验小组关于用上述药品快速制取氨气的原理分析，有道理的是 。在NH3H2O中有平衡NH3 + H2ONH3H2O NH4+ +OH，NaOH使平衡向左移动在NH3 H2O中有平衡NH3 + H2ONH3H2O NH4+ +OH，NH4NO3使平衡向左移动NaOH溶于水时放热，使体系温度升高，NH3的溶解度减小，会使部分NH3逸出NH4NO3会分解释放出NH3在快速制取NH3时可以加入NaNO3固体，以便加快产生NH3用如图II甲装置收集NH3，(烧杯中为酚酞和水的混合液)如何判断烧瓶中已收集满NH3 。图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是 。类型
7、二 结合框图题考查氮及其化合物的性质例2下列是中学化学中常见物质间的反应转化关系图，其中部分产物已略去。常温下，G为固体单质，B、I为液体，其余都为气体。A为化合物，I的浓溶液与G在加热条件下生成F、B和C。H可用作工业上冶炼金属的还原剂。请按要求填空：写出下列物质的化学式：A ；B ；C 。写出F+BI的化学方程式 。写出G和I的浓溶液反应的化学方程式 。类型三 含氮化合物的综合计算例3足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 molLNaOH溶
8、液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（ ） A60 mL B45 mL C30 mL D15 mL仿真练习1氮的多样性主要体现在含氮化合物及其性质的多样性上，下列说法正确的是()AFe2、Mg2、Cl、NO能大量共存于pH0的溶液中B1 L浓度为1 molL1的NH4Cl溶液中含有NA个NHC除去NO中混有的少量NO2，可将混合气体通过盛有水的洗气瓶，再用排空气法收集NOD不论是浓硝酸还是稀硝酸，与铜反应均体现出硝酸的酸性和强氧化性2对下列事实的解释正确的是()A浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中，说明浓硝酸不稳定B不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜，说明浓硝酸具有挥发性C足量铁与稀
9、硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化Fe2D锌与稀硝酸反应得不到氢气，说明稀硝酸能使锌钝化3室温时，在容积为a mL的试管中充满NO2气体，然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止；再通入b mL O2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为c mL，且该气体不能支持燃烧。则a、b、c的关系是()Aa4b3cBa4bcCab41 Dab434把含有(NH4)2SO4、NH4NO3的混合溶液a L分为两等份，一份加b mol KOH刚好使NH全部转化为NH3，另一份加入c mol BaCl2溶液恰好沉淀完全，则原混合溶液中NO的浓度是()A. molL1 B.%C. molL1 D.
10、 molL15某同学设计如下实验，测量m克铜银合金样品中铜的质量分数：下列说法中错误的是()A收集到的V L气体为NOB若缺少操作，会导致实验结果偏小C被铜银合金还原的硝酸可能为 molD依据m、V不能确定铜的质量分数6硝酸铜是制备CuZnAl系催化剂的重要原料。现有三种制取硝酸铜的实验方案可供选用：铜与稀硝酸反应制取：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O铜与浓硝酸反应制取：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O首先将铜屑在空气中加热生成氧化铜，氧化铜与稀硝酸反应制取：2CuO22CuO，CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O下列有关说法正确的是()A制取
11、等量的硝酸铜，需硝酸的量最少B制取等量的硝酸铜，产生的有毒气体比少C三种方案中，第方案最经济环保D三种方案的反应都可以在铁质容器中进行7NH3是重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是()ANH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥BNH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解CNH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应D图中所涉及的盐类物质均可以发生水解反应8某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列分析或结果错误的是()A原混合酸中
12、NO的物质的量浓度为2 mol/LBOA段产生的是NO，AB段的反应为Fe2Fe3=3Fe2，BC段产生氢气C第二份溶液中最终溶质为FeSO4DH2SO4浓度为2.5 molL19某学习小组为证明并观察铜与稀HNO3反应的产物是NO，设计了如下图所示的实验装置。请你根据他们的思路，完成下述的实验报告。(1)实验仪器：试管、导管、烧杯、棉花、注射器。(2)实验药品：铜丝、稀硝酸、烧碱溶液、铁粉、CaCO3颗粒。(3)实验原理：铜与稀硝酸的离子反应方程式_。(4)实验步骤：实验开始时，必须进行的第一步操作是检验装置的_；向试管中加入一定量的固体药品_，然后向试管中倒入过量的稀硝酸，并迅速塞紧带铜丝
13、和导管的橡皮塞；反应一段时间后，用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口；将铜丝向下移动插入试管液体中，使之与硝酸反应；将注射器插入试管口的橡皮塞中，向试管内推入空气。 (5)实验讨论：实验步骤的目的是_；实验步骤的目的是_；实验步骤观察到的现象是_。(6)实验评价：该装置的优点是(只填一个优点即可)_。10某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化。(1)氨催化氧化的化学方程式为_。(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_；若取消3，在4中仅观察
14、到大量白烟，原因是_。(4)为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置_(填装置代号)；化合物X为_(只写一种)，Na2O2的作用是_。11利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：(1)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是_；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是_(填化学式)。(2)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近11。若n(NO)n(NO2)11，则会导致_；若n(NO)n(NO2)11，则会导致_。(3)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分
15、解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为_。答案例1（2）1 3 8 5 9 或1 3 9 5 8 （3） （4）烧杯中溶液呈红色 （5）气球膨胀例2NH3 H2O CO2 例3A 1D2A3A4C5D6C7C8D9 (3)3Cu8H2NO=3Cu22NO 4H2O(4)气密性；CaCO3颗粒(5)排出试管中的空气，防止与NO反应使用NaOH溶液吸收产生的NO和NO2气体，防止逸出污染空气气体由无色变红棕色(6)使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束，节约药品用量，减少污染气体的产生(或使用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口，可防止NO和NO2气体逸出污染大气)10 (1)4NH35O24NO6H2O(2)放热(3)浓H2SO4生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3(4)1NH4Cl与HCl反应生成氧气(答案合理均可)11 (1)使尾气中的NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2(2)排放的气体中NO含量升高产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(3)3NO2H=NO2NOH2O
