氮及其化合物复习.

一、氮的单质（N2）1、分子结构：NN•2、物理性质：无色无味稳定气体,难溶于水.•3、化学性质：常温下比较稳定(1)氧化性：N2+3Mg=Mg3N2(点燃)淡黄色N2+3H2=2NH3(催化剂加热)(2)还原性：N2+O2===2NO(雷雨发庄稼)放电N2的用途：合成氨、硝酸的主要原料；焊接金属，罐头食品的保护气；液氮作冷冻剂，麻醉；创造低温环境二、氮的氧化物氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，课堂练习氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5化合价是否酸酐1、填表提示：氮的氧化物对应的酸只有HNO3和HNO2+1+2+3+4+4+5否否否否是是问题：实验室怎么制取NO和NO2的？排水法向上排空气法制法：原理：药品：装置：收集：尾气吸收：HNO3+Cu--Cu(NO3)2+NOx↑+H2O浓稀硝酸、铜固液(加热)NaOHNONO2色态毒性与水反应与O2反应与水、O2其它反应制法收集尾气处理无色气体红棕色气体有毒有毒3NO2+H2O=2HNO3+NO××4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO32NO2N2O43Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O排水法向上排气法NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO+O2=2NO22NO2N2O4DH＜0的应用通常“纯净”的NO2和N2O4并不纯，因为常温、常压下能发生反应：2NO2N2O4，由于此反应可逆，导致一些物理量发生改变。例如：(1)收集NO21mol时在标准状况下的体积应小于22.4L。(2)标准状况下22.4LNO2的质量大于46g。(3)NO与O2混合后，相对分子质量应大于按体积比求得的数值。(4)温度影响“2NO2N2O4”平衡体系，其他条件不变，体系颜色随温度改变而改变。升高温度，气体颜色变深；降低温度，气体颜色变浅。(5)当NO2、N2O4溶于水时，要考虑平衡移动。一）硝酸的物理性质纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味和水互溶的液体，密度为1.5027g/cm3，沸点是83℃，常用浓硝酸质量分数为69%。挥发出的硝酸分子和空气中的水蒸气结合，形成的硝酸小液滴。三、硝酸二）硝酸的化学性质1、硝酸是一种强酸(HNO3=H++NO3-)使指示剂变色：与活泼金属反应放出氢气：与碱发生中和反应：与碱性氧化物反应：与某些盐反应：稀硝酸使紫色石蕊试液变红HNO3+NaOH=NaNO3+H2O2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+H2O+CO2↑(表现硝酸的强酸性)4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑△或光照2、硝酸的不稳定性二）硝酸的化学性质浓硝酸如何保存？浓硝酸变黄原因？HNO3棕色细口试剂瓶中，避光、低温保存。分解产生的NO2（红棕色）溶于浓硝酸中而变黄。(不能用橡皮塞)科学探究2、向少量石蕊试液中逐滴加入浓硝酸，观察现象，并解释。1、实验室制氢气能否用活泼金属和硝酸反应制得？为什么？3、硝酸的强氧化性二）硝酸的化学性质Cu+HNO3(稀)→Cu+HNO3(浓)→C+HNO3(浓)→FeO+HNO3(稀)→H2S+HNO3(稀)→3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OC+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2O试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O铁粉少量铁粉过量Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2+）×2注意⑴常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化⑵硝酸与金属反应不放出氢气⑷氧化性：浓硝酸稀硝酸⑶一般情况下：浓硝酸被还原为NO2稀硝酸被还原为NO3、硝酸的强氧化性二）硝酸的化学性质铁和铝在常温下遇浓硝酸也发生钝化现象，故浓硝酸的贮存和运输可用铝（铁）槽车运输。若加热，则铁和铝都会跟浓硝酸反应。(5)若将浓HNO3和浓HCl按体积比1:3混合所得混合物叫王水，可溶解不活泼金属金等。4、与有机物的反应二)硝酸的化学性质硝化反应：△+HNO3浓硫酸与含有苯环结构的蛋白质作用，呈黄色。－NO2+H2O颜色反应：-HHO－NO2硝基苯四、有关硝酸的计算⑴得失电子守恒金属失电子=HNO3得电子数⑶溶液中电荷守恒:c(NO3-)=c(H+)+n*c(Mn+)⑵原子守恒:耗HNO3=盐中NO3-的物质的量+气体中的N的物质的量三个守恒(4)．利用离子方程式计算硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为虽HNO3的H＋已消耗完，但硫酸中电离出的H＋仍能结合成HNO3与金属反应，如：3Cu＋8H＋＋2NO－33Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。•1、1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为()A2.4gB3.2gC6.4gD9.6gD课堂练习2.某单质跟浓硝酸反应时参加反应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4则该单质被氧化后元素化合价可能为()A.+1B.+2C.+3D.+4BD课堂练习解析设参加反应的单质、HNO3分别为1mol、4mol.若单质为金属，设反应后金属为+x价，表现酸性的HNO3为xmol，被还原的HNO3为(4-x)mol，还原产物为NO2，由得失电子守恒,x=(4-x)×1,x=2。若单质为非金属，则4molHNO3全被还原，由得失电子守恒，x=4×1,x=4。问题：某同学在实验室制了氧气和氨气两瓶气体，因急事离开后，忘了哪一瓶是氨气。请你根据所学知识，采取尽可能多的合理方法加以鉴别。氨氧气：无味；助燃性；气体放置方式等。氨气：刺激性气味；湿润红色石蕊试纸；湿润PH试纸；蘸浓盐酸的玻璃棒；气体放置方式等。请归纳氨的有关性质无色有刺激性气味的气体密度比空气小，ρ(NH3)∶ρ(空气)=17∶29极易溶于水，体积比1∶700思考与交流：1、氨能做喷泉实验吗？利用什么性质？请分析产生此现象的原因？2、除去氨气外你学过的什么气体也能作喷泉实验？浓度越大，密度越小为什么?1、请分析产生此现象的原因？2、除去氨气外你学过的什么气体也能作喷泉实验？烧瓶内气体溶于水，压强减小，在外界大气压作用下溶液进入喷泉。HCl、SO2和H2OCO2、Cl2等与NaOH反应所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应例1、喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。（1）如图甲为喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是（）A、HCl和H2OB、O2和H2OC、NH3和H2OD、CO2和NaOH甲乙（2）某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了图乙所示装置，在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后可产生喷泉的是（）A、Cu与稀硫酸B、NaHCO3与NaOH溶液C、CaCO3与稀硫酸D、NH4HCO3与稀盐酸（3）比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲是上部烧瓶内气体压强；图乙是下部锥形瓶内气体压强（填增大或减小）（4）如果用图甲装置产生喷泉成败的关键原因是：。D减小增大①装置必须密闭②仪器必须干燥③气体尽量集满。喷泉实验(1)喷泉实验成功的关键①盛气体的烧瓶必须干燥。②气体要充满烧瓶；③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。二、氨分子结构1、NH3是极性分子2、氨分子中氮原子上还有一对孤对电子，易接受质子。因此水合能力较强，易与H+反应即与酸反应。氨气中氮元素为-3价即氮的最低价态。因此在一定条件能被氧化。孤对电子接受质子水合能力较强H+反应即与酸反应-3价即氮的最低价态氧化键角是107018/1、氨气与水的反应：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-NH3·H2O==NH3↑+H2O△思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？分子：NH3、H2O、NH3·H2O(主要)离子：NH4+、OH-所以氨水主要成分的化学式为NH3·H2O!氨水常用作氨气替代品，也常作为弱碱使用，是良好的沉淀剂。有个别情况是溶解沉淀的的，如形成2NH3+Ag+=[Ag(NH3)2]+4NH3+Cu2+=[Cu(NH3)4]2+氨水中主要成分是NH3·H2O，但溶质是NH3，因此表示浓度均以NH3表示。NH3·H2ONH3LmolVLmolLVLCNH/4.221/4.22/3氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；也能与挥发性酸反应生成白烟（检验氨气的两种方法）。红色石蕊试纸变蓝挥发性酸反应生成白烟NH3无色酚酞溶液NH3和少量空气2、氨气与酸的反应：NH3+HCl=NH4Cl为什么蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒不接触就能放出白烟？浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也都会产生白烟吗？写出氨气分别与硫酸和硝酸反应的化学方程式。从氧化还原角度来研究氨气1、氨气中氮元素的化合价是什么？2、氨气具有什么性质？3、氨与氧气的反应（氨的催化氧化，工业制硝酸的基础）4NH3+5O2==4NO+6H2O催化剂△4NH3+3O2点燃2N2+6H2O2NH3+3Cl2=N2+6HCl（氨气适量）8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl（氨气过量）2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O（2）氨在纯氧中可燃烧：（3）氨与氯气反应：（4）氨气与氧化铜反应：四、铵盐1、形成和结构铵根离子是氨分子与酸电离出来的氢离子通过共价键而形成的NH3+H+=NH4+用电子式表示NH4+的形成过程++H+铵盐存在哪些键？铵根离子的构型？2、铵盐性质（1）易溶于水的无色离子晶体（2）与碱反应NH4++OH-==NH3+H2O（3）水解反应NH4++H2ONH3H2O+H+（4）受热发生分解反应(热解）A、非氧化性酸的铵盐，加热分解为氨和相应的酸例如：气体遇冷形成白色固体(NH4)3PO4===3NH3+H3PO4NH4Cl===NH3+HCl(NH4)2CO3===2NH3+CO2+H2O微热B、由氧化性强的酸组成的铵盐，加热发生氧化还原反应例如：NH4NO3======N2O+2H2O或敲击2NH4NO3======2N2+O2+2H2O或敲击思考：（1）铵盐的检验方法铵盐加NaOH溶液加热氨气（1）用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）（2）蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(产生白烟.)浓氨水生石灰NaOH固体或浓溶液等铵盐生石灰NaOH固体或浓溶液等(2)利用NH3+H2ONH3·H2ONH+4+OH-可用哪些物质制备氨气.氨气的实验室制法1．实验原理(1)加热氯化铵与消石灰[Ca(OH)2]的固体混合物2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。(2)加热浓氨水NH3·H2ONH3↑＋H2O。(3)生石灰与浓氨水，浓氨水中有NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。2．实验装置实验仪器根据原理流程(发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置)进行选择，组装成整套制备装置，请在下表中填写所选装置的字母以及理由。原理发生除杂装置收集装置尾气处理验满加热氯化铵与消石灰的固体混合物理由：理由：______________________________________B或C或E理由：___________________________①用湿润的红色石蕊试纸接近集气瓶口，变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口，有白烟产生加热浓氨水生石灰与浓氨水AECB或C碱石灰为固态氨气极易溶于水，比空气轻,有刺激性气味氨气极易溶于水,要防