课件32张PPT。第二单元 生产生活中的含氮化合物
第1课时 氮氧化物的产生及转化 1.物理性质
纯净的氮气是一种____色____味的气体，密度比空气______；____溶于水，____液化，在压强为101 kPa，－195.8℃时变成无色液体，在－209.9℃时变成雪花状固体。空气中________(体积分数)是氮气。笃学一 氮气的性质无 无 稍小难易78% 2.化学性质
氮分子(N2)为双原子分子，结构稳定，决定了氮气性质的稳定性，常温下氮气很稳定，很难与其他物质发生反应，因此，生产上常用氮气作________。但这种稳定是相对的，在一定条件下(如高温、放电等)，也能跟某些物质(如氧气、氢气等)发生反应。
氮气与氧气的反应：____________________；
氮气与氢气的反应：_______________________。保护气
3.氮的固定：在自然界中，大部分的氮元素以_____态存在于空气中。一般情况下，仅有少数植物能将_____态的氮转化为可吸收的________的氮，将空气中_____态氮转变为_____态氮的方法，叫做氮的_____。根据氮的固定途径，将其分为__________、_________和__________等。游离 游离 化合态 游离 化合 固定 自然固氮 生物固氮人工固氮1.NO是一种______、______于水的气体，在常温下很容易与空气中的O2化合生成________，反应的化学方程式为：________________________。
2.二氧化氮是________、_________气味的_____气体，密度比空气的____，易______，____溶于水。二氧化氮溶于水生成______和___________，反应的化学方程式为：_____________________________。工业上利用这一原理制取硝酸。笃学二 氮氧化物无色 不溶 NO2 2NO＋O2===2NO2 红棕色 有刺激性 有毒 大 液化 易硝酸 一氧化氮3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3.常见的气体收集法有________、______________、______________，那么实验室收集NO只能用________，收集NO2只能用________________。排水法 向下排空气法 向上排空气法 排水法 向上排空气法 1.NO、NO2的来源：____________等。
2.氮氧化物的危害
(1)直接危害人体健康，引起________疾病，严重时会使人死亡。
(2)大气中的NO2溶于水后形成______性溶液，随雨水降下，成为______。酸雨有很大的危害，能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信、电缆的腐蚀。笃学三 氮氧化物对大气的污染汽车尾气 呼吸道 酸酸雨
3.汽车尾气的成分
汽车尾气中除含有__________外，还含有____，未燃烧的____________、____________ (如使用含铅汽油)和颗粒物等。氮氧化物 CO 碳氢化合物 含铅化合物 【慎思1】 为什么收集NO只能用排水法？
【答案】因为常温常压下NO与空气中的氧气发生反应生成NO2。
【慎思2】 为什么NO2只能用排空气法收集？
【答案】因为NO2与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
【慎思3】 在反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，H2O是氧化剂吗？
【答案】不是。氧化剂和还原剂都是NO2。
【慎思4】 NO2和溴蒸气都是红棕色气体，如何区分NO2气体和溴蒸气？
【答案】此问题易错用湿润的KI－淀粉试纸，忽视了NO2与Br2均有较强的氧化性，应用以下措施来区别：
(1)通入水中形成黄色溶液的为Br2；
(2)通入AgNO3溶液中有浅黄色沉淀的为Br2；
(3)通入CCl4溶剂中，CCl4颜色变橙红的为Br2。氮氧化物对环境的影响
(2)虽然雨水中的硝酸渗入土壤后，被植物的根系吸收转化为植物生长所需的养料，但雨水中的硝酸也是形成酸雨的主要物质，会对环境造成很大的危害。
2.光化学烟雾的形成
(1)汽车尾气排放的NO被空气中的氧气氧化为NO2。
2NO＋O2===2NO2
(2)在日光照射下，NO2与O2经过复杂的反应生成臭氧。
(3)臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称它为光化学烟雾。
3.氮氧化物对臭氧层的破坏
臭氧层主要分布在距地面20 km～25 km的大气层中，臭氧能吸收紫外线，防止地球上的生物受到伤害。飞机尾气中的氮氧化物(NO和NO2)对臭氧层(含O3和O)破坏的反应简单表示为：
O3＋NO===O2＋NO2
O＋NO2===NO＋O2
在低空，氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂，造成臭氧污染；而在高空，氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂，破坏臭氧层。
解析 NO是难溶于水的无色气体，是造成光化学烟雾的因素之一，它主要来源于汽车尾气及硝酸工厂废气等。1个NO分子所含电子数为7＋8＝15，故选项D不正确。
答案 D氮元素有如下五种正化合价：＋1、＋2、＋3、＋4、＋5。六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，除NO2为红棕色外，其余均为无色气体，氮氧化物均有毒，都是大气污染物。【答案】A
【解释】由于混合气体无色，所以没有Cl2、NO2；通入品红，使品红褪色，则混合气体中有SO2；排入空气变红棕色，说明混合气体中有NO，没有O2。氮氧化物溶于水的计算有以下几种情况：
(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时可依据：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，利用气体体积差值进行计算。
(2)NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，氮氧化物溶于水的计算
n(NO2)＝0.15 mol，n(HNO3)＝0.1 mol，则A选项正确；从反应可知，剩余气体为NO，氮元素与氧元素的质量比为7∶8，B选项正确；求得原气体的n(NO2)＝0.15 mol，V(NO2)＝3.36 L，则V(NO)＝1.12 L，C选项错误；该反应中有 0.15 mol NO2参加反应，转移电子数为0.1 mol，D选项正确。
答案 C氮氧化物与水的相关计算中，最基本的反应原理为：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO＋O2===2NO2氮的氧化物、氧气与水的反应方程式，都可以由以上两个反应推导出，解题时要牢记氮氧化物、氧气、水完全反应时的比例关系。【答案】C【案例】 某化学研究小组通过网上查找资料发现，N2的制取有下列不同方案：
a方案：加热条件下NH3还原CuO制得纯净的N2和活性铜粉。
b方案：加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得。
c方案：将空气缓慢地通过灼热的铜粉制得较纯的N2。
现实验室有供选择的如下几种仪器来制取N2：实验探究二十四 氮气的制备(1)若按c方案制N2，用E装置将空气缓慢通入_____________________(填“A”“B”或“C”)反应器，反应器内可观察到的现象是____________________________，
该反应的化学方程式为__________________________。(2)上述制N2的三个方案中，a、c方案结合使用越来越受到人们的关注，这种方法与b方案相比，其优越性在于__________________________________________________________________________________________。
【解释】(1)利用分液漏斗中的水将空气从烧瓶中排入到A装置中，在加热条件下将Cu氧化，从而除去O2，这样可得到较纯净的氮气，O2＋Cu→2CuO；(2)在a、c的方案中可将Cu和CuO交替使用，进行循环使用，从而降低成本，而b方案中用到了有毒的NaNO2。课件37张PPT。第2课时 氮肥的生产和使用 1.工业上合成氨的原理：________________________。
2.氨的物理性质
氨是____色、_________气味的______体，______溶于水且溶解得快。常温下，1体积水大约可溶解______体积氨气。氨的水溶液叫做______。笃学一 氨无 有刺激性 气极易 700 氨水
3.氨的化学性质
氨与水的反应：
氨溶于水，大部分和水结合成__________(NH3·H2O)，反应的方程式为：__________________________。NH3·H2O很不稳定，受热就会分解为氨和水，反应的方程式为：__________________________。氨水有弱碱性，电离方程式为：____________________，能使酚酞溶液变________或使湿润的红色石蕊试纸______。一水合氨 红色 变蓝
氨与酸的反应：
氨与酸反应生成______。如氨气与氯化氢反应生成________，反应的化学方程式为：____________________。
氨与氧气的反应：
化学方程式为：________________________________。铵盐 氯化铵 NH3＋HCl===NH4Cl
4.氨的用途
氨是______工业、有机合成工业、制造______、______和纯碱的原料。
氨常用作________。氮肥 硝酸铵盐 制冷剂 1.定义：由__________和__________构成的化合物。
2.物理性质：____色晶体，____溶于水。笃学二 铵盐铵根离子 酸根离子白 易易分解 NH3↑＋HCl↑ NH3↑＋CO2↑＋H2O↑ 氨气 NaNO3＋NH3↑＋H2O 4.氨的实验室制法
反应原理：______________________________________。
实验装置：属于______与______之间的反应，需_____才可进行，与制取______的发生装置相同。固体 固体 加热氧气
收集方法：由于氨极易溶于水，常用______________法来收集。
检验方法：(1)湿润的红色石蕊试纸遇氨变____；(2)蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，有______生成。
向下排空气 蓝 白烟 1.常见的氮肥笃学三 氮肥
2．使用注意事项
贮存时，应______并放在______处，施用时，应埋在土壤中，并避免与______肥料(如草木灰)混用，以保证肥效。密封 阴凉 碱性
【慎思1】 喷泉实验说明了什么？
【答案】说明氨气极易溶于水，氨与水发生反应生成了易溶于水、显碱性的物质。
【慎思2】 浓氨水和浓盐酸相互靠近即产生大量的白烟，此现象说明了什么？
【答案】说明了浓氨水和浓盐酸都易挥发，产生的NH3与HCl发生反应生成NH4Cl。
【慎思3】 如何鉴别铵盐？
【答案】通过加碱共热，检验是否有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生。
【慎思4】 氨气能使干燥的红色石蕊试纸变蓝吗？
【答案】不能。氨气必须与水反应生成一水合氨，一水合氨电离出OH－才能够使试纸变蓝。【慎思5】 某同学在实验室中发现了一瓶无色而有刺激性气味的气体，根据气味判断可能是氨气，但不确定是氨气。下列提供的方法中，你认为能帮他检验是否为氨气的是( )
A．将湿润的红色石蕊试纸放在打开的瓶口
B．将湿润的蓝色石蕊试纸放在打开的瓶口
C．用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近打开的瓶口
D．将干燥的红色石蕊试纸放在打开的瓶口
【答案】A
【解释】用试纸检验气体的酸碱性时应先湿润，另外氨气的水溶液呈碱性，应用红色石蕊试纸检验。氨气的性质
(1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是______________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是___________ _________________________。
(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是____________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是__________________。
答案 (1)稀氨水和酚酞 稀氨水中的NH3逸出，所以溶液的颜色变浅
(2)溶有SO2的品红 SO2气体逸出，品红溶液恢复红色氨气是碱性气体，是因为氨气溶于水得到的氨水呈碱性，干燥的氨气不能使红色的石蕊试纸变蓝。氨水呈弱碱性，主要以NH3·H2O的形式存在。【答案】B1．氨的实验室制法
(1)实验中棉花团的作用：制NH3时，棉花团一是能防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度。二是浸湿后可吸收多余的氨气，防止污染空气。(另外：用 KMnO4 制O2时，棉花团可防止KMnO4颗粒随气流进入导气管。)
(2)制氨所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多CO2杂质。
铵盐的性质(3)Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替。原因是：①NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3；②NaOH、KOH在高温下能腐蚀试管。
(4)干燥剂不能选用酸性干燥剂(浓H2SO4、P2O5)、无水氯化钙等，它们均能与NH3发生反应。其中，无水氯化钙与氨的反应方程式为：CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。通常选用碱石灰作干燥剂。(5)由于氨水加热会分解产生氨气，所以实验室也可用加热浓氨水的方法来制取氨气。还可利用氧化钙与水反应且放热或氢氧化钠溶于水剧烈放热，将氨水滴入这两种物质中而产生氨气，可用如图所示装置。
(6)实验室制氨的反应是离子反应，但此非水溶液中的反应不能写成离子方程式。答案 C并不是所有的铵盐受热都产生氨气，如硝酸铵；但所有的铵盐都能与碱反应生成氨气。(1)D的化学式(分子式)是______________，E的化学式(分子式)是______________。
(2)A和B反应生成C的化学方程式是________________ __________________________________________________。
(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是___________ ___________________________________________________。
【解释】由题目提示可知A、B、C、D为气体，E、F为固体，由D＋C―→E可知E为铵盐，再由E＋F―→D可知D为氨气，F为碱，又知“G为氯化钙”可推出F为Ca(OH)2，C为HCl气体。【案例】 实验室制氨气常用以下两种方法：①用固体Ca(OH)2和NH4Cl晶体反应制取；②用固体生石灰与浓氨水混合制取。请回答下列问题：
(1)写出方法①的化学方程式______________________。
(2)方法②能制取氨气的原理是______________。
(3)检验氨气是否收集满的方法是______________。实验探究二十五 氨气的制备(4)通常用于证明NH3极易溶于水的实验是____________；氨水显碱性的原因是_______________________。
(5)装置如图，方法①应选用________，方法②应选用______________(填字母标号)。
【解释】方法①是固体混合物加热制NH3，故选装置A。
方法②是固体与液体不需加热的反应，故选装置B。
产生NH3的原因是CaO与H2O反应生成Ca(OH)2，同时放出大量热，减少溶剂水，使溶液温度升高，放出NH3。课件42张PPT。第3课时 硝酸的性质 纯硝酸是____色、易______、____________气味的液体， 密度比水____，常用硝酸的质量分数大约为______。 笃学一 硝酸的物理性质无 挥发有刺激性大69% 笃学二 硝酸的化学性质光 受热 浓度 黄色 NO2 棕色 黑暗且温度低 空气(或氧气) 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 2.硝酸的强氧化性
(1)铜与浓、稀HNO3的反应
①铜与浓硝酸：化学方程式：________________________ ______________________________ (实验室制NO2)
离子方程式：_____________________________
②铜与稀硝酸：化学方程式：_______________________ ____________________________ (实验室制NO)
离子方程式：______________________________________Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ③与非金属单质反应
碳与浓硝酸反应的化学方程式为：
__________________________________
④常温下，浓硝酸能使铁(铝)发生__________，这是因为_____________________________________________________ _____________________。若在加热条件下，可破坏氧化膜，从而使反应____________。钝化现象 浓硝酸把它们的表面氧化成一层薄而致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行 继续进行 1.硝酸是重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等，也是实验室里必备的重要试剂。
2.王水是________和________按体积比______的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如____、____等溶解。笃学三 硝酸的用途浓硝酸 浓盐酸1∶3金铂工业上制备硝酸的化学方程式：
(1)转化器：______________________________________。
(2)热交换器：____________________________________。
(3)吸收塔：______________________________________。笃学四 工业制备硝酸2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
【慎思1】 将铁钉和铝片分别加入到浓硝酸中有什么现象。思考为什么？
【答案】铁、铝和浓硝酸在常温下反应，表面生成致密的氧化膜，阻止其继续反应，这种现象称为钝化，铁、铝在常温下和浓硫酸反应也有这种钝化现象。
【慎思2】 为什么硝酸溶液通常呈现黄色？如何除去黄色？
【答案】硝酸溶液通常呈现黄色是由于其分解产物NO2溶入其中所致，可以通过向其中通入空气(或氧气)除去，发生的反应方程式：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
【慎思3】 硝酸的不稳定性与挥发性有什么区别？【慎思4】 只用蓝色石蕊试纸如何鉴别三瓶失去标签的液体：浓HCl、浓H2SO4、浓HNO3?
【答案】各取少量试液分放于三支试管，分别用玻璃棒蘸取试液滴到湿润的蓝色石蕊试纸上(湿润的试纸先放在点滴板上)，再加热。
现象是：①浓硝酸：变红色→红色褪去(具有酸性、氧化性)。
②浓硫酸：变红色→变黑色 (具有酸性、脱水性)。
③浓盐酸：变红色→红色不变(具有酸性)。1．硝酸的强氧化性的原因
由于HNO3分子中＋5价的氮元素具有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是＋5价氮元素被还原，所以硝酸是强氧化性酸。硝酸的性质
2.规律
(1)HNO3参与的氧化还原反应中， 浓HNO3被还原为NO2，稀HNO3被还原为NO。
(2)浓度越高，温度越高，HNO3的氧化性越强。
(3)还原剂一般被氧化成最高价态。
3.表现
(1)对酸的通性的影响
①浓HNO3能使石蕊试液先变红，后褪色。
②与活泼金属(如Mg、Zn)反应不产生H2，随着HNO3的浓度的降低，HNO3被还原的产物有NO、N2O或N2等，当HNO3浓度很低时，还会生成NH4NO3。
③能溶解除Pt、Au以外的大多数金属，H以后的Cu、Ag常温也能与HNO3反应，且随HNO3浓度的降低，往往会得到混合气体，如NO2、NO等。
④常温时，Al、Fe等在浓HNO3中钝化。
⑤浓HNO3与浓盐酸按体积比1∶3混合成的“王水”能溶解Pt、Au等金属。
解析 硝酸是一种具有强氧化性的不稳定强酸，并且硝酸越浓，氧化性越强。浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，表现在浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，而稀硝酸只能使蓝色石蕊试纸变红但不褪色。由于硝酸是一种氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此H2S不能用硝酸制备，而CO2可用硝酸制得，依据是强酸制弱酸。所以本题选D。
答案 D硝酸具有强氧化性、酸性、不稳定性、挥发性。【答案】D1．配平的基本技巧
(1)正向配平：适合氧化剂、还原剂中某元素化合价全部发生变化的配平，如NH3＋O2―→NO＋H2O。
(2)逆向配平：适合某物质只有部分作氧化剂或还原剂的配平或自身氧化还原反应的配平，如HCl＋KMnO4―→KCl＋MnCl2＋Cl2＋H2O氧化还原反应的配平
2.氧化还原反应离子方程式的配平步骤
为先考虑得失电子守恒，再考虑电荷守恒，最后考虑原子个数守恒。
3.缺项配平：所缺物质一般为水或H＋或OH－等介质，它们与化合价的升降变化无关。
解析 本题解题关键是确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。根据的原则是强强联手，氧化性强的物质和还原性强的物质生成氧化性弱的物质和还原性弱的物质。因此可确定氧化剂是HNO3，被还原的元素是N元素；还原产物是N2O；还原剂是FeSO4，被氧化成Fe3＋；Fe(NO3)3和Fe2(SO4)3是氧化产物
答案 (1) FeSO4＋HNO3―→Fe(NO3)3＋Fe2(SO4)3＋N2O＋H2O (2)24FeSO4＋30HNO3配平的一般步骤为：
(1)标出化合价发生变化元素的化合价。
(2)标出反应前后元素化合价的变化。
(3)使化合价升高和降低的总数相等。
(4)根据守恒定律配平其他物质的化学计量数。
(5)检查是否配平。1．单质与硝酸的反应，分析讨论是金属还是非金属，若为金属参加的反应，硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分表现酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。硝酸参与的氧化还原反应的计算
解析 由于Fe粉过量，Fe与HNO3(稀)发生的反应为
3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3 8
n(Fe) 100×10－3 L×2 mol·L－1
3∶8＝n(Fe)∶0.2 mol
n(Fe)＝0.075 mol
m(Fe)＝0.075 mol×56 g·mol－1＝4.2 g
答案 C因为铁在化合物中呈现两种价态，所以铁和稀硝酸反应后产物可能为Fe(NO3)3、Fe(NO3)2或二者的混合物。具体反应为：
Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
由上述反应可知铁与稀硝酸的量与产物的关系如下表：
【答案】A
【解释】因还原产物为NO2。若为金属单质， 反应后化合价为x则(4－x)×(5－4)＝x x＝2若为非金属单质，反应后化合价为y则y＝4×(5－4) y＝4。【案例】 下图甲是验证铜和浓硝酸反应的简易装置，乙、丙是实验改进后的装置： 实验探究二十六 铜与浓硝酸反应的实验探究 (1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的化学反应方程式是__________________________。
(2)和甲装置相比，乙装置的优点是______________ ____________________________________________________。(3)为了进一步验证NO2和水的反应，某学生设计了丙装置。先关闭弹簧夹____________，再打开弹簧夹__________，才能使NO2气体充满②试管。
(4)当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离，欲使烧杯中的水进入②试管应如何操作 _______________ ____________________。
(5)当②试管中的NO2和水充分反应，所得溶液物质的量浓度的最大值是__________(设NO2为3 mol，气体按标准状况计算)。【解释】(1)由图中试剂可知：甲、乙、丙三个装置中共同发生的化学反应方程式是Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。(2)乙装置中的铜丝可上下移动，将铜丝提起与溶液脱离，反应停止，将铜丝插入溶液，反应发生。可以控制反应。用NaOH吸收NO2，防止污染环境。(3)要使NO2气体充满②试管，必须排净空气，先关闭弹簧夹c，再打开弹簧夹a、b。(4)欲使烧杯中的水进入②试管，必须使②试管产生负压，其操作是：先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住(热水、热毛巾、加热)②试管。
