5.2氮及其化合物 课件 (共34张PPT) 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共34张PPT)
5.2.3氮及其化合物
　
1.硝酸是一种强酸,活泼的金属如铁、锌与之反应确不会生成氢气 ，你知道为什么吗？
2.工业上，常用铝槽车或铁槽车装运浓硝酸，难道不反应吗？为什么？
问题引入
氮的氧化物
一
1、物理性质
无
红棕
无味
刺激性
大
不
有
有
(1)实验探究:
2、化学性质
实验 装置 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器 打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,观察现象,然后再振荡注射器
现象 ___________ _________________,
振荡后___________
结论 在一定条件下,NO与NO2可以相互转化,反应的化学方程式为 ①NO→NO2: ______________; ②NO2→NO: ____________________(工业制取硝酸)。 无明显现象
无色气体变红棕色
红棕色变为无色
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
思考与讨论：如何除去NO气体中混有的少量NO2气体杂质？
提示：根据NO2与H2O反应能生成NO，既能除去NO2杂质，又不引入其他杂质，故可将混合气体通入盛有水的洗气瓶，然后重新收集气体。
NO NO2
与O2反应 2NO+O2=2NO2
与H2O反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO
与O2、H2O 共同反应 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3
氧化性 6NO+4NH3 5N2+6H2O 6NO2+8NH3 7N2+12H2O,
NO2+SO2=SO3+NO,
NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
(2)性质对比:
正确理解NO和NO2所属物质的类别
NO和NO2都不是酸性氧化物，NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物；NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，也不属于酸性氧化物。2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。
雷雨发庄稼所涉及的反应：
3、氮的氧化物溶于水的计算
(1)原理
无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O====2HNO3+NO,2NO+O2 ====2NO2,
故若有气体剩余只能是NO或O2,不能是NO2。
(2)NO2与O2的混合气体溶于水
(3)NO与O2的混合气体溶于水
二、一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮和二氧化氮
物理性质
物质 颜色、状态 气味 毒性 水溶性
NO 无色气体 无味 有毒 ____溶于水
NO2 _____色气体 _________ ______ ____溶于水
红棕　
有刺激性气味　
有毒　
不　
易　
化学性质
(1)在常温下，NO很容易与O2反应，化学方程式为_____________________。
(2)NO2溶于水时发生反应的化学方程式为____________________________。
2NO＋O2===2NO2 　
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 　
二氧化氮溶于水的实验
实验操作 在如上图注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 振荡注射器
实验 现象 无明显 现象 无色气体变为红棕色 红棕色气体变浅至消失，有无色气体生成，注射器活塞向内滑动
化学方程式 2NO＋O2===2NO2　
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 　
拓展延伸
NO2能溶于H2O并发生反应，为了使NO2尽可能被H2O吸收，某化学兴趣小组设计了如下实验步骤，以探究NO2被H2O吸收的程度。
步骤①：将盛满NO2气体的试管倒置于盛水的水槽中，如图甲所示。
步骤②：将O2缓慢通入步骤①的试管中，如图乙所示。
甲 乙
(1)步骤①中：NO2与H2O发生反应，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，使红棕色气体逐渐消失，试管内水位不断上升，最后水充满整个试管的2/3，上部为无色气体，占试管容积的1/3。
(2)步骤②中：试管内缓慢通入O2时，发生反应：2NO＋O2===2NO2， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，因此试管内无色气体变为红棕色，后又变为无色，但气体体积减小，液面不断上升。
(3)当液面充满整个试管时，NO2和通入的O2恰好完全反应生成HNO3，即4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，因此V(NO2)∶V(O2)＝4∶1。
拓展延伸
拓展延伸
拓展延伸
氮的氧化物溶于水的计算的其他方法——原子守恒法
4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5+H2O==2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中氮、氧原子个数比进行分析判断。
n(N)∶n(O)
1.铵盐及其性质
(1)铵盐
① 与 形成的化合物称为铵盐。
②易溶于水的晶体。
(2)铵盐不稳定，受热易分解 NH4Cl ，
NH4HCO3 。
酸根离子
NH3↑＋HCl↑
NH3↑＋CO2↑＋H2O
三、铵盐的性质与检验
(3)铵盐与碱反应
2NH4Cl＋Ca(OH)2 。
NH4NO3＋NaOH 。
CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
NaNO3＋NH3↑＋H2O
注意：NH4NO3的分解：2NH4NO3 == 4H2O+2N2 ↑+O2 ↑
△
2.铵盐(NH )的检验
(1)原理
三、铵盐的性质与检验
答题模板：取少量固体样品或溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生)，证明固体样品或溶液中含有NH4+ 。
NH4+ + OH- == NH3 ↑ + H2O
△
无论浓硝酸、稀硝酸，在发生化学反应时，往往既表现出强氧化性，又表现出酸性。
四、硝酸的用途
[关键能力]
硝酸的强氧化性
HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
(1)硝酸与金属的反应
①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，
如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O
②活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O
②反应举例：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(3)硝酸与还原性化合物的反应
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。

含NO的溶液中离子共存问题
在中性或碱性的稀溶液中NO不表现氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NO表现出强氧化性，如存在H＋、NO的溶液中不能大量存在 Fe2＋、S2－、I－、SO、Br－等还原性离子。

当只有一种金属与硝酸反应时，起酸性作用的HNO3的物质的量是金属离子的物质的量和金属离子所带电荷数的乘积，也等于反应中转移电子的物质的量，可表示为n(HNO3)酸性＝x·n(Mx＋)＝n(转移电子)。

[关键能力]
金属与硝酸反应的计算——四个守恒
(1)得失电子守恒：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。
(2)氮原子守恒：n(HNO3)总＝x·n[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。
(3)电荷守恒：反应后溶液中c(NO)＝x·c(Mx＋)＋c(H＋)。
(4)若向反应后所得溶液中加入NaOH恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)总－n(NO)－n(NO2)。

现象 浓H2SO4 稀H2SO4
物理性质 加入水中 放出大量热 无明显现象
观察状态 黏稠状液体 黏稠度较小的液体
密度 浓H2SO4密度较大，相同体积时，浓H2SO4质量大 浓、稀硫酸的鉴别方法
化学性质 铁片 因铁被钝化而无明显现象 产生大量气泡
铜片(加热) 有气泡产生，溶液变蓝 无明显现象
白纸 立即变黑 无明显现象
胆矾 蓝色变为白色 无颜色变化
05
酸雨及防治
【课堂练习】
如图所示的试管中装有12 mL NO，然后间歇缓慢地通入8 mLO2。
有关最终状态的描述：①试管内气体呈红棕色，②试管内气体呈无色，
③试管内液面不变，④试管内液面上升，⑤试管内气体是O2，
⑥试管内气体是NO 。其中正确的是(　　)
C
A． ①③ B． ②④⑤ C． ②④⑥ D． ②③⑤
2. 在容积为672 mL的烧瓶中充满NO和NO2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280 mL氧气，恰好完全反应，且液体充满烧瓶(气体体积都已折合为标准状况下的体积)，下列有关叙述正确的是(　　)
B
A． 总反应为NO＋NO2＋O2＋H2O === 2HNO3
B． 总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O === 12HNO3
C． 生成硝酸的物质的量浓度均为0.030 mol·L－1
D． 生成硝酸的物质的量浓度约为0.060 mol·L－1
0.03mol
0.0125mol
0.045mol/L
4. 用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO 组成的大气污染物。
3. 同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是(　　)
A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2 C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2
D
⑴所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 mol/L
⑵若所得溶液中c(NO3-:NO2-)=1:9，则原混合气体中NO2和 NO的物质的量之比 n:m = 。
3∶2
m+n
V
氨气的物理性质
氨气的用途
氨气的化学性质
铵盐及其性质
氨气的实验室制法
合成氨
当堂总结
课时小结