高中化学氮和其化合物性质和应用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二章第八节第二章第八节 氮及其化合物性质及应用氮及其化合物性质及应用第1页四、氮及其主要化合物相互转化Ag(NH3)2OH强调：强调：要写要写3个方程式！个方程式！第2页考纲定标考纲定标1.了解氮元素了解氮元素单质单质及其重及其重 要化合物主要性要化合物主要性质质和和 应应用。用。2.了解氮元素了解氮元素单质单质及其重及其重 要化合物要化合物对环对环境境质质量量 影响。影响。热点定位热点定位第3页目录：目录：一、氮一、氮 气气二、一氧化氮和二氧化氮性质二、一氧化氮和二氧化氮性质三、氨性质三、氨性质四、氨气试验室制法四、氨气试验室制法 五五 喷泉试验喷泉试验 六铵盐六铵盐性质性质七七 NH4+检验：检验：八、硝酸八、硝酸第4页一、氮一、氮 气气（N2）氮原子结构氮原子结构 N +7 2 5 电子式电子式结构式：结构式：NN思索：思索：结构决定性质，结构决定性质，性质决定用途，性质决定用途，N2有哪些主要物理、化学性质？有哪些主要物理、化学性质？用途？用途？第5页1、氮气、氮气 物理性质：难溶于水，熔沸点很低，物理性质：难溶于水，熔沸点很低，无色无味气体。无色无味气体。常温下性质常温下性质_稳定稳定第6页结构式：结构式：NN叁键键能大叁键键能大 化学性质化学性质NN 轻易断开么？轻易断开么？2化学性质：化学性质：常温下稳定常温下稳定 用作保护气用作保护气高温高温或或放电放电条件下才能与条件下才能与氢气、氧气氢气、氧气和和活泼金属活泼金属反应反应1、氮气、氮气第7页氮固定：氮固定：将游离态氮转变为化合态氮方法将游离态氮转变为化合态氮方法 N2+3H2 2NH3N2+3Mg Mg3N2N2+O2 2NO高温高压高温高压催化剂催化剂点燃点燃放电放电自然固氮N2 化合态氮化合态氮根瘤菌根瘤菌人工固氮(1)氧化性：氧化性：(2)还原性：还原性：工业合成氨、制硝酸工业合成氨、制硝酸应用应用第8页氮氧化物NONO2色、态、色、态、味味_色、_味有毒气体_色、有_气味有毒气体水溶性水溶性_溶于水溶于水与与_反反应应化学性质化学性质常温下易被氧气常温下易被氧气氧化氧化_与水反应：=_；本身化合生成_色N2O4：_；较强氧化性：可使湿润淀粉 KI 试纸变_二、一氧化氮和二氧化氮性质二、一氧化氮和二氧化氮性质无无无无红棕红棕刺激性刺激性难难水水2NO22HNO3NO无无N2O4蓝蓝3NO2H2O2NOO2=2NO2H0第9页u怎样判别怎样判别Br2（气）和（气）和NO2？1、通入、通入CCl4中中2、通入、通入AgNO3溶液中溶液中3、水水第10页 NO只能用排水法搜集，不能用排空气法只能用排水法搜集，不能用排空气法搜集；搜集；NO2只能用向下排空气法搜集，不能用只能用向下排空气法搜集，不能用排水法搜集。排水法搜集。思索思索:NO和和NO2分别用什么方法搜集？为何？分别用什么方法搜集？为何？第11页u氮氧化物对大气污染氮氧化物对大气污染(1)(1)起源起源(2)(2)危害危害NONO2 2和和SOSO2 2是形成酸雨是形成酸雨（PHPH值小于值小于5.65.6）主要物质主要物质 N2+O2 NO NO2 HNO3(雷雨发庄稼雷雨发庄稼)NONO是造成是造成光化学烟雾光化学烟雾主要原因主要原因汽车尾气汽车尾气第12页NH3水溶液是碱，水溶液是碱，含有碱通性含有碱通性指指示示剂剂酸酸盐盐N-3含有还原性含有还原性酸酸性性氧氧化化物物氧化还原性氧化还原性 由氨气分子式推测它化学性质及化学方程式由氨气分子式推测它化学性质及化学方程式.化学性质：化学性质：第13页NH4 OH。三、氨三、氨性质性质无刺激性小极易1物理性质：物理性质：_色有色有_气味气体，密度比空气气味气体，密度比空气_，易液化，易液化，_溶于水溶于水(通常通常 1 体积水能溶解体积水能溶解 700 体积氨气体积氨气)。2化学性质化学性质(1)与水反应：与水反应：NH3H2O_ 水有挥发性水有挥发性)(2)与酸（如浓盐酸、硫酸、硝酸、碳酸）反应：得到对应铵盐。与酸（如浓盐酸、硫酸、硝酸、碳酸）反应：得到对应铵盐。(氨溶于水所得溶液叫氨水，呈碱性，密度小于氨溶于水所得溶液叫氨水，呈碱性，密度小于1 gcm3，氨，氨NH3H2ONH4Cl(NH4)2SO4NH3HCl=_(两种气体相遇产生白烟，可用于两两种气体相遇产生白烟，可用于两者检验，者检验，HNO3与与HCI相遇有此现象吗？相遇有此现象吗？)2NH3H2SO4=_(硫铵、肥田粉硫铵、肥田粉)；为何氨气溶于水制氨水时，要用一倒置为何氨气溶于水制氨水时，要用一倒置漏斗？请说明原理。漏斗？请说明原理。第14页4NH35O2=_(工业制硝酸工业制硝酸)。2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O3Cl2+8NH3=N2+6NH4ClAl3+3NH3H2O=_试验室制试验室制NH3HNO3=_(硝铵、炸药硝铵、炸药)；NH3CH3COOH=_；NH3CO2H2O=_(碳铵碳铵)。(3)还原性。（与氧气反应）还原性。（与氧气反应）催化剂(4)与一些盐反应。（通入铝盐溶液）与一些盐反应。（通入铝盐溶液）Al(OH)3。NH4NO3CH3COONH4NH4HCO34NO6H2O第15页 【考点突破】【考点突破】四、氨气试验室制法四、氨气试验室制法 1、试验室制法、试验室制法、装置图装置图(如右图如右图)：反应原理：反应原理：装置类型：固体装置类型：固体+固体气体固体气体与制与制 （填化学式）（填化学式）搜集：搜集：。干燥：用干燥：用 干燥，不能干燥，不能用用 干燥。干燥。2 NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2OO2向下排空气法向下排空气法 碱石灰（碱石灰（CaO和和NaOH混和物）混和物）浓硫酸、浓硫酸、P2O5、无水氯化钙、无水氯化钙A。棉花作用为预防气体对流，提升搜集氨气速率和纯度。棉花作用为预防气体对流，提升搜集氨气速率和纯度。B氨气是唯一能使湿润红色石蕊试纸变蓝色气体，惯用此性质检氨气是唯一能使湿润红色石蕊试纸变蓝色气体，惯用此性质检验氨气。验氨气。C制取干燥氨气也不能用制取干燥氨气也不能用CaCl2作干燥剂，原因是作干燥剂，原因是CaCl2和和NH3加加合生成合生成CaCl28NH3。第16页（6）尾气处理）尾气处理 在导管口放一团用在导管口放一团用 浸湿棉花团吸收多出浸湿棉花团吸收多出氨气。氨气。用水或稀硫酸吸收多出用水或稀硫酸吸收多出氨气（注意防倒吸，如右图）氨气（注意防倒吸，如右图）该装置能够防倒吸原因：该装置能够防倒吸原因：水或稀硫酸水或稀硫酸 因为氨气极易溶于水，使烧杯中水沿漏斗上升，但因因为氨气极易溶于水，使烧杯中水沿漏斗上升，但因为漏斗容积比较大，当液面沿漏斗上升时，烧杯中液面在为漏斗容积比较大，当液面沿漏斗上升时，烧杯中液面在下降，当烧杯中液低于漏斗时，漏斗中水掉下，从而预防下降，当烧杯中液低于漏斗时，漏斗中水掉下，从而预防了水倒吸。了水倒吸。第17页 在在试验试验室里，室里，惯惯用加用加热热 铵盐铵盐和碱混合物方法制取氨气。和碱混合物方法制取氨气。反反应应化学方程式化学方程式为为：第18页试验室快速制试验室快速制NH3：（1 1）加热浓氨水法）加热浓氨水法（2 2）浓氨水加生石灰苛性钠法）浓氨水加生石灰苛性钠法NH3H2O=NH3+H2O CaO浓氨水浓氨水 CaO与水反应放热与水反应放热使使NHNH3 3HH2 2O O分解分解产生产生NHNH3 3 CaO与水反应与水反应使氨水中溶剂降低使氨水中溶剂降低氨水浓度增大，使氨水浓度增大，使NHNH3 3HH2 2O NHO NH3 3+H+H2 2O O平平衡向右移动，产生衡向右移动，产生NHNH3 3。第19页练习下面是试验室制取氨气装置和选取试剂，练习下面是试验室制取氨气装置和选取试剂，其中错误是其中错误是 AC第20页 五五 喷泉试验：喷泉试验：第21页例例1、喷泉是一个常见自然现象，其产生原因是存在压强、喷泉是一个常见自然现象，其产生原因是存在压强差。差。（1）如图甲为喷泉试验）如图甲为喷泉试验装置。在烧瓶中充满干燥装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。以下组合分别盛有液体。以下组合中不可能形成喷泉是（中不可能形成喷泉是（）A、HCl和和H2O B、O2和和H2O C、NH3和和H2O D、CO2和和NaOH甲甲（2）假如用图甲装置产生喷泉成败关键原因是：）假如用图甲装置产生喷泉成败关键原因是：装置必须密闭装置必须密闭 仪器必须干燥仪器必须干燥 气体尽可能集满。气体尽可能集满。第22页（4）比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉原理来）比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉原理来分析，图甲是分析，图甲是 上部烧瓶内气体压强；图上部烧瓶内气体压强；图乙是乙是 下部锥形瓶内气体压强（填增下部锥形瓶内气体压强（填增大或减小）。大或减小）。D减小减小增大增大乙乙（3）某学生主动思索产生喷泉）某学生主动思索产生喷泉其它方法，并设计了图乙所表其它方法，并设计了图乙所表示装置，在锥形瓶中分别加入示装置，在锥形瓶中分别加入足量以下物质，反应后可产生足量以下物质，反应后可产生喷泉是（喷泉是（）A、Cu与稀硫酸与稀硫酸 B、NaHCO3与与NaOH溶液溶液C、CaCO3与稀硫酸与稀硫酸 D、NH4HCO3与稀盐酸与稀盐酸甲甲第23页考点考点师说师说 1喷喷泉泉试验试验形成原理形成原理 (1)形成形成喷喷泉原理：泉原理：形成形成喷喷泉最根本原因是瓶内外存在泉最根本原因是瓶内外存在压压强强差。当差。当烧烧瓶内瓶内气体溶于液体或与之反气体溶于液体或与之反应时应时，瓶内气体大量降低，瓶内气体大量降低，压压强强降降低，外界大气低，外界大气压压将液体将液体压压入入烧烧瓶内，如此瓶内，如此连续连续，最，最终终液体液体将充将充满烧满烧瓶。瓶。(2)常常见喷见喷泉形成主要有以下两泉形成主要有以下两类类：极易溶于水气体极易溶于水气体(NH3、HCl、SO2等等)与水可形成与水可形成喷喷泉。泉。酸性气体酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等等)与与NaOH(aq)也能形成也能形成喷喷泉。泉。第24页 六铵盐六铵盐性质性质 （1）物理性质：白色晶体，易溶于水）物理性质：白色晶体，易溶于水 （2）化学性质：）化学性质：受热分解：受热分解：现象：现象：与碱反应：与碱反应：NH4HCO3 NH3+H2O+CO2NH4Cl NH3+HCl固体由试管底部转移至试管上部固体由试管底部转移至试管上部Ca（OH）2+2NH4Cl CaCl2+2NH3+2H2O (4)铵盐铵盐受受热热都能分解，但不是都都能分解，但不是都产产生生NH3，如，如NH4NO3受受热热分解生成分解生成N2O和和H2O。2NH4NO3=2N2+O2+4H2O第25页 七七 NH4+检验：取少许样品，与检验：取少许样品，与 混合于试管中，混合于试管中，。将。将 石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝色，说石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝色，说明样品中含有明样品中含有NH4+（或者将蘸有（或者将蘸有 玻璃棒靠近管口，玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有若有白烟产生，说明样品中含有NH4+）碱碱加热加热湿润红色湿润红色浓盐酸浓盐酸第26页认认知无盲区知无盲区 (3)氨水中有大量氨水中有大量NH3H2O，但在，但在计计算其算其浓浓度度时时，溶，溶质质仍仍视为视为NH3。(4)铵盐铵盐受受热热都能分解，但不是都都能分解，但不是都产产生生NH3，如，如NH4NO3受受热热分解生成分解生成N2O和和H2O。第27页1.1.纯纯HNOHNO3 3是是 色、易色、易 ,有有 气味液气味液体体(1)(1)、物理性质、物理性质 2.2.与水与水任意比任意比互溶互溶.在空气中遇水蒸气呈白雾状；在空气中遇水蒸气呈白雾状；惯用浓硝酸质量分数为惯用浓硝酸质量分数为6969.挥发挥发刺激性刺激性无无质量分数为质量分数为98%98%以上硝酸为以上硝酸为“发烟硝酸发烟硝酸”。八、硝酸八、硝酸第28页(2)硝酸化学性质硝酸化学性质一元强酸，易挥发，不稳定（分解），强氧化性一元强酸，易挥发，不稳定（分解），强氧化性1、见光或受热分解、见光或受热分解4HNO3=2H2O+4NO2+O2光或光或硝酸浓度越大，越轻易分解硝酸浓度越大，越轻易分解问题问题久置浓久置浓HNO3为何常显黄色？为何常显黄色？浓浓HNO3通常保留在通常保留在 中且置于冷暗处，瓶中且置于冷暗处，瓶塞不能用塞不能用棕色试剂瓶棕色试剂瓶橡胶塞橡胶塞第29页2 2、酸通性、酸通性与指示剂作用与指示剂作用,与活泼金属反应不产生与活泼金属反应不产生H H2 2，常温下与不活泼，常温下与不活泼金属反应（除金属反应（除PtPt、AuAu外）。外）。与碱和碱性氧化物反应：与与碱和碱性氧化物反应：与CuOCuO、FeOFeO反应反应（写出相关化学方程式）（写出相关化学方程式）与盐反应：与与盐反应：与NaNa2 2COCO3 3、NaNa2 2SOSO3 3 反应反应（写出相关化学方程式）（写出相关化学方程式）稀硝酸与石蕊试液变红，不褪色，稀硝酸与石蕊试液变红，不褪色，浓硝酸与石蕊试液变红，后褪色。浓硝酸与石蕊试液变红，后褪色。第30页3、强强氧化性氧化性3FeO+10HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O第31页认认知无盲区知无盲区 (1)硝酸含有硝酸含有强强氧化性，氧化性，浓浓硝酸硝酸还还原原产产物普通是物普通是NO2，稀硝酸稀硝酸还还原原产产物普通是物普通是NO，硝酸，硝酸浓浓度越大，氧化性越度越大，氧化性越强强，即即浓浓硝酸氧化性硝酸氧化性强强于稀硝酸。于稀硝酸。(2)硝酸能溶解除硝酸能溶解除Au、Pt以外全部金属，金属与硝酸以外全部金属，金属与硝酸反反应时应时硝酸作用是硝酸作用是强强氧化性和酸性。氧化性和酸性。第32页 (3)浓浓硝酸保留在棕色硝酸保留在棕色细细口瓶中，需用玻璃塞而不用橡口瓶中，需用玻璃塞而不用橡胶塞。胶塞。(5)常温下，常温下，铁铁、铝铝在在浓浓硝酸中会硝酸中会发发生生“钝钝化化”现现象，象，这这是因是因为浓为浓硝酸把其表面氧化成一硝酸把其表面氧化成一层层薄而致密氧化膜，薄而致密氧化膜，阻止了反阻止了反应应深入深入进进行，所以，常温下能行，所以，常温下能够够用用铝铝槽槽车车装运装运浓浓硝酸。硝酸。第33页7用以下三种路径来制取相同用以下三种路径来制取相同质质量硝酸量硝酸铜铜：铜铜跟跟浓浓硝酸反硝酸反应应；铜铜跟稀硝酸反跟稀硝酸反应应；铜铜跟氧气反跟氧气反应应生成生成氧化氧化铜铜，氧化，氧化铜铜再跟硝酸反再跟硝酸反应应。试评试评价哪种方案价哪种方案为为最最正确方案？正确方案？第34页答案：路径答案：路径效果最正确效果最正确第35页二、金属与硝酸反应计算题思维模型二、金属与硝酸反应计算题思维模型1.思维模型思维模型 2.计算中守恒思想应用计算中守恒思想应用 (1)原子守恒法原子守恒法 (2)得失电子守恒法得失电子守恒法 (3)离子方程式计算法离子方程式计算法n（HNO3）=硝酸盐中硝酸盐中NO3-物质量物质量+还原产物中被还原还原产物中被还原N量量 金属失电子数金属失电子数=作氧化剂作氧化剂HNO3得电子数得电子数 (最惯用！最惯用！)依据金属与硝酸反应离子方程式进行计算依据金属与硝酸反应离子方程式进行计算第36页4在在标标准情况下将准情况下将1.92 g铜铜粉投入一定量粉投入一定量浓浓HNO3中，中，伴随伴随铜铜粉溶解，反粉溶解，反应应生成气体生成气体颜颜色逐步色逐步变变浅，当浅，当铜铜粉完全溶解后共搜集到由粉完全溶解后共搜集到由NO2和和NO组组成混合气体成混合气体1.12 L，则则混合气体中混合气体中NO体体积为积为 ()A112 mL B1 008 mLC224 mL D448 mL解析：混合气体解析：混合气体总总物物质质量量为为1.12 L22.4 L/mol0.05 mol,1.92 g铜铜粉物粉物质质量量为为0.03 mol。设设NO物物质质量量为为n1 mol，则则NO2物物质质量量为为(0.05n1)mol，依据得失，依据得失电电子子守恒得守恒得3n1(0.05n1)10.032，解得，解得n10.005，V(NO)0.005 mol22.4 L/mol0.112 L112 mL。答案：答案：A第37页 2了解了解试验试验室制取室制取NH33个原理：个原理：加加热热NH4Cl与碱石灰混合物，与碱石灰混合物，加加热浓热浓氨水，氨水，将将浓浓氨水滴加到氨水滴加到CaO或或NaOH等固体上。等固体上。第38页高考源于教材高考源于教材 氨气氨气试验试验室制室制备备是八大气体是八大气体(H2、O2、Cl2、CO2、SO2、NH3、NO、NO2)经经典代表，几乎每年高考典代表，几乎每年高考试题试题都都有所包括。教材中有所包括。教材中经过试验经过试验室制取室制取NH3试验试验，说说明了明了试验试验室制取室制取NH3反反应应原理、装置特点、搜集和原理、装置特点、搜集和检验检验方法，而高方法，而高考命考命题则题则将将这这些知些知识识点迁移到点迁移到试验试验原理和装置原理和装置创创新中，新中，如利用氨水和生石灰制取氨气，氨气如利用氨水和生石灰制取氨气，氨气净净化，尾气吸收及化，尾气吸收及防倒吸装置等内容。防倒吸装置等内容。经过经过挖掘教材气体制挖掘教材气体制备备内涵，可培内涵，可培养考生多角度思索养考生多角度思索问题习惯问题习惯，重，重视视“发发散散”和和“求异求异”思思维维培养。培养。第39页2吸收氨气吸收氨气(或或HCl)时时要注意要注意预预防倒吸可用于吸收氨气防倒吸可用于吸收氨气(或或HCl)并能防倒吸并能防倒吸惯惯用装置用装置为为：第40页NH4ClNH4NO3(NH4)2SO4 NO2HNO3使指示剂变色使指示剂变色与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应与碱反应与碱反应与盐反应与盐反应酸通性酸通性不稳定性不稳定性强氧化性强氧化性 C稀稀HNO3+Cu浓浓HNO3+Cu钝化钝化NONO2AI、Fe常温常温NH4HCO3N2Mg3N2NH3NONH3H2ON单单质和质和化合化合物小物小结结N2O4第41页4.某学生课外活动小组利用右图所表示装置某学生课外活动小组利用右图所表示装置分别做以下试验：分别做以下试验：（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐步变浅，冷却后恢复红色，则原溶液颜色逐步变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是溶液可能是 溶液，加热时溶液由红色逐溶液，加热时溶液由红色逐渐变浅原因是渐变浅原因是 ，（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红）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，则此溶液可能是色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是 溶溶液；加热时溶液由无色变为红色原因是液；加热时溶液由无色变为红色原因是 。稀氨水酚酞溶液稀氨水酚酞溶液加热时加热时NH3溶解度减小而逸出，溶解度减小而逸出，溶有溶有SO2品红溶液品红溶液品红与品红与SO2溶液形成无色物质不稳定，受热时又分解成品红溶液形成无色物质不稳定，受热时又分解成品红和和SO2。SO2逸出，品红溶液恢复红色逸出，品红溶液恢复红色 使使NH3H2O 电离向左移动，碱性减弱，造成溶液红色逐步变浅。电离向左移动，碱性减弱，造成溶液红色逐步变浅。第42页5铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无显著现象铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无显著现象发生。当加入一个盐后，铜粉质量降低，溶液发生。当加入一个盐后，铜粉质量降低，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是AFe2(SO4)3 BKNO3 CFeSO4 DNa2CO3 B第43页6在试验室里可用以下列图所表示装置来干燥和在试验室里可用以下列图所表示装置来干燥和搜集气体搜集气体R，多出气体可用水来吸收，则，多出气体可用水来吸收，则R是是()AHClBCl2 CNO2DNH3D第44页