氮及其重要化合物.doc

年 级： 高一 辅导科目：化学 课时数：1
课 题
氮及其重要化合物
教学目的

教学内容

一、氨和铵盐
1．氨气（NH3）：
（1）物理性质：无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下
1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）
（3）化学性质：
①与水反应：氨水呈碱性，原理：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，常用此性质检验氨气。
②与酸反应与挥发性酸(如浓盐酸、硝酸)的反应：NH3+HCl=NH4Cl 现象：产生白烟
与硫酸反应：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
③与盐反应：向AlCl3溶液中滴加氨水反应的离子方程式为：Al3++3 NH3·H2O=Al(OH)3↓+3 NH4+
④氨气的还原性NH3中的N呈—3价，所以NH3具有还原性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物质氧化。
a.4NH3+5O2 4NO+6H2O (工业制硝酸的基础)
b.2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
c.3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl
2．铵盐
（1）物理性质：白色晶体，易溶于水
△
（2）化学性质：①受热分解：
△
②与碱反应： Ca（OH）2 + 2NH4Cl ＝ CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
铵盐与碱溶液反应的离子方程式：NH4+ + OH- ＝ NH3↑+ H2O（该性质可用于氨气的制取和铵根离子的检验）
（3）NH4+的检验：
二、氮气及氮的氧化物（NO，NO2）
1、N2化学性质
①与氧气反应
②与氢气反应

2. 氮的氧化物的化学性质及相互转化 NONO2
难点：有关氮的氧化物溶于水的计算
氮的氧化物溶于水的计算大致有以下三种类型：
1．NO和NO2的混合气体
NO和NO2的混合气体溶于水时仅涉及反应①，可利用气体体积变化差值进行计算：
V剩＝V(NO)原＋V(NO2)
2．NO2和O2的混合气体
NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③，其计算依据如下：

3．NO和O2的混合气体
NO和O2的混合气体溶于水时涉及反应④，其计算依据如下：

特别提醒：NO2与O2的混合气体通入水时剩余的气体可能是O2，也可能是NO，NO2是不会剩余的，因过量的NO2会与H2O反应生成NO。

例1、将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，求原混合气体中NO2和O2各多少毫升？

若上题中的10 mL气体为NO与O2的混合气体，其组成是怎样的？

变式训练 将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到a mL 无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2混合，通过水充分吸收后，得到5 mL无色气体B，试回答：
(1)A气体是________，B气体是________。
(2)A气体的体积是________ mL。
(3)V的取值范围是__________。
三、硝酸
1、物理性质
无色、易挥发（在空气中遇水蒸气呈白雾状），有刺激性气味的液体。
2、化学性质
⑴强酸性：稀硝酸使紫色石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红色后褪色。
⑵不稳定性
4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O
由于浓硝酸溶有分解出的NO2气体，所以浓硝酸一般为黄色，其保存方法是：棕色细口瓶置于冷暗处。
⑶强氧化性
①能与Au、Pt以外的所有金属反应，如Cu与浓、稀硝酸的反应方程式：
Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
注意：有些金属(如Al、Fe等)在冷的浓硝酸中发生钝化。故可以用铁、铝容器运输冷的浓硝酸。
②与非金属的反应
碳与浓硝酸反应的化学方程式：C+4HNO3 CO2↑+4NO2↑+2H2O
③与某些还原性物质反应（如FeO）
化学方程式：3FeO+ 10HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
例5、将红热的黑色固体单质甲放入一黄色的溶液乙中，充分反应后，产生由两种气体组成的混合气体A，A在常温下不与空气作用，将A做如下的实验：

(1)推断各物质的化学式：
甲________；乙________；丙________；
A________；B________；C________。
(2)写出甲与乙反应的化学方程式：
_____________________________。
变式训练　往2支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是(　　)
A．前者基本没有改变，后者变棕黄色
B．前者变棕黄色，后者也变棕黄色
C．前者变棕黄色，后者基本没有改变
D．前者、后者都基本没有变化
难点、硝酸与金属反应的计算
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
1．电子守恒
硝酸中N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。
2．原子守恒
硝酸与金属反应时，N原子一部分以NO形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中N原子的物质的量与反应消耗的HNO3的物质的量相等。当都有2 mol气体生成时，读表：

浓硝酸mol
稀硝酸mol
参加反应的硝酸
4
8
被还原的硝酸
2
2
起酸性作用的硝酸
2
6
由表得出结论：
(1)n(被还原的硝酸)＝n(生成的气体)
(2)n(参加反应的硝酸)＝n(被还原的硝酸)＋n(起酸性的硝酸)
(3)n(起酸性的硝酸)＝2×n(参加反应的铜)
特别提醒：此类题目在计算过程中，要始终联想到上述守恒关系,借用守恒法可起到事半功倍的效果。
例6、向浓硝酸中加入铜片，回答下列问题：
(1)铜片有剩余，且反应结束时的化学方程式为____________________________。
(2)反应停止后铜片有剩余，再加入少量的稀硫酸，铜片上又有气泡产生，其原因是______________。
(3)若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应,铜耗尽后,共产生气体5.6 L(标准状况下)，则消耗HNO3的物质的量是________，所得气体的平均相对分子质量是________。
变式训练　将1.92 g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体1.12 L(标准状况)。则消耗硝酸的物质的量是(　　)
A．0.12 mol　　　　B．0.11 mol
C．0.09 mol D．0.08 mol
4.在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 mol/L、0.1 mol/L,向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子物质的量浓度是
A.0.15 mol/L B. 0.225 mol/L
C. 0.30 mol/L D. 0.45 mol/L
5、将51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.9 mol，这些气体恰好能被500 mL 2 mol/L NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，其中NaNO3的物质的量为(　　)
A．0.2 mol　　　　　　 B．0.4 mol
C．0.8 mol D．0.9 mol
6、实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中无气体放出（生成的氮元素为-3价的NH4+。在反应结束后的溶液中，逐滴加入5 mol·L—1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量关系如图K18－2所示。则

图K18－2
(1)B与A的差值为__________mol。
(2)C点对应的溶液体积为________mL。
(3)原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为__________________________mol。
(4)铝粉和铁粉的混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为____________。
(5)写出铝与该浓度硝酸反应的离子方程式__________________________________。
7、氮的氧化物（用NOx表示）是大气污染物，必须加以处理。
（1）汽车尾气中的CO、NOx采用催化转化法处理，使它们相互反应生成无毒气体。
反应的化学方程式可表示为： ______________。
（2）工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH3和NOx反应生成无毒的
物质。某同学采用以下装置（见下图）和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程。
Ⅰ.提供的装置。

Ⅱ.NH3的制取。
①所提供的装置中能快速、简便制取NH3的装置是：__________（填仪器序号）。
②若采用C装置制取氨气（控制实验条件相同），情况如表所示。
试剂组合序号
固体试剂/g
NH3体积/mL
a
12.0g Ca(OH)2(过量) 10.8g NH4Cl
2688
b
12.0g Ca (OH)2(过量) 10.8g(NH4)2SO4
2728
c
12.0g NaOH(过量) 10.8g NH4Cl
3136
d
12.0g NaOH(过量) 10.8g (NH4)2SO4
3118
e
12.0g CaO(过量) 10.8g NH4Cl
3506
F
12.0g CaO(过量) 10.8g (NH4)2SO4
3584

实验记录：分析表中数据，实验室制NH3产量最高的是：____________（填序号），
其它组合NH3产量不高的原因是：__________________________________。
Ⅲ.模拟尾气的处理。选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置：
A DF EB
↑
C
①A中反应的离子方程式：_______________________________。
②D装置的作用：除了使气体混合均匀和调节气流速度以外，还有一个作用是________________。
③D装置中的液体可换成_______（填序号）。
a.CuSO4溶液 b.H2O c.CCl4 d.浓H2SO4
④该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是___________________。

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