氮及其化合物学案

1氮及其化合物学案课标解读课标要求学习目标1.通过自然界中氮的循环,了解氮气及氮的氧化物的主要性质2.认识其在生产中的应用1.了解氮的固定,掌握氮气的性质2.掌握NO、NO2的重要性质及其与环境的关系知识再现一、氮在自然界中的循环1、存在游离态（单质）：_______，______态：存在于动植物体、土壤和水体中。2、氮的固定自然固氮通过豆科作物的________把空气中的氮气转化为________高能固氮______________人工固氮化学固氮：反应的方程式________________________2二、氮气的结构和性质1、氮气的电子式________,两个氮原子间通过_______个共用电子对形成共价键，并破坏这种_________,需要_________,因此氮气化学性质不活泼很难和其他物质发生化学反应。2、氮气的化学性质（1）氮气和氢气反应（反应方程式）________________________,反应条件__________。（2）氮气和氧气反应（反应方程式）_______________________,反应条件__________。三、氮的氧化物及其性质1、氮的氧化物简介种类物理性质稳定性NO____色气体，____溶于水中等活泼NO2____色气体，____溶于水，有毒较活泼，易发生二聚反应N2O4____色气体较活泼，受热___分解N2O无色气体较不活泼N2O3蓝色气体（—20°C）常温不易分解为仿生固氮3（亚硝酸酸酐）NO、NO2N2O5（硝酸酸酐）无色固体气态不稳定，常温易分解2、NO、NO2的性质、制法(1)完成下列化学方程式①NO和氧气的反应：_____________________________，条件___________。②NO2和N2O4的相互转化：_______________________，条件___________。因此反应在______下进行，故通常“纯净”的NO2或N2O4并___纯。③NO2和水反应：________________________。④NO2和NaOH溶液反应：_______________________。⑤硝酸工业用NaOH吸收尾气：_________________________。（2）NO2具有较强的氧化性，能______SO2；能使湿润的淀粉KI试纸______。（3）氮的氧化物溶于水计算的有关化学方程式原理：2NO+O2=2NO2………①3NO2+H2O=2HNO3+NO………②①x3+②x2可得反应方程式4_____________________________。①+②x2可得反应方程式______________________________。①+②可得反应方程式_______________________________。（4）NO、NO2的制取①实验室制取NO的化学方程式为__________________________；用______法收集。②实验室制取NO2的化学方程式为_________________________；用______法收集。典题解悟【例1】氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，有些氮的转化是从氮气到氮的化合物。有的转化是从氮的化合物到氮的化合物。下列过程中，以游离态的氮为原料，最终产生氮的化合物的是（）A．工业合成氨B．硝化细菌的硝化过程C．动物尸体腐烂D．豆科植物的根瘤菌固氮E．盛夏时节，雷雨肥田，植物茂盛【解析】工业合成氨的反应原理为：3H2+N22NH3，硝化细菌的硝化高温、高压催化剂5过程是将氨或铵盐转化成硝酸盐；动物尸体腐烂是从高分子有机氮到小分子有机氮的过程；豆科植物的根瘤菌固氮过程是在固氮酶的作用下将氮气转化为氮的化合物；雷雨肥田的过程为氮气和氧气在放电条件下转化为一氧化氮，一氧化氮与氧气反应转化为二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸进入土壤后转化为硝酸盐，被植物吸收，植物茂盛。【答案】A、D、E【例2】发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是（）A．高温下N2遇空气生成NO2B．NO遇空气生成NO2C．CO2与NO反应生成CO和NO2D．NO和H2O反应生成H2和NO2【解析】根据火箭喷出大量红烟这一明显现象可推知应为NO2，因此答案为B。【例3】将盛有12mlNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2ml无色气体，则原混合气体中O2的体积是（）A．1.2mlB.2.4mlC.3.6mlD.4ml6【解析】氮的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+H2O3HNO3+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+2H2O4HNO3可知，当体积比V（NO2）：V（O2）=4：1，恰好完全反应4：1，NO2过量，剩余气体为NO4：1，O2过量，剩余气体为O2（3）NO和O2同时通入水中时，其反应是：2NO+O22NO2，4NO2+O2+2H2O4HNO3，总式为：4NO+3O2+2H2O4HNO3当体积比V（NO）：V（O2）=4：3恰好完全反应4：3剩余NO4：3剩余O2（4）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按（1）求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按（3）方法进行计算。值得注意的是：4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于N2O5的组成。即（2）（3）二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路。即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断：2：5O2剩余7N：O=2：5完全反应2：5剩余NO本题依据的化学反应原理为：4NO2+O2+2H2O4HNO33NO2+H2O2HNO3+NO设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能：①若剩余O2，则V剩=2)12(41xx，得x=4。②若剩NO，则V剩=2]4)12[(31xx，得x=1.2。【答案】A或D推断：一无色气体可能是由CO2、HCl、NH3、NO2、NO、H2中的一种或几种组成。将此无色气体通过装有浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少一部分，继续通过装有固体Na2O2的干燥管，发现从干燥管出气口一端出来的气体颜色显红棕色，再将该气体通入盛满水、倒立于水槽中的试管内，最后试管里仍然充满液体。由此可知：（1）原气体中一定含有_________,一定不含有__________。（2）由最终结果可知，原气体中______气体的体积比为________。课标解读课标要求学习目标了解氨及铵盐的主要性质,认识其在生产中的应用。1.了解氨的物理性质,掌握氨的化学性质;82.了解铵盐的性质;3.掌握铵根离子的检验方法。知识再现1．氨分子的结构写出氨的化学式、电子式和结构式，_________________________。氨分子氮的化合价为____，分子中含有________（极性、非极性）键，键角为_____，分子构型为______，氨分子为_________（极性、非极性）分子。2．氨的物理性质氨是没有颜色、有______气味的气体；密度比空气____；______溶于水且能快速溶解，在常温、常压下1体积水能溶解____体积氨。证明氨极易溶于水的实验是___________。3．氮的喷泉实验（1）实验操作：（2）实验观察到的现象：（3）为什么【实验1】能形成喷泉？当挤压滴管的胶头，胶头滴管中的水进入烧瓶，氨迅速溶解，使烧瓶内______减小，在______作用下，烧杯内的水迅速进入烧瓶形成喷泉。4．氨的化学性质（1）氨与水反应氨溶于水时，大部分NH3与H2O结合，形成NH3•H2O。NH3•H2O可以部9分电离生成______和______，所以氨水显碱性，它能使酚酞试液变红。请写出有关方程式：__________________________。（2）氨与酸反应【实验2】①实验步骤：_____________________________；②观察到的现象：__________________________________；③实验结论：挥发性的强酸与氨气在空气中相遇便产生_________的现象，如HCl，HBr，HI、HNO3等遇氨气均有该现象产生，而H2SO4、H3PO4无此现象。（3）氨的还原性工业上利用氨在催化剂（如铂等）存在的情况下跟氧气反应来制取硝酸。写出有关化学方程式，并指出反应的氧化剂、还原剂。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________5．常见的铵盐有：______、______、______。铵盐是____溶于水的____色晶体。（1）铵盐的受热分解氯化铵、碳酸氢铵受热会发生分解反应，特别是碳酸氢铵在______以上即可分解，写出有关化学方程式。10____________________________________________________________________________________________________________________（2）铵盐与碱反应写出下列反应的化学方程式：I．硫酸铵与氢氧化钠溶液反应；II．硝酸铵与氢氧化钠溶液反应。______________________________________________________________________________________________________________________铵盐遇碱会产生_________________,其离子方程式为_________________________。（3）NH3的实验室制法实验室一般用_____或_____与_____混合加热来制取氨气，不用硝铵或碳铵的原因是____________________；不用NaOH，KOH的原因是___________________________。11氨气的收集与验满：用_______收集，并用_________检验氨所是否收集满。6．化学氮肥（1）化学氮肥主要包括铵态氮肥（主要成分为______）、硝态氮肥（主要成分为_______）和有机态氮肥——尿素_______。(2)铵态氮肥①常见的铵态氮肥如______________________________是历史上最长的氮肥。②如何科学储存和施用铵态氮肥？____________________________________________铵盐受热易______，在储存铵盐时，应密封包装并放在____通风处。施肥时，应将其埋在土下以保持肥效，且不能跟______物质如______、______等混合施用。③尿素和复合化肥尿素的分子式________，它的含氮量高达______，是目前含氮量最高的氮肥。尿素作为氮肥有什么优点？__________________________________工业上是怎样合成尿素的？_____________________________________复合化肥：目前使用较多的主要是含氮和磷的一类复合化肥。如磷酸一铵（NH4H2PO4）和磷酸二铵[（NH4）2HPO4]等。12典题解悟【例1】如图，实验形成的“喷泉”的颜色为红色。请回答下列问题：①烧杯内装的是什么气体？②为什么会产生此种现象？③在实验中即使每一步都无误，喷泉停止后，烧瓶也不能被水充满，为什么？【解析】①因为气体遇酚酞试液变红，必为碱性气体—NH3。②此现象包含两层含意：一是“喷泉”，二是“