2016届高考化学一轮复习 第三章 第2讲 氮的循环课件 鲁科版

第2讲氮的循环考纲导向热点导学1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。1.NH3的性质及实验室制法。2.铵盐的性质以及N4H检验方法。3.HNO3的强氧化性。考点突破基础梳理课堂演练基础梳理抓主干固双基知识梳理一、氮气及其氧化物1.自然界中氮的存在和氮的固定2.N2的性质(1)物理性质:无色无味无毒、密度比空气稍小、难溶于水的气体。(2)化学性质:①与O2反应:。②与H2反应:(工业合成氨反应原理)。N2+O22NON2+3H22NH33.一氧化氮、二氧化氮NONO2物理性质通常为色气体,难溶于水通常为色、有刺激性气味的气体与O2反应化学性质与H2O反应不反应与人体、环境的关系①NO与人体血红蛋白结合,使人中毒;②NO可以作为传递神经信息的“信使分子”;③NO、NO2是形成酸雨、光化学烟雾的主要原因无红棕2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO【想一想】NO2溶于水生成HNO3,NO2是不是酸性氧化物?答案:不是。酸性氧化物与水反应生成对应的酸,而NO2与水反应除生成HNO3外还有NO生成。二、氨和铵盐1.氨(1)结构与物理性质(2)化学性质(3)制法与用途2.铵盐(2)N4H的检验铵盐(N4H)无色气体(NH3)变蓝【断一断】(1)氨气溶于水能导电,所以氨气是电解质。()(2)实验室可用浓氨水与生石灰制取氨气。()(3)可用蘸有浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气。()(4)某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该晶体中含有N4H。()(5)氨水中含氮微粒中最多的微粒是N4H。()(6)把NH3通入稀HNO3中,当溶液的pH等于7时,NH3和HNO3等物质的量反应。()答案:(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×三、硝酸1.物理性质2.化学性质(1)强酸性:具有酸的通性。(2)不稳定性:4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑。(3)强氧化性①与金属反应(除Au、Pt外)稀HNO3与Cu反应:33223Cu8HNO()3CuNO2NO4HO稀。浓HNO3与Cu反应:33222Cu4HNO()CuNO2NO2HO浓。浓HNO3常温下使钝化。②与非金属反应浓HNO3与C反应:3222C4HNO()CO4NO2HO浓。③与还原性微粒反应:稀HNO3与FeCl2反应的离子方程式:23323Fe4HNO3FeNO2HO。Fe、Al【练一练】对下列事实的解释正确的是()A.浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,说明浓硝酸不稳定B.不用浓硝酸和铜屑反应制取硝酸铜,是因为浓硝酸具有挥发性C.铁与稀硝酸反应溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+D.锌与稀硝酸反应得不到氢气,说明稀硝酸能使锌钝化A自主整理1.四种气体的特性气体N2NONO2NH3特性稳定性极易被氧化红棕色极易溶于水2.铵盐的两种通性(1)铵盐NH3+酸(不稳定酸会分解)(2)铵盐+碱盐+NH3↑+H2O3.硝酸的一种主要性质浓、稀硝酸均具有强氧化性,能氧化除Pt、Au外的所有金属。常温下浓硝酸能使铁铝钝化,加热条件下能氧化木炭等。考点突破解疑难提知能考点一典例引领氨气的实验室制法与喷泉实验2015·山西临汾模拟)某课外活动小组欲利用氨气与CuO反应,研究氨气的性质并测其组成,设计了如下装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题:(1)仪器a的名称为;仪器b中可选择的试剂为(任意填一种)。(2)实验中,装置C中黑色CuO粉末全部转化为红色固体(已知Cu2O也为红色固体),量气管中有无色无味的气体。实验前称取黑色CuO80g,实验后得到红色固体质量为68g。则红色固体成分的化学式为.。(3)E装置中浓硫酸的作用是。(4)F中读取气体体积前,应对装置F进行的操作是,若无此操作,而F中左边液面低于右边液面,会导致读取的气体体积(填“偏大”“偏小”或“无影响”);图中量气管可由(请选择字母填空:A.酸式滴定管,B.碱式滴定管)改装而成。(5)要想测得氨气分子中氮、氢原子个数比,实验中应至少测量或读取哪些数据?。A.B装置实验前后质量差mgB.F装置实验前后液面差VLC.D装置实验前后质量差mgD.E装置实验前后质量差mg答案:(1)分液漏斗碱石灰(或生石灰或氢氧化钠固体)(2)Cu和Cu2O(3)防止F中水蒸气进入D中,并吸收氨气(4)上下移动右管,使得左右两边液面相平偏小B(5)BC归纳总结1.氨气的实验室制法(1)用铵盐和碱制取(2)用浓氨水制取方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑+H2O浓氨水+固体NaOHNaOH溶于水放热,促使NH3·H2O分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的逸出浓氨水+固体CaOCaO与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热,促使NH3·H2O分解,NH3逸出。化学方程式为NH3·H2O+CaONH3↑+Ca(OH)22.喷泉实验(1)喷泉实验的原理当挤压胶头滴管胶头,使少量水进入烧瓶后,气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生足够大的压强差(负压),则打开止水夹后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。(2)形成喷泉的气体与液体组合①NH3、HCl、SO2、NO2与水组合能形成喷泉。②酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。【特别提示】用铵盐制取氨气时注意的问题(1)不宜选用NH4NO3和NH4HCO3,NH4NO3受热易爆炸,NH4HCO3受热易分解产生CO2。(2)Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替,原因是NaOH、KOH易吸湿,结块,不利于NH3的逸出。(3)干燥氨气不能用浓硫酸和无水氯化钙;吸收氨气时要防止倒吸。跟踪训练(2015·重庆一中期末)如图所示是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。(l)在组装好装置后,若要检验A～E装置的气密性,其操作是首先,然后微热A,观察到E中有气泡冒出,移开酒精灯(或松开双手),E中导管有水柱形成,说明装置气密性良好。(2)装置B中盛放试剂是。(3)点燃C处酒精灯,关闭止水夹2,打开止水夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗,稍等片刻,装置C中黑色固体逐渐变红,装置E中溶液里出现大量气泡,同时产生(答现象);从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,请写出在C中发生反应的化学方程式:.。(4)当C中固体全部变红色后,关闭止水夹1,慢慢移开酒精灯,待冷却后,称量C中固体质量。若反应前固体质量为16g,反应后称重固体质量减少2.4g。通过计算确定该固体产物的成分是(用化学式表示)。(5)在关闭止水夹1后,打开止水夹2,残余气体进入F中,很快发现装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中。写出产生白烟的化学方程式:。迅速产生倒吸的原因是。答案:(1)关闭止水夹2和分液漏斗活塞,打开止水夹1,在E中装入水(2)碱石灰或生石灰(3)白色沉淀2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O(4)Cu2O、Cu(5)3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体,导致内压减小,引起溶液倒吸考点剖析金属与硝酸反应的规律及计算考点二(2)一般浓HNO3被还原为NO2,稀HNO3被还原为NO。(3)硝酸体现氧化性和酸性。1.反应规律(1)由于酸性条件下氧化性N3O强于H+,所以硝酸与金属反应一般不生成氢气。2.计算方法(1)原子守恒法HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以N3O的形式存在于溶液中;一部分作为氧化剂转化为还原产物NOx或N4H,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(2)电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法HNO3与金属反应后溶液中N3O的物质的量等于H+和金属阳离子Mx+所带正电荷物质的量之和。(4)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时,由于硝酸盐中N3O在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应,因此这类题目应用离子方程式计算,先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或N3O进行相关计算。【特别提示】解答金属与硝酸反应的计算题时,要尽量避免应用化学方程式计算,否则会陷入复杂的计算过程中,甚至得不到正确结果。典型例题(2015·辽宁盘锦质检)将6.85gFe和Al的混合物溶于200mL浓度为cmol/L的HNO3溶液中,得到标准状况下的NO、N2O混合气体共3.36L,测得反应后溶液的pH为0,再向所得溶液中加入过量NaOH溶液充分反应后生成沉淀质量为5.35g。若不考虑反应前后溶液体积变化,则下列有关判断正确的是()A.Fe与Al的物质的量之比为1∶1B.混合气体中NO为0.03mol,N2O为0.12molC.原HNO3溶液的浓度c=4.9mol/LD.反应中被还原的HNO3为0.15molC【方法指导】金属与硝酸反应的三个等式(1)n(HNO3)消耗=n(Mx+)×x+n(NO)+n(NO2)。(2)n(Mx+)×x=n(NO)×3+n(NO2)。(3)n(HNO3)酸性=n(Mx+)×x=n(e-)。变式训练(2014·九江统考)将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸溶液中,两者恰好完全反应,假设反应过程中还原产物全部是NO,向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol/L的NaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,则下列有关叙述中正确的是()A.开始加入合金的质量可能为16.4gB.参加反应的硝酸的物质的量为0.1molC.生成沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100mLD.标准状况下产物NO的体积为22.4LC课堂演练试身手强素能基础题组1.(2014·上海闵行教学质量检测)有关氨气的说法正确的是()A.氨气与氯气相遇可能冒白烟B.氨气通入浓硫酸或浓硝酸中会被氧化C.氨气可以由所有铵盐受热分解得到D.氨气比PH3易液化是因为N—H键的键能比P—H键键能大A2.(2015·河北唐山模拟)某金属和硝酸反应,已知被还原的硝酸和参加反应的硝酸的物质的量之比为1∶6,若已知还原产物唯一,则还原产物为()A.N2B.N2OC.NOD.NO2A3.(2015·黑龙江哈三中期末)在100mLHNO3和H2SO4的混合溶液中,两种酸的物质的量浓度之和为0.6mol/L。向该溶液中加入足量的铜粉,加热,充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)()A.0.225mol/LB.0.30mol/LC.0.36mol/LD.0.45mol/L4.(2014·江苏南通测试)设空气中O2的体积分数为0.2,N2的体积分数为0.8。在有水存在的条件下,某氮的氧化物(NO与NO2形成的混合物)和一定量空气混合恰好完全反应生成硝酸,反应后气体体积减少了一半(相同条件下)。则该氮的氧化物中NO与NO2的体积比可能是()A.1∶5B.1∶4C.1∶3D.任意比AC高考题组1.(2015年新课标全国理综Ⅰ)我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指()A.氨水B.硝酸C.醋D.卤水B2.(2015年北京理综)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环A3.(2013年安徽理综)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是()B选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液4.(2013年四