2014届高考化学一轮复习(鲁科版)课件：第3章第2节 氮的循环(共68张PPT)

第2节氮的循环目录[考纲展示]1．了解氮元素的单质及其重要化合物的主要性质及应用。2．了解氮元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。3．氮元素的单质及其化合物知识与其他元素的单质及其化合物知识的综合应用。本节目录考点串讲•深度剖析真题集训•把脉高考知能演练•高分跨栏教材回顾•夯实双基学科规律•方法提升目录教材回顾•夯实双基构建双基氮的固定固氮CO、NO无血红蛋白红棕2NO＋O2===2NO2红棕易溶于3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO2刺激溶于液化2NH3＋3Cl2===6HCl＋N2目录酸根离子白或无蓝黄挥发退色强氧化目录思考感悟1.为什么N2能稳定存在于大气中？为什么经常用氮气做保护气？【提示】N2分子内共价键牢固，不易被破坏成原子；N2分子不易与其他物质发生反应。目录思考感悟2.氮氧化物对环境有哪些污染？【提示】形成光化学烟雾、形成酸雨、破坏大气中的臭氧层。目录3．为什么不能用P2O5、无水CaCl2干燥氨气？【提示】P2O5为酸性干燥剂，可与NH3反应而吸收NH3；CaCl2能与NH3反应形成CaCl2·8NH3。目录判断下列说法的正误：1．(2011·高考北京卷9TB)用催化法处理汽车尾气中的CO和NO的反应为CO＋NO=====催化剂C＋NO2。()2．(2011·高考安徽卷10TD)用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色是因为浓氨水呈碱性。()3．(2012·高考重庆卷7TC)过量的铜与浓硝酸反应有NO生成。()体验高考【答案】1.×2.√3.√目录考点串讲•深度剖析考点1氮的氧化物溶于水及金属与硝酸反应的规律1．氮的氧化物溶于水的计算(1)化学方程式法利用①2NO＋O2===2NO2和②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO进行计算，也可以将以上化学方程式合并成③4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3和④4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3并进行计算。目录(2)原子个数比法4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，即③④两种情况中的反应式都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。因此可以利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断。N∶O2∶5，剩余O2＝2∶5，恰好完全反应2∶5，剩余NO(3)电子守恒法当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O2得电子，且得失电子数相等。目录2．金属与硝酸反应的规律及相关计算(1)硝酸与金属反应一般不生成H2，如与Cu的反应其作用及产物表示如下：HNO3表现酸性：CuNO32表现氧化性浓：NO2稀：NO(2)硝酸与铜的反应Cu与浓硝酸反应时，若Cu足量，开始时还原产物为NO2，随反应进行，浓硝酸变为稀硝酸，还原产物为NO，最终得到NO2与NO的混合气体。目录(3)稀硝酸与铁的反应Fe＋4HNO3(稀，足量)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①3Fe(过量)＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②反应物的量与生成物的关系如图：目录特别提醒：1硝酸与较活泼的金属如Mg反应时，还原产物不一定是NO2、NO。2硝酸与金属反应，金属过量时，若再加上酸如H2SO4，金属可被NO－3H＋继续氧化，致使NO－3全部转化为NOx。目录即时应用1．(2013·九江统考)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－1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．标况下产物NO的体积为22.4L目录解析：选C。合金增加的质量即为OH－的质量，则n(OH－)＝5.1g÷17g·mol－1＝0.3mol，故C项正确。根据电子守恒和电荷守恒可知，反应中转移的电子总数为0.3mol。若合金全部是Mg，质量为3.6g，若全部是铜，质量为9.6g，则合金的质量应介于3.6g与9.6g之间，A项不正确。被还原的硝酸为0.1mol，起酸性作用的硝酸为0.3mol，则参加反应的硝酸为0.4mol，B项不正确。标况下产物NO的体积为2.24L，D项不正确。目录2．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A．60mLB．45mLC．30mLD．15mL目录解析：选A。Cu＋HNO3NO2、N2O4、NO――→O2H2OHNO3CuNO32――→NaOHCuOH2↓显然Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等，n(O2)＝0.075mol⇒n(Cu)＝0.15mol⇒n(NaOH)＝0.3mol⇒V(NaOH)＝60mL。目录3．(2013·长春二模)将容积为50mL的量筒内充满二氧化氮和氧气的混合气体，倒置量筒在盛满水的水槽里，一段时间后,量筒里剩余气体体积为5mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是________或________。解析：根据反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行计算；若剩余5mL气体为O2，那么V(NO2)＝36mL，V(O2)＝14mL；若剩余5mL气体为NO,那么未与氧气发生反应的NO2为15mL,那么V(O2)＝7mL，V(NO2)＝43mL。答案：18∶743∶7目录考点2氨气制法及氨的应用1．氨气的制取原理：加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。目录(1)装置：“固体＋固体――→△气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的制气装置相同)。(2)收集：只能用向下排空气法。(3)干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。(4)验满方法：①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。(5)环保措施：收集时，一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。目录特别提醒：1氨气的简易制备方法：①加热浓氨水：NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O；②浓氨水滴加到固体烧碱或生石灰中；③Mg3N2水解法：Mg3N2＋6H2O=====△3MgOH2↓＋2NH3↑。2NH3中的氮元素显－3价，只有还原性；氢元素显＋1价，只有氧化性。故NH3既有氧化性又有还原性。目录2．氨水(1)组成c(NH3·H2O)c(NH3)c(OH－)c(NH＋4)c(H＋)。(2)存在平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－；H2OH＋＋OH－。(3)性质①容易挥发，盛浓氨水的试剂瓶瓶口常有白雾产生，久置溶液质量减轻，浓度变小。②氨水质量分数越大，其密度越小，因此如果将质量分数为x%的氨水与质量分数为3x%的氨水等体积混合后，所得氨水的质量分数小于2x%。目录③氨水是很好的沉淀剂，能使Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋等转变为氢氧化物沉淀，其中AgOH、Cu(OH)2、Zn(OH)2等沉淀能溶于过量氨水，生成络合物。(4)涉及氨水的离子方程式的书写①氨水做反应物，用分子式NH3·H2O表示，如：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4；②生成氨水时，若反应物为浓溶液或在加热条件下，用下面离子方程式表示：NH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2O；③生成氨水时，若反应物为稀溶液且不加热，用下面离子方程式表示：NH＋4＋OH－===NH3·H2O。目录3．氨气的还原性(1)氨气的催化氧化实验探究装置作用或现象1提供氨气和氧气2使氨气被催化氧化，红热状态的铂铑合金丝更加红热3吸收剩余的氨气和生成的水蒸气4看到有红棕色的气体产生(2)氨气还原(加热条件)其他化合物(如CuO)等。目录即时应用4．下图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(双选)()目录解析：选AC。NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，而当温度降低时，NH3和HCl又重新生成固体NH4Cl，气体进入干燥管的机会不多，A项错误。向CaO中滴加浓氨水，CaO遇水生成Ca(OH)2，同时放出大量热量，使浓氨水中的NH3逸出，B项正确。固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，C项错误。D项，浓氨水加热制取NH3的方法和试剂都是正确的。目录5．某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化。(1)氨催化氧化的化学方程式为_____________________________________________________________________________。目录(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入____________；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是____________________________________________________。(4)为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置________(填装置代号)；化合物X为________(只写一种)，Na2O2的作用是___________________________________________________。目录解析：(1)NH3和O2在催化剂作用下生成NO。(2)该反应放热，故不加热后仍能保持红热状态。(3)产物中有NO和NH3，若不除去NH3，NO被O2氧化生成NO2后，再与空气中的水蒸气反应生成HNO3，而HNO3与NH3会产生白烟。(4)装置5与1均可产生NH3。NH4Cl加热分解可得NH3和HCl，而HCl与Na2O2可生成O2。答案：(1)4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O(2)放热(3)浓H2SO4生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3(4)1NH4Cl与HCl反应生成氧气目录6．(2013·北京西城区联考)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。回答下列问题：(1)A中加入的物质是_________________________________，发生反应的化学方程式是_____________________________；目录(2)B中加入的物质是________，其作用是_________________；(3)实验时在C中观察到的现象是_______________________，发生反应的化学方程式是_____________________________；(4)实验时在D中观察到的现象是_______________________，D中收集到的物质是_________________________________，检验该物质的方法和现象是___________________________。目录解析：本题以氨气的实验室制法为载体，探究氨气还原氧化铜，并检验其产物。实验装置包括：气体发生装置→气体净化装置→氨气还原氧化铜装置→产物(1)收集装置→产物(2)收集装置。(1)该制氨气装置属于“固(Ⅰ)＋固(Ⅱ)――→△气”装置，实验室选择氯化铵固体与消石灰或硫酸铵固体与消石灰反应，发生反应分别为：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，(NH4)2SO4＋Ca(OH)2=====△CaSO4＋2NH3↑＋2H2O。(2