資源簡介

學(xué)科 化學(xué) 課題名稱 氮及其化合物
1．固氮的途徑 （1）氮元素存在形態(tài) 空氣中含大量N2，是工業(yè)生產(chǎn)中N2的主要來源。 （2）N2的物理性質(zhì) 氮?dú)怆y溶于水，難液化，密度比空氣略小（與空氣密度相近），只能用排水法收集N2。 （3）N2的化學(xué)性質(zhì) 由于氮分子的鍵能很大，所以氮?dú)獾男再|(zhì)很穩(wěn)定，只有在高溫條件下才能發(fā)生一些化學(xué)變化。 1)與H2的反應(yīng)：N2+3H22NH3 2)與O2的反應(yīng)：N2+O22NO 3)與Mg的反應(yīng)：3Mg+N2Mg3N2 （4）氮的固定 1)定義：把大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程稱為固氮。 2)氮的同定的途徑 ①生物固氮 豆科植物的根部常附有小根瘤，其中含有固氮菌，能把空氣中游離的氮變成氨（銨態(tài)氮肥）作為養(yǎng)分吸收，所以這些植物可以少施肥，甚至不施肥。 ②大氣同氮 閃電時(shí)，大氣中的氮轉(zhuǎn)化為氮的氧化物，經(jīng)降水生成極稀的硝酸（硝態(tài)氮肥），滲入土壤被植物根系吸收。 N2+O22NO 2NO+O2→2NO2 3NO2+H2O→2HNO3+NO 【注意】生物固氮和大氣固氮統(tǒng)稱自然固氮。 ③工業(yè)固氮 氮?dú)夂蜌錃庠诟邷亍⒏邏翰⒂写呋瘎┐嬖诘臈l件下，可以直接化合生成氨(NH3)。 N2+3H22NH3 工業(yè)上就是利用這個(gè)原理來合成氨的。 【例1】下列用途中，應(yīng)用了氮?dú)庑再|(zhì)的不活潑性的是（ D ） ①金屬焊接時(shí)用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，氮?dú)夂蜌鍤獾幕旌蠚怏w填充燈泡 ②用于合成氨 ③工業(yè)上以氮?dú)庾鳛樵现恢葡跛?④用作糧食和水果貯存的保護(hù)氣 A．①② B．①③ C．②④ D．①④ 【例2】將燃著的鎂條插入下列氣體中，鎂條不能繼續(xù)燃燒的是（ D ） A．O2 B．Cl2 C．N2 D．Ar 2．氨氣 （1）物理性質(zhì) 氨氣是一種無色有刺激性氣味的氣體。密度比空氣小，極易溶于水，易液化，液氨汽化時(shí)吸收大量的熱，因此液氨可作制冷劑。 （2）分子結(jié)構(gòu) 電子式：，結(jié)構(gòu)式：，分子空間構(gòu)型：三角錐型，鍵和鍵之間的夾角為107°18′，為極性分子。 （3）化學(xué)性質(zhì) 1)與水反應(yīng) NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH- NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3的存在。 2)噴泉實(shí)驗(yàn)（回顧HCl的噴泉實(shí)驗(yàn)） ①實(shí)驗(yàn)原理：如右圖所示，圓底燒瓶中充滿NH3，由于氨極易溶于水，擠壓膠頭滴管，少量的水即可溶解大量的氨(1:700)，導(dǎo)致燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓作用下使燒杯中滴有酚酞的水壓入燒瓶，形成美麗的紅色噴泉。 ②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生紅色噴泉，這是因?yàn)榘比苡谒笮纬蓧A性溶液，遇酚酞顯紅色。 ③噴泉實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵： a．燒瓶、預(yù)先吸液的滴管及長直玻璃管的外部都要干燥； b．氣體要充滿圓底燒瓶； c．瓶塞要嚴(yán)密，不漏氣，止水夾要夾緊。 ④說明問題：a．氨極易溶于水．b．氨氣的水溶液顯堿性。 ⑤實(shí)驗(yàn)拓展：a．從噴泉實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理可知，只要燒瓶內(nèi)的氣體能被膠頭滴管中擠出的少量液體快速吸收，使燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于外界大氣壓，就可形成噴泉。因此理論上大多數(shù)氣體都可做噴泉實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是膠頭滴管中的少量液體要選得合適。如： 12345燒瓶中的氣體Cl2CO2H2SNO2+NOHCl滴管中的液體濃NaOH濃NaOH濃NaOH濃NaOHH2O
b．此外，若改變噴泉實(shí)驗(yàn)裝置，也可以使某些本來不能形成噴泉的氣體形成噴泉，因此要從產(chǎn)生噴泉的條件認(rèn)識(shí)形成噴泉的本質(zhì)。 3)與酸反應(yīng) NH3+HCl→NH4Cl(生成白煙) 2NH3+H3SO4→(NH4)2HSO4(俗稱硫銨) NH3+HNO3→NH4NO3（俗稱硝銨） NH3+CO2+H2O→NH4HCO3（俗稱碳銨） 4)與O2反應(yīng) 4NH3+5O24NO+6H2O（該反應(yīng)放熱） 【注意】①通常狀況下，氨在氧氣中不反應(yīng)。 ②反應(yīng)條件：催化劑（如鉑）、加熱。 ③該反應(yīng)放熱。 ④該反應(yīng)是工業(yè)上制硝酸的基礎(chǔ)。 （4）NH3的實(shí)驗(yàn)室制法及工業(yè)制法 1)工業(yè)制法 N2+3H22NH3 【注意】 ①該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以所得產(chǎn)品是NH3、N2、H2的混合物，利用NH3易液化的特點(diǎn)將NH3分離以后，N2、H2可循環(huán)使用。 ②原料N2可通過蒸餾液態(tài)空氣獲得，而原料H2一般通過焦炭與高溫水蒸氣反應(yīng)獲得，有關(guān)反應(yīng)方程式為：C+H2OCO+H2，CO+H2OCO2+H2，除去CO2即得H2。 2)實(shí)驗(yàn)室制法（此處歸納氣體制備裝置的選擇。） ①原理：固態(tài)銨鹽與堿加熱反應(yīng)。 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ②發(fā)生裝置：加熱固體制取氣體的裝置，與制氧氣類同。 ③干燥：在干燥管中盛放堿石灰(CaO、NaOH的混合物)作干燥劑。不能用濃硫酸、無水氯化鈣作干燥劑，因CaCl2吸收氨氣生成CaCl2·8NH3。 ④收集：向下排空氣法。 ⑤驗(yàn)滿：a．用濕潤的紅色石蕊試紙放在瓶口，若變藍(lán)，則滿；b．用蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口，若產(chǎn)生白煙，則滿。 5．氨的用途 (1)作制冷劑；(2)制氮肥；(3)制硝酸；(4)制純堿；(5)在有機(jī)合成工業(yè)中作原料。 【例3】農(nóng)作物生長發(fā)育需要大量的氮養(yǎng)分，除了可用人工同氮方法（合成氨）獲得氨態(tài)氮外，自然界雷電現(xiàn)象也是一種固氮途徑，經(jīng)由雷電固定的氮是硝態(tài)氮（硝酸或硝酸鹽形式），其相關(guān)的化學(xué)方程式為_____________________________，____________________________，_____________________________。 【答案】N2+O22NO2NO+O2→2NO23NO2+H2O→2HNO3+NO 【例4】【雙選】有關(guān)氨的性質(zhì)的敘述正確的是（ AB ） A．氨不能在空氣中燃燒 B．氨水呈堿性 C．氨氣和酸相遇都能產(chǎn)生白色煙霧 D．在反應(yīng)NH3+H+→NH4+中，氨失去電子被氧化 【例5】氨氣可以做噴泉實(shí)驗(yàn)，這是利用氨氣（ C ） A．很易液化 B．密度比空氣小 C．極易溶于水 D．能跟水反應(yīng) 3．銨鹽與化學(xué)肥料 （1）銨根離子的結(jié)構(gòu)與銨鹽的定義 電子式為，結(jié)構(gòu)式為，空間構(gòu)型為正四面體型，鍵和鍵之間的夾角為109°28′。銨鹽是由銨根離子和酸根離子構(gòu)成的鹽。在NH4+才中存在著共價(jià)鍵和配位鍵，形成銨鹽的離子都是非金屬元素，但銨鹽屬于___離子__晶體，在銨鹽中存在的化學(xué)鍵有：_____離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵_____。銨鹽都是晶體，都能溶于水。 （2）銨鹽的化學(xué)性質(zhì) 1)銨鹽受熱分解 如：NH4ClNH3↑+HCl↑NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑ 【注意】①并不是所有的銨鹽受熱分解都產(chǎn)生NH3。 ②NH4Cl在試管中受熱分解的現(xiàn)象與碘的升華相似。但二者有本質(zhì)的差別，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，屬于化學(xué)變化過程。而后者是物理變化過程。 (2)銨鹽與堿的反應(yīng) 如：(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O. NH4NO3+NaOHNaNO3+NH3↑+H2O。 【注意】銨鹽與堿共熱都能產(chǎn)生NH3，這是銨鹽的共同性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室利用銨鹽的這一性質(zhì)來制取氨氣和驗(yàn)根離子的存在。 （3）銨鹽的用途及貯存 1)用途：銨鹽可作氮肥。常用的氮肥有硝酸銨(NH4NO3)、硫酸銨[(NH4)2SO4]、碳酸氫銨(NH4HCO3)和尿素[(NH2)2CO]等。 2)貯存：密封包裝并放在陰涼通風(fēng)處。 因?yàn)殇@鹽受熱易分解。所以施肥時(shí)應(yīng)將肥料埋在土下并及時(shí)灌水，以保證肥效。 【例7】【雙選】下列說法不正確的是（ CD ） A．凡是銨鹽均能與苛性鈉共熱產(chǎn)生NH3 B．NH4HCO3受熱分解產(chǎn)生的氣體經(jīng)堿石灰干燥后可得到純凈的氨氣 C．NH3溶于水后，水溶液中存在大量NH4 D．NH3在空氣中燃燒可產(chǎn)生NO 【例8】將碳酸氫銨在試管中加熱，使放出的氣體依次通過盛有足量過氧化鈉和水的容器，最后得到的氣體是（ A ） A．氧氣 B．二氧化碳 C．氨氣 D．水 【例9】下列各組混合物中，可用加熱方法分離的是（ D ） A．碘和氯化銨 B．硝酸鉀與二氧化錳 C．硫酸鉀和氯酸鉀 D．氯化銨和氯化鉀 5．建立人與自然的和諧關(guān)系 （1）氮在自然界中的循環(huán) （2）硫在自然界中的循環(huán) 陸地中的含硫礦石被風(fēng)化進(jìn)入土壤，土壤中的硫可被植物吸收，或隨水流進(jìn)入海洋。陸地中的硫可隨水流進(jìn)入大海，或隨火山爆發(fā)進(jìn)入大氣。 海洋中的硫可沉積成礦物，也可被生物體吸收。生物體中的硫在生物體死亡、腐敗過程中進(jìn)入土壤、大氣或海洋。大氣中的硫可被生物體吸收進(jìn)入土壤或海洋。 1．【雙選】如圖所示裝置，燒瓶中充滿干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶，則a和b分別是() 2．制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)（下圖中夾持裝置均已略去）。 (1)寫出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式：___________________________。 (2)收集氨氣應(yīng)使用法，要得到干燥的氨氣可選用________作干燥劑。 (3)圖甲裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已裝滿干燥的氨氣，引發(fā)水上噴的操作是______________，該實(shí)驗(yàn)的原理是____________________________。 (4)如果只提供如圖乙所示的裝置，請(qǐng)說明引發(fā)噴泉的方法：______________________________。 3．實(shí)驗(yàn)室常用NH4Cl和Ca(OH)2加熱制取氨。 (1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________。 (2)指出右圖裝置中的錯(cuò)誤之處：___________________________________________________________________________________________________________。 4．設(shè)計(jì)一個(gè)不用任何試劑的實(shí)驗(yàn)方案，將NaHCO3、Na2SO4、NH4HCO3、NH4Cl四種白色固體______________區(qū)分。 5.下列關(guān)于濃HNO3與濃H2SO4的敘述正確的是 A．常溫下都可用鐵制容器貯存 B．常溫下都能與銅較快反應(yīng) C．露置于空氣中，溶液質(zhì)量均減輕 D．露置于空氣中，溶液濃度均降低 6.有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中，正確的是 A．稀硝酸使藍(lán)色石蕊試紙變紅 B．硝酸能與Na2CO3反應(yīng)，但不生成CO2 C．硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2S氣體 D．濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色 7.某單質(zhì)能與濃硝酸反應(yīng)，若參加反應(yīng)的單質(zhì)與硝酸的物質(zhì)的量之比為1：4，則該元素在反應(yīng)中所顯示的化合價(jià)可能是 A ＋1 B ＋2 C ＋3 D ＋4 8.下列反應(yīng)中HNO3即表現(xiàn)出酸性，又表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性的是 A．Fe2O3+HNO3 B．Ca(OH)2+HNO3 C．C+HNO3 D．FeO+HNO3 9.已知鎂和稀硝酸反應(yīng)時(shí)，每有1mol HNO3反應(yīng)，就有0.8mol電子轉(zhuǎn)移，此時(shí)硝酸的還原產(chǎn)物可能是 A．NO2 B．N2O C．NH4NO3 D．NO 10.有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，某同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振蕩后，仍有白色沉淀。對(duì)此實(shí)驗(yàn)下列結(jié)論正確的是（ ） A.Na2SO3已部分被氧化 B.加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中一定有BaSO4 C.加硝酸后，不溶性的沉淀可能是BaSO4或者是BaSO3 D.此實(shí)驗(yàn)不能確定該Na2SO3是否已部分被氧化 1．【答案】BD 2．【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)向下排空氣堿石灰(或固體NaOH) (3)打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水氨極易溶于水，致使燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小，在外界大氣壓作用下，把燒杯中的水壓入燒瓶中，從而形成噴泉 (4)打開止水夾，用手（或熱毛巾等）熱敷燒瓶，氨受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨與水接觸，即形成噴泉（開放性問題，其他合理答案均可） 3．【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)發(fā)生反應(yīng)的試管口向上傾斜，并夾持在離試管底較近處；在發(fā)生反應(yīng)的試管中導(dǎo)管伸入太長；用向上排空氣法收集氣體且用塞子；收集氣體的試管中導(dǎo)管伸入太短 4．【答案】用熱分解法區(qū)別。不能分解的是Na2SO4，分解后又化合的是NH4Cl．分解產(chǎn)生刺激性氣味的是NH4HCO3，分解生成無色無味氣體的是NaHCO3。 1．工業(yè)上用來制取肥料和炸藥的原料是 ( ) A．碳B．硫C．氧氣D．氮?dú)?2．下列選項(xiàng)屬于氮的同定的是( ) A．植物從土壤中吸收含氮養(yǎng)料B．豆科植物把含氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì) C．將氨轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛幔俎D(zhuǎn)變?yōu)槠渌衔顳．將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)楹衔?3．檢驗(yàn)NH4+時(shí)，采用加入氫氧化鈉溶液并加熱后用試紙檢驗(yàn)的方法，正確的操作為( ) A．用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙放在試管口外B．用干燥的紅色石蕊試紙置于管口內(nèi) C．用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙置于管口內(nèi)D．用濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口外 4．如右圖所示，裝置a中充滿干燥的氯氣，將b中濃氨水?dāng)D入a中，開始時(shí)，a中發(fā)生的反應(yīng)中有氧化還原反應(yīng)：2NH3+3Cl2→N2+6HCl，同時(shí)生成白煙并發(fā)紅光。請(qǐng)回答以下問題： (1)反應(yīng)中生成的白煙是____。 (2)反應(yīng)完成后，將a瓶的導(dǎo)管插入水槽的水面下，并打開止水夾c，觀察到有水吸入a瓶中形成噴泉，當(dāng)噴泉停止后，升入a中的水約占a瓶容積的。 (3)標(biāo)志a瓶中反應(yīng)全部完成的化學(xué)方程式為：_____________________________。 5．雷雨中常含有微量HNO3，這對(duì)農(nóng)作物生長有利，用化學(xué)方程式解釋HNO3的形成過程。 6．某種常見的白色晶體A，與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生無刺激性氣味的氣體B；將B通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁。若在A的水溶液中加氫氧化鋇溶液，則析出白色沉淀C和無色氣體D;D可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。加熱同體A，可生成水、B和D，而且B和D的物質(zhì)的量之比為1:1。根據(jù)以上事實(shí)，可以判斷出A是，B是_______，C是________。加熱同體A生成水、B和D的化學(xué)方程式是。 7．現(xiàn)有下列五種化肥：硫銨、碳銨、硝銨、氯化鉀和氯化銨，為了鑒別這五種化肥，進(jìn)行下網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，先分別編號(hào)A、B、C、D、E，各溶于水中配成溶液，然后取試樣實(shí)驗(yàn)。 試回答： (1)推斷（寫化學(xué)式）：A是______，B是______，C是______，D是______，E是______。 (2)寫出有關(guān)試液的名稱：①是______，②是______，③是______。 (3)寫出4個(gè)反應(yīng)的離子方程式。 ____________________________________ ____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ 1．D2．D3．D 4．(1)氯化銨（或NH4Cl） (2)2/3(3)8NH3+3Cl2→N2+6NH4Cl 5．N2+O22NO2NO+O2→2NO2 3NO2+H2O→2HNO3+NO 6．NH4HCO3CO2BaCO3 NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O 7．(1)A是NH4HCO3，B是KCl，C是(NH4)2SO4，D是NH4Cl，E是NH4NO3。 (2)①是氫氧化鈉，②是氯化鋇，③是硝酸銀。 (3)H++HCO3-→H2O+CO2↑NH4++OH-NH3↑+H2O Ba2++SO42-→Ba2SO4↓Ag++Cl-→AgCl↓

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