資源簡介

(共34張PPT)
第十講
氮及其化合物
化 學
要點導引·定錨點
教材研析·固基礎
一、氮氣與氮的固定
1.N元素位置與N2分子結構
N元素位于元素周期表第二周期、第ⅤA族。N原子最外電子層有5個電子,既不容易得到3個電子,也不容易失去5個電子。N2的電子式為∶N N∶,結構式為N≡N。
2.氮氣的物理性質
熔點、沸點低,密度為1.25 g·L-1(標準狀況)。
4.氮元素的存在與氮的固定
(1)氮元素的存在。
①游離態:空氣中的N2(體積分數約占78%)。
②化合態:動植物體內的蛋白質、土壤和海洋里的硝酸鹽和銨鹽。
(2)氮的固定:將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程。
二、一氧化氮和二氧化氮
物質 NO NO2
物理 性質 無色氣體,不溶于水 紅棕色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣的大,易溶于水,易液化
毒性 有毒,易與血紅蛋白結合使人中毒 有毒
化學 性質 易與O2化合:2NO+O2══2NO2 與水反應:3NO2+H2O══
2HNO3+NO
制取 方法 3Cu+8HNO3(稀)══ 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(濃) ══
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
三、氨和銨鹽
1.氨
(1)物理性質。
無色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣的小;易液化;極易溶于水(常溫常壓下,約為1∶700)。
(2)化學性質。
(氨水顯弱堿性,能使酚酞溶液變紅或使紅色石蕊試紙變藍)
②與酸反應:NH3+HCl══NH4Cl(濃氨水、濃鹽酸靠近時產生白煙)。
(3)主要用途。
①液氨常用作制冷劑。
②工業上作為制取純堿、銨鹽、硝酸的原料。
(4)實驗室制法。
實驗名稱 氨的實驗室制法
原料 銨鹽、強堿
原理 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
實驗 裝置
要點 ①凈化:堿石灰(除去H2O)
②收集:向下排空氣法
③檢驗:能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色
④尾氣處理:用水吸收(注意防倒吸,可在水面倒扣一個漏斗)
2.銨鹽
(1)物理性質與用途。
銨鹽屬于離子化合物,絕大多數易溶于水。銨鹽在農業上常用作化肥。
(2)化學性質。
四、硝酸
1.物理性質
無色、易揮發、有刺激性氣味的液體。
2.化學性質
(1)濃硝酸的不穩定性:4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O。
(2)強氧化性。
①常溫下,濃硝酸使鐵、鋁發生鈍化。
②與金屬反應:
Cu+4HNO3(濃) ══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀) ══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
一般情況下,濃硝酸的還原產物為NO2,稀硝酸的還原產物為NO。
3.硝酸的工業制法
(3)一氧化氮的氧化:2NO+O2══2NO2。
(4)用水吸收二氧化氮生成硝酸:3NO2+H2O══2HNO3+NO(NO循環使用)。
五、酸雨及防治
1.酸雨
pH小于5.6的雨水。
2.成因
二氧化硫、氮氧化物以及它們在大氣中發生反應后的生成物溶于雨水會形成酸雨。
3.危害
(1)直接損傷農作物,破壞森林和草原,使土壤、湖泊酸化。
(2)加速建筑物、橋梁、工業設備、運輸工具和電纜的腐蝕。
4.防治
(1)發展清潔能源。
(2)對含硫燃料進行脫硫處理。
(3)加強工廠廢氣的回收處理。
(4)改進汽車尾氣處理技術。
實戰演練·微知著
1.下列關于氮及其化合物的敘述正確的是(　　)
A.NH3催化氧化生成NO實現了人工固氮
B.N2與H2反應合成氨,反應中N2作氧化劑
C.實驗室用硝酸銨與氫氧化鈣加熱反應制取氨氣
D.打開濃硝酸的試劑瓶,瓶口出現白煙
【解析】固氮是指將游離態的氮轉化為氮的化合物,NH3催化氧化生成NO不屬于人工固氮;硝酸銨加熱本身要發生氧化還原反應,實驗室用氯化銨與氫氧化鈣加熱反應制取氨氣;濃硝酸易揮發,打開濃硝酸的試劑瓶,瓶口出現酸霧。故選B。
【答案】B
【解析】反應2NO+O2══2NO2中,N元素化合價升高,NO作還原劑。
故選B。
【答案】B
3.下列裝置用于進行指定實驗時,能達到實驗目的的是(　　)
A.用裝置甲制備氨
B.用裝置乙除去氨中的少量水
C.用裝置丙收集氨
D.用裝置丁吸收多余的氨
【解析】甲裝置錯誤,加熱固體的試管口應略向下傾斜,A不正確;裝置乙中的NH3能與濃硫酸反應,B不正確;裝置丙燒瓶有塞子,空氣無法排出,C不正確;氨在水中的溶解度很大,被水吸收時容易發生倒吸,裝置丁可以防止倒吸,D正確。故選D。
【答案】D
下列說法不正確的是(　　)
A.氮氧化物會造成酸雨等污染
B.①是利用Na2CO3的堿性和氧化性消除NO2
C.②③的目的是將化合態的氮元素轉化為N2
D.②③使用催化劑,能加快消除氮氧化物的速率
【解析】反應①中,Na2CO3中的元素在反應前后無化合價變化,反應①只利用了Na2CO3的堿性。故選B。
【答案】B
5.無色的混合氣體甲,可能含NO、CO2、NO2、N2中的幾種,將一定量的甲氣體經過如圖實驗的處理,結果得到酸性溶液,且無氣體剩余,則甲氣體的組成為(　　)
A.NO2、N2 　 B.NO、CO2
C.NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
【解析】NO2是紅棕色的氣體,所以無色混合氣體甲中一定不存在NO2,CO2可以與過氧化鈉反應生成碳酸鈉和氧氣,反應的化學方程式為2Na2O2+2CO2══2Na2CO3+O2,NO是一種無色氣體,與氧氣反應立即變為紅棕色的NO2,通過足量的過氧化鈉后,氣體顯紅棕色,說明無色混合氣體甲中有NO、CO2,用排水法收集氣體,廣口瓶被上升的水注滿,說明沒有N2,所以甲氣體的組成為NO、CO2,故答案選B。
【答案】B
6.(2021年7月浙江學考第30題)取30.0 g牛奶樣品,將所含蛋白質中的氮元素全部轉化為氨,用25.00 mL 1.00 mol·L-1硫酸將其完全吸收,再加入19.00 mL 2.00 mol·L-1氫氧化鈉溶液恰好生成硫酸鈉和硫酸銨。請計算:
(1)所用NaOH的物質的量為_______________ mol。
(2)樣品中蛋白質轉化生成的氨的物質的量為_______________ mol。
(3)若蛋白質中氮元素的質量分數為14.0%,則樣品中蛋白質的質量分數為_______________。
0.038 0
0.012 0
4.00%
【解析】(1)n(NaOH)=19.00×10-3 L×2.00 mol·L-1=0.038 0 mol。
(2)根據關系式:“2NH3~H2SO4~(NH4)2SO4”、“2NaOH~H2SO4~Na2SO4”,計算:
n(NH3)+0.038 0 mol=25.00×10-3 L×1.00 mol·L-1×2,n(NH3)=0.012 0 mol。
(3)m(N)=0.012 0 mol×14 g·mol-1=0.168 g,
m(蛋白質)==1.20 g,
樣品中蛋白質的質量分數=×100%=4.00%。
7.氮氧化物進入大氣后,不僅會形成硝酸型酸雨,還可能形成光化學煙霧,因此必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。
(1)氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物:
①NO2+NO+2NaOH══2NaNO2+H2O　
②2NO2+2NaOH══NaNO2+NaNO3+H2O
反應②中的氧化劑和還原劑的物質的量之比為______;結合上面的反應,判斷二氧化氮是否屬于酸性氧化物并說明理由:_______________________
________________________________________。
(2)另一種治理方法是在一定條件下用氨將氮氧化物(如NO2)轉化為無污染的物質,寫出該反應的化學方程式:______________________________。
(3)現有NO2和NO的混合氣體3 L,通入3 L NH3 (同溫同壓下)恰好使其完全轉化為N2。則混合氣體中NO2和NO的物質的量之比為_________。
1∶1
不是,二氧化氮與堿反應
生成兩種鹽,且氮元素化合價發生了變化
1∶1

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