2014届高考化学第一轮导学案复习第13讲：氮及其化合物

第13讲：氮及其化合物【内容与解析】本节课复习的内容是硫及其化合物的性质与应用。

主要是两个内容：1二氧化硫的性质。

2硫酸的性质。

二氧化硫的性质主要体现在二氧化硫的四个性质上，酸性氧化物、二氧化硫的还原性、二氧化硫的氧化性、二氧化硫的漂白性。

硫酸的性质上，主要是浓硫酸的三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性。

所以就在于这些性质的区别上。

【教学目标与解析】 1．教学目标1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。

2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

2．目标解析1. 了解硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

就是指二氧化硫的四个性质，浓硫酸的三大特性。

2．了解硫元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

就是指二氧化硫会造成酸雨，硫酸型酸雨，而且是随时间的变化酸雨的PH 值会越来越小。

所以就有酸雨的防护问题。

【问题诊断分析】本节中学生感到困难的地方就是在于复习过程中，在浓硫酸的计算上，要掌握的是不能用浓硫酸的量来进行计算，因为浓硫酸的量一定要过量，所以就要搞清硫酸在计算过程中到底反应了多少物质这是硫酸计算的关键。

再就是二氧化硫性的判断，很多同学会把二氧化硫的漂白性，与还原性搞不清楚，这就是要掌握，无机物质的颜色是不能漂白的。

【教学条件支持】这节课主要是通过PPT 这个手段，因为这样能加快复习的速度，节约复习的时间。

特别是二氧化硫的四个性质与浓硫酸的三大特性上，这样，学生更能掌握这两种物质的性质。

【复习过程】一、氮气 1．物理性质通常情况下，N 2为无色无味的气体，不溶于水。

2．化学性质(1)与O 2反应：N 2＋O 2=====放电2NO 。

高温高压(2)工业合成氨：N 2＋3H 2====2NH 3。

催化剂(3)与Mg 反应：3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2。

1．物理性质颜色：无色，气味：刺激性气味，密度：比空气小，溶解性：常温常压下，1体积水中溶解700体积氨。

2．化学性质 (1)与水反应氨水显碱性，反应原理为：NH 3＋H 2O===H 3·H 2O===NH ＋4＋OH －。

(2)与酸反应与浓盐酸的反应为：NH 3＋HCl===NH 4Cl 。

现象为：产生大量白烟。

(3)与盐反应向AlCl 3溶液中滴加氨水，反应的离子方程式为： Al 3＋＋3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋4。

(4)与氧气反应化学方程式为：4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O 。

3．制法(1)实验室制法NH 4Cl 和Ca(OH)2共热反应的化学方程式为：Ca(OH)2＋2NH 4Cl=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 。

高温高压(2)工业制法N 2＋3H 2====2NH 3。

催化剂四、铵盐1．物理性质铵盐是由铵离子和酸根离子构成的化合物，都是白色或无色晶体，都易溶于水。

2．化学性质 (1)受热分解NH 4Cl 、NH 4HCO 3受热分解的化学方程式分别为：NH 4Cl=====△NH 3↑＋HCl ↑；NH 4HCO 3=====△NH 3↑＋CO 2↑＋H 2O 。

(2)与强碱反应：NH 4NO 3与NaOH 反应的化学方程式为：NH 4NO 3＋NaOH=====△NH 3↑＋NaNO 3＋H 2O 。

五、硝酸 1．物理性质颜色：无色，挥发性：易挥发，气味：刺激性气味，溶解性：和水以任意比互溶。

2．化学性质(1)酸的通性，但与活泼金属反应时不生成H 2。

(2)不稳定性化学方程式为：4HNO 3=====△4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O 。

久置的浓硝酸呈黄色，原因是：硝酸分解生成的NO 2溶于HNO 3，实验室保存浓HNO 3时，应注意：放在低温阴凉处。

(3)强氧化性①能与Pt 、Au 以外的所有金属反应，如Cu 与浓、稀HNO 3均可反应，化学方程式分别为：Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ，3Cu ＋8HNO 3===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O 。

有些金属(如Fe 、Al 等)在冷的浓HNO 3中发生钝化。

②与不活泼的木炭反应的化学方程式为：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

③与某些还原性化合物(如FeO 等)反应的化学方程式为：3FeO ＋10HNO 3===3Fe(NO 3)3＋NO ↑＋5H 2O 。

④浓硝酸与浓盐酸按1：3混合配制成王水，它的氧化性比硝酸更强，能溶解金、铂等金属。

【例1】 室温时，在容积为a mL 的试管中充满NO 2气体，然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止；再通入b mL O 2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为c mL ，且该气体不能支持燃烧，则a 、b 的关系是( )A ．a ＝4b ＋3cB ．a ＝4b ＋cC ．a ：b ＝4：1D ．a ：b ＝4：3[解析] 根据反应3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，a mL NO 2产生a3mL NO ；通入b mL O 2后发生反应4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3，因为c mL 气体不能支持燃烧，所以c mL 气体为NO ，则(a3－c ) ：b ＝4：3，解得a ＝4b ＋3c 。

[答案] A变式1 在容积为672 mL 的烧瓶里充满NO 和NO 2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280 mL 氧气，反应恰好完成，且水充满烧瓶(气体体积都已折合为标准状况，并假定烧瓶中的溶液不扩散)。

下列有关叙述中正确的是( )A ．总反应为NO ＋NO 2＋O 2＋H 2O===2HNO 3B ．总反应为4NO ＋8NO 2＋5O 2＋6H 2O===12HNO 3C ．生成HNO 3的浓度接近0.3 mol·L －1D ．生成HNO 3的浓度约为0.45 mol·L －1解析：要熟练掌握NO 2和O 2以及NO 和O 2与H 2O 充分反应时的两个总反应式，并加以灵活应用。

(1)设参加反应的NO 2的体积为x ，NO 的体积为y 。

4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3x x44NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3y 3y4⎩⎨⎧x ＋y ＝672 mL x 4＋34y ＝280 mL， ⎩⎨⎧x ＝448 mLy ＝224 mL。

故参加反应的NO 2与NO 物质的量之比为2：1，则总反应为 4NO ＋8NO 2＋5O 2＋6H 2O===12HNO 3，据氮元素质量守恒可得生成的HNO 3为0.03 molc (HNO 3)＝0.03 mol 0.672 L＝0.045 mol·L －1。

(2)用电子守恒法列出方程直接求解。

答案：B【例2】 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO 2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。

(1)从上图中选择制取气体的合适装置： 氮气________、氢气________。

(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有________、________。

(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，________(“会”或“不会”)发生倒吸，原因是：________________________________________________________________。

(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：______________________，锥形瓶中还可观察到的现象是：_________________________________________________________________________________________。

(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：__________________________________________。

(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H ＋、OH －、________、________离子。

[解析] (1)实验室中用饱和NaNO 2溶液和饱和NH 4Cl 溶液混合加热的方法制取氮气，可以选用铁架台、酒精灯、蒸馏烧瓶、分液漏斗配套，装置用a ，而H 2的制取利用的是简易启普发生器装置b 。

(2)甲装置中浓硫酸能吸收H 2O ，同时控制气体流速。

(3)倒吸是对于一些极易溶于水(或其他溶剂)的气体，如NH 3、HCl 等，由于气体在水中大量溶解，导致出气管中压强减小，而发生倒吸现象，氨合成器出来的气体中混有N 2、H 2等难溶于水的气体，因此不能形成压强差，不发生倒吸。

(4)(5)由于4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O 是放热反应，故铂丝保持红热，NO 被空气中O 2氧化而生成红棕色NO 2气体。

(6)由于反应过程中发生了如下反应：4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O ；2NO ＋O 2===2NO 2；3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ；NH 3＋HNO 3===NH 4NO 3，因此溶液中含有NO －3、NH ＋4、H ＋、OH －等。

[答案] (1)a b(2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速(3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的N 2、H 2(4)氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生(5)4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O(6)NH ＋4 NO －3变式2 (2010·福建省莆田市质检)实验室可采用多种方法制取氨气。

(1)(2)如何检验生成的气体是氨气？________。

解析：(1)实验室制取氨气，可以采取加热浓氨水的方法，装置选择C ；也可以选用氢氧化钠固体和浓氨水，将浓氨水滴入NaOH 固体中，NaOH 固体溶解放热，氨气受热挥发，装置选择B 。

(2)检验氨气，可以利用氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的性质检验。

答案：(1)C B(2)把湿润的红色石蕊试纸靠近导管口，试纸变蓝【例3】 某高三研究性学习小组为了测定某铜银合金的成分，将30. 0 g 该合金溶于80 mL 13.5 mol/L 的浓HNO 3中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72 L(标准状况)，并测得溶液的c (H ＋)＝1 mol/L 。

假设反应后溶液的体积仍为80 mL ，试计算：(1)被还原的硝酸的物质的量； (2)合金中银的质量分数。

[解析] (1)硝酸被还原后的产物是NO 或NO 2，因为1 mol HNO 3被还原得到1 mol NO 或NO 2，因此产生气体的物质的量即是被还原的HNO 3的物质的量。