氮及其化合物导学案(教师版)

氮及其化合物

考点1 氮气及氮的氧化物

1. 氮元素的存在

在自然界中，氮元素既有态，也有态，大部分氮元素以态的形式存在于空气中。

2.氮气的物理性质:

颜色：，状态：，气味：，水溶性：溶于水。

3. 氮气的化学性质

常温下，氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生化学反应。写出下列反应的化学方程式。

(1) 工业上合成NH3：。

(2) N2和O2在放电条件下生成NO：。

(3) Mg在N2中燃烧：。

4. 氮的固定

(1) 含义：将的氮转变为的氮。

(2) 方式：、生物固氮、工业固氮。

5. 氮的氧化物:氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比较：

NO NO2

物理性质颜色毒性溶解性

化学性质与O2反应2NO+O22NO2

与H2O反应3NO2+H2O2HNO3+NO

实验室制法(用化学方程式表示) Cu+ HNO3(稀)

Cu+ HNO3(浓)

注意： (1) 氮的氧化物都是大气污染物。空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素

(2) NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝

例题1 一定条件下，将0.1L CO、0.2L CO2、0.1L NO、0.2L NO2和0.2L NH3混合，然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定)。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应，则尾气(已干燥)( )

A. 可能是单一气体

B. 不可能含有一氧化碳

C. 可能存在原气体中的两种气体

D. 成分和洗气瓶的排列顺序无关【答案】AC

变式1:NO x是汽车尾气中的主要污染物之一。

(1) NO x能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：。

(2) 在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NO x的排放。当尾气中空气不足时，NO x在催化转

化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：。

(3) 通过NO x传感器可监测NO x的含量，其工作原理示意图如下图所示。

2Pt电极上发生的是(填“氧化”或“还原”)反应。

1写出NiO电极的电极反应式：。

【答案】(1) 3NO2+H2O2HNO3+NO (2) 2CO+2NO N2+2CO2(3) ①还原②NO+O2--2e-NO2

微课1 书写减少氮氧化物排放的化学方程式

图1 图2

图3

(1) 汽车排出的尾气中也含有氮氧化物，为避免污染，常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装

有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图1所示。写出净化过程中的总化学方程

式：。

(2) TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH，OH能将NO、NO2氧化，如图2所示，

OH与NO2反应的化学方程式为NO2+OH HNO3。写出OH与NO反应的化学方程式：。

(3) 用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NO x)技术。其脱硝机理如图

3，写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式：。

答案：(1) 2NO+O2+4CO4CO2+N2(2) 3OH+NO HNO3+H2O (3) 2C2H4+6NO24CO2+3N2+4H2O

考点2 氨气及铵盐 1. 氨气

(1) 氨气的物理性质

颜色： ；气味： ；密度：比空气 ；溶解性： 溶于水(常温常压下，1体积水中大约可溶解 体积氨气)；熔、沸点低，易液化。

(2) 氨气的化学性质 ①与水反应：NH 3+H 2O NH 3·H 2O 计算氨水浓度时通常将 视作溶质，氨水的浓度越大，密

度 。

弱碱性：NH 3·H 2O

N

4

H ++OH

-

络合性：Ag +

+2NH 3·H 2O [Ag(NH 3)2]+

+2H 2O

②与酸反应：实质是NH 3+H +

N

4

H +

③与O 2反应：4NH 3+5O 2

4NO+6H 2O

(3) NH 3的用途: 液氨可用作 。NH 3是一种重要的化工原料，可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等。 2. 铵盐

(1) 铵盐的物理性质： 色晶体， 溶于水。 (2) 铵盐的化学性质 ①热不稳定性 NH 4Cl NH 4HCO 3

②与碱溶液的反应 N 4H +

+OH

-

，氨气能使 试纸变 色(可用于检验铵盐)。

(3) N 4H +

的检验 未知液呈碱性

湿润的 色石蕊试纸变 色，则证明含N

4

H +。

例题2 下列说法正确的是

( )

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PH 3易液化是因为N —H 键的键能比P —H 键的键能大 【答案】 A 变式2 探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是

( )

A. 将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水

B. 将pH=11的氨水稀释1 000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱

C. 加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定

D. 将红热的铂丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2

【答案】 D

1. NH3的实验室制法

(1) 方法一：加热固态铵盐和碱的混合物。一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物。

原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

装置：固体+固体气体(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。

收集：只能用向下排空气法。

干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用CaCl2。

验满：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。

注意事项：收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速率，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。

(2) 方法二：加热浓氨水。

原理：NH3·H2O NH3↑+H2O

装置：

(3) 方法三：浓氨水中加固态碱性物质(如NaOH粉末)。