第02課時(shí)氮及其化合物學(xué)習(xí)目標(biāo)：1．氮?dú)馀c氮的固定2．掌握氮的氧化物3．氨與銨鹽4.硝酸的性質(zhì)重點(diǎn)：1．氮的氧化物2．氨與銨鹽3.硝酸的性質(zhì)難點(diǎn)：氮的氧化物硝酸開(kāi)啟新世界氮元素位于元素周期表的第二周期，第VA族。氮原子的最外層有5個(gè)電子，既不容易得到3個(gè)電子，也不容易失去5個(gè)電子，因此，氮原子一般通過(guò)共用電子對(duì)與其他原子相結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空氣中，部分氮元素存在于動(dòng)植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，還有還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和氨鹽中。氮是自然界各種生物體生命活動(dòng)必不可少的重要元素，自然界是怎樣通過(guò)氮的循環(huán)為生物體提供氮元素的呢？氮?dú)馀c氮的固定【思考】元代詩(shī)人馮子振的《鸚鵡曲·農(nóng)夫渴雨》中提到“稻苗肥恰待抽花，渴煞青天雷雨”。古人知道，雷雨天氣過(guò)后，莊稼會(huì)快速生長(zhǎng)。那么打雷的時(shí)候，空氣中發(fā)生了什么？由于氮分子內(nèi)兩個(gè)氮原子之間以共價(jià)三鍵（N≡N）結(jié)合，斷開(kāi)該化學(xué)鍵需要較多的__________，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很____________。通常情況下難以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無(wú)法被大多數(shù)生物體直接吸收，但在高溫、放電等條件下，氮分子獲得足夠的能量使N≡N斷裂，氮?dú)饽芘c鎂、氧氣、氫氣等物質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)，分別生成氮化鎂、一氧化氮和氨氣。鎂條在氮?dú)庵悬c(diǎn)燃：氮?dú)馀c氧氣在高溫或放電條件下反應(yīng)：氮?dú)馀c氫氣在高溫、高壓、催化劑下，部分反應(yīng)生成氨氣：將大氣中游離的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程叫做_________________。固氮方式一共3種，分別是______________________、_____________________、_______________________。【答案】能量，溫度，3Mg+N2==Mg3N2，N2+O2=2NO，3H2+N2?2NH3，固氮，人工固氮，自然固氮，生物固氮【練習(xí)】1自然界的氮循環(huán)如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是A．氧元素參與了氮循環(huán)B．②中合成氨屬于人工固氮C．①和③中氮元素均被氧化D．含氮有機(jī)物和含氮無(wú)機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化【答案】C【解析】A.轉(zhuǎn)化關(guān)系中大氣中的氮?dú)馔ㄟ^(guò)雷電作用生成一氧化氮，可見(jiàn)氧元素參與了氮循環(huán)，A正確；B.合成氨的反應(yīng)是氮?dú)夂蜌錃饣仙砂睔?，氮從游離態(tài)到化合態(tài)，屬于人工固氮；B正確；C.氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成一氧化氮，氮元素被氧化；氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣，氮?dú)庾餮趸瘎?，被還原，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D.從圖中可以看出，含氮有機(jī)物和含氮無(wú)機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化，D正確。2.一氧化氮與二氧化氮一氧化氮（NO）是______色_______味的________氣體，密度________空氣，________溶于水，在常溫下容易與________化合，生成________，化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。二氧化氮（NO2）是________色________味的________氣體，密度________空氣，易液化，________溶于水。二氧化氮溶于水時(shí)生成________和________，工業(yè)上利用這一原理生成硝酸，化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________（通入氧氣的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________）?！敬鸢浮繜o(wú)，無(wú)，有毒，略大于，不，氧氣，二氧化氮，2NO+O2=2NO2，紅棕，有刺激性，有毒，大于，易，硝酸，一氧化氮，3NO2【擴(kuò)展】差量法計(jì)算。根據(jù)化學(xué)變化前后的物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積只差也成比例進(jìn)行計(jì)算，例如二氧化氮溶于水時(shí)，化學(xué)方程式3NO2+2H2O=2HNO3+NO，ΔV=2，即反應(yīng)前后體積差為2。例題1將總體積為12?mL的NO2和O2的混合氣體通入水中，充分反應(yīng)后還剩余2?mL無(wú)色氣體，則原混合氣體中，O【解析】1：將將總體積為12?mL?NO2和O2混合氣體通入水中，充分反應(yīng)后還剩余2?mL無(wú)色氣體，可能發(fā)生的反應(yīng)為：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，3NO2：若剩余的無(wú)色氣體為NO氣體，根據(jù)反應(yīng)方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO，可知過(guò)量的NO2【練習(xí)】2現(xiàn)有下列4種物質(zhì)：①SO2、②NO、③NO2、④NH【答案】④；②；③；①【解析】NH3極易溶于水，能形成噴泉；NO是無(wú)色氣體，和氧氣反應(yīng)生成紅棕色NO2，遇到空氣變?yōu)榧t棕色氣體的是NO；NO2和水反應(yīng)生成硝酸和【練習(xí)】3某無(wú)色混合氣體可能由NO、O2、NH3、C【答案】NO、NH3、CO2；HCl、O2；NO與O3.氨和銨鹽氨氣（NH3）是________色，________味的氣體，密度比空氣________。易液化，可做________?！緦?shí)驗(yàn)】1如圖所示，在干燥的原底燒瓶?jī)?nèi)充滿氨氣，帶有玻璃管和膠頭滴管（預(yù)先吸入水）的橡膠塞塞緊，瓶口倒置燒瓶，使玻璃管插入盛有水的燒杯中（預(yù)先在水中滴入少量酚酞溶液）。打開(kāi)彈簧夾擠壓膠頭滴管，使水進(jìn)入燒瓶，觀察并描述現(xiàn)象，分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的可能原因。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：燒杯中的水被_________，形成噴泉，溶液呈_________色。原因分析：NH3易溶于水，膠頭滴管內(nèi)的水?dāng)D入后，溶解一部分氨氣，使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，由于氣壓差，燒杯內(nèi)的水被吸如燒瓶?jī)?nèi)，形成噴泉。氨氣與水反應(yīng)，有堿性物質(zhì)生成，故使酚酞變紅，化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。氨氣是一種極易溶于水的氣體，在常溫常壓下，1體積水能溶解700體積氨氣。氨氣是一種______性氣體，與酸反應(yīng)能生成_______。【答案】無(wú)色，有刺激性，小，制冷劑，吸入燒瓶?jī)?nèi)，紅，NH3+H2O?NH3·H2O，堿，銨鹽【實(shí)驗(yàn)】2如圖所示，兩根玻璃棒分別蘸取濃氨水和濃鹽酸，然后相互靠近，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩根玻璃杯相互靠近時(shí)，有白煙產(chǎn)生。現(xiàn)象分析：濃氨水和濃鹽酸都具有揮發(fā)性，會(huì)發(fā)出的氨氣和氯化氫氣體結(jié)合，生成固體氯化銨。化學(xué)方程式________________________________?！舅伎肌抗I(yè)制取硝酸是怎樣的過(guò)程？氨氣中氮元素化合價(jià)為_(kāi)__________，可以被氧化。在催化劑加熱條件下，能被氧氣氧化生成一氧化氮和水，化學(xué)方程式_______________________________。銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥，如硫酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨等。絕大多數(shù)銨鹽易溶于水，受熱易分解，與堿反應(yīng)會(huì)放出氨氣。【答案】NH3+HCl=NH4Cl，—3，4NH3+5O2=4NO+6H2O【實(shí)驗(yàn)】3實(shí)驗(yàn)室制取氨氣：原理：Ca(OH)2+2NH4Cl?CaCl2+2NH3↑+2H2O實(shí)驗(yàn)裝置：注意：1.不使用NaOH原因：_________________________；2.不使用NH3NO3原因：___________________________；3.棉花的作用：__________________________?！敬鸢浮縉aOH吸水易板結(jié)；NH4NO3不穩(wěn)定，加熱時(shí)易爆炸；防止空氣與NH3發(fā)生對(duì)流其他制取氨氣方法：【練習(xí)】4氨氣的制備：i氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的A，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。ii預(yù)收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序?yàn)椋篴→iii請(qǐng)寫出氨氣的檢驗(yàn)方法：__________________。【答案】(1)i2Niid→c→f→e→iiii用蘸有濃HCl的玻璃棒“靠近”試管口，產(chǎn)生白煙（NH4Cl），證明為【練習(xí)】5在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用以下氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)情況，填寫燒瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度（假設(shè)燒瓶中溶質(zhì)不能擴(kuò)散出來(lái)）。(1)用氯化氫氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______；(2)用NH(3)用NO2氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，噴泉結(jié)束后，水充至燒瓶容積的(4)用NO2和O2【答案】(1)0.045?(2)0.045?(3)0.045?(4)0.036?【解析】(1)由于氯化氫氣體極易溶于水，最終所得溶液的體積和原氯化氫氣體的體積相等，即相當(dāng)于V?L溶液中溶解了氯化氫氣體V?L22.4?(2)由于NH3也極易溶于水，最終所得溶液的體積和原NH3(3)由反應(yīng)方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO知，NO2氣體有(4)由反應(yīng)方程式4NO2+O2+2H2O=4HNO3知，NO2與HNO4.硝酸（HNO3）硝酸是_______色、_______揮發(fā)、_______氣味的液體。濃硝酸見(jiàn)光或受熱易分解產(chǎn)生二氧化氮，化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________，所以硝酸一般保存在_________色試劑瓶中。正常的濃硝酸是紅棕色，其原因是__________________________。硝酸具有強(qiáng)氧化性，由于濃度不同，與金屬反應(yīng)的還原產(chǎn)物也不同，但均能將變價(jià)金屬直接氧化到最高價(jià)態(tài)，也能與非金屬反應(yīng)。濃硝酸與銅反應(yīng)：稀硝酸與銅反應(yīng)：稀硝酸與鐵反應(yīng)：少量稀硝酸與過(guò)量鐵反應(yīng)：濃硝酸與碳反應(yīng)：【答案】無(wú)色，易，有刺激性，4HNO3?4NO2↑+O2↑+2H2O，[方程式略]【思考】如圖所示，濃硝酸或濃硫酸在儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中，均使用鐵質(zhì)或鋁制罐體，為什么罐體不會(huì)被濃硝酸或濃硫酸腐蝕？鈍化：常溫下，鐵、鋁的表面能被濃硝酸、濃鹽酸迅速氧化，生成一層致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止了酸與內(nèi)部金屬進(jìn)一步反應(yīng)。【練習(xí)6】實(shí)驗(yàn)室利用氧化還原反應(yīng)制取的氣體是①HCl②H2S③O2④COA．①③⑤B．②⑤⑥C．③④⑤D．③⑤⑥【答案】D課堂練習(xí)1．在下列反應(yīng)中，HNO3既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是（）A．H2S+2HNO3═S↓+2NO2↑十2H2OB．CuO+2HNO3═Cu(NO3)2十H2OC．4HNO3?4NO2↑十O2↑十2H2OD．3Cu+8HNO3═3Cu(NO3)2+2NO↑十4H2O【答案】D【解析】A．N元素的化合價(jià)全部降低，則只體現(xiàn)硝酸的氧化性，故A不選；B．反應(yīng)中N元素的化合價(jià)不變，只生成硝酸鹽，則只體現(xiàn)酸性，故B不選；C．N元素的化合價(jià)全部降低，O元素的化合價(jià)升高，該反應(yīng)中體現(xiàn)硝酸的氧化性和還原性，故C不選；D．N元素的化合價(jià)降低，且生成硝酸鹽，則HNO3既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性，故D選；故選D。2．把10.0g銅片投入35mL某濃度的HNO3溶液中，充分反應(yīng)后剩余固體3.6g，產(chǎn)生NO2和NO的混合氣體為0.15mol。若不考慮A．8.5mol?L?1C．10.0mol?L?1【答案】C【解析】充分反應(yīng)后剩余固體3.6g，則反應(yīng)的Cu為10.0g-3.6g=6.4g，物質(zhì)的量為6.4g6.4g/mol=0.1mol，根據(jù)N元素守恒可知n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO+NO2)=0.1mol×2+0.15mol=0.35mol，3．下列能用于刻蝕玻璃的溶液是（）A．鹽酸B．硫酸C．硝酸D．氫氟酸【答案】D【解析】玻璃的主要成分含有SiO2，鹽酸、硫酸、硝酸均不能與二氧化硅反應(yīng)，而HF能與SiO2反應(yīng)，可腐蝕玻璃，故答案為D。4．下列反應(yīng)過(guò)程中水作氧化劑的是（）A．過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)制取氧氣B．氮化鎂和水反應(yīng)制取氨氣C．鑄鐵淬火加工(高溫下鐵與水反應(yīng))D．二氧化氮溶于水得到硝酸【答案】C【解析】A．過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2Na2O25．化學(xué)是以一門實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，許多實(shí)驗(yàn)有豐富的顏色變化，有關(guān)實(shí)驗(yàn)的顏色變化有錯(cuò)誤的是()A．向FeSO4和KSCN的混合溶液中滴加少量的新制氯水，溶液由淺綠色變?yōu)榧t色B．向FeSO4中滴加NaOH溶液，沉淀的顏色由白色迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色C．向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸，能使溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色D．向FeSO4中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液，能使溶液由淺綠色變?yōu)闇\紫紅色【答案】D【解析】A．向FeSO4和KSCN的混合溶液中滴加少量的新制氯水，亞鐵離子被氧化成鐵離子，鐵離子與硫氰根離子反應(yīng)生成紅色的硫氰化鐵，所以溶液由淺綠色變?yōu)榧t色，故A不符合題意；B．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成白色的氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵很快被氧化，顏色變?yōu)榛揖G色，最終會(huì)變成紅褐色的氫氧化鐵，故B不符合題意；C．向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸，在酸性條件下硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)嗚F離子氧化成鐵離子，所以溶液變?yōu)樽攸S色，故C不符合題意；D．Fe2+具有還原性，加入少量酸性高錳酸鉀溶液，可將氧化Fe2+生成Fe3+，高錳酸鉀溶液褪色，不可能為變?yōu)闇\紫紅色，故D符合題意；故答案為：D。6．下列各組物質(zhì)中，不滿足右圖物質(zhì)一步轉(zhuǎn)化關(guān)系的選項(xiàng)是（）選項(xiàng)XYZAHClCl2HClOBFeFeCl2FeCl3CSH2SSO2DNON2NH3【答案】B【解析】A.濃鹽酸被氧化生成氯氣，氯氣溶于水生成次氯酸，次氯酸分解生成鹽酸和氧氣，A不符合；B、鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，氯化亞鐵與氯氣化合生成氯化鐵，氯化鐵不能直接轉(zhuǎn)化為鐵，B符合；C、硫與氫氣化合生成H2S，H2S燃燒生成SO2，SO2與H2S反應(yīng)生成單質(zhì)S和水，C不符合；D、NO被還原可以生成氮?dú)?，氮?dú)馀c氫氣化合生成氨氣，氨氣發(fā)生催化氧化生成NO和水，D不符合，故答案為：B。7．久置的濃硝酸呈黃色的原因是（）A．濃硝酸本身有顏色B．濃硝酸具有揮發(fā)性C．濃硝酸與氧氣反應(yīng)生成有色物質(zhì)D．濃硝酸見(jiàn)光分解產(chǎn)生二氧化氮?dú)怏w溶解在里面【答案】D【解析】A．濃硝酸是無(wú)色的，故A不符合題意；B．濃硝酸的揮發(fā)性和久置的濃硝酸呈黃色無(wú)關(guān)，故B不符合題意；C．濃硝酸不與氧氣反應(yīng)，故C不符合題意；D．濃硝酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光分解產(chǎn)生的紅棕色二氧化氮?dú)怏w溶解在里面使?jié)庀跛犸@黃色，故D符合題意；故答案為：D。8．關(guān)于非金屬含氧酸及其鹽的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是（）A．濃H2SO4具有強(qiáng)吸水性，能吸收糖類化合物中的水分并使其炭化B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸鹽的氧化性會(huì)隨溶液的pH減小而增強(qiáng)C．加熱NaI與濃H3PO4混合物可制備HI，說(shuō)明H3PO4比HI酸性強(qiáng)D．濃HNO3和稀HNO3與Cu反應(yīng)的還原產(chǎn)物分別為NO2和NO，故稀HNO3氧化性更強(qiáng)【答案】B【解析】A．蔗糖是含碳有機(jī)物，濃硫酸能使蔗糖炭化，體現(xiàn)的是其脫水性，A不符合題意；B．NaClO在水溶液中會(huì)發(fā)生水解，離子方程式為：ClO?+H2O?HClO+OH?，pH減小，則酸性增強(qiáng)，氫離子濃度增大，消耗氫氧根離子，會(huì)促使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成氧化性更強(qiáng)的HClO，ClO39．下列關(guān)于氮?dú)庹f(shuō)法正確的是（）A．氮?dú)獾碾娮邮紹．將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮的固體化合物的過(guò)程叫做氮的固定C．豆科植物根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化成氨，實(shí)現(xiàn)了自然固氮D．氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以用作鎂合金熔化時(shí)的保護(hù)氣【答案】C【解析】A．氮?dú)獾碾娮邮綖椋珹說(shuō)法不符合題意；B．將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的過(guò)程叫做氮的固定，B說(shuō)法不符合題意；C．在自然狀態(tài)下(非人工)，使空氣中游離態(tài)的氮元素轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過(guò)程為自然固氮，豆科植物根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化成氨，實(shí)現(xiàn)了自然固氮，C說(shuō)法符合題意；D．氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，熔化時(shí)鎂能與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂，則不能用氮?dú)庾麈V合金熔化時(shí)的保護(hù)氣，D說(shuō)法不符合題意；故答案為C。10．針對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣，下列說(shuō)法不正確的是（）A．發(fā)生裝置與用KClO3制取O2的裝置相同B．可用排水法收集氨氣C．氨氣的驗(yàn)滿可以用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放于試管口附近D．可以用堿石灰干燥氨氣【答案】B【解析】A．實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，可以用加熱氯酸鉀的方法，要使用加熱固體反應(yīng)物的裝置，實(shí)驗(yàn)室制取氨氣，氯化銨與氫氧化鈣固體在加熱條件下生成氨氣，用的是固體與固體反應(yīng)，需要加熱，實(shí)驗(yàn)室制取氧氣和氨氣的實(shí)驗(yàn)裝置相同，故A正確；B．氨氣極易溶于水，不能用排水法來(lái)收集，故B錯(cuò)誤；C．氨氣的驗(yàn)滿可以用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在瓶口，產(chǎn)生白煙NH4Cl，故C正確；D．堿石灰主要成分為氧化鈣和氫氧化鈉，不與氨氣反應(yīng)，可用來(lái)干燥氨氣，故D正確。故選B。11．亞硝酸鈉（有毒性，市場(chǎng)上很易與食鹽混淆）是一種常見(jiàn)的工業(yè)用鹽，廣泛用于物質(zhì)合成、金屬表面處理等，其物理性質(zhì)與NaCl極為相似．相關(guān)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是（）A．NaNO2在水中的溶解性大于NH4NO2B．NaNO2與N2H4反應(yīng)中，NaNO2是氧化劑C．可用淀粉碘化鉀試紙和食醋鑒別NaCl與NaNO2D．NaN3分解，每產(chǎn)生1molN2轉(zhuǎn)移6mole—【答案】D【解析】A．NaNO2在氯化銨溶液中能生成NH4NO2，說(shuō)明NaNO2在水中的溶解性大于NH4NO2，故A正確；B．NaNO2與N2H4反應(yīng)生成NaN3，NaNO2是中氮的化合價(jià)由+3價(jià)降低為﹣13，是氧化劑，故B正確；C．NaNO2具有氧化性，在酸性條件下氧化碘化鉀，得到單質(zhì)碘，單質(zhì)碘遇淀粉溶液變藍(lán)，NaCl無(wú)氧化性，在酸性條件下不能氧化碘化鉀，所以可用淀粉碘化鉀試紙和食醋鑒別NaCl與NaNO2，故C正確；D．NaN3中氮的化合價(jià)為﹣13，生成1個(gè)N2轉(zhuǎn)移23個(gè)電子，則每產(chǎn)生1molN2轉(zhuǎn)移