3.2氮的循环课件鲁科版.ppt

立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂课程标准1.了解氮元素单质及其化合物的主要性质及其应用2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响3．氮元素单质及其化合物知识的综合应用考点展示1.重要的工业反应：工业制硝酸和合成氨——对氮单质及其化合物知识的应用2．NO、NO2对大气的影响及其治理措施立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n一、氮气n1．氮气的物理性质n纯净的氮气是一种的气体，密度比空气稍小n2．氮气的化学性质n由于氮分子中两个氮原子之间 很牢固，所以氮分子的结构很稳定，化学性质较 ，但是在一定条件下也可以发生以下反应：无色、无味、难溶于水无色、无味、难溶于水共价键共价键稳定稳定立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n3．氮气的重要用途n合成氨的，以及做等原料原料保护气、原料保护气、原料立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n4．氮的固定n氮的固定是使空气中游离态的氮转化为 的方法，可分为自然固氮和人工固氮n二、氮的氧化物n1．一氧化氮n(1)物理性质n一氧化氮是无色、无味、有毒的气体，难溶于水，密度比空气略大含氮化合物含氮化合物立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(2)化学性质n一氧化氮与氧气反应，化学方程式为n，现象是。

n2．二氧化氮n(1)物理性质n二氧化氮是 色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大2NO＋＋O2===2NO2生成红棕色气体生成红棕色气体红棕红棕立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(2)化学性质n①二氧化氮与水反应，化学方程式为n，现象是n②二氧化氮自身发生化合反应，其化学方程式为2NO2(红棕色) N2O4(无色)3NO2＋＋H2O===2HNO3＋＋NO红棕色烟雾红棕色烟雾消失消失立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n三、氨与铵盐n1．氨气n(1)物理性质n氨气是 色、有 气味的气体，密度比空气 ，易，极 于水在常温常压下，1体积水能溶解体积氨气无无刺激性刺激性小小挥发挥发易溶易溶700立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(2)化学性质n①氨气与水反应，化学方程式为nn②氨气与酸反应nNH3＋H2SO4——nNH3＋HNO3——nNH3＋HCl——n(氨气与HCl气体相遇会产生 )NH3＋＋H2O NH3·H2O2NH3＋＋H2SO4===(NH4)2SO4NH3＋＋HNO3===NH4NO3NH3＋＋HCl===NH4Cl白色烟雾白色烟雾立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n③氨气的还原性n氨气与氧气反应的化学方程式为n 。

n(3)用途：生产等n2．铵盐n(1)物理性质n铵盐 于水，是色离子晶体4NH3＋＋5O2 4NO＋＋6H2O 化肥、制化肥、制HNO3、、制铵盐制铵盐易溶易溶白白立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(2)化学性质n①受热易分解nNH4HCO3受热分解的化学方程式为 n，现象是有刺激性气味的气体产生，最后无固体残渣 nNH4Cl受热分解的化学方程式为n，现象是产生白烟，受热部位白色晶体，在冷却部位又 为白色晶体逐渐消失逐渐消失凝结凝结立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n②与碱反应n在干态下，如NH4Cl晶体与熟石灰反应，化学方程式为nn在水溶液中，如NH4Cl溶液与NaOH溶液反应，离子方程式分别为：加热时 ；不加热时n(3)铵根离子(铵盐)的检验n取样品与碱共热，用 试纸检验，若试纸，说明样品含NH4+(或为铵盐)蓝色石蕊蓝色石蕊变红变红立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n四、硝酸n1．物理性质n纯硝酸是的液体，与水以任意比互溶，质量分数在95%以上的硝酸叫做n2．化学性质n(1)强酸性n硝酸具有酸的通性，稀硝酸仅使紫色石蕊溶液 ，浓硝酸可使紫色石蕊溶液。

无色、易挥发、有刺激性气味无色、易挥发、有刺激性气味发烟发烟硝酸硝酸变红变红先变红后退色先变红后退色立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(2)不稳定性n硝酸不稳定，见光或受热易分解，其反应的化学方程式为n立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(3)强氧化性n①与金属的反应(除金、铂外，硝酸能与大部分金属反应)na．浓、稀硝酸与铜均能发生反应，其反应的化学方程式分别为：n，nnb．铁、铝遇冷的浓硝酸能发生 ，故可用铁、铝容器运输冷的浓硝酸3(浓浓)＋＋Cu===Cu(NO3)2＋＋2NO2↑＋＋2H2O8HNO3(稀稀)＋＋3Cu===3Cu(NO3)2＋＋2NO↑＋＋4H2O钝化钝化立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n②与非金属的反应n浓硝酸与碳反应的化学方程式为n 立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n考点一　氮的氧化物溶于水的计算n1．NO和NO2的混合气体nNO和NO2的混合气体溶于水时仅涉及反应：n3NO2＋H2O===2HNO3＋NOn可利用气体体积变化的差值进行计算立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n2．NO2和O2的混合气体nNO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应：n4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，其计算如下表：立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n[注]V(NO2)＋V(O2)＝V总在表中未列出。

立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n3．NO和O2的混合气体nNO和O2的混合气体溶于水时涉及反应：n4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3n其计算如下表：立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n、NO2、O2的混合气体nNO、NO2、O2三种混合气体溶于水中，可先由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出其生成NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按3的方法进行计算n灵犀一点：n①上述各种情形中水均是足量的n②不会出现最后的残余气体是NO2的情况立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【案例1】　将盛有a mol NO2和 b mol NO混合气体的试管倒立于水槽中，再通入b mol O2，充分反应后试管里剩余气体的成分及物质的量决定于a与b的关系，请填写表格：立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【答案】 立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【规律技巧】　氮的氧化物溶于水的计算的解题思路为：n(1)要明确试题要求，如反应后容器内是否有剩余气体？剩余气体可能是什么？注意剩余气体不可能是NO2，也不可能是NO与O2的混合气体。

n(2)计算中可能用到的化学反应n3NO2＋H2O===2HNO3＋NOn4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3n4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(3)要对试题中产生的结果进行可能情况的讨论，如NO2与O2混合气体溶于水时，剩余的气体是NO，还是O2，要进行讨论立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【即时巩固1】　向盛有15 mL NO气体、倒立于水槽的试管中通入O2，充分反应后，试管中还剩余气体3 mL，则通入的O2体积可能是(　　)n①9 mL　②12.25 mL　③14.25 mL　④15.0 mLnA．①②　　　B．②③　　　C．①③　　　D．③④立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【解析】　此题属于混合气体与水反应的计算，应分析讨论试管中剩余的3 mL气体为何物，依据有关反应方程式进行计算n(1)若剩余气体是NO，则反应的NO为15 mL－3 mL＝12 mLn据总反应式：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3n 4 3n 12 mL V(O2)nV(O2)＝9 mL立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(2)若剩余的气体为O2，则反应的NO为15 mL。

n4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3n4 3n15 mL V(O2)nV(O2)＝11.25 mLn则通入O2的总体积为11.25 mL＋3 mL＝14.25 mLn【答案】　C立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n考点二　NH3的实验室制法n1．加热固态铵盐和碱的混合物n(1)原理：一般加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物：立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(2)装置：“固体＋固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)n(3)收集：只能用向下排空气法n(4)干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)n(5)检验：①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝色，说明氨已收集满了；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生，说明已收集满了n(6)环保措施：收集时，一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉药球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n2．加热浓氨水n(2)装置：立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n3．浓氨水中加固态碱性物质n(1)反应原理：浓氨水中存在以下平衡：n加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。

n(2)装置立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【案例2】　某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n回答下列问题：n(1)若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为n_______________________________________；n若 要 测 定 生 成 的 NH3的 体 积 ， 则 必 须 选 择 的 装 置 是_____________________________________n(填 装 置 序 号 )， 装 置 中 所 盛 试 剂 应 具 有 的 性 质 是____________________________________n(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试剂是________，收集装置应选择________(填装置序号)立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【解析】　(1)装置①适用于固固加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3才行。

n(2)装置②是固液反应，不需加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰作用立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【即时巩固2】　下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　)立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【答案】　A立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n考点三　有关氨水的几个问题n1．液氨、氨、氨水、铵根的比较液氨氨氨水铵根通常状态液态气态液态－物质分类纯净物纯净物混合物－化学符号表示NH3NH3NH3·H2O(溶质)NH4+立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂液氨氨氨水铵根能否单独存在能能能不能(只存在于氨水或铵盐中)相互关系立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(4)氨水质量分数越大，其密度越小，因此质量分数为x%的氨水与质量分数为3x%的氨水等体积混合后，所得氨水的质量分数小于2x%立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【案例3】　对于1 mol·L－1的氨水，下列叙述正确的是(忽略溶液混合时的体积变化)(　　)n①将标准状况下22.4 L氨气溶于水配成1 L溶液，即可得到1 mol·L－1的氨水　 ②1 mol·L－1的氨水的质量分数小于1.7%　 ③1 mol·L－1的氨水与水等质量混合后，所得氨水的物质的量浓度大于0.5 mol·L－1　④将1 mol·L－1的氨水与3 mol·L－1的氨水等质量混合后，所得氨水的物质的量浓度为2 mol·L－1nA．①②　　　B．①③　　　C．②③　　　D．②④立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【解析】　本题考查的是有关氨水的知识。

①由于氨水中的溶质即为溶入的氨气，而标准状况下22.4 L氨气为1 mol，因此，将1 mol氨溶于水配成1 L溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1②因为氨水的密度小于1 g·cm－3，故质量分数应大于1.7%③若将1 mol·L－1的氨水与水等体积混合，所得氨水的浓度为0.5 mol·L－1，由于氨水的密度比水小，因此相同质量的水的体积比氨水小，故等质量混合后所得氨水的物质的量浓度大于0.5 mol·L－1④因氨水的浓度越大，其密度越小，则等质量混合时，3 mol·L－1的氨水所占体积比1 mol·L－1的氨水大，故所得氨水的物质的量浓度大于2 mol·L－1n【答案】　B立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【规律技巧】　(1)浓度与密度的变化关系n①若溶液的密度大于1 g·cm－3，溶液的质量分数越大，则其密度就越大n②若溶液的密度小于1 g·cm－3，溶液的质量分数越大，则其密度就越小n常见溶液中，氨水、酒精等溶液的密度比水小，氯化钠溶液、硝酸、硫酸等溶液的密度比水大立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(2)等体积或等质量溶液混合后的质量分数的变化规律n①一定质量分数的溶液加等体积水稀释后，质量分数一般不会恰好是原来的一半。

原因在于溶液密度与水的密度不同，溶液、水体积相等，但质量并不相等n②两种不同质量分数的溶液等体积混合，若溶液的密度大于1 g·cm－3，则混合溶液的质量分数大于它们和的一半，若溶液的密度小于1 g·cm－3，则混合溶液的质量分数小于它们和的一半n③无论溶液的密度是大于1 g·cm－3，还是小于1 g·cm－3，等质量混合时，所得混合溶液的质量分数都等于它们和的一半立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【即时巩固3】　下列事实可以证明氨水是弱碱的是(　　)n①氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁n②实验室用Al2(SO4)3溶液和氨水制Al(OH)3n③0.1 mol/L氨水可以使酚酞试液变红n④0.1 mol/L氯化铵溶液的pH约为5nA．①④　　　B．②③　　　C．②④　　　D．①③立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【解析】　选项①、③中氨水若为强碱也能产生相同实验现象②中若氨水为强碱，则Al(OH)3可溶于过量氨水，不能用于实验室制备Al(OH)3④中溶液pH约为5，说明NH4Cl能水解，NH4Cl为强酸弱碱盐，因此能证明氨水为弱碱n【答案】　C立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n考点四　喷泉的形成原理n容器内外存在较大的压强差，在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。

n灵犀一点：n(1)喷泉是一种宏观的液体喷涌现象，其成因有4个要素：①有待喷的液体；②有接纳喷起液体的空间；③待喷的液体与喷起的液体之间有顺畅的通道；④待喷的液体与接纳喷起液体的空间之间有足够大的压强差(前者压强大于后者压强)n(2)据此原理可解释化学实验中的倒吸现象立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【案例4】　(2008·上海化学)如图所示的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是(　　)nA．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉nB．NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉nC．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉nD．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【答案】　A立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【规律技巧】　(1)喷泉的形成关键是有压强差n(2)喷泉的形成从原理上分析有如下两种情形：n①让烧瓶中收集的气体大量溶于水或让气体与接触到的溶液中的溶质发生反应，引起烧瓶内气体的压强急剧降低在外界大气压作用下，烧杯中的液体迅速通过带有尖嘴的玻璃管流入烧杯，形成喷泉n②将烧杯设计成一个密闭容器，通过该密闭容器中液体的挥发或发生化学反应产生大量气体，使该密闭容器中气压迅速升高，将密闭容器中的液体压入烧瓶形成喷泉。

像人造喷泉、喷雾器喷雾均是利用了这种原理立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【即时巩固4】　在如图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶中，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶则a和b不可能是(　　)a(干燥气体)b(液体)ANO2水BCO24 mol/L NaOH溶液CCl22 mol/L NaOH溶液DNH31 mol/L盐酸立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【解析】　喷泉的成因是：烧瓶内的气体迅速大量溶于挤入的液体，使烧瓶内气压骤减，大气压作用于烧杯中液面，将烧杯中试液压入烧瓶，形成喷泉形成喷泉的根本原因是压强差NO2虽易溶于水，但溶于水后发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO↑，NO极难溶于水，不可能使水最终几乎充满烧瓶CO2是酸性氧化物，极易溶于NaOH，Cl2易与NaOH发生反应，NH3在盐酸中溶解的比在水中更多，故B、C、D均符合题意n【答案】　A立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n考点五　硝酸与金属、非金属反应的一般规律n1．硝酸与金属反应的一般规律n(1)金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀的HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3。

n(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n2．硝酸与非金属反应的规律n(1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物、二氧化氮和水n(2)与非金属反应，HNO3表现强氧化性，不表现酸性n3．硝酸与金属反应产物的确定n(1)足量浓硝酸作氧化剂时，其还原产物是NO2；稀硝酸作氧化剂时，其还原产物通常为NOn(2)一定量浓硝酸参加反应，其还原产物可能是NO2、NO的混合物若硝酸很稀且与活泼金属反应，则还原产物较复杂，可能是NO、N2O、N2、NH3等，且硝酸越稀，还原产物的价态越低立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【案例5】　在浓硝酸中放入铜片：n(1)开始反应的化学方程式为__________，n实验现象为_____________n(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为n____________________________________n(3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，原因是___________________________。

n(4)若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体5.6 L(标准状况下)则所消耗硝酸的物质的量是________立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n(4)产生的5.6 L气体是NO2和NO的混合气体根据N原子守恒可算出被还原的HNO3的物质的量，再根据Cu的量可算出显酸性的HNO3的物质的量[Cu反应后转化为Cu(NO3)2，故显酸性的HNO3的物质的量应为Cu的物质的量的2倍]消耗HNO3的总物质的量＝起酸作用的HNO3物质的量＋被还原(起氧化剂作用)的HNO3的物质的量立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【答案】　(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2On铜片逐渐溶解，溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体产生n(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2On(3)加入稀H2SO4后，H2SO4电离出H＋，与原溶液中的NO构成强氧化性条件(即相当于溶液中又“生成了稀硝酸”)，因此Cu又会溶解，铜片上产生气泡n(4)0.65 mol立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂n【即时巩固5】　某金属单质与一定浓度的HNO3反应，假定只生成单一还原产物。

当参加反应的单质与被还原HNO3的物质的量之比为2∶1时，还原产物是(　　)nA．NO2　　　　 B．NO nC．N2O　　　 D．N2n【解析】　假设反应后金属化合价为＋n价，还原产物中N的化合价为x，根据得失电子守恒得：2n＝1×(5－x)，x＝5－2n 当 n＝1时 ，x＝3，还原产物为N2O3，无此对应选项；当n＝2时，x＝1，还原产物为N2O n【答案】　C立体设计立体设计····走进新课堂走进新课堂。