第4章第4讲复习氮及其化合物.ppt

氮族元素,1、原子结构,,2、氮族元素：,（在周期表中位置：第ⅤA 族）,7N,15P,33As,51Sb,相似性 递变性,⑴最外层都有5个电子，化合价主要有-3、+3和+5,⑵气态氢化物的通式：RH3,⑶最高价氧化物对应的水化物通式为HRO3 或H3RO4,原子 结构,单质物性,化学性质,核电荷数增大、电子层增多,原子半径增大,,熔沸点先升高后降低,单质密度增大,,单质氧化性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,,氢化物的稳定性减弱,,,83Bi,（1）最高价氧化物所对应的水化物的酸性 HNO3 H3PO4 H3AsO4,（2）气态氢化物的稳定性 NH3 PH3 AsH3,3、化学性质的具体表现,＞,＞,＞,＞,4、单质的性质：,颜色： 状态： 密度： 熔沸点：,无色→白或红→灰色→银白色 →银白色,气→固,逐渐增大,小→大→小,氮及其重要化合物,氮及其化合物之间的转化,,,,,催化剂,知识主线：,一、氮气（N2）,1、氮的原子结构,N2的电子式 N2的结构式,N≡N,2、物理性质,纯净的氮气是一种无色无味的气体，难溶于水，难液化，密度比空气略小，与空气密度相近，故只能用排水法收集N2。

在空气中约占总体积的78%考点一 氮气及氮的氧化物,I,3、化学性质：,（1）与氢气的反应,N2 + 3H2 2NH3,（2）与金属反应,3Mg + N2 Mg3N2,（3）与氧气反应,N2的分子结构为：N≡N，结构非常稳定所以常温下化学性质很稳定,可代替稀有气体做保护气,（氧化性）,（氧化性）,（还原性）,,人工固氮,—自然固氮,氮元素主要以游离态存在于空气中，以化合态形式存在于无机物中及有机物中,4．氮的固定:,将空气中游离态的氮转变为化合态的氮的方法,(1) 人工固氮 N2 + H2—,(2) 植物固氮,5．N2的用途：,合成氨、硝酸的主要原料；焊接金属，罐头食品的保护气；液氮作冷冻剂，麻醉；创造低温环境,二、氮的氧化物----形成光化学烟雾,N2O NO N2O3 NO2（N2O4） N2O5,1、一氧化氮,是一种无色的有毒的难溶于水的气体；极易与氧气反应生成二氧化氮2NO + O2 === 2NO2,2、二氧化氮,是一种红棕色、有刺激性气味的有毒的气体；易液化；密度比空气大 溶于水跟水反应生成硝酸和一氧化氮与N2O4（无色）可相互转化。

3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO,★NO2与N2O4之间的平衡： 如果将NO2与N2O4的平衡体系加压，则可以观察到______________________； 如果将NO2与N2O4的平衡体系升温，则可以观察到______________________重点注意：,颜色先变深后变浅,颜色变深,,无色，无味，难溶于水，有毒（机理同CO）,红棕色，刺激性气味，易溶 于水，有毒,（1）与O2反应：2NO + O2 = 2NO2 无色变红棕色,（1）与H2O反应： 3NO2 + H2O = 2HNO3+ NO 红棕色褪去,（3）与碱溶液反应： NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O,（2）与水、O2反应： 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,（2）与水、O2反应： 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,氮的氧化物---NO与NO2的性质比较,3、一般NO2、NO、O2与H2O反应，可归纳成五种情况：,（3）NO和O2混合溶于水,（2）NO和NO2混合溶于水,（4）NO2和O2混合溶于水,4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,（1）NO2溶于水：,3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO2 和O2的混合气体溶于水： 4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3,V（NO2）:V（O2）,＞4:1，NO2过量，剩余气体为NO,＜4:1，O2过量，剩余气体为O2,＝4:1，恰好完全反应,3NO2+H2O==2HNO3+NO,NO和O2同时通入水中：,V（NO）:V（O2）,＝4:3 恰好完全反应,＞4:3 剩余NO,＜4:3 剩余O2,4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3,（5）NO、NO2、O2三种混合溶于水,5、氮氧化物对环境的污染与防治,１．氮氧化物对环境的污染,（1）酸雨（硝酸型酸雨）,（3）光化学烟雾 氮的氧化物+碳氢化合物=光化学烟雾,（2）对臭氧层的破坏,2．氮氧化物对环境污染的防治,（1）来源：,（2）防治：,①开发使用洁净能源； ②对工厂排放的废气进行处理 ③对汽车尾气进行净化处理。

氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧，汽车尾气、工厂废气的排放，其中，汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一氮氧化物与环境污染的防治,,消除污染的主要方法：碱液吸收法 NO+NO2 +2NaOH=2NaNO2 +H2 O 2NO2 +2NaOH=NaNO2 + NaNO3 + H2 O NH3还原法 6NO+4NH3=5N2 +6H2 0,1.氨分子的结构,思考：氨分子 为极性还非极性分子？,三角锥形,正四面体,极性分子，因为分子内正负电荷中心不重合，偏移氨气是无色、有剌激性气味的气体，比空气轻，极易溶于水和易液化2.氨气的物理性质,思维拓展：喷泉实验,※常见气体的溶解性：,如图1所示，上部烧瓶已装满干燥氨气， 引发水上喷的操作是：,打开止水夹，挤出胶头滴管中的水该实验的原理是： 氨气极易溶解于水， 致使烧瓶内气体压强迅速减小请讨论在不改装置的前提下引发图2喷泉的方法？,打开夹子，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热该实验的原理是：氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉打开止水夹，用冰水浇注烧瓶，降低烧瓶内氨气的温度，使气体压强减小，水上升与氨气接触进一步减小压强形成喷泉。

在图3的锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉，水槽中加入的物质可以是 （ ） (A)浓硫酸 (B)食盐 (C)硝酸钾 (D)硫酸铜,这种方法产生喷泉的原理是： 增大锥形瓶内气体的压强产生喷泉A,(1)图甲为中学化学教学中所用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列组合中不可能形成喷泉的是_______________ (A)HCl和H2O (B) O2和H2O (C)NH3和H2O (D)CO2和NaOH溶液,B,（2）在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是( ) (A)Cu与稀盐酸 (B)NaHCO3与NaOH溶液 (C)CaCO3与稀硫酸 (D)NH4HCO3与稀盐酸,D,（3）城市中常见的人造喷泉及火山爆发原理 与上述_______(填图甲或图乙)装置的原理相似乙,归纳总结,1.关键:,2.途径:,3.延伸:,喷泉实验,形成压强差,,① 减小 “上瓶”的压强,② 增大“下瓶”的压强,①尾气处理(防倒吸装置选择),②烧瓶中溶液的物质的量浓度等计算,思考:以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是,拓展延伸,1.尾气处理(防倒吸装置选择),思考:以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是,拓展延伸,1.尾气处理(防倒吸装置选择),倒扣漏斗式,思考:以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是,拓展延伸,1.尾气处理(防倒吸装置选择),提示:氨水的溶质是氨气.,思考:在标准状况下，用一充满NH3气体的烧瓶进行喷泉实验，当水充满整个烧瓶后（假定NH3不扩散到烧杯中），烧瓶内氨水的物质的量浓度是多少？,2.烧瓶中溶液的物质的量浓度计算,拓展延伸,喷泉实验计算问题的关键,形成溶液的体积=所消耗的气体体积,3、氨气的化学性质：,（1）与水反应：,（2）与酸反应：,（3）与氧气反应：,NH3+HCl=NH4Cl （产生白烟）,（4）与氯气反应：,2NH3+3Cl2=N2+6HCl,NH3+HCl=NH4Cl （产生白烟）,,,8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,（产生白烟）,练习1:如右图所示把一根红热的铂金丝 伸进盛有浓氨水的试剂瓶中看到现象是： 原因是,铂丝持续红热，有红棕色气体产生，并有少量白烟生成。

该反应放热铂丝持续红热，生成NO继而转变为红棕色NO2，NO2溶于水生成HNO3,HNO3与挥发的NH3生成NH4NO3，形成白烟4NH3+5O2 Pt 4NO+6H2O,△,（1）反应生成的白烟是______如图：试管中集满干燥的氯气，迅速用装有 浓氨水的滴管塞住，滴入浓氨水产生红光 和白烟请根据以上现象回答：,2/3,8NH3＋3Cl2 = 6NH4Cl＋N2,NH4Cl,练习2:,从NH3分子中所含元素化合价分析，氨具有还原性2）写出标志试管中反应全部完成的 化学方程式 3）反应完毕后，将试管浸入水中取 下滴管并将试管倒立于水中，观察到有水进入试管 当达到室温时，进入试管内的水约占试管容积的____4）用浓氨水可以检验运输氯气的管道是否已经泄漏，原因是 氯气与氨气反应生成氯化铵,思考:氨水中有哪些分子和离子?,分子： 离子：,NH3、H2O、NH3·H2O,NH4+、OH-、H+,液氨,纯净物,NH3分子,不具有碱性,常温常压下 不能存在,氨水,混合物,NH3 H2O NH3·H2O NH4+ OH- H+,具有弱碱性,常温常压下可存在,NH4+、OH- 、H+,◆氨水中的粒子,(非电解质),（既不是电解质也 不是非电解质）,H2O 、NH3 、NH3·H2O,比较：,分子:,离子:,,(致冷剂),（2）蘸有浓盐酸（浓硝酸）的玻璃棒,氯化铵晶体、熟石灰固体,3.装置：,固+固，加热型,4.干燥:,向下排空气法,6.验满：,实验室制氨气,5.收集：,用碱石灰,,（1）用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）,（与O2的发生装置相同）,（CaO 与NaOH固体混合物）,2.原理 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O,1.药品：,接近试管口（产生白烟）,7、注意：,a．棉花的作用：,为防止气体对流，提高收集氨气的速率和纯度。

b．不使用NaOH的原因：,NaOH容易吸水，不利于氨气的产生和逸出，且加热条件下NaOH容易腐蚀玻璃消石灰比较疏松，腐蚀试管较弱，且氨气容易逸出c．干燥氨气也不能用CaCl2作干燥剂：,原因是CaCl2和NH3加合生成CaCl2·8NH3干燥剂,,酸性干燥剂：浓H2SO4、P2O5、无水CuSO4、硅胶,碱性干燥剂：碱石灰（CaO、NaOH）,中性干燥剂：无水CaCl2,高中常见的干燥剂,图2,思考：,实验室中还可以用哪些方法制氨气?,①加热浓氨水法,②浓氨水加碱石灰法,碱石灰吸水、溶解时放热, 增大OH-浓度平衡逆移.,气体的溶解性规律?,浓氨水,,生石灰,NaOH固体等,4、氨气的用途：,铵根离子是氨分子与酸电离出来的氢离子结合而形成的,NH3 + H+= NH4+,用电子式表示NH4+的形成过程,铵盐是含有极性共价键与离子键的离子化合物——离子晶体考点三 铵盐,（一）铵盐性质,物理性质：易溶于水的无色离子晶体,问题：根据你的生活经验及所学的知识，你能否总结出铵盐的重要性质？,化学性质：,1、 受热分解,（1）非氧化性酸的铵盐，加热分解为氨和相应的酸,例如：,气体遇冷形成白色固体,（2）氧化性酸组成的铵盐，加热发生氧化还原反应,2、与碱反应,3、水解反应,思考：如何检验铵盐——即NH4+的检验方法,（二）、NH4+的检验方法,铵盐。