资源简介

氮和氮的化合物
一、教学目标
1、了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2、知道工业生产硝酸的基本原理；初步认识喷泉实验。
二、教学重点、难点、亮点
1、重点：氮及其化合物的主要性质
2、难点：氮化合物的主要性质及工业生产硝酸的基本原理
3、亮点：以氮气为核心系统归纳
三、教学过程
（一）、氮气和氮氧化物
1、氮气：无色无味、难溶于水的气体。空气中78%（体积分数）是氮气。
氮分子（N2）为双原子分子，结构稳定，决定了氮气性质的稳定性，常温下氮气很稳定，很难与其它物质发生反应，因此，生产上常用氮气作保护气。但这种稳定是相对的，在一定条件下（如高温、放电等），也能跟某些物质（如氧气、氢气等）发生反应。
N2 + O2 2NO
N2 + 3H2 2NH3
2、固氮作用：游离态氮转变为化合态氮的方法。
自然固氮 → 闪电时，N2 转化为NO
生物固氮 → 豆科作物根瘤菌将N2 转化为化合态氮
工业固氮 → 工业上用N2 和H2合成氨气
3、氮氧化物（NO和NO2）：氮元素有＋1、＋2、＋3、＋４、＋5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。NO是一种无色还原性较强的气体，易被O2氧化为NO2，NO2是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的KI－淀粉试纸变蓝。
NO NO2
色、态（常温下） 无色气体 红棕色气体
气 味 没有气味 刺激性气味
毒 性 有 毒 有 毒
重要反应 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施 ①硝酸型酸雨的产生及危害②造成光化学烟雾的主要因素③破坏臭氧层 措施：使用洁净能源，减少氮氧化物的排放；为汽车安装尾气转化装置；处理工厂废气
氮的氧化物是大气污染气体，常用碱液（NaOH溶液）吸收。
（二）、氨和铵盐
1、氨的合成： N2 + 3H2 2NH3
2、氨气的物理性质：
氨气是无色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度是0.771g.L-1，比空气小。氨易液化，液氨气化时要吸收大量的热，使周围温度急剧下降，所以液氨可作致冷剂。
氨极易溶于水，常温常压下，1体积水中大约可溶解700体积的氨气。氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时，溶质应为NH3 。
3、氨的化学性质：
名 称 液 氨 氨 水
形 成 氨降温加压液 化 氨溶于水
物质分类 纯净物 混合物
成 分 NH3 NH3、NH3·H2O 、H2O 、 NH4+ 、 OH- 、H+
（1）氨溶于水时，大部分氨分子和水分子形成一水合氨分子（NH3·H2O）。一水合氨分子（NH3·H2O）不稳定，受热时分解为氨气和水。
NH3 + H2O NH3·H2O
NH3·H2O NH4+ + OH- 氨水显弱碱性。
★比较液氨与氨水：
（2）氨具有弱碱性，可以与酸（硫酸、硝酸、盐酸等）反应，生成铵盐。
NH3 + H+ NH4+
（3）与氧气反应（具有还原性）
氨气在催化剂（如铂等）、加热条件下，生成一氧化氮和水，放出热量。此反应是放热反应，是工业制硝酸的基础。
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
4、氨的实验室制法
①反应原理：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
②发生装置：固固反应加热装置，与制取氧气的发生装置相同。
③干燥：用碱石灰干燥。
④收集方法：由于氨易溶于水，密度比空气小，所以只能用向下排空气法。
⑤检验：a．用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)
b．蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(白烟)。
⑥棉花团的作用：是为了防止试管内的NH3与试管外的空气形成对流，以期在较短时间内收集到较为纯净的氨。
5、铵盐：由铵离子和酸根离子构成的盐。
如：硫酸铵【（NH4）2SO4 ，俗称硫铵，又称肥田粉】，氯化铵【NH4Cl，俗称氯铵】，硝酸铵【NH4NO3，俗称硝铵】，碳酸氢铵【NH4HCO3，俗称碳铵】铵盐属于铵态氮肥。常用氮肥有硝态氮肥和尿素【 CO（NH2）2 】
★铵盐的性质
①铵盐都是无色或白色的晶体晶体，且都易溶于水。
②与碱作用：(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O
NH3NO3 + NaOH NaNO3 + NH3↑+ H2O
实质：NH4+ + OH- NH3↑+ H2O
铵盐与碱共热都能产生NH3，这是铵盐的共同性质。有关系式：NH4+ NH3，相互之间可以转化。
③受热发生分解反应
非氧化性酸组成的铵盐，加热分解为氨和相应的酸。
(NH4)2CO3 2NH3↑+ CO2↑+ H2O
NH4Cl NH3↑+ HCl↑ (气体遇冷形成白色固体)
NH3NO3 N2O↑+ 2H2O (发生复杂的反应，爆炸)
贮存铵态氮肥时，为了防止受热分解，应密封包装并放在阴凉通风处。
6．NH4+的检验方法：
取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH4+。
小结：氮及其化合物的性质和转化关系：
NH4NO3 NH3 HNO3
N2 NO NO2
四、作业布置
（一）、将充满NO2和O2的量筒倒立于盛有水的水槽中，经过一段时间后，水上升到量筒体积的一半处就停止了，则剩余气体的成份是（ ）
A.NO2 B.NO C.O2 D.NO或O2
（二）、已知所有氮的氧化物都能和灼热的铁发生如下反应：4 NxOy+3y Fe = y Fe3O4+2x N2 。现将2mol NxOy通过500g热的铁粉，完全反应生成1molN2和1molFe3O4，则此时的NxOy是___________。（填化学式）
（三）、某混合气体中可能含有N2、O2、Cl2、HCl、NH3、NO、NO2中的两种或多种气体，现将此无色透明的混合气体通过浓硫酸后，气体体积明显减小，当剩余气体与空气接触时，立即变为红棕色，则原混合气体中一定含有的气体是 ，一定不存在的气体是 ，可能存在的气体是 。
（四）、物质A--H有如下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。其中，B的浓溶液与单质X在加热时才能发生反应①，B的稀溶液与足量X发生反应②，向C溶液中滴入KSCN溶液呈红色。试填写下列空白：
(1)晶体A是(化学式) ；
(2)反应②的离子方程式： ；
(3)根据图示信息，反应④的化学方程式为_________________________________________；由此判断：足量B的浓溶液与单质X共热时能否产生E_______（填“能”或“否”）。
(4)在反应⑤中，若生成物G与H的物质的量之比为4：1，写出F溶液与Na2O2反应的化学方程式： 。
（五）、已知氨气与灼热的氧化铜反应生成铜、氮气和水。利用下图所示实验装置可测定氨分子的组成（图中夹持、固定装置均略去）。回答下列问题：
（1）写出氨气与氧化铜反应的化学方程式 。
（2）在A的锥形瓶中放入NaOH固体的目的是
。
（3）在干燥管B里不能选用的干燥剂是（填序号） 。
A. 碱石灰 B. 生右灰 C. 五氧化二磷 D. 氢氧化钠
（4）在C的玻璃管中观察到的现象是 。
（5）E装置中盛装浓硫酸的目的是 。
（6）待实验完毕后，若实验测得N2的体积为aL（已折算成标准状况），则被还原的氧化铜的物质的量为 mol（用含a字母的代数式表示）；若测得干燥管D增重bg，则氨分子中氮、氢的原子个数比为（用含a、b字母的代数式表示） 。
（7）上述实验中，如果省去B装置，测定氨分子组成的N、H原子个数的比值将会（填“增大”、“减小”或“无影响”） ，理由是
。
参考答案
一、C 二、NO2
三、NH3、NO ； Cl2、NO2、HCl、O2 ； N2
四、(1)
(2)
(或)
(3)反应④ (浓) ， 否
(4) 4Fe(NO3)2 + 4Na2O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaNO3
五、（1）2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O （2）NaOH的强碱性及溶解产生的热利于氨气的逸出。 （3）C （4）黑色粉末变为光亮的红色固体。 （5）将反应剩余的氨吸收。
（6）3a/22.4 ； 9a ：11.2b （7）减小，D装置吸收的水中包含了从A中带出的水份。
放电

展开更多......

收起↑