高考化學(xué) 第3單元第10講 生活中的含氮化合物課件 蘇教版

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1、(1)一、氮在自然界中的循環(huán)1氮元素的存在氮在自然界中，既有游離態(tài)，又有化合態(tài)。它以雙原子分子(N2)存在于大氣中。約占空氣總體積的78%或總質(zhì)量的75%。在自然界中，植物只能利用化合態(tài)的氮。大豆、蠶豆等豆科植物根部的根瘤菌使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的方法叫做氮的固定，簡稱固氮。 另外在雷電交加的雨天，空氣中的少量N2與O2可以直接化合，生成無色、難溶于水的NO氣體，然后在常溫下與O2迅速化合，生成紅棕色、有刺激性氣味的二氧化氮?dú)怏w，溶于水并與水反應(yīng)生成HNO3和NO，隨雨水灑到地面上，與土壤中的礦物作用，形成能被植物吸收的硝酸鹽，其反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為 N2O2 2NO， 2NO

2、O2=2NO2, 3NO2H2O=2HNO3NO。放電2氮?dú)?1)電子式：電子式： ，結(jié)構(gòu)式 ，鍵能大，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)不活潑。(2)物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水。(3)化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：常溫下，N2化學(xué)性質(zhì)很不活潑，可代替稀有氣體作保護(hù)氣，但在一定條件下，能與H2、O2、Mg等反應(yīng)。與H2反應(yīng)：N23H2 2NH3與O2反應(yīng)：N2O2 2NO與Mg反應(yīng)：N23Mg Mg3N2放電點(diǎn)燃氮的固定類型：天然固氮，例如雷電時(shí)N2、O2化合；生物固氮，例如豆科植物根部的根瘤菌把空氣中的氮?dú)庾兂苫蠎B(tài)氮而被作物吸收；人工固氮：例如合成氨。二、氮的氧化物及其對環(huán)境的影響1氮的氧化物

3、的種類氮氧化物有N2O(N1價(jià))、NO(N2價(jià))、N2O3(N3價(jià))、NO2(N4價(jià))、N2O4(N4價(jià))、N2O5(N5價(jià))等6種。其中N2O3是亞硝酸(HNO2)的酸酐，N2O5是硝酸(HNO3)的酸酐。 2NO和NO2的性質(zhì)3.氮氧化物對空氣的污染及防治(1)形成硝酸型酸雨。(2)在日光照射下，NO2與O2經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)生成O3，O3與空氣中的一些碳?xì)浠衔锇l(fā)生作用后，就產(chǎn)生了一種有毒煙霧，稱之為光化學(xué)煙霧。(3)氮氧化物能破壞大氣平流層里的臭氧層，造成臭氧層空洞。 注意：石蕊試液、濕潤的淀粉碘化鉀試紙不能鑒別。Br2蒸氣和NO2都是紅棕色氣體，常見鑒別方法：三、氨及銨鹽1氨氣 (1)分

4、子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)(2)氨的物理性質(zhì)氨的物理性質(zhì)氨是無色，有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化，液氨汽化時(shí)吸收大量的熱量，故可用作制冷劑。氨極易溶于水(常溫常壓下，1體積水中能溶解700體積氨)?？捎脟娙獙?shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。 (3)氨氣的化學(xué)性質(zhì)氨氣的化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)： NH3H2O NH3H2O NH4+ OH。 氨溶于水形成的溶液稱為氨水，其中大部分NH3與H2O反應(yīng)生成一水合氨(NH3H2O)，但氨水的溶質(zhì)仍是NH3。一水合氨部分電離出NH4+與OH，故氨水顯弱堿性，能使酚酞變紅。NH3H2O受熱又容易分解為NH3與H2O。氨水的密度小于1 g/mL，且溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，密度越小。NH3是中學(xué)

5、化學(xué)中唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體。常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3的存在。 與酸反應(yīng)：A與與HCl反應(yīng)：反應(yīng)：NH3HCl=NH4Cl(產(chǎn)生大量白煙，用于檢驗(yàn)NH3)。B與與H2SO4反應(yīng)：反應(yīng)：2NH3H2SO4=(NH4)2SO4(無白煙產(chǎn)生，不能用濃H2SO4干燥NH3)。C與與HNO3反應(yīng)：反應(yīng)：NH3HNO3=NH4NO3(產(chǎn)生大量白煙)。D.與與CO2反應(yīng)：反應(yīng)：NH3H2OCO2=NH4HCO3(生成碳銨)。具有還原性： 4NH35O2 4NO6H2O(反應(yīng)放熱，是工業(yè)上制硝酸的基礎(chǔ))。(4)氨的用途：氨的用途：是氮肥工業(yè)及制造硝酸、銨鹽、純堿的重要原料。也是有機(jī)合成工業(yè)的常見原料

6、(如制尿素、合成纖維、染料等)。(5)氨氣的制法氨氣的制法氨氣的工業(yè)制法： N23H2 2NH3；氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法.原理：Ca(OH)22NH4Cl CaCl22NH32H2O。 .裝置：“固體固體 氣體”裝置(與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同)。.收集：只能用向下排空氣法。.干燥：用堿石灰(NaOH和CaO固體的混合物)。.檢驗(yàn)：a.用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若試紙變藍(lán)色，說明氨已收集滿了；b將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，若有白煙產(chǎn)生，說明已收集滿了。.環(huán)保措施：用稀硫酸吸收多余的氨(棉花用稀硫酸浸濕)。.棉花的作用：防止空氣與氨氣對流使收集到的氨氣不純。2銨鹽的性質(zhì)(1)

7、組成和物理性質(zhì)：組成和物理性質(zhì)：銨鹽是由NH和酸根陰離子構(gòu)成的化合物，銨鹽都是白色或無色晶體，都易溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：受熱分解：NH4Cl HClNH3 NH4HCO3 NH3CO2H2O NH4NO3 N2O2H2O 2NH4NO3 2N2O24H2O與堿反應(yīng)：NH4NO3NaOH NaNO3NH3H2O與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式：NHOH NH3H2O(固體或溶液中均可產(chǎn)生NH3，在稀溶液中不加熱時(shí)生成NH3H2O)(3)NH4+檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法證明某白色固體是否為銨鹽，即檢驗(yàn)NH4+的存在。A取少許樣品與濃堿溶液混合于試管中共熱，將紅色濕潤的石蕊試紙靠近試管口，若試紙變藍(lán)，則證

8、明樣品中含NH4+ 。B取少量樣品于試管中，加入濃堿溶液后加熱，用蘸有濃鹽酸的玻璃棒檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，若有白煙產(chǎn)生，則證明樣品中含有NH4+ 。檢驗(yàn)無色溶液中是否存在NH4+的方法步驟：加濃堿溶液加熱檢驗(yàn)NH3原理： NH4+ OH NH3H2O(4)銨鹽的用途：銨鹽的用途：作氮肥、炸藥、作焊藥等。由于銨鹽受熱易分解，存儲氮肥時(shí)，應(yīng)密封包裝并放在陰涼通風(fēng)處。1氨水的組成：H2O、NH3、NH3H2O、NH4+ 、OH、H。在氨水中除水外含量最多的就是NH3H2O，在計(jì)算氨水的濃度時(shí)，一般把氨氣看作溶質(zhì)，例如將1 mol氨氣溶于水配成1 L溶液，所得氨水的濃度就是1 mol/L (事實(shí)上溶解在水中

9、的氨氣已經(jīng)大部分生成了NH3H2O)。2要注意NO3在酸性條件下的氧化性，硝酸鹽在酸性條件下(實(shí)際上“NO3 H”就是硝酸)的氧化性易被人忽視，如在氯化亞鐵溶液中滴加硝酸溶液，能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。換個角度，硝酸亞鐵溶液中滴加鹽酸溶液也能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。亞硫酸鋇中加入硝酸可生成硫酸鋇。換個角度，把硝酸鋇、亞硫酸鈉和稀鹽酸混合也能生成硫酸鋇沉淀。再換個角度，把硝酸鋇、亞硫酸鈉、硫酸氫鈉三種鹽混合也可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀。再如，把過量鐵片投入一定量的稀硝酸溶液中，會生成NO ，等反應(yīng)完全后，在殘留有鐵片的反應(yīng)混合液中再加入一定的稀硫酸溶液，還會產(chǎn)生NO氣體，可看作是硝酸亞鐵跟稀硫酸混合

10、后， NO3 、H、Fe三種微粒之間發(fā)生的反應(yīng)。四、硝酸1物理性質(zhì)(1)純硝酸是無色、有刺激性氣味的液體，密度為1.5027g/cm3。(2)低沸點(diǎn)(83)、易揮發(fā)，能跟水任意比互溶。在空氣中遇水蒸氣呈霧狀。98%以上的硝酸叫“發(fā)煙硝酸”。(3)王水：濃硝酸和濃鹽酸(體積比為1 3)，它的氧化性比硝酸強(qiáng)，能溶解Pt、Au。2化學(xué)性質(zhì)(1)強(qiáng)酸性：具有酸的通性。(2)硝酸的化學(xué)特性：不穩(wěn)定性： 4HNO3 4NO2O22H2O。強(qiáng)氧化性：HNO3中5價(jià)N有很強(qiáng)的得電子能力，故HNO3與金屬反應(yīng)不放出H2；HNO3能與除Au、Pt外的金屬反應(yīng)，越濃氧化性越強(qiáng)。A常溫下濃HNO3使Fe、Al鈍化，但

11、鐵與稀HNO3或在加熱的條件下與濃HNO3都能反應(yīng)。B能溶解Cu等不活潑金屬Cu與濃HNO3反應(yīng)：Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2OCu與稀HNO3反應(yīng)：3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O C與非金屬反應(yīng)碳與濃HNO3反應(yīng)：C4HNO3(濃) CO24NO22H2OD與其他還原性物質(zhì)的反應(yīng)如FeO、Fe(OH)2、Fe2、SO2、H2S、HBr、HI、SO32 、S2、I、Br等：不能用硝酸制取H2S、HBr、HI、SO2等氣體，在SO42檢驗(yàn)中也不用稀HNO3。 3硝酸的工業(yè)制法：(氨的催化氧化法)(1)4NH35O2 4NO6H2O；(2)2NOO2=2NO2；(3)3NO2H2O=2HNO3NO。4硝酸的用途：制硝酸鹽、氮肥、炸藥、染料等。 1濃硝酸久置呈黃色，是由于硝酸分解產(chǎn)生的二氧化氮溶于硝酸的緣故。2濃硝酸應(yīng)盛放在帶玻璃塞的棕色試劑瓶里，并存放在陰暗處。3NO3在中性或堿性條件下氧化性極弱，不顯氧化性，只有在酸性條件下，才顯示強(qiáng)氧化性；在酸性較強(qiáng)時(shí)NO3與某些還原性的離子不能大量共存。4工業(yè)制硝酸的尾氣(NO、NO2)常用堿液吸收法處理： NONO22NaOH=2NaNO2H2O 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O