专题四氮及其的化合物.docx

1、 1 专题专题十十四四 氮的氮的化合物化合物 【知识目标】【知识目标】 学习内容 学习水平 化肥 氨的物理性质 知道 A 氨的化学性质 理解 B 铵盐 理解 B 常见氮肥的分类 知道 A 自然界中氮的循环 知道 A 氧化剂 硝酸的氧化性 理解 B 无机化工 合成氨工业 运用 C 考点考点 1 1 氨的性质氨的性质 知知 识识 梳梳 理理 分子 结构 三角锥形三角锥形分子，由极性键构成的极性分子。电子式为：,结构式： 物理 性质 （1）无色、有刺激性气味的气体，比空气轻，易液化，极易溶于水（喷泉实验）。 （2）氨水的密度小于水的密度，所以氨水的浓度越大，溶液密度越小。 化学 性质 碱性 NH3+

2、H2ONH3H2ONH4+ + OH 【注意】 （1）氨水的溶质是 NH3，在参加反应时的化学式为 NH3H2O （2）氨水中各微粒物质的量大小为： n(H2O)n(NH3)n(NH3H2O)n(OH )n(NH 4 +)n(H+) NH3 + HCl NH4Cl 【注意】氯化氢与氨气相遇有白烟生成，可用于相互检验。其他挥发性酸 也有类似现象（硝酸、醋酸）。 还原性 4NH3+5O2 4NO+6H2O 【注意】 （1）此反应是工业合成硝酸的第一步，催化剂是铂铑合金（Pt-Rh） （2）此反应为放热反应。 （3）氨不能直接在空气中燃烧，但能在纯氧中直接燃烧，形成 N2和 H2O 8NH3+3Cl

3、26NH4Cl+N2 【注意】 （1）此反应有白烟产生，故在工业上用氨水可检验氯气管道的泄漏。 （2）当氨气不足时，产物中还会有 HCl 生成。 【例 1】将 25%的氨水与 5%的氨水等体积混合，所得氨水溶液的质量分数是 A等于 15% B大于 15% C小于 15% D无法计算 一部分 小部分 催化剂 2 知知 识识 应应 用用 【例 2】氯水和氨水相比较，溶液中的微粒（离子、分子）种数 A氯水 氨水 B氯水 氨水 C氯水 氨水 D无法判断 【例 3】在下列反应中表示 NH3既有还原性又有碱性的反应是 ANH3HNO3 NH4NO3 B8NH33Cl2 N26NH4Cl C4NH35O2

4、4NO6H2O D2NH33CuO 3CuN23H2O 考点考点 2 氨气的实验室制法氨气的实验室制法 知知 识识 梳梳 理理 反应原理与 装置 Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3+2H2O 【注意】 （1）熟石灰不能用氢氧化钠代替， 因为在高温下烧碱 能腐蚀玻璃。 （2） 也可用硫酸铵等其他铵盐与熟石灰共热来制备氨 气。 NH3H2O + CaO NH3+Ca(OH)2 【注意】 （1）生石灰也可用烧碱代替。 （2）生石灰或烧碱溶于水为放热，促进 NH3 H2O 的 分解，并增大溶液中 c(OH)使氨溶于水的平衡逆向移 动，从而产生 NH3。 NH4HCO3 NH3+ H2O

5、 + CO2 【注意】 （1）不能用氯化铵代替， 因为分解产物在管口处就开 始化合，氯化铵颗粒会堵塞导管。 （2）不能用硝酸铵代替， 因加热过程中硝酸铵会发生 爆炸，发生危险。 制备 NH3也可以通过加热浓氨水的方法， 利用 NH3H2ONH3+H2O 原理制备。 收集装置 向下排气法 【注意】因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以 收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，并 在试管口塞一团干燥的棉花团，来防止 NH3与空气对 流，确保收集到纯净的氨气。 干燥装置 用碱石灰干燥 【注意】氯化钙在常温下能吸收氨气形成氨合物（CaCl28NH3） ，故不宜用于 干燥氨气。 熟石灰 氯化铵和 浓

6、氨水 生石灰 碳酸氢铵 碱石灰 棉花 3 知知 识识 应应 用用 【例 1】如下图所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是 A B C D 【例 2】制备干燥氨气所需的药品是 ANH4Cl 溶液、NaOH 溶液、CaCl2固体 B饱和氨水 CNaOH 溶液、NH4Cl 晶体、浓 H2SO4 DNH4Cl 固体、碱石灰、消石灰 【例 3】已知 NH3难溶于有机溶剂 CCl4，下图所列装置中不适宜作 NH3尾气吸收的是 【例 4】实验室用 NH4Cl 固体和 Ca(OH)2固体反应制备 NH3,下列装置能达到相应实验目的的是 A装置甲：制备 NH3 B装置乙：干燥 NH3 C装置丙：收

7、集 NH3 D装置丁：吸收多余 NH3 考点考点 3 3 铵盐铵盐 知知 识识 梳梳 理理 NH4+结构 正四面体形离子，电子式为 物理性质 易溶于水的离子晶体 化学性质 酸性 NH4+ + H2ONH3H2O + H+ 【注意】 （1）NH4+的水解程度与 CH3COO 相似，故 CH 3COONH4是中性盐。 （2）氯化铵在工业上可用作焊接除锈剂。 （3）铵盐作为肥料长期使用会引起土壤酸化。 与碱反应 NH4+ + OH NH3+ H2O 【注意】 （1）检验溶液中 NH4+时需加入强碱后加热，用湿润的红色石蕊试纸 4 在试管口检验。 （2）铵盐作为肥料时不能与草木灰（K2CO3） 、石灰

8、等碱性物质混用， 防止因氨挥发而失效。 不稳定性 NH4Cl NH3+ HCl NH4HCO3 NH3+ CO2+ H2O 知知 识识 应应 用用 【例 1】下列关于铵盐的叙述，正确的是 A铵盐中的氮元素一定都是-3 价 B铵盐受热分解都能形成氨气 C铵盐只能和碱反应，不能和酸反应 D铵盐都属于离子晶体 【例 2】分离 NaCl 和 NH4Cl 的最佳方法是 A利用溶解度不同，采用结晶法 B加入烧碱 C直接加热法 D加入 AgNO3溶液 【例 3】氢化铵（NH4H）与氯化铵的结构相似，又知 NH4H 与水反应有 H2生成，下列叙述不 正确的是 ANH4H 是离子化合物，属于离子晶体 BNH4H

9、 溶于水后所得的溶液呈碱性 CNH4H 固体投入到少量水中，有两种气体生成 DNH4H 与水反应时，NH4H 是氧化剂 【例 4】将可能混有下列物质的硫酸铵样品 13.2g，在加热条件下与过量 NaOH 溶液反应，收 集到 4.3L(S.T.P)气体，则该样品不可能含有的物质是： A碳酸氢铵和硝酸铵 B碳酸铵和硝酸铵 C氯化铵和碳酸氢铵 D氯化铵和碳酸铵 考点考点 4 4 固氮与氮循环固氮与氮循环 知知 识识 梳梳 理理 固氮途径 定义：将游离态的氮气转化为氮的化合物过程。 （即反应物中有 N2） 大气固氮 N2+O2 放电 2NO（雷电时空气中发生的反应） 【注意】N2与 O2化合时直接形成

10、的是 NO，NO 继续与 O2生成 NO2。 人工固氮 N2 + 3H2 2NH3（合成氨原理，催化剂为铁触媒） 生物固氮 N2 酶 含氮化合物 蛋白质 氮肥 铵态氮肥 氯铵 （NH4Cl） 、 硫铵 （(NH4)2SO4） 、 硝铵 （NH4NO3） 、 碳铵 （NH4HCO3） （1） 不可与碱性物质混合使用，会使 NH4+转变为 NH3挥发，从而 造成氮元素流失，降低肥效。 （2） 碳铵易分解，所以应该深施，使用后立即盖土。 （3） 硫铵、氯铵长期使用容易导致土壤酸化板结。 硝态氮肥 NH4NO3、KNO3 有机氮肥 尿素（CO(NH2)2） 知知 识识 应应 用用 【例 1】下列过程属

11、于氮的固定的是 A放电条件下氮气与氧气化合 B在一定条件下用 NH3与 CO2合成尿素 C根瘤菌能把空气中的氮气变成含氮化合物 D工业合成氨 【例 2】下列用箭头表示的各物质变化不可能都以一步完成的是 催化剂 高温 高压 5 A B C D 【例 3】 （1）大气中的氮以_（填微粒符号）形式存在，其电子式为_。上图 中共表示了_种固氮的途径。 （2）写出工业固氮的化学反应方程式：_。在此 固氮过程中，氮元素被_（填“氧化”或“还原” ） （3）由图可知，动植物体内的氮主要存在于_中。当动植物尸体发生腐败时，往往 会产生一种含氮的气体，其分子结构呈_形。实验室制备该气体的化学反应方程式为： _。

12、 （4） 土壤中的硝酸盐会被细菌分解。 有一种脱氮硫杆菌能够利用土壤中的硫化物来分解硝酸盐， 其主要化学原理如下： _K2S + _KNO3 + _H2O 脱氮硫杆菌 _N2+ _K2SO4 + _KOH 配平上述反应并标明电子转移方向和数目。已知该反应为放热反应，则反应物的总能量应 _（填“高于” 、 “低于”或“等于” ）生成物的总能量。 若每分解 1 mol 硝酸盐，电子转移 a 个，则阿佛加德罗常数可以表示为 NA=_（用 a 表 示） 。 【例 4】工业上用氨水吸收 SO2尾气，最终得到化肥 (NH4)2SO4。(NH4)2SO4溶液呈 性， 用离子方程式解释原因 ；该溶液中存在 多

13、种守恒，用离子浓度表示其中一种守恒关系 。 考点考点 5 硝酸的强氧化性硝酸的强氧化性 知知 识识 梳梳 理理 硝 酸 物理性质 易挥发无色液体，浓硝酸中溶有 NO2而显黄色。 化 学 性 质 强氧 化性 1、 金属与硝酸反应，不论金属活泼与否，也不论硝酸的浓度大小，一般没有 氢气放出。这是因为：NO3 的氧化性大于 H+ 。 铜与浓硝酸反应： 大气中的氮 雷电作用 工业固氮 固氮作用 （豆科植物的根瘤菌） 动物 动物摄食 植物 氨或铵盐 硝酸盐 亚硝酸盐 植物遗体 制造蛋白质 被 细 菌 分 解 动物遗体 N2 NH3 NO S SO2 SO3 NaCl HCl Cl2 H2S SO2 S

14、H2 O2 O2 O2 O2 O2 H2SO4 H2O MnO2 O2 O2 H2S 6 铜与稀硝酸反应： 2、铁、铝常温下遇浓硝酸，由于浓硝酸具有强氧化性，所以在金属的表面形 成一层致密氧化膜，阻止反应继续进行，这个过程叫钝化钝化。所以可用铁、铝容 器装运浓硝酸（或浓硫酸） 。 3、非金属（如碳）也可以和浓硝酸发生反应，非金属被氧化，硝酸完全被还 原成 NO2。 C+4HNO3(浓浓) CO2+4NO2+2H2O 4、浓硝酸和浓盐酸按 1:3 的体积比组成的混合物叫王水，它能溶解惰性金属 铂、金，这也是硝酸强氧化性的体现。 不稳 定性 浓硝酸见光或受热发生分解（保存在棕色瓶中） ： 4HNO

15、3(浓浓) 加热或光照 4NO2+O2+2H2O 知知 识识 应应 用用 【例 1】取三张蓝色石蕊试纸放在表面皿上，然后按顺序分别滴加 65%的浓硝酸、98%的浓硫 酸和新制的氯水，三张试纸最后呈现的颜色是 A白、红、白 B白、黑、白 C红、红、红 D红、黑、红 【例 2】 足量 Cu 与一定量浓硝酸反应， 可能观察到的现象是什么？反应完毕后， 再加入 H2SO4 为什么 Cu 又继续溶解？足量 Cu 与一定量浓 H2SO4加热反应完毕后，再加入 NaNO3为什么 Cu 也会溶解？ 【例 3】铜和硝酸反应的物质的量的关系如图所示，纵坐标表示消 耗铜的物质的量， 横坐标表示消耗硝酸的物质的量，

16、坐标图中各条 线表示下列反应： ACu 和浓 HNO3 BCu 和稀 HNO3 CCu 和被还原的 HNO3（浓） D Cu 和被还原的 HNO3（稀） 其中 Q 表示反应 ； P 表示反应 ； T 表示反应 。 考点考点 6 合成氨合成氨 知知 识识 梳梳 理理 在实际生产中，需要考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等多方面情况，以确定 最佳的生产条件。 反应条件 对提高化学反应 速率的影响 对提高平衡混合物中氨 的体积分数的影响 合成氨 适宜条件的选择 使用催化剂 有利 无 一般选用铁触媒 增大压强 有利 有利 压强越高， 对设备、 材料 的要求也高。一般采用 2050MPa 升高

17、温度 有利 不利 适宜温度， 考虑催化剂活 性温度范围，一般选择 500C 左右 7 知知 识识 应应 用用 例例 1 在合成氨工业中,下列事实能否用勒夏特列原理来解释?说明理由。 （1）500左右的温度比室温更有利于合成氨的反应。 （2）使用催化剂有利于合成氨的反应。 （3）高压有利于合成氨的反应。 （4）向循环气体中不断补充氮气和氢气，并将生成的氨气及时从混合气体中分离出去，这样 做有利于合成氨的反应。 例例 2 工业上合成氨时一般采用 500左右的温度，其原因是（ ） 适当提高氨的合成速率 提高 H2的转化率 提高氨的产率 催化剂在 500时活性最大 A只有 B C D 例例 3 一定温度下某密闭容器中进行反应： N2 +3H22NH3， 达平衡后，（以下选填 “向右” 、“不” 、 “向左” ） 保持容器体积一定，通入 N2，平衡 移动。 保持容器体积一定，通入 Ar，平衡 移动。 保持容器压强一定，通入 Ar，平衡 移动。 保持容器体积一定，通入 N2、H2、NH3，使浓度都变为原来的 2 倍，平衡 移动。 例例 4 下面是合成氨的简要流程示意图： 沿X路线回去的物质是 AN2和 H2 B催化剂 CN2 DH2