高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物学案设计

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物学案设计，共8页。学案主要包含了氮气，二氧化氮和一氧化氮的比较，氮的氧化物溶于水的情况分析，环境污染，氨和铵盐， 硝酸等内容，欢迎下载使用。
氮及其氧化物一、氮气1．分子结构：                           （画出电子式、结构式），键能大、稳定。2．物理性质：    、    气体，密度比空气   ，熔沸点低；在水中溶解度很小（体积比为1：0.02）3．化学性质：氮气分子稳定，化学性质不活泼。
　　 （1）通常状况下很难与其它物质发生化学反应
　　 （2）在一定条件下，能与一些物质发生化学反应  　　①与H2反应：                                               　　
　  　②与某些金属（Mg）反应：                                                       　  　③与O2反应：在放电或高温的条件下能与O2反应。      N2+O22NO（闪电、汽车引擎中发生的反应）4．工业制法：
　　（1）分离液态空气：
　　
　　（2）耗氧法：
　　
5．用途：合成氨，制氮肥，制硝酸，可作保护气，制冷剂二、二氧化氮和一氧化氮的比较        　NONO2物
理性质色态味  密度  熔沸点  溶解性  化学性质毒性  与水  与碱溶液  与O2    实验室制取  收集方法  要点诠释：氮的氧化物除NO、NO2外，还有、、、，其中N2O5、N2O3分别是硝酸、亚硝酸（HNO2）的酸酐。三、氮的氧化物溶于水的情况分析（1）NO2与O2的混合气体溶于水，由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2，得：4NO2+O2+2H2O==4HNO3  ，可知，    （2）NO和O2同时通入水中时，其反应是2NO+O2==2NO2  ①，3NO2+H2O==2HNO3+NO  ②，将①×3+②×2得总反应式为：4NO+3O2+2H2O==4HNO3。    （3）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按情况（1）求出NO2与H2O反应生成的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，再按情况（3）进行计算。 习题1．在一定温度和压强下，将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经足够时间后，试管内气体的体积缩小为原体积的3/5，则原混合气体中N2与NO2的体积比是 (　 )
　　A、2 ∶ 3　　　　B、3 ∶ 2　　　　C、3 ∶ 5　　　　D、5 ∶ 3习题3：将盛有amL NO的试管倒置于水中，欲使最后的体积变为原来的一半，则应该通入O2的体积是（    ）　A、amL 　　　　B、3a/8mL 　　　　C、5a/4mL　　　D、3a/4mL
习题2：将一充满NO2和O2混合气体的试管倒立于水中，若试管的容积为10 mL，充分反应后剩余气体为1 mL，求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少毫升？ 四、环境污染    1．酸雨——形成原因主要是由SO2和氮氧化物；能使土壤酸化，腐蚀建筑物等。    2．光化学烟雾——主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的；危害人体健康，影响植物生长。    3．臭氧空洞——主要是氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的；使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。    4．温室效应——主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的；会使全球气候变暖。    5．白色污染——形成原因是塑料制品的大量使用，随意丢弃；会破坏土壤结构和生态环境。    6．赤潮和水华——形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及生活污水的任意排放；会使藻类过度繁殖，鱼类死亡，水质恶化，若发生在淡水中称为“水华”，发生在海水中称为“赤潮”。    7．水俣病——含汞的工业废水引起的水体污染，可使鱼类中毒，人食用中毒后的鱼会造成人体汞中毒。 五、氨和铵盐要点一、氨气1、分子结构：                  （写出电子式），化学键：             
2、物理性质：
　　氨是一种       、有     气味的气体，密度比空气    ，极易溶于水（常温常压下，体积比为1∶700），氨的水溶液称为氨水，密度比水     。氨在加压下容易液化，液氨气化时吸收大量的热，使周围环境温度急剧降低，工业上可使用液氨作制冷剂。
3、化学性质：
（1）与水反应：                                                                      
     NH3·H2O是弱碱， 氨水显弱碱性，具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊试液变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。氨水中微粒成分：                    （分子）；                        （离子）。（2）与酸反应：氨气与酸反应生成铵盐NH3+HCl=              
　　 NH3+HNO3=             
　　 NH3+H2SO4=             
（3）与某些盐反应：一般生成难溶的碱，如氯化铁溶液与氨水反应Fe3++3NH3·H2O==Fe(OH)3↓+3NH4+
（4）还原性：氨气分子中的氮元素呈    价，因此在一定条件下具有     性。   
　　  8NH3+3Cl2==N2+6NH4Cl
4、 氨气的实验室制法
　（1）原理：利用复分解反应——强碱制弱碱
　　   NH4Cl +Ca(OH)2                            要点诠释：药品的选择   ①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下：铵盐不选用的理由NH4NO3受热分解，会发生爆炸，不安全(NH4)2SO4与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗(NH4)2CO3受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯   ②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且对玻璃仪器腐蚀性较强。
　（2）发生装置：              装置（同制O2）；发生装置的试管口倾斜向      。
　（3）干燥氨气用：                                     　　（不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8 NH3）
（4）收集方法：                                              （5）检验方法：①                                                          。　　      ②                                                          。（6）尾气吸收：     多余的氨要吸收掉（可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球），以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有：        （7）氨气的其它实验室制法      ①加热浓氨水制氨       NH3·H2OH2O+NH3↑      ②常温下，用浓氨水与固体烧碱或生石灰混合制氨气。这种方法的原理是：固体烧碱或生石灰溶于水时放出大量的热，促使NH3·H2O分解放出氨气。5、氨气的喷泉实验实验原理：P内>P外引发喷泉操作：挤压胶头滴管的胶头              手捂圆底烧瓶               实验现象：可以看到，烧杯里的水经玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。    实验结论：                                                                要点诠释：   气体在水中的溶解度较大或气体与液体能反应，形成较大压强差的都能做成喷泉实验，如HCl、HBr、HI、SO2可用水做喷泉实验，CO2可用NaOH溶液做喷泉实验。若外界压强较大，也能形成喷泉。例如：CaCO3粉末与较浓HCl反应能产生喷泉，如图乙所示。要点二、铵盐
　　1、组成：铵根离子和酸根离子组成的       化合物，含有的化学键：                        2、物理性质：都是易溶于水的白色晶体。
　　3、铵盐的化学性质：
　　   a、不稳定，受热分解：NH4ClNH3↑+HCl↑　　说明：NH4Cl受热分解成NH3和HCl，遇冷NH3和HCl又反应生成的NH4ClNH4HCO3                         
　                        　(NH4)2CO3                          
       b、与碱反应：NH4++OH－                                  
   4、NH4＋的检验方法：       　　（1）                                                             。
　　（2）                                                             。【典型例题】类型一、氨水的成分和性质例1、氨水显弱碱性的主要原因是（    ）。    A．通常状况下，氨的溶解度不大    B．氨水中的NH3·H2O电离出少量的OH－    C．溶于水的氨分子只有少量电离    D．氨本身的碱性弱类型二、喷泉实验例2、在下图所示装置中，烧瓶中充满了干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开止水夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶，则a和b分别是（    ）。 a（干燥气体）b（液体）ANO2水BCO24 mol·L－1 NaOH溶液CCl2饱和NaCl溶液DNH31 mol·L－1盐酸    类型四、氨气的实验室制法例3、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（    ）     例4、某同学用如图所示的装置做了有关氨气的性质实验。（1）写出A处氯化铵固体与熟石灰共热反应的化学方程式：　                  　。（2）B中盛放的是碱石灰，其作用是　   　。（3）氨气极易溶于水，在氨水中滴加酚酞，现象是　               　。（4）检验氨气的方法是　                　。六、 硝酸1、物理性质
　　无色，易挥发，具有       气味的液体，易溶于    。浓硝酸常因为溶解有     而呈黄色。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。2、化学性质（1）不稳定性： 受热或者光照易分解，实验室中常用棕色瓶储存。
　　4HNO3O2↑+ 4NO2↑+ 2H2O（2）强氧化性由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被      ，故硝酸具有    性。硝酸的强氧化性规律：①温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成      价态。    a. 浓硝酸能使紫色石蕊试液先      ，后       。    b. 与非金属单质C、S、P等在      条件下反应，非金属元素被氧化成       。       C+  HNO3 (浓)                                             S+  HNO3 (浓)                                                 c. 与金属单质反应，浓HNO3一般被还原为     ，稀HNO3一般被还原为            Cu+  HNO3（稀）==                                                       Cu+  HNO3（浓）==                                                在反应过程中浓、稀硝酸即表现      性又表现        性注意：浓硝酸在反应过程中会逐渐变稀硫酸d. 钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使    、    表面生成      ，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。利用金属Al和Fe的这种性质，可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。（3）酸的通性
　　①与金属反应：一般不生成氢气
　　②与碱性氧化物反应：如CuO、Na2O、Fe2O3等
　　③与碱反应：Cu(OH)2、NaOH等
　　④与盐反应：NaHCO3、Na2CO3等
　　⑤与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色要点诠释：在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是：3FeO+10HNO3(稀)==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，而不是FeO+2HNO3 (稀)==Fe(NO3)2+H2O。类型一、 硝酸的性质例3、将相同质量的铜分别和过量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是（    ）。    A．反应快慢：两者相同    B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少    C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深    D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少 类型二、计算题例4、19.2mg铜跟适量浓硝酸反应后，铜完全溶解，共收集到11.2mL标况下气体，则反应消耗的硝酸可能为（    ）。A、0.8×10－3mol                 B、0.5×10－3mol   C、1.2×10－3mol                 D、1.1×10－3mol