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1、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。放电 氮分子(N2)为双原子分子,NN结构稳定,决定了氮气常温下很稳定,很难与其它物质发生反应 (作保护气)。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 2NON2 + 3H2 2NH3 2、固氮作用:游离态氮转变为化合态氮的方法。途径 举例自然固氮 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):NONO2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
2、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、危害及防治措施硝酸型酸雨光化学烟雾来源:学科网破坏臭氧层 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、氮肥的生产和使用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,密度比空气小。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( 1:700),氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时,溶质应视为NH3
3、 。3、氨的化学性质:(1)氨溶于水时,因为氢键,大部分氨分子和水分子形成NH3H2O,NH3H2O不稳定,受热分解为氨气和水。NH3 + H2O NH3H2O NH3H2O NH4+ + OH-氨水显弱碱性,使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 比较液氨与氨水:名 称液 氨氨 水来源:Z|xx|k.Com形 成氨降温加压液 化氨溶于水物质分类来源:Z#xx#k.Com纯净物混合物成 分NH3NH3、NH3H2O 、H2O 、 NH4+ 、 OH- 、H+ (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
4、等)、加热的条件下,生成一氧化氮和水,并放出热量。此反应是放热反应,是工业制硝酸的基础。 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O5、实验反思:喷泉实验的实质是什么?氨气为什么可做喷泉实验?是否只有氨气才能做该实验?用氯化铵和氢氧化钙固体混合共热制氨气,应使用什么实验装置?注意哪些问题?三、硝酸:1、硝酸的工业制法:氨催化氧化法原理: 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O来源:Zxxk.Com 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 总反应式:NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O2、硝酸的物理性质:纯硝酸为无色有刺激性气味的液体,沸点较低
5、(83),易挥发,在空气中形成白雾。69%的硝酸溶液称为浓HNO3。浓HNO3由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸中而一般呈黄色。3、硝酸的化学性质:(1)不稳定性:4HNO34NO2 + 2H2O + O2硝酸越浓越易分解,故浓HNO3存放在棕色试剂瓶中。(2)强酸性:具有酸的通性。(3)强氧化性: HNO3中的+5价N元素处于最高价态,具有很强的氧化性。如:Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2OC + 4HNO3(浓) = CO2 + 4NO2 + 2H2O钝化作用:常温下,
6、 浓HNO3使Fe、Al钝化。4、氮及其化合物的性质和转化关系:【例题解析】【例题1】(12分)下图中,A是一种无色液体,G是极易溶于水的碱性气体,Y是胃酸的主要成分,K是不溶于稀硝酸的白色沉淀,反应是工业制X的主要反应之一。 请按要求填空:(1)写出下列物质的化学式:A: ,E: F: ,Y: 。(2)反应的化学方程式为: 。(3)1molB通过反应得到1molF,B中F的质量分数为72%,则B的化学式为: 。分析:解题要寻找突破口,如“G是极易溶于水的碱性气体”,中学阶段只能是NH3 ,“Y是胃酸的主要成分”,推知Y是HCl;反应是以氨为原料制取X,联想工业制硝酸的原理,可推出C是O2,J
7、是NO,A是H2O,再推知D是H2,E是N2,X是HNO3,I是AgNO3,K是AgCl,H是NO2。反应是:4NH3+5O2 4NO+6H2O,反应是:3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO。(3)中1molB通过反应得到Ag和N2,从已知条件出发,B中F的质量分数为72%,从而推知F的化学式为AgN3 。【答案】(12分)(1)H2O N2 Ag HCl (2)4NH3+5O2 4NO+6H2O (3)AgN3,【例题2】在100ml NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物,加热充分反应。右图表示加入的混合物质量和产生的气体体积(标准状况)的关系,试计算:(
8、1)NaOH溶液的物质的量浓度(2)当NaOH溶液的体积为140mL,固体混合物质量是51.6g时,充分反应后,生成气体的体积为多少升?(3)当NaOH溶液体积为180mL时,固体混和物的质量为51.6g时,充分反应后,生成气体的体积为多少升?解析:(1)由图可见:34.4g混合物和100mLNaOH溶液恰好完全反应。 n(NaOH)=n(NH3)= =0.5molc(NaOH)= = = 5.00mol/L (2)V(NaOH)=140mL完全反应所需固体质量= =48.16g51.6g,故NaOH过量,固体51.6g完全反应, = V(g)=16.8L【答案】:(1)5.00mol/L (2)15.68L (3)16.8L【例题3】若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应,铜耗完时,共产生5.6L标准状况下的气体,求:(1)所消耗的硝酸的物质的量(2)所得气体的平均相对分子质量附件1:律师事务所反盗版维权声明来源:学科网ZXXK附件2:独家资源交换签约学校名录(放大查看)学校名录参见: