高三化学一轮复习 第三章 第2节 氮的循环 精品课件 鲁科版必修1

• (2)在试管中注入某无色溶液，加热试管， 溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶 液可能是________溶液；加热时溶液由无 色变为红色的原因是______________。 • 解析 本实验装置为一封闭的体系，原溶 液受热颜色发生变化，是由于其中某种物 质以气态挥发所引起，冷却后，挥发出的 气体又溶解在溶液中，得到原来的溶液。 能使溶液在红色和无色之间变化的物质在 中学阶段最常见的是酚酞和品红，从而不 难分析出导致酚酞溶液颜色变化的是碱性 气体NH3，导致品红溶液颜色变化的是SO2。
• 1．氮在自然界中的循环 • (1)循环示意图
游离态的氮元素转变为氮的化合物 的 • (2)氮的固定：将 方法，叫做氮的固定。氮的固定分为 自然固氮 和 两类。 人工固氮
• 2．氮气 非极性 N≡N • (1)结构：N2的结构式 。N 2是由 非极性 稳定 键形成的 分子。N2分子的结构很 ，化学性质 活泼。 不 小 无 无 • (2)物理性质： 色、 味的气体，密度 难 比空气 ， • 溶于水，熔、沸点低。
a (1)a mol NO2 与 H2O 反应生成 mol NO。 3 (2)根据 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 分析 a 和 b 相对大小对剩余气体的影响。
解析
a b＋ 3
把 NO2(a mol)转化为
a NO3
mol，则
NO 总量为
mol，由 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，需 O2 量 x＝
4．NO2、NO、O2 三种混合气体通入水中 (1)可先将 NO 和 O2 转化为 NO2，再按上述各种情况分别 处理。 (2)也可先将 NO2 和 H2O 反应转化为 NO，按 4NO＋3O2 ＋2H2O===4HNO3 情况处理。 (3)还可以利用混合气体中 N、 O 原子个数比进行分析判断： ＜ 2∶ 5 N∶O＝2∶5 ＞ 2∶ 5 O2剩余 完全溶于水 剩余NO
(2)向下排空气
碱石灰 NH3 极易溶解于
(3)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 水，致使烧瓶内气体压强迅速减小
(4)打开夹子，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，NH3 受热膨 胀，赶出玻璃导管内的空气和水，NH3 与水接触，即发生喷泉
• 1．用铵盐制取 • (1)反应原理(化学方程式)：
△ CaCl ＋2NH ↑＋2H O Ca(OH)2＋2NH4Cl===== 2 3 2
• (3)化学性质
• 3．氮的氧化物 ＋2 、 ＋3 ＋ 4 ＋、 5 • 氮元素有 ＋1 、 、 等 五种正价态，五种正价对应六种氧化 N2O5 N2O NO 物： 、 N2O3、 NO2 、 N2O4 、 、 。其中 N 2 O3 和N O 分别是 和 HNO HNO 32 5 的酸酐。NO是一种无色难溶于水且还原性 较强的气体，易被 O2氧化为NO2， NO2是一 红棕 刺激性 种 色的易溶于水且与水反应的气体， 氧化 蓝 有 气味，氧化性强，能 SO2， 能使湿润的KI-淀粉试纸变 。
• (4)如果只提供如图2的装置，请说明引发喷 泉的方法： _____________________________________ ___________________________________。
• 解析 (1)实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2混合 加热来制NH3。 • (2)由于NH3易溶于水，又密度比空气小，只 能用瓶口向下排空气法收集；干燥NH3可选 用碱石灰。 • (3)用挤入法，利用NH3极易溶于水的性质， 使较多量NH3溶于少量水中，气体量急剧减 少，体积不变，烧瓶内压强必减小。故打 开止水夹后，烧杯中水面上的大气压强将 水压入烧瓶，形成喷泉。
• (4)要形成喷泉，必须解决两个问题，一是 NH3必须与水接触，二是造成足够的压强差。 本题利用气体热胀冷缩原理，打开止水夹， 用手(或热毛巾等)捂住烧瓶，NH3受热膨胀， 赶出玻璃导管中的空气和水，NH3与水接触 溶解，即发生喷泉。
答案
△ 2NH ↑＋CaCl ＋2H O (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2===== 3 2 2
• 1.钝化是不是不发生化学反应？ • 提示 钝化是一种化学反应，只是形成了 一层致密的氧化膜。 • 2．如何除去浓HNO3中的黄色物质？ • 提示 浓HNO3中的黄色物质为NO2，可充 入O2除去，发生如下反应：4NO2＋O2＋ 2H2O===4HNO3。
1．NO2 或 NO2 与 N2(非 O2 且不溶于水)混合气体溶于水 可依据： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO， 利用气体体积差值 3 进行计算，V(NO2)＝ ΔV(ΔV 表示体积差)。 2
• 答案 (1)稀氨水和酚酞 稀氨水中的NH3逸 出，所以溶液的颜色变浅 • (2)溶有SO2的品红 SO2气体逸出，品红溶 液恢复红色
• 2．制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置 均已略去)。
• (1)写出实验室制氨气的化学方程式 _____________________________________ ___________________________________。 • (2)收集氨气应使用________法，要得到干 燥的氨气可选用________作干燥剂。 • (3)用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装 满干燥氨气，引发水上喷的操作是 ______________。该实验的原理是 _____________________________________ ___________________________________。
解析
此题涉及两个知识点：①NO 和 O2 迅速反应生成
NO2 ， ②NO2 与 O2 混合气通入水中的反应： 4NO2 ＋ O2 ＋ 2H2O===4HNO3。设 O2 为 3 mol，NO 为 4 mol，根据 2NO＋ O2===2NO2，烧瓶内实际存在的是 4 mol NO2 和 1 mol O2，与 水作用后： 4NO2 ＋ O2 ＋ 2H2O===4HNO3 ，恰好生成 4 mol HNO3 ， 溶 液 的 体 积 为 5×22.4 L 。 故 硝 酸 溶 液 的 浓 度 为 4 mol － ＝0.036 mol· L 1。 5×22.4 L
• 答案
a 与 b 的关 剩余气体的成 剩余气体物质 系 若 a＝b 若 a＞b 若 a＜b 分 无 NO 剩余 O2 的量 0 a－b 3 b－a 4
• 1．在标准状况下，将O2与NO按3∶4的体 积比充满一个干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水 中，瓶内液面逐渐上升后，最后烧瓶内溶 液的物质的量浓度为 • A．0.045 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1 • C．0.026 mol·L－1 D．0.030 mol·L－1
• (3)与碱反应： 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O • 。 烧碱 • (4)NH检验方法：在铵盐溶液中加入 湿润红色的石蕊试纸 溶液，共热，再用 来 变蓝色 检验，出现的现象是 。
• 6．硝酸 • (1)硝酸的物理性质 • 硝酸是 无 色、有 刺激性 气味的液体， 挥发 、低沸点，在空气中呈“白雾”状， 易 98%为“发烟硝酸”，69%为浓硝酸。硝酸 可以任意比溶于水，有强腐蚀性。
水 乙 烯 溴 水
气体 吸收 剂
氯化氢
氨气
水、 NaOH 溶 水、盐 NaOH 酸 液 溶液
• 3.易溶于水的气体的喷泉实验成败的关键 • (1)装置气密性要好；(2)烧瓶要干燥；(3)气 体的纯度要大。
• 某学生课外活动小组利用下图所示装置分 别做如下实验：
• (1)在试管中注入某红色溶液，加热试管， 溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则 原溶液可能是________溶液；加热时溶液 由红色逐渐变浅的原因是 _____________________________。
• 答案 B
• 1．喷泉实验的原理 • 由于产生压强差而形成喷泉—气体迅速溶于 水或某种水溶液中。容器内压强小于容器 外水面的压强，从而产生喷泉现象。根据 这一原理，只要能够造成容器内气体大量 溶于液体。就可形成喷泉。
• 2．一般有以下几种情况 • 只要气体易溶于吸收剂，均可作喷泉实验。 吸收剂可以是水，也可以是酸液、碱液等。 CO2、Cl2 NO2 、H2S 、 O2 、SO2
• • • •
(3)氨的化学性质 NH3＋H2O===NH3·H2O 。 ①氨和水反应： ②还原性 NH3和O2在催化剂存在下发生反应：
• • (4)实验室制法 2NH4Cl＋Ca(OH)2 • 原理：
CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
。
• 5．铵盐的性质 • (1)铵盐多为无 色， 易溶 于水的晶体，均为 离子化合物。 • (2)铵盐不稳定，受热易分解 • 碳酸氢铵受热分解： NH4HCO3 NH3↑＋H2O＋CO2↑ • ； NH4Cl===NH3↑＋HCl↑ • 氯化铵受热分解： 。
2．NO2 和 O2 混合气体溶于水的计算 由 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 可知，当体积比： ＜4∶1 O2过量，剩余气体为O2 V(NO2)∶V(O2)＝4∶1 恰好完全反应 ＞4∶1 NO 过量，剩余气体为NO 2
3．NO 与 O2 同时通入水中 发生反应：2NO＋O2===2NO2， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO， 总反应方程式为：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。 当体积比： ＜4∶3时 V(NO)∶V(O2)＝4∶3时 ＞4∶3时 余O2 恰好完全反应 余NO
• (2)硝酸的化学性质 • ①不稳定性 • 见光或受热会分解：4HNO3 4NO2↑＋O2↑ ＋2H2O ，硝酸越浓越易分解。 黑暗且温度低 棕色 • 保存： 试剂瓶，放在 的 地方。
• ②强氧化性 • a．与金属反应：除铂和金，硝酸与其他金 属都可以反应 • b．与非金属反应 CO2↑＋4NO2↑＋2H2O • C＋4HNO3(浓)=== 。 • c．与还原性化合物反应 • 硝酸可以氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、 HBr、Fe2＋等还原性物质。 3H2SO4＋2NO • 3SO2＋2HNO3＋2H2O=== 。