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人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物备课课件ppt
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物备课课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了一氮气，物理性质，排水法，向上排空气法，氨和铵盐，化学性质，NH3，NH3•H2O，混合物多种成分，非电解质等内容，欢迎下载使用。
氮元素位于第二周期、第VA族，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质
无色、无味的气体，约占空气体积的78%，难溶于水
稳定，通常情况下，很难与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收
N2+O2 ======2NO
注：N2与O2反应的条件是“放电”或“高温”，无论O2是否过量，该反应都生成NO
两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定
1、定义：2、途径：
将游离态的氮转变为氮的化合物的过程
（1）生物固氮：豆科作物根瘤菌将N2转化成氮
（2）天然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中 的氮气N2转为氮的化合物
（3）人工固氮——合成氨工业：在一定条件下，N2和H2合成氨：
二、一氧化氮与二氧化氮
无色、不溶于水、有毒的气体
红棕色、易溶于水，有刺激性气味，密度比空气大，有毒的气体，易液化
1、与O2反应：2NO+O2=2NO2（常用于检验NO）
2、与O2和H2O反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3
1、与H2O反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO
（工业制硝酸的反应原理）
2、与O2和H2O反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3
的存在，所以NO2的摩尔质量偏大）
1、与O2反应：2NO+O2=2NO2
2、与H2O反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO
可以用注射器不断吸入空气，然后使注射器里的气体充分与水反应
硝酸工业常在吸收反应进行过程中，补充一些空气，使生成的NO被氧化成NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO，经过多次氧化和吸收，NO2可以比较完全被水吸收，能够尽可能地转化为HNO3
无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水（1:700），易液化得到液氨（液氨汽化时要吸收大量的热，可做制冷剂 ）
烧杯里的液体经玻璃管喷入烧瓶，形如喷泉，溶液变成红色
挤压胶头滴管，滴管里少量的水进入烧瓶，氨溶于其中，使烧瓶内气体压强减小，在大气压作用下，下方烧杯里的水被压入烧瓶；氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内气压迅速降低，烧杯里的水（含酚酞）在大气压作用下被迅速压入烧瓶，形成喷泉；由于氨水显碱性，导致酚酞溶于显红色
（3）常见形成喷泉实验的气体与试剂
该装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管内的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”
容器内外产生较大的压强差
（2）产生压强差的原理：
容器内气体极易溶于水（或容器内气体易与溶液反应），使容器内压强迅速降低，在外界大气压的作用下，外部液体快速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉
①氨的水溶液叫做氨水。氨溶于水时，与水结合成一水合氨（NH3•H2O），氨水的密度都比水小，且浓度越大，密度越小；计算氨水浓度时，溶质是NH3
②常温下，一水合氨有一小部分电离成OH-和NH4+，所以氨水显弱碱性，是一元弱碱，能使酚酞变红，使红色石蕊试纸变蓝；可与酸及酸性氧化物反应生成盐；与某些盐反应生成难溶性碱。
③NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，因此，常用此性质检验氨气
（1）与H2O反应：
④氨水、液氨、一水合氨的比较
纯净物、一元弱碱、电解质
NH3、H2ONH3·H2O、OH-、NH4+H+（极少）
NH3+HCl=NH4Cl（白烟）
NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
注：氨气与挥发性酸（盐酸、硝酸）反应，有白烟生成，可用此 反应检验氨气或浓氨水 。难挥发性酸H2SO4无此现象。
NH3 +H+ =NH4+
（3）与氧气反应（催化氧化）：
注：氨的催化氧化，工业制硝酸的基础， 之后2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO制得硝酸
1.造气：原料气体的制备
2.净化：防止催化剂中毒
5.适宜的条件为：温度500℃，压强10-30MPa，以铁触媒为催化剂，氮气与氢气比例为1：3。
白色或无色晶体，易溶于水
NH3↑+H2O+CO2↑
（2）与碱反应放出NH3：
NaOH+NH4NO3
NaNO3+NH3↑+H2O
2NaOH+(NH4)2SO4
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
NaCl+NH3↑+H2O
加热时有气泡产生，试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝
原因及反应离子方程式：
两种溶液混合时发生反应：NH4++OH- NH3↑+H2O氨水显碱性，使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
注：铵盐是农业上常用的化肥，铵态氮肥在使用和保存时应注意密封，低温保存，不与碱性物质混用 铵盐受热一般放出NH3，但NH4NO3受热到一定温度时会发生爆炸，生成多种气体
一切铵盐的共同性质，实验室可利用这个性质来检验NH4＋的存在。
1)先将其与强碱共热逸出NH32)用红色石蕊试纸或浓盐酸检验逸出的氨气
（1）原理及装置图：
Ca(OH)2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O
NH3·H2O NH3↑+H2O
③浓氨水中加入固态碱性物质：
NH3·H2O+固态碱性物质（CaO、NaOH、碱石灰）→氨气
（由于固态碱性物质溶于水放热，促进NH3·H2O分解生成氨气）
只能用碱石灰，不能用浓H2SO4、无水CaCl2、P2O5
只能用 法。
a.用湿润的，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是 。
红色石蕊试纸置于试管口
收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。
多余的NH3在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置如下图：
棉花的作用：提高集气速度和纯度
防止空气对流，使收集到的氨气尽量纯净；浸有水或稀硫酸的棉花可防止氨气逸出，避免污染大气。
干燥氨气的常用试剂：
①CaO、碱石灰等碱性干燥剂
②无水CaCl2不能用来干燥NH3（形成CaCl2· 8NH3)
NaOH和CaO的混合物
①NH4Cl不能替代为NH4NO3(易炸)、(NH4)2CO3(易炸,有CO2)、 (NH4)2SO4(产生CaSO4,不利于氨气逸出)。②Ca(OH)2不能替代为NaOH KOH，NaOH KOH易吸水板结不利于氨气逸出，且腐蚀玻璃。③干燥剂：用碱石灰，不能用浓硫酸、氯化钙、五氧化二磷。
纯净的硝酸是无色、有刺激性气味易挥发的液体，沸点低，与水以任意比例互溶；常用的硝酸质量分数大约是69%，98%的硝酸称为发烟硝酸。
稀硝酸使石蕊试液由紫变红；浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色
NaOH+HNO3=NaNO3+H2O OH―+H+=H2O
③与碱性氧化物反应：
CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O CuO+2H+=Cu2++H2O
Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑ CO32-+2H+=H2O+CO2↑
4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O
①保存硝酸要用棕色瓶（防光）、玻璃塞（胶塞易 被氧化），置于阴凉处（防热）
②HNO3(浓)因为分解产生NO2溶解于HNO3(浓)溶液而使其呈现黄色。（工业盐酸因为含有Fe3+呈现黄色）。
③通常见光易分解的物质有： HNO3(浓) HClO AgNO3 AgX等
3、强氧化性：浓度不同，产物不同
①常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化
浓硝酸与浓盐酸体积比为1:3配制成，可溶解金和铂
浓硝酸→NO2，稀硝酸→NO，无H2放出
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑ Cu+4H++2NO3-（浓）=Cu2++2H2O+2NO2↑
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑ 3Cu+8H++2NO3-（浓）=3Cu2++4H2O+2NO↑
试管内产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细
试管内产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细
金属+HNO3→高价态硝酸盐+NO2(浓)/NO(稀)↑+H2O
非金属+HNO3→高价态含氧酸+NO2(浓)/NO(稀)↑+H2O
Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+2H2O+NO↑ Fe+4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO↑
3Fe+8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+4H2O+2NO↑ 3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++4H2O+2NO↑
金属与硝酸反应，一般先被氧化为高价硝酸盐，若金属过量且有变价时，将会把生成的高价盐还原为低价盐金属与浓硝酸反应时，硝酸先放出NO2，随着水的生成，硝酸浓度减小，浓硝酸变成稀硝酸，会放出NO。
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
⑤与还原性物质反应：
SO32-→SO42-、Fe2+→Fe3+、I-→I2
（三）工业上制硝酸的原理
3、2NO+O2=2NO2
4、3NO2+H2O=2HNO3+NO
（一）二氧化硫和氮氧化物的主要来源
1、二氧化硫的来源：
煤、石油和某些金属矿物的燃烧或冶炼
2、氮氧化物的来源：
（二）二氧化硫和氮氧化物的危害
1、引起大气污染，直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡
（1）酸雨的形成过程：
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
（2）酸雨的pH值：
正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6
直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀
（三）二氧化硫和氮氧化物的防治
二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料，在排放到大气中之前，必须进行适当处理，防止有害物质污染大气，并充分利用原料
氮元素位于第二周期、第VA族，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质
无色、无味的气体，约占空气体积的78%，难溶于水
稳定，通常情况下，很难与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收
N2+O2 ======2NO
注：N2与O2反应的条件是“放电”或“高温”，无论O2是否过量，该反应都生成NO
两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定
1、定义：2、途径：
将游离态的氮转变为氮的化合物的过程
（1）生物固氮：豆科作物根瘤菌将N2转化成氮
（2）天然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中 的氮气N2转为氮的化合物
（3）人工固氮——合成氨工业：在一定条件下，N2和H2合成氨：
二、一氧化氮与二氧化氮
无色、不溶于水、有毒的气体
红棕色、易溶于水，有刺激性气味，密度比空气大，有毒的气体，易液化
1、与O2反应：2NO+O2=2NO2（常用于检验NO）
2、与O2和H2O反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3
1、与H2O反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO
（工业制硝酸的反应原理）
2、与O2和H2O反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3
的存在，所以NO2的摩尔质量偏大）
1、与O2反应：2NO+O2=2NO2
2、与H2O反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO
可以用注射器不断吸入空气，然后使注射器里的气体充分与水反应
硝酸工业常在吸收反应进行过程中，补充一些空气，使生成的NO被氧化成NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO，经过多次氧化和吸收，NO2可以比较完全被水吸收，能够尽可能地转化为HNO3
无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水（1:700），易液化得到液氨（液氨汽化时要吸收大量的热，可做制冷剂 ）
烧杯里的液体经玻璃管喷入烧瓶，形如喷泉，溶液变成红色
挤压胶头滴管，滴管里少量的水进入烧瓶，氨溶于其中，使烧瓶内气体压强减小，在大气压作用下，下方烧杯里的水被压入烧瓶；氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内气压迅速降低，烧杯里的水（含酚酞）在大气压作用下被迅速压入烧瓶，形成喷泉；由于氨水显碱性，导致酚酞溶于显红色
（3）常见形成喷泉实验的气体与试剂
该装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管内的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”
容器内外产生较大的压强差
（2）产生压强差的原理：
容器内气体极易溶于水（或容器内气体易与溶液反应），使容器内压强迅速降低，在外界大气压的作用下，外部液体快速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉
①氨的水溶液叫做氨水。氨溶于水时，与水结合成一水合氨（NH3•H2O），氨水的密度都比水小，且浓度越大，密度越小；计算氨水浓度时，溶质是NH3
②常温下，一水合氨有一小部分电离成OH-和NH4+，所以氨水显弱碱性，是一元弱碱，能使酚酞变红，使红色石蕊试纸变蓝；可与酸及酸性氧化物反应生成盐；与某些盐反应生成难溶性碱。
③NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，因此，常用此性质检验氨气
（1）与H2O反应：
④氨水、液氨、一水合氨的比较
纯净物、一元弱碱、电解质
NH3、H2ONH3·H2O、OH-、NH4+H+（极少）
NH3+HCl=NH4Cl（白烟）
NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
注：氨气与挥发性酸（盐酸、硝酸）反应，有白烟生成，可用此 反应检验氨气或浓氨水 。难挥发性酸H2SO4无此现象。
NH3 +H+ =NH4+
（3）与氧气反应（催化氧化）：
注：氨的催化氧化，工业制硝酸的基础， 之后2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO制得硝酸
1.造气：原料气体的制备
2.净化：防止催化剂中毒
5.适宜的条件为：温度500℃，压强10-30MPa，以铁触媒为催化剂，氮气与氢气比例为1：3。
白色或无色晶体，易溶于水
NH3↑+H2O+CO2↑
（2）与碱反应放出NH3：
NaOH+NH4NO3
NaNO3+NH3↑+H2O
2NaOH+(NH4)2SO4
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
NaCl+NH3↑+H2O
加热时有气泡产生，试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝
原因及反应离子方程式：
两种溶液混合时发生反应：NH4++OH- NH3↑+H2O氨水显碱性，使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
注：铵盐是农业上常用的化肥，铵态氮肥在使用和保存时应注意密封，低温保存，不与碱性物质混用 铵盐受热一般放出NH3，但NH4NO3受热到一定温度时会发生爆炸，生成多种气体
一切铵盐的共同性质，实验室可利用这个性质来检验NH4＋的存在。
1)先将其与强碱共热逸出NH32)用红色石蕊试纸或浓盐酸检验逸出的氨气
（1）原理及装置图：
Ca(OH)2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O
NH3·H2O NH3↑+H2O
③浓氨水中加入固态碱性物质：
NH3·H2O+固态碱性物质（CaO、NaOH、碱石灰）→氨气
（由于固态碱性物质溶于水放热，促进NH3·H2O分解生成氨气）
只能用碱石灰，不能用浓H2SO4、无水CaCl2、P2O5
只能用 法。
a.用湿润的，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是 。
红色石蕊试纸置于试管口
收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。
多余的NH3在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置如下图：
棉花的作用：提高集气速度和纯度
防止空气对流，使收集到的氨气尽量纯净；浸有水或稀硫酸的棉花可防止氨气逸出，避免污染大气。
干燥氨气的常用试剂：
①CaO、碱石灰等碱性干燥剂
②无水CaCl2不能用来干燥NH3（形成CaCl2· 8NH3)
NaOH和CaO的混合物
①NH4Cl不能替代为NH4NO3(易炸)、(NH4)2CO3(易炸,有CO2)、 (NH4)2SO4(产生CaSO4,不利于氨气逸出)。②Ca(OH)2不能替代为NaOH KOH，NaOH KOH易吸水板结不利于氨气逸出，且腐蚀玻璃。③干燥剂：用碱石灰，不能用浓硫酸、氯化钙、五氧化二磷。
纯净的硝酸是无色、有刺激性气味易挥发的液体，沸点低，与水以任意比例互溶；常用的硝酸质量分数大约是69%，98%的硝酸称为发烟硝酸。
稀硝酸使石蕊试液由紫变红；浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色
NaOH+HNO3=NaNO3+H2O OH―+H+=H2O
③与碱性氧化物反应：
CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O CuO+2H+=Cu2++H2O
Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑ CO32-+2H+=H2O+CO2↑
4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O
①保存硝酸要用棕色瓶（防光）、玻璃塞（胶塞易 被氧化），置于阴凉处（防热）
②HNO3(浓)因为分解产生NO2溶解于HNO3(浓)溶液而使其呈现黄色。（工业盐酸因为含有Fe3+呈现黄色）。
③通常见光易分解的物质有： HNO3(浓) HClO AgNO3 AgX等
3、强氧化性：浓度不同，产物不同
①常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化
浓硝酸与浓盐酸体积比为1:3配制成，可溶解金和铂
浓硝酸→NO2，稀硝酸→NO，无H2放出
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑ Cu+4H++2NO3-（浓）=Cu2++2H2O+2NO2↑
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑ 3Cu+8H++2NO3-（浓）=3Cu2++4H2O+2NO↑
试管内产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细
试管内产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细
金属+HNO3→高价态硝酸盐+NO2(浓)/NO(稀)↑+H2O
非金属+HNO3→高价态含氧酸+NO2(浓)/NO(稀)↑+H2O
Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+2H2O+NO↑ Fe+4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO↑
3Fe+8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+4H2O+2NO↑ 3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++4H2O+2NO↑
金属与硝酸反应，一般先被氧化为高价硝酸盐，若金属过量且有变价时，将会把生成的高价盐还原为低价盐金属与浓硝酸反应时，硝酸先放出NO2，随着水的生成，硝酸浓度减小，浓硝酸变成稀硝酸，会放出NO。
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
⑤与还原性物质反应：
SO32-→SO42-、Fe2+→Fe3+、I-→I2
（三）工业上制硝酸的原理
3、2NO+O2=2NO2
4、3NO2+H2O=2HNO3+NO
（一）二氧化硫和氮氧化物的主要来源
1、二氧化硫的来源：
煤、石油和某些金属矿物的燃烧或冶炼
2、氮氧化物的来源：
（二）二氧化硫和氮氧化物的危害
1、引起大气污染，直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡
（1）酸雨的形成过程：
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
（2）酸雨的pH值：
正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6
直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀
（三）二氧化硫和氮氧化物的防治
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