《生產(chǎn)生活中的含氮化合物》學案3
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111 專題四:第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 課時1 氮氧化物的產(chǎn)生及轉化 【主干知識】 1、氮氣:無色無味、難溶于水的氣體。空氣中78%(體積分數(shù))是氮氣。 氮分子(N2)為雙原子分子,結構穩(wěn)定,決定了氮氣性質的穩(wěn)定性,常溫下氮氣很穩(wěn)定,很難與其它物質發(fā)生反應,因此,生產(chǎn)上常用氮氣作保護氣。但這種穩(wěn)定是相對的,在一定條件下(如高溫、放電等),也能跟某些物質(如氧氣、氫氣等)發(fā)生反應。 2、固氮作用:游離態(tài)氮轉變?yōu)榛蠎B(tài)氮的方法。 途徑 舉例 放電 自然固氮 → 閃電時,N2 轉化為NO N2 + O2 == 2NO 生物固氮 → 豆科作物根瘤菌將N2 轉化為化合態(tài)氮 工業(yè)固氮 → 工業(yè)上用N2 和H2合成氨氣 N2 + 3H2 2NH3 3、氮氧化物(NO和NO2): NO NO2 色、態(tài)(常溫下) 氣 味 毒 性 重要反應 氮氧化物對環(huán)境的污染、危害及防治措施 ①硝酸型酸雨的產(chǎn)生及危害 ②造成光化學煙霧的主要因素③破壞臭氧層 措施:使用潔凈能源,減少氮氧化物的排放;為汽車安裝尾氣轉化裝置;處理工廠廢氣 【典型例題】 1、Murad等三位教授最早提出了NO分子在人體內有獨特功能,近年來此領域研究有很大進展,因此這三位教授榮獲了1998年諾貝爾醫(yī)學及生理學獎,關于NO的下敘述不正確的是 A、NO可以是某些低價N物質氧化的產(chǎn)物 B、NO不是亞硝酸的酸酐 C、NO可以是某些高價N物質的還原產(chǎn)物 D、NO是紅棕色氣體 【鞏固練習】 1、下列物質不屬于城市空氣質量日報的是 A、二氧化硫 B、氮氧化物 C、二氧化碳 D、懸浮顆粒 ( ) 2、實驗室制備下列氣體,只能用排水法收集的是 ( ) A、NO2 B、NO C、O2 D、H2 3、下列氣體由于能結合血紅蛋白而引起中毒的是 ( ) A、Cl2 B、NO C、O2 D、CO 4、鑒別NO2和溴蒸汽的方法正確的是 ( ) A、用氫氧化鈉溶液 B、用濕潤的淀粉碘化鉀試紙 C、用硝酸銀溶液 D、用蒸餾水 5、美國醫(yī)學教授因發(fā)現(xiàn)X 物質在人體血管系統(tǒng)內具有傳送信號的功能而榮獲1998年諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。因此 X 物質被譽為“生物信使分子”。已知 X 是一種奇電子數(shù)分子,也是一種污染大氣的無色氣體且能使血紅蛋白失去攜氧能力。則 X 是:( ) A.CO B.HF C.CO2 D.NO 6、起固氮作用的化學反應的是: ( ) A.工業(yè)上用氮氣和氫氣合成氨氣 B.一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮 C.氨氣經(jīng)催化氧化生成一氧化氮 D.由氨氣制碳酸氫氨和硫酸氨 7、在NO2與水的反應中,水: ( ) A.是還原劑 B.是氧化劑 C.既是氧化劑又是還原劑 D.既不是氧化劑又不是還原劑 8、一定體積下,將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽中,充分反應后剩余氣體的體積約為原氣體總體積的 ( ) A、 B、 C、 D、 9、在體積為VL的密閉容器中通入a mol NO和b mol O2,反應后容器內氮原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為 ( ) A、 B、 C、 D、 10、在標準狀況下,將NO2和O2按體積比為4﹕1充滿一個干燥的燒瓶,將燒瓶倒置于水中,瓶內液面上升,最后燒瓶內溶液的物質的量濃度為 ( ) A、0.045mol/L B、0.036mol/L C、0.026mol/L D、0.030mol/L 11、電閃雷鳴是人們司空見慣的自然現(xiàn)象,地球上每年平均發(fā)生315160余次閃電 (1) 每當雷電交加之際,空氣中可能發(fā)生如下反應: ① ② ③ ④ 12、NO分子因污染空氣而臭名昭著。近年來,發(fā)現(xiàn)少量的NO在生物體內許多組織中存在,它有擴張血管、免疫、增強記憶的功能,而成為當前生命科學的研究熱點,NO亦被稱為“明星分子”。請回答下列問題。 (1)NO對環(huán)境的危害在于 (填以下項目的編號) A.破壞臭氧層 B.高溫下能使一些金屬被氧化 C.造成酸雨 D.與人體血紅蛋白結合 (2)在含Cu+ 離子的酶活化中心中,亞硝酸根離子(NO2-)可轉化為NO,寫出Cu+和亞硝酸根離子在酸性水溶液中反應的離子方程式: 。 13、汽車尾氣(含有烴類、CO、SO2與NO等物質)是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)。它的特點是使CO與NO反應,生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體,并促使烴類充分燃燒及SO2的轉化。 (1)寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式 (2)“催化轉換器”的缺點是在一定程度上提高空氣的酸度,其原因是 (3)控制城市空氣污染源的方法可以有 a 開發(fā)氫能源 b 使用電動車 c 植樹造林 d 戴上呼吸面具 14、地球外層空間存在臭氧和氧原子,該臭氧層的存在能吸收和阻擋太陽的有害強烈紫外線輻射,可是人為的大氣污染物會破壞臭氧層,如超音速飛機排放物中的氮氧化物(NO和NO2),它們和O3及O發(fā)生如下反應:O3+NO=NO2 + O2 ,O+ NO2=NO+ O2。這兩個反應反復循環(huán),其總反應為: 。由此可見,氮氧化物在破壞臭氧層的過程中起了 作用。 15、將一充滿NO2和O2混合氣體的試管倒立于水中,若試管容積為10ml,充分反應后剩余氣體為1ml,求原混合氣體中NO2和O2的體積各為多少毫升? 課時2 氮肥的生產(chǎn)和使用 【學習目標】 1、認識氨和銨鹽的性質和用途,知道含氮化合物的應用對社會生產(chǎn)的作用和對自然環(huán)境的影響。 2、知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事項,認識到科學使用化肥的意義。 【主干知識】 氮肥的生產(chǎn)和使用 1、寫出合成氨的反應方程式:_________________________________________________ 2、噴泉實驗 ⑴噴泉實驗的原理: ⑵實驗現(xiàn)象: ⑶實驗結論: 思考:①噴泉為什么不滿或失?。? ②能否用CO2氣體設計一個噴泉實驗?如何設計?空氣可以嗎? 3、NH3與水的反應: 在氨水中既有自由的氨分子,也有水合氨分子和銨離子,主要形成水合氨分子。只有一小部分水合氨分子電離成銨根離子和氫氧根離子,故溶液顯弱堿性。在氨水中存在下列平衡:。 NH3H2O一元弱堿:氨的水溶液稱為氨水(試分析氨水中所含微粒種類),氨水密度小于水,其密度隨濃度增大而減?。ň凭c之相同,硫酸、鹽酸都與之相反) NH3H2O不穩(wěn)定,加熱易分解NH3H2O==NH3↑+H2O。 4、氨與氯化氫反應: ⑴實驗現(xiàn)象: ⑵實驗結論: ⑶化學反應方程式: ⑷氨與酸反應的實質是: ⑸氨氣的檢驗方法: 銨鹽的性質 1、銨鹽的熱解:(一般規(guī)律) (1)若為非氧化性酸形成的銨鹽,受熱分解成NH3和對應的酸。(酸不穩(wěn)定繼續(xù)分解);(2)若為氧化性酸形成的銨鹽,受熱分解發(fā)生氧化—還原反應,產(chǎn)物復雜一般不要求同學們掌握。 2、銨鹽的堿解 實質:與堿反應:NH4+ + OH-△ NH3↑+ H2O 注意:①該反應要生成NH3,必須要有加熱條件,否則只能寫成NH3H2O ②該反應有何重要應用?一是實驗室利用該反應來制取NH3,二是利用該反應檢驗或鑒定NH4+,請你說出鑒定NH4+方法? 【精彩例題】 例1下列反應起了氮的固定作用的是 A.氮氣和氫氣在一定條件下反應生成氨氣 B.一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮 C.氨氣被氧化為一氧化氮 D.由氨氣制碳酸氫銨、硫酸銨和尿素 E.閃電時大氣中氮的氧化物的生成 F.豆科植物的根瘤菌把大氣中的氮轉化成氨 例2密度為0.9g/cm-3的氨水,質量分數(shù)為25%,設氨水用等質量的水稀釋后,所得溶液的溶質的質量分數(shù)為 ( ) A、等于12.5% B、大于12.5% C、小于12.5% D、無法確定 例3標準狀況下,將X L NH3溶于1LH2O中,制得密度為0.90 gcm-3濃度為12molL-1的氨水,求:X=? 【達標提高】 1、“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料。吸食時將飲料罐隔離層中的化學物質和水混合后搖動即會制冷。該化學物質是 A.氯化鈉 B.固體硝酸銨 C.固體氫氧化鈉 D.生石灰 2、在1L1mol/L氨水中 A.含1molNH3氨分子 B.含NH3和NH4+之和為1mol C.含1molNH3H2O D.NH3、NH3H2O、NH4+之和為1mol 3、下列各組氣體在常溫下,極易發(fā)生非氧化還原反應而不能共存的是 A.硫化氫和二氧化硫 B.一氧化氮和氧氣 C.氨氣和氯化氫 D.氯氣和硫化氫 4、下列物質中, 既能和鹽酸反應, 又能和NaOH溶液反應的是 ①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Ca(HCO3)2 ⑤(NH4)2S A.有②③④⑤ B.有④和⑤ C.有①②③ D.全部 5、噴泉實驗時燒瓶中充入a氣體,滴管中盛放b溶液,燒杯中盛放b溶液,當把滴管中a溶液擠入燒瓶中,不能形成噴泉實驗的是 A.a:氨氣 b:水 B.a:二氧化硫 b:氫氧化鈉水溶液 C.a:二氧化氮 b:水 D.a:氯氣 b:氯化鈉水溶液 6、某溫度下,在體積一定的密閉容器中適量的NH3(氣)和Cl2(氣)恰好完全反應若反應產(chǎn)物只有N2(氣)和NH4Cl(固),則反應前后容器中壓強比應接近于 A.1:11 B.11:1 C.7:11 D.11:7 7、固體混和物,可能有氯化鈣、碳酸銨、燒堿、硫酸銨,將它溶解于水得到無色澄清溶液,無其它明顯現(xiàn)象,向溶液中加入硝酸鋇溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加入硝酸,沉淀部分消失,原混和物中肯定有 A.CaCl2 和(NH4)2SO4 B.(NH4)2SO4 和(NH4)2CO3 C.NaOH和CaCl2 D.NaOH和(NH4)2SO4 8、氣體X可能由NH3、Cl2、H2S、HBr、CO2中的一種或幾種組成。已知:X通入AgNO3溶液時產(chǎn)生淡黃色沉淀,該沉淀不溶于稀硝酸;若將X通入澄清石灰水,卻不見沉淀產(chǎn)生。則有關X的成分,下列說法正確的是 ① 一定有HBr,可能有CO2 ②一定不含CO2 ③一定不含NH3、Cl2、H2S ④ 可能含CO2、Cl2 A.只有① B.只有③ C.①和③ D.②和③ 9、標準狀況下, VL氨氣被1L水吸收后, 測得所得氨水的密度為d g/cm3, 則氨水的物質 的量濃度可表示為______________mol/L; 氨水中溶質的質量分數(shù)可表示為_________%.(本題中氨的式量以 17.0計,水的密度以1.00gcm-3計) 10、某氣體可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和H2O(g)中的一種或幾種,當依次通過澄清石灰水(無渾濁現(xiàn)象)、Ba(OH)2(有渾濁現(xiàn)象)、濃硫酸、灼熱的CuO(變紅)和無水CuSO4(變藍)時,則可斷定該混合物中一定有__________,可能有_________,一定沒有_________ 11、有下列實驗裝置: 鹽酸 還原鐵粉 a D 鋅粒 干燥劑 E酚酞試液 A B C 示意圖中A是簡易的氫氣發(fā)生器,B是大小適宜的園底燒瓶,C是裝有干燥劑的U形管, a是旋轉活塞,D是裝有還原鐵粉的反應管,E是裝有酚酞試液的試管。實驗前先檢查實 驗裝置的氣密性。實驗開始時,先關閉活塞a,并取下燒瓶B,向A中加入一定量濃度適 當?shù)柠}酸,發(fā)生氫氣,經(jīng)必要的“操作”[見問題(2)]后,在導管的出口處點燃氫氣,然 后如圖所示套上燒瓶B,塞緊瓶塞,氫氣在燒瓶中繼續(xù)燃燒。用酒精燈加熱反應管D中的 還原鐵粉,待B中氫氣的火焰熄滅后,打開活塞a,氣體通過反應管D進入試管E中,使 酚酞試液呈紅色。請回答下列問題: (1)實驗前如何檢查實驗裝置的氣密性? 答: (2)點燃氫氣前必須進行 操作,進行該操作的方法是 。 (3)寫出B、D中分別發(fā)生的化學方程式: B中: D中: (4)C中所盛干燥劑的名稱是 ,該干燥劑的作用是 ____ 課時3 硝酸的性質(第一課時) 【學海導航】1、了解硝酸的物理性質。 2、掌握硝酸的主要化學性質,特別是硝酸的重要特性—--不穩(wěn)定性和強氧化性。 3、掌握工業(yè)上氨催化氧化法制硝酸的反應原理,并了解主要生產(chǎn)過程 【知識準備】 1.物理性質:純硝酸是 色、易揮發(fā)、 氣味的 體,能跟水以任意比例互溶,常用濃硝酸的質量分數(shù)為69% “發(fā)煙硝酸”的質量分數(shù)為 。 2.化學性質:硝酸除具有強酸的通性(電離方程式為 )外 還有如下的特性: (1)不穩(wěn)定性:觀察濃硝酸的顏色,預測可能是什么原因,用實驗證明你的結論。 。反應方程式: 拓展:由此可知硝酸如何保存? 。 (2)強氧化性: 演示實驗:濃、稀硝酸分別與Cu反應,觀察實驗現(xiàn)象。 ①與金屬反應(寫出濃、稀硝酸分別與Ag、Cu反應的化學方程式和離子方程式) 濃硝酸 稀硝酸 Cu Ag *可用稀硝酸洗滌沾附在儀器內壁上的銀。 反應規(guī)律:a.濃、稀HNO3能氧化除Au、Pt以外的所有金屬。 b.可用通式表示:M + HNO3 M(NO3)n+還原產(chǎn)物+ H2O c.氧化性:濃HNO3>稀HNO3。(稀HNO3使石蕊試液變紅后不褪色) 與非金屬反應:寫出濃硝酸與C反應的化學方程式。 與其它還原劑的反應:寫出離子方程式:稀硝酸分別與SO32-、Fe2+反應: 【鞏固練習】 ( )1、下列溶液:①BaCl2溶液、②溴水、③AgNO3溶液、④濃硝酸、⑤氯水、⑥稀硫酸, 可以用無色玻璃滴瓶長期存放的是 A.①② B.①⑥ C.③④ D.⑤⑥ ( )2、下列化學反應中,硝酸只表現(xiàn)了氧化性的是 A.3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O B.CuO+2 HNO3 (稀)=Cu(NO3) 2 +H2O C.C+4HNO3 (濃)=CO2+4 NO2↑+2H2O D.3Ag+4 HNO3 (稀)=3 Ag NO3 +NO↑ +2H2O 水 ( )3、右圖裝置可用于 A.加熱NaHCO3制CO2 B.用Cu和稀HNO3反應制NO C.用NH4Cl與濃NaOH溶液反應制NH3 D.用NaCl與濃H2SO4反應制HCl ( )4、用以下三種途徑來制取相等質量的硝酸銅①銅跟濃硝酸反應②銅跟稀硝酸反應; ③銅先跟氧氣反應生成氧化銅,氧化銅再跟硝酸反應。以下敘述正確的是 A.三種途徑所消耗的銅的物質的量相等 B.三種途徑所消耗的硝酸的物質的量相等 C.所消耗的銅的物質的量是:途徑③>途徑①>途徑② D.所消耗的硝酸的物質的量是:途徑①>途徑②>途徑③ ( )5、將鐵屑溶于過量鹽酸后,再加入下列物質,會有三價鐵生成的是 A.硫酸 B.氯水 C.硝酸鋅 D.氯化銅 ( )6、38.4g銅與適量濃HNO3反應,銅全部作用后共收集到22.4L標準狀況下氣體(不考慮NO2轉化為N2O4),則反應消耗HNO3的物質的量為 A.1mol B.1.6mol C.2.2mol D.2.4mol ( )7、下列反應中,硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性的是 A.Cu + HNO3 B.C + HNO3 C.CuO + HNO3 D.FeO + HNO3 8、硝酸在反應中的動態(tài)變化:在濃硝酸中放入銅片,回答下列問題: (1)開始反應的化學方程式為 ,實驗現(xiàn)象為 (2)若銅有剩余,則臨近結束時的反應方程式為 (3)待反應停止后,再加入少量25%的硫酸,現(xiàn)象為 原因是 9、若將12.8gCu跟一定量的濃硝酸反應,銅消耗完時,共產(chǎn)生5.6L(STP)氣體。則所消耗的HNO3物質的量為多少?所得氣體的平均式量為多少? 課時4 硝酸的性質 (第二課時) 【學海導航】掌握工業(yè)上氨催化氧化法制硝酸的反應原理,并了解主要生產(chǎn)過程。 【知識準備】硝酸的制法 硝酸的工業(yè)制法:原理:(寫出化學方程式) , , 。 設備 ,為提高原料利用率,采用的措施是 , 硝酸廠的尾氣主要是 ,尾氣處理的方法是 。 【例題】 銅和鎂的合金8.8g完全溶于濃硝酸,若反應中硝酸被還原只產(chǎn)生6720mL的NO2氣體和1120mL的N2O4氣體(都已折算到標準狀況),在反應后的溶液中,加入足量的氫氧化鈉溶液,生成沉淀的質量為多少? 【鞏固練習】 ( )1、實驗室可以利用NaNO3和濃H2SO4加熱制取硝酸,這是利用了HNO3的 A.氧化性 B.強酸性 C.不穩(wěn)定性 D.揮發(fā)性 ( )2、在鐵和銅的混合物中,加入一定量的稀HN03,充分反應后剩余m1 g金屬,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振蕩后,剩余m2 g金屬,則m1與m2之間的關系是 A.m1一定大于m2 B.m1可能等于m2 C.m1一定等于m2 D.m1可能大于m2 ( )3、已知鎂和稀硝酸反應時,每有1mol HNO3反應,就有0.8mol電子轉移,此時硝酸的還原產(chǎn)物可能是 A.NO2 B.N2O C.NH4NO3 D.NO ( )4、0.4molCu2S與足量濃硝酸反應,生成H2SO4、NO2、Cu(NO3)2和H2O,則參加反應而未被還原的HNO3的物質的量為 A.4mol B.5.6mol C.1.6mol D.0.8mol ( )5、有一無色氣體, 不溶于水, 也不溶于堿溶液, 但在常溫下能被空氣氧化, 該氣體是 (A)H2S (B)CO (C)NO (D)NH3 ( )6、某單質與濃硝酸反應時,每有0.25mol單質反應就消耗1molHNO3,則該單質氧化后所顯示的化合價為 A. +1 B. +2 C. +3 D. +4 ( )7、0.1mol固體M(NO3)2加熱分解,2M(NO3)2 ==2MO + 4NO2 ↑ + O2↑將產(chǎn)生的氣體用排水法收集,在標準狀況下收集到的氣體的體積接近 A.5.6L B.4.48L C.0L D.1.12L 8、下圖中的每一方格表示有關的一種反應物或生成物,其中A和C為無色氣體。 填寫下列空白: 已知:2Na2O2+O2=2Na2CO3+O2 (1)物質M可以是 ??;C是 ??;F是 (填化學式)。 (2)反應①的化學方程式是 。 (3)反應②的化學方程式是 。 8.由Cu、Ag組成的合金30g,溶于80mL13.5molL-1HNO3中充分反應后,合金全部 溶解并放出6.72L氣體(STP),所得溶液中C(H+)=1 molL-1。若不考慮溶液體積變化,求原合金中銀的質量分數(shù) 111- 配套講稿:
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