高三化學(xué)氮及其化合物省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎

第24講1/30課前體驗1.將空氣中氮氣轉(zhuǎn)化為氮化合物過程稱為固氮。下面能實現(xiàn)人工固氮是A.閃電B.電解飽和食鹽水車間C.根瘤D.合成氨車間【解析】A、C均為自然固氮，B中不存在固氮。2/30課前體驗2.發(fā)射衛(wèi)星運載火箭，其推進劑引燃后發(fā)生猛烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后產(chǎn)生高溫氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均為無色，但在衛(wèi)星發(fā)射場看到火箭噴出大量紅煙，產(chǎn)生紅煙原因是A.高溫下N2遇空氣生成NO2B.NO遇空氣生成NO2C.CO2與NO反應(yīng)生成CO和NO2D.NO與H2O反應(yīng)生成H2和NO2【解析】

紅煙是二氧化氮，由NO和氧氣反應(yīng)生成。3/30課前體驗3.同溫同壓下，在3支相同體積試管中分別充有等體積混合2種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2?，F(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中，充分反應(yīng)后，試管中剩下氣體體積分別為V1、V2、V3，則以下關(guān)系正確是A.V1>V2>V3

B.V1>V3>V2C.V2>V3>V1

D.V3>V1>V2【解析】

①只有NO2發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O2HNO3+NO，結(jié)果氣體降低了1/3，剩下2/3；②發(fā)生反應(yīng)是4NO2+O2+2H2O4HNO3，假設(shè)原來氣體各有4體積，反應(yīng)后只剩下氧氣3體積，是原體積3/8；③中氨氣全部溶解，剩下體積二分之一。4/30課前體驗4.下面是試驗室制取氨氣裝置和選取試劑，其中錯誤是A.只有①B.只有③C.①③D.②③【解析】試驗室制備NH3方法不只一個，除書本介紹由NH4Cl與堿石灰反應(yīng)制取之外，其它只要合理亦可。①裝置中NH4Cl加熱分解產(chǎn)生NH3、HCl很輕易在管口重新化合成NH4Cl，而無法搜集到NH3。③裝置在加熱時，管口應(yīng)略向下傾斜，以預(yù)防冷凝水倒流使試管底部破裂。5/30課前體驗5.短周期元素單質(zhì)X、Y、Z在通常情況下均為氣態(tài)，并有以下轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件略去)：已知：a.常見雙原子單質(zhì)分子中，X分子含共價鍵最多。b.甲分子含10個電子，乙分子含18個電子。(1)X電子式是NN6/30課前體驗(2)試驗室可用下列圖所表示裝置(缺乏搜集裝置，夾持固定裝置略去)制備并搜集甲。①在圖中方框內(nèi)繪出用燒瓶搜集甲儀器裝置簡圖為。②試管中試劑是(填寫化學(xué)式)③燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是(用電離方程式表示)NH4Cl、Ca(OH)2NH3·H2ONH4++OH?7/30課前體驗(3)磷在Z中燃燒可生成兩種產(chǎn)物，其中一個產(chǎn)物丁分子中各原子最外層不都是8電子結(jié)構(gòu)，丁化學(xué)式是。(4)

nmol丁與nmol丙在一定條件下反應(yīng)，生成4nmol乙和另一化合物，該化合物蒸氣密度是相同情況下氫氣174倍，其化學(xué)式是PCl3P3N3Cl6【解析】(1)首先判斷出X、Y、Z分別是氮氣、氫氣、氯氣；甲、乙、丙分別是氨氣、氯化氫、氯化銨；(2)搜集氨氣應(yīng)該向下排空法，畫圖時應(yīng)該將進氣口畫到靠近瓶底；(3)磷在氯氣中燃燒生成最外層不都是8電子結(jié)構(gòu)分子是PCl5；(4)先求出化合物相對分子質(zhì)量是174×2=348；依據(jù)質(zhì)量守恒定律能夠?qū)懗鲆韵卤硎臼剑篜Cl5+NH4Cl4HCl+？得出新化合物分子中各原子個數(shù)比P∶Cl∶N=1∶2∶1，設(shè)其化學(xué)式為PxNxCl2x，依據(jù)相對分子質(zhì)量為348，能夠求得化學(xué)式。8/30典例精析【例1】

關(guān)于以下各裝置圖敘述中，不正確是（）AA.裝置①中，d為陽極、c為陰極B.裝置②可用于搜集H2、NH3、CO2等氣體C.裝置③中X若為四氯化碳，可用于吸收氨氣或氯化氫，并預(yù)防倒吸D.裝置④可用于干燥、搜集氨氣，并吸收多出氨氣9/30典例精析【解析】電流從電源正極流出，所以d與電源負極相連應(yīng)該是陰極。裝置②搜集H2、NH3、時應(yīng)該從a口進氣，搜集CO2氣體則應(yīng)該從b口進氣；氨氣或氯化氫都極易溶于水，不過不溶于四氯化碳，能夠防倒吸；堿石灰能夠干燥氨氣，吸收氨氣應(yīng)該防倒吸?！驹u注】從圖示觀察信息，結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)綜合考查相關(guān)知識。關(guān)鍵要準確看懂圖中裝置及其用途。10/30典例精析變式1下列圖中a、b、c表示對應(yīng)儀器中加入試劑，可用下列圖裝置制取、凈化、搜集氣體是（）B編號氣體abcANH3濃氨水生石灰堿石灰BCO2鹽酸碳酸鈣飽和NaHCO3CNO稀HNO3銅屑H2ODNO2濃HNO3銅屑NaOH溶液11/30典例精析變式1下列圖中a、b、c表示對應(yīng)儀器中加入試劑，可用下列圖裝置制取、凈化、搜集氣體是（）B【解析】氨氣、NO不能向上排空法搜集，A、C錯；NO2

不能用NaOH溶液除雜，D錯。12/30典例精析【例2】將充滿NO2和O2混合氣體量筒倒立于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強不變，水進入至量筒容積二分之一處停頓了，則原混合氣體中NO2和O2體積比是多少？【解析】設(shè)原混合氣體體積為1，混合氣體中NO2體積為x，則O2體積為1?x。依據(jù)題意可知，最終剩下氣體不可能為NO，只能為O2(理由：若剩下氣體為NO，其體積為1/2，則相當于NO2過量3/2，過量NO2比原來NO2和O2混合氣體總體積還大，不合理。)。發(fā)生總反應(yīng)是：4NO2+O2+2H2O4HNO3則有：1?x?x/4=1/2，解得x=2/5，V(NO2)∶V(O2)=2/5∶(1?2/5)=2∶3，從而得到13/30典例精析【評注】利用總反應(yīng)式進行計算，簡單快捷。這就是技巧，需要平時學(xué)習中不停積累?！纠?】將充滿NO2和O2混合氣體量筒倒立于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強不變，水進入至量筒容積二分之一處停頓了，則原混合氣體中NO2和O2體積比是多少？14/30典例精析變式2有混合氣體X，它是由NO、H2、CO2組成，通入足量Na2O2層后，變成混合氣體Y，將Y用電火花引燃使其充分反應(yīng)，只好到濃度為70%HNO3溶液，無其它任何氣體，則X中NO、H2、CO2體積之比為()A.1∶1∶1B.1∶2∶7C.3∶2∶2D.2∶4∶7D【解析】依據(jù)題意最終得到70%HNO3溶液，假設(shè)硝酸溶液為90g，則含有HNO363g即1mol,含有H2O27g即1.5mol。依據(jù)元素守恒能夠求出N原子物質(zhì)量為1mol,H物質(zhì)量為4mol；再依據(jù)4NO+3O2+2H2O4HNO3和O2+2H22H2O、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2，能夠求出CO2物質(zhì)量為(3/4+1)×2mol=3.5mol。15/30典例精析【備選題】無色混合氣體甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中幾個。將100mL氣體甲經(jīng)過下列圖試驗處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則氣體甲組成可能為（）A.NH3、NO2、N2

B.NH3、NO、CO2C.NH3、NO2、CO2

D.NO、CO2、N2B【解析】原來氣體無色，說明不含NO2；經(jīng)過濃硫酸體積降低，說明含有氨氣；經(jīng)過足量Na2O2，氣體顯紅棕色，證實含有NO、CO2；最終幾乎無氣體剩下，說明沒有N2。16/30方法指導(dǎo)一、氨制取及檢驗1.氨氣試驗室制取(1)反應(yīng)原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)裝置原理(發(fā)生、凈化、搜集、尾氣吸收)加熱①發(fā)生裝置：大試管、單孔橡膠塞、酒精燈等。②凈化裝置：含有水蒸氣雜質(zhì)，能夠經(jīng)過裝有堿石灰U形管或球形干燥管進行凈化，不能用CaCl2、P2O5、濃硫酸作干燥劑，因為NH3能與CaCl2反應(yīng)生成CaCl2·8NH3。P2O5與濃硫酸均能與NH3反應(yīng)，生成對應(yīng)鹽。③搜集裝置：氯氣能溶于水，所以要用向上排空法或排飽和食鹽水法。17/30方法指導(dǎo)一、氨制取及檢驗1.氨氣試驗室制取(1)反應(yīng)原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)裝置原理(發(fā)生、凈化、搜集、尾氣吸收)加熱④尾氣吸收：氨氣不能直接排放到空氣中，能夠用將多余氨氣通入水中進行吸收(要注意放倒吸)裝置圖以下：18/30方法指導(dǎo)一、氨制取及檢驗1.氨氣試驗室制取(1)反應(yīng)原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)裝置原理(發(fā)生、凈化、搜集、尾氣吸收)加熱(3)假如沒有氯化銨和氫氧化鈣，也能夠使用濃氨水和生石灰或燒堿固體來制取少許氨氣。裝置如上圖。19/30方法指導(dǎo)一、氨制取及檢驗2.工業(yè)合成氨簡述(1)原料：空氣、水和燃料(用于生產(chǎn)氫氣)(2)適宜條件從反應(yīng)速率、平衡轉(zhuǎn)化率、催化劑活性、成本等方面進行綜合分析：溫度：500℃左右壓強：1×107Pa左右催化劑：鐵觸媒及時將生成氨氣分離，剩下氮氣和氫氣循環(huán)使用。3.氨氣檢驗方法一：能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍；方法二：與濃鹽酸作用產(chǎn)生大量白煙；20/30方法指導(dǎo)二、NO、NO2制取NONO2反應(yīng)原理3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O發(fā)生裝置燒瓶、分液漏斗、雙孔塞燒瓶、分液漏斗、雙孔塞搜集方法只能用排水法，不能用排空法只能用排空法，不能用排水法21/30方法指導(dǎo)三、氮氧化物相關(guān)計算(1)原理將NO2(或NO)和O2同時通水中發(fā)生以下反應(yīng)：3NO2+H2O2HNO3+NO2NO+O22NO2以上兩個反應(yīng)不停循環(huán)，逐步經(jīng)計算非常復(fù)雜。通慣用總反應(yīng)式進行計算將大大簡化，兩個總反應(yīng)式以下：4NO2+O2+2H2O4HNO34NO+3O2+2H2O4HNO322/30方法指導(dǎo)三、氮氧化物相關(guān)計算(2)詳細分析以下①假如是將NO2和O2同時通入水中反應(yīng)：當V(NO2)∶V(O2)=4∶1時，無氣體剩下，最終只是HNO3當V(NO2)∶V(O2)<4∶1時，O2過量，剩下為O2當V(NO2)∶V(O2)>4∶1時，NO2過量，剩下為NO②假如是將NO和O2同時通入水中反應(yīng)：當V(NO)∶V(O2)=4∶3時，恰好完全反應(yīng)，無氣體剩下當V(NO)∶V(O2)>4∶3時，NO過量，NO剩下當V(NO)∶V(O2)<4∶3時，O2過量，O2剩下(3)假如不是恰好反應(yīng)，則剩下氣體只可能是氧氣或NO，不可能剩下NO2(為何？)23/30方法指導(dǎo)四、NO2和溴蒸氣判別方法NO2Br2蒸氣方法一：用水溶解得到無色溶液得到黃色或橙色溶液方法二：加熱硝酸銀溶液沒有沉淀生成產(chǎn)生淺黃色沉淀方法三：用四氯化碳溶解無顯著現(xiàn)象得到橙紅色四氯化碳溶液24/30高考回放1.(·上海)已知氣體摩爾質(zhì)量越小，擴散速度越快。右圖所表示為氣體擴散速度試驗，兩種氣體擴散相遇時形成白色煙環(huán)。以下關(guān)于物質(zhì)甲、乙判斷正確是()

A.甲是濃氨水，乙是濃硫酸

B.甲是濃鹽酸，乙是濃氨水

C.甲是濃氨水，乙是濃鹽酸

D.甲是濃硝酸，乙是濃氨水C【解析】氣體能擴散，說明兩種物質(zhì)都易揮發(fā)，A錯；白色煙環(huán)靠近乙，說明乙揮發(fā)氣體密度較大，B、D錯。25/30高考回放2.(·重慶)N2O5是一個新型硝化劑，其性質(zhì)和制備收到人們關(guān)注。(1)N2O5與苯發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝基苯結(jié)構(gòu)簡式是

26/30高考回放2.(·重慶)N2O5是一個新型硝化劑，其性質(zhì)和制備收到人們關(guān)注。(2)一定溫度下，在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生以下反應(yīng)：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)；ΔH>0①反應(yīng)到達平衡后，若再通入一定量氮氣，則N2O5轉(zhuǎn)化率將(填“增大”、“減小”或“不變”)。②下表為反應(yīng)在T1溫度下部分試驗數(shù)據(jù)：則500s內(nèi)N2O5分解速率為③在T2溫度下，反應(yīng)1000s時測得NO2濃度為4.98mol/L,則T2T1。t/s05001000c(N2O5)/mol·L?15.003.522.48不變0.00296mol·L?1·s?1<27/30高考回放2.(·重慶)N2O5是一個新型硝化劑，其性質(zhì)和制備收到人們關(guān)注。(3)如圖所表示裝置可用于制備N2O5，則N2O5在電解池陰極區(qū)生成，其電極反應(yīng)式為N2O4+2HNO3?2e?2N2O5+2H+28/30高考回放【解析】(2)恒容容器中入一定量氮氣，不能影響反應(yīng)速率，平衡不移動，物質(zhì)轉(zhuǎn)化率不變；500s內(nèi)N2O5分解速率=(5.00?3.52)/mol·L?1÷500s=0.00296mol·L?1·s?1，此時NO2濃度為5.04mol/L,當溫度是T2時，NO2濃度為4.98mol/L,減小了，說明平衡左移，即溫度下降了，所以T2<T1。(3)從圖中知N2O4轉(zhuǎn)化為N2O5發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)該在陽極生成。29/30;;orz25msr;來了。耿英說：“想不到啊，姐夫照看小東伢還很內(nèi)行呢！”小青說：“比我細致多了，交給他照看我很放心！”東伢子憨憨地笑了，說：“當?shù)歼@么啊，不用學(xué)！”耿直說：“看得出來，姐夫很喜歡娃兒，姐姐一定要多生幾個！”東伢子說：“是一定要多生幾個呢。這不不過因為我尤其喜歡娃兒，更主要是我們倆承擔著雙重擔務(wù)哪，白家王家都需要多多后人！”小青恬怪地瞪他一眼：“誰要你承擔雙重擔務(wù)啦，好好兒地做你牛馬就行了！”看著樂呵呵憨笑東伢子，耿英笑得有點兒岔氣了。她捶著自己