氮氧化物和硝酸(教学设计)2017届高三化学一轮复习

氮氧化物和硝酸(教课方案)2017届高三化学一轮复习氮氧化物和硝酸(教课方案)2017届高三化学一轮复习氮氧化物和硝酸(教课方案)2017届高三化学一轮复习第四章非金属及其化合物〖课题〗第四课时氮的氧化物和硝酸〖复习目标〗1）掌握氮元素单质及其化合物（NO、NO2、HNO3等）的物理和化学性质。2）掌握HNO3的强氧化性及相关的计算，掌握守恒法的计算技巧。3）认识氮及其重要化合物对环境质量的影响。〖教课要点〗氮元素单质及其化合物（NO、NO2、HNO3等）的化学性质、HNO3的强氧化性及相关的计算〖教课难点〗HNO3的强氧化性及相关的计算〖教课过程〗【知识精讲】1、氮气1）氮的固定①含义：使空气中游离态的氮转变为化合态氮的过程。②方法：自然固氮、人工固氮2）氮气的性质①物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占整体积的78%。②结构：电子式为NN结构式为N≡N，氮氮三键的键能大，分子结构稳固，化学性质不爽朗。③化学性质平时状况下，N2化学性质很稳固，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。A．与H反应：N+3H高温、高压2NH。222催化剂3B．与O2反应：N2+O2=2NO。点燃N。C．与Mg反应：N+3Mg=====Mg3222、氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：1）NO与NO2物理颜色性质毒性溶解性化学与O2反应性质与H2O反应实验室制法（填化学方程式）与人体环境的关系【注意】N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。NONO2无色红棕色有毒有毒不溶能溶（反应）2NO+O2=2NO23NO+HO=2HNO+NO2233Cu+8HNO3(稀)=Cu+4HNO3(浓)=3Cu(NO)+2NO↑+4HOCu(NO)+2NO↑+2HO322322①与血红蛋白结合令人中毒形成酸雨、光化学烟雾②转变为NO2形成酸雨、光化学烟雾①氮的氧化物都是大气污染物。②空气中NO2是造成光化学烟雾的主要要素。③空气中NO、NO2主要本源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。④NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝：2NO2+2KI=2KNO2+I2。⑤NO、NO2均能与NH3发生归中反应生成N2。NOx+NH3→N2+H2O。⑥氮氧化合物与碱的反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2ONO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2）氮氧化物对环境的污染及防治①常有的污染种类A、光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。B、酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。C、破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，以致地面紫外线辐射量增添。②常有的NOx尾气办理方法、碱液汲取法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、NO的混杂气体能被足量烧碱溶液完整汲取的条件是：n(NO2)≥n(NO)。一般合适工业尾气中NOx的办理。B、催化转变：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转变为无毒气体(N2)或NOx与CO在必定温度下催化转变为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的办理。3、硝酸（1）硝酸的物理性质色味态：无色有刺激性气味的液体；挥发性：易挥发；水溶性：与水以任意比互溶；发烟硝酸：质量分数大于98%的硝酸。2）硝酸的化学性质①拥有酸的通性，但考虑其酸性时需第一考虑到其强氧化性。【注意】①浓、稀HNO3对紫色石蕊试液作用，前者使之先变红后退色，后者只使之变红。②金属与HNO3反应不产生H2。③比较HNO3与Na2CO3和Na2SO3的反应。(前者为复分解反应，后者为氧化还原反应。)②不稳固性：浓硝酸显黄色，是因为HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中，说明浓硝酸拥有不稳固性，化学方程式为4HNO3(浓）22O↑+4NO↑+2HO。③强氧化性、与金属的反应除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为：Cu+4HNO3(浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2HO3Cu+8HNO3(稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OFe、Al遇冷的浓HNO3或浓HSO能发生钝化，故可以用铁、铝容器储存冷的浓HNO、浓HSO。24324【规律总结】硝酸与金属反应的规律a.HNO3与金属反应一般不可以产生H2。b.还原产物一般为HNO(浓)→NO，HNO(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为NO、N23232NH4NO3。c.硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。B、与非金属反应与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为：C+4HNO3（浓）=CO2↑+4NO2↑+2HO。C、与某些还原性化合物或离子的反应，比方：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。D、王水王水由浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混杂所得，拥有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。④与有机物的反应A、硝化反应（如与苯反应）；B、酯化反应（如与纤维素反应）；C、颜色反应（如与蛋白质反应）。【方法精讲】1、氮的氧化物溶于水的相关计算（1）解答氮氧化物溶于水的计算问题第一应明确原理无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的二者或三者的混杂气体，反应的实质是3NO2＋HO===2HNO＋NO①，2NO＋O===2NO2②，232故如有气体节余只好是NO或O2，不行能是NO2。A、若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③B、若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3④。（2）注意原子守恒和得失电子守恒的运用相关氮的氧化物的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。可以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化计算过程。如NOx与O2、H2O转变为硝酸的计算，则反应中O2获取的电子数与NOx失掉的电子数相等。（3）不一样状况及节余气体的体积序号气体反应节余气体节余气体的量ⅠNO2①NO1V(NO2)3ⅡNO2＋NO1①NOV(NO)原＋3V(NO2)＝4∶1④无0ⅢNO2＋O2<4∶1④O212)2>4∶1④②NO12123[V(NO)－4V(O)]＝4∶3③无0>4∶3NO4ⅣNO＋O2③V(NO)原－3V(O2)<4∶3③O3V(NO)22V(O)原－4（4）NO2、NO、O2三者构成的混杂气体溶于水、先按①反应后，再据表Ⅳ进行计算。、先按④反应后，再据表Ⅲ进行计算。【注意】①因为水溶液中发生反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，所以无论何种状况下水溶液中不会节余NO2。②当NO2和N2O4的混杂气体作用于H2O时，不要忽视因为NO2的耗费，N2O4会转变为NO2。2、金属与硝酸的反应的相关计算（1）金属与HNO3反应的一般通式①金属+浓硝酸→金属硝酸盐+NO2↑+H2O②金属+稀硝酸→金属硝酸盐+NO↑+H2O（2）反应规律①金属与硝酸反应一般不生成H2。浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。②铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过分，Fe(NO3)3再和Fe反应生成Fe(NO3)2。③铜与浓HNO3反应，若Cu过分，开始时硝酸的还原产物为NO2，跟着反应的进行，浓HNO3变稀，硝酸的还原产物为NO，最后应获取NO2和NO的混杂气体。3）计算方法①思想模型②计算中的守恒思想的应用、原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转变为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应耗费的HNO3中氮原子的物质的量。B、得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。C、电荷守恒法HNO3过分时反应后溶液中（不考虑OH-）则有：c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。D、离子方程式计算法金属与H243的混杂酸反应时，因为硝酸盐中NO3-在H24供给H+的条件下能连续与金属SO、HNOSO反应，所以此类题目应用离子方程式来计算，先作过分判断，而后依据完整反应的金属或H+或NO进行相关计算，且溶液中要吻合电荷守恒。【典例精讲】【例1】在必定温度下，某浓度的硝酸与金属锌反应生成N02和NO，二者的物质的量之比为1：3，则要使1mol金属锌完整反应，反应过程中耗费此硝酸的物质的量为（）A．2.4molB．2.6molC．2.8molD．3.2mol【 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】C【分析】依据Zn到最后所有以Zn(NO3)2的形式存在且Zn失掉的电子给了HNO3，HNO3被还原为NO2和NO，依据电子守恒，设n(NO2)=x，n(NO)=3x，有x+3x·3=1mol×2，得x=0.2，即n(NO2)+n(NO)=0.8mol，所以耗费的n(HNO3)=0.8mol+1mol2=2×.8mol，答案选C。【例2】同温同压下，将NO2、NO、O2按必定的体积比充满一容器积比充满一容器，再倒置于盛水的水槽中，片刻后液体充满容器.则反应前NO2、NO、O2气体的体积比可能是（）A．4:4:3B．4:3:1C．4:24:19D．4:14:7【答案】C【分析】可能发生的反应有：4NO2+O2+2H2O==4HNO3，4NO+3O2+2H2O==4HNO3，若气体能完整溶于水，即NO、NO2、O2三种气体恰好完整反应，所有生成了硝酸，依据反应中电子得失陷恒，应该有nNO）×3+n(NO2)=n(O2)×4，A．4+4×3=16>3×4，错误；B．4+3×3≠1，×4错误；C．4+24×3≠19，×4正确；D．4+14×3=46≠76=4×7，错误。【考题精练】1．把少许NO2气体通入过分小苏打溶液中，再使逸出的气体经过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后采集到的气体是（）A．O22C．2、O2D．NO、O2B．SONO【答案】C【分析】设NO2为3mol，涉及的反应有：3NO2+H2O═2HNO3+NO，HNO3+NaHCO3═NaNO3+CO2↑+H2O，2Na2O+2CO═2NaCO+O，2NO+O2═2NO，则3molNO2生成2molHNO3和1molNO，通入小苏打后2232气体为2molCO2和1molNO，通入足量过氧化钠后生成1molO2和1molNO，1molO2和1molNO反应后生成1molNO2，节余0.5molO2，故最后采集到的气体为1molNO2和0.5molO2，答案选C。2．向200mL2mol－1溶液中，逐渐加入铁粉至过分（假设生成的气体只有一种），在此过程中，n(Fe2+)L·HNO3随n(Fe)变化如右图所示。以下相关说法正确的选项是（）A．该过程中产生 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状况下的氢气4.48LB．向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象C．图中a=1.5、b=1.5D．当加入铁粉nmol时(0.1＜n＜0.15)，溶液中n(Fe3+)=(0.3-2n)mol【答案】D