Азот и его соед

Учитель химии ГОУ СОШ 1251 Сайнукова Л.А.
Азот
Цель урока
1. Повторить и закрепить знания учащихся по
строению атома и молекулы азота
2. Изучить физические и химические свойства
простого вещества – азота
История открытия
В 1772 году азот (под
названием
«испорченного
воздуха») как простое
вещество описал
Даниэль Резерфорд.
Происхождение названия
Азо́т (от греч. «азоэ»
безжизненный, лат.
nitrogenium), вместо
предыдущих названий
предложил в 1787 году
Антуан Лавуазье.
Нахождение в природе
• В воздухе – 78,09%(по объему)
• В земной коре – 0,01%(по массе)
• Входит в состав важнейших органических
соединений (белков), содержится во всех живых
организмах
Положение азота в ПСХЭ
• Относительная атомная масса
14,0067
• Электронная конфигурация
1s22s22p3
Строение молекулы азота
Схема перекрывания электронных
облаков в молекуле азота
Теплота образования моля
вещества из свободных атомов
945,6 кДж
Азота
498,7 кДж
Кислорода
431 кДж
Водорода
Сравните прочность молекул
этих веществ
Физические свойства азота
Газ, без цвета, без вкуса,
без запаха, мало растворим в
воде
Ткип = -196ºС
Тпл = -210ºС
Чему равна плотность
азота по воздуху?
Химические свойства азота
••
••
Молекула азота ( N  N ) очень устойчива (три ковалентные
связи) – низкая реакционная способность
Восстановитель N 02  2N +2 Окислитель N 02  2N 3
Высокая температура (электрическая
дуга, 3000ºС)
0
2
N +O 2
+2
2 NO  -Q
бесцветный
(в природе – во время грозы)
1. С водородом T=500ºC, kat, p
-3
0
2
N +3H 2
2 NH3
2. С активными металлами
А) при комнатной температуре
только с литием
6Li+N 02  2Li3 N -3
Нитрид лития
Б) при нагревании
3Ca+N 
 Ca 3 N-32
0
2
to
Нитрид кальция
При обычных условиях азот не взаимодействует с
веществами (исключение составляет литий). Почему?
Что надо сделать, чтобы вывести азот из состояния
пассивности?
Соединения азота
Аммиак
Цель урока
1. Рассмотреть строение молекулы аммиака
2. Изучить свойства аммиака
3. Рассмотреть донорно-акцепторный механизм
образования химической связи
Аммиак.
Электронная и структурная формулы
••
H : N: H
H
N
••
H
H
Какой вид химической связи в молекуле аммиака?
H
Физические свойства аммиака
Газ, без цвета, с
резким удушливым
запахом, хорошо
растворим в воде,
ядовит.
Ткип = -33,4ºС
Тпл = -77,8ºС
Какова плотность
аммиака по воздуху?
Получение аммиака
1)
В промышленности
3H2 +N2
2NH3 +Q
принцип циркуляции
Температура
Давление
Катализатор
p=30 – 100МПа, T=450º-500ºС, kat=Fe+Al2O3 ; SiO2 ; K
2) В лаборатории
Нагревание солей аммония со щелочами
2NH4Cl+Ca(OH)2 
 CaCl2 +2NH3  +2H2O
to
Химические свойства аммиака
Образование ковалентной связи по
донорно-акцепторному механизму
(как основание)
••
Восстановитель
0
Окисляется до N или
N +2.
N H 3 +H +  [NH 4 ]+
1. Разложение при нагревании
NH3 +HCl  NH 4Cl
2. Горение в кислороде
А) без катализатора
-3
0


2NH3 
N
 2 +3H 2
1. С кислотами
Хлорид аммония
2. С водой
NH3 +H 2 O
to
-3
4NH 3 +3O 2  2N 02 +6H 2 O
+
NH 4 +OH
-
Б) каталитическое окисление (katPt)
-3
+2
Среда щелочная, ф-ф малиновый
4NH3 +5O2  4 NO +6H 2 O
NH 4OH - гидроксид аммония,
аммиачная вода, нашатырный спирт 3. С оксидами металлов (для
некоторых)
-3
3CuO+ 2NH 3  3Cu+N 02 +3H 2O
По каким свойствам можно распознать аммиак?
Применение аммиака
NH3  HNO3  соли аммония
(азотные удобрения)
Раствор аммиака в воде –
«аммиачная вода» или «нашатырный
спирт», используется в быту,
медицине, сельском хозяйстве.
Легко сжижается, затем испаряется
с поглощением теплоты, используется
в холодильниках
Соли аммония
Цель урока
1. Рассмотреть физические и химические свойства
солей аммония
2. Изучить применение солей аммония
Соли аммония
+
4
NH R
Соли аммония – это сложные вещества, в состав
+
NH
которых входят ионы аммония
4 , соединенные с кислотным
остатком
Получение
1. Аммиак + кислота
NH3 +HNO3  NH 4 NO3
2. Гидроксид аммония + кислота
2NH4OH+H2SO4  (NH4 )2SO4 +2H 2O
Химические свойства солей аммония
Допишите уравнения реакций:
1. NH 4 Cl+?  NaCl+NH 3  +H 2 O
2. ? +H 2SO 4 (к)  (NH 4 ) 2SO 4 +HCl 
3. (NH4 )2SO4 + ?  NH 4Cl + ?
4.

? + ?
NH4Cl 

to

5. NH 4 +Cl +H 2 O  ?
+
Оксиды азота
Цель урока
1. Рассмотреть оксиды азота
2. Изучить свойства оксидов азота
1
N 2O
Оксид азота (I), закись азота, гемиоксид азота,
веселящий газ
Физические свойства, получение,
применение
Газ, без цвета, имеет сладковатый
запах, растворим.
Ткип = -88,5ºС
Тпл = -91ºС
Анестезирующее средство
Получение
NH4 NO3 
 N 2O+2H 2O
to
Химические свойства
Несолеобразующий
1. Разложение при нагревании
T>700ºC
+1
2 N2O 
 2N02 +O2
to
2. С водородом
+1
N2O+H2  N +H2O
0
2
2
NO
Оксид азота (II), окись азота
Физические свойства, получение,
применение
Газ, без цвета, мало растворим.
Ткип = -151,6ºС
Тпл = -163ºС
Получение
1. В природе
N2 +O2
2NO
2. В промышленности
Pt

 4NO+6H 2 O
4NH3 +5O 2 
Химические свойства
Несолеобразующий
1. Легко окисляется
+2
+4

 2 NO2
2 NO+O2 

to
2. Оксилитесь
+2
0


2 NO+2SO2 
2SO
+N

3
2
to
3
N 2 O3
Оксид азота (III), азотистый ангидрид
Физические свойства, получение,
применение
N2O3 соответсвует HNO2
(азотистая кислота) существует
только в разбавленных водных
растворах
Получение
NO2 +NO
N2O3
Химические свойства
Кислотный оксид
Характерны все свойства кислотных
оксидов
4
NO2
Оксид азота (IV), двуокись азота, диоксид
азота, бурый газ
Физические свойства, получение,
применение
Газ, цвет бурый, резкий запах,
удушливый, растворим, токсичен
Ткип = 21ºС
Тпл = -11,2ºС
Получение
1.2NO+O 2
2NO 2 
2. Cu+4HNO3 (к)  Cu(NO3 )2 +
2NO2  +2H 2 O
Химические свойства
1. С водой
2NO2 +H2O  HNO3 +HNO2
2. Со щелочами
2NO2 +2NaOH  NaNO3 +NaNO2 +H2O
3. Диамеризация

 N 2 O4
2NO2 
o
-11oC
+140 C
бурый
жидкость, без цвета
5
N 2 O5
Оксид азота (V), азотный ангидрид
Физические свойства, получение,
применение
Химические свойства
Твердое летучее вещество, без цвета, Кислотный оксид
неустойчив
1. Легко разлагается
Получение
1. 2NO2 +O3  N2O5 +O2
2. 2HNO3 +P2O5  2HPO3 +N2O5
2N 2 O5  4NO 2  +O 2 
при tº со взрывом
2. Сильный окислитель
Азотная кислота
Цель урока
1. Рассмотреть получение азотной кислоты
2. Изучить свойства азотной кислоты
3. Отметить особенности взаимодействия азотной
кислоты с металлами
4. Изучить применение азотной кислоты
Азотная кислота.
Строение молекулы
O
O
H
O
HNO3
N
H
O
N
O
Физические свойства
Дымящаяся жидкость, ρ=1,52 г/см3, без цвета, едкий запах.
Ткип = 82,6ºС
Тпл = -42ºС – прозрачные кристаллы, очень гидроскопична
Сильный окислитель. Разрушает животные и растительные ткани.
Как очистить азотную кислоту от примеси серной
кислоты?
O
Получение азотной кислоты
В лаборатории
NaNO3 (тв)+H2SO4 (к) 
 NaHSO4 +HNO3 
to
нитрат натрия
В промышленности
1.
2.
3.

 4NO+6H 2 O+Q
4NH3 +5O 2 

500o С
Pt
2NO+O 2
2NO 2  (при охлаждении)
4NO2 +O2 +2H2O
4HNO3 +Q
Особые свойства азотной кислоты
Сильный окислитель
1. Разлагается при нагревании на свету

 2H 2 O+4NO 2  +O 2 
4HNO3 

to
hν
2. Взаимодействие с белками → ярко-желтое окрашивание (при
попадании на кожу рук)
3. Взаимодействие с металлами:
Никогда не выделяется водород!
металл+HNO3 (к)  соль+вода+газ
Концентрированная
1. С тяжелыми металлами
NO2
2. Со щелочными и щелочноземельными металлами
Разбавленная
1. С тяжелыми металлами
NO
2. Со щелочными и щелочноземельными металлами
N2O
3. Пассивирует (без нагревания)
NH3 (NH4 NO3 )
Fe, Al, Cr, Au, Pt
«Царская водка» HNO3 +3HCl
Au+HNO3 +3HCl  AuCl3 +NO+2H2O
4. С неметаллами HNO3  NO2 или NO
Неметаллы окисляются до соответствующих кислот
P+5HNO3 (к)  H3PO4 +5NO2 +H2O
S+6HNO3 (к)  H2SO4 +6NO2 +2H2O
Используя метод электронного
баланса, составьте уравнения
химических реакций:
1. HNO3 +Pb  NO2 + ? + ?
2. HNO3 +HCl  Cl2 + ? +H2O
3. HNO3 +S  H2SO4 + ?
4. Cu+HNO3 (к)  ? + ? + ?
5. Cu+HNO3 (р)  ? + ? + ?
Соли азотной кислоты
Цель урока
1. Изучить физические и химические свойства
нитратов
2. Дать представление об азотных удобрениях
3. Раскрыть роль азота в природе
Соли азотной кислоты – нитраты.
+
Me NO
Получение
При взаимодействии:
1. Металлов, основных
оксидов, оснований, аммиака и
некоторых солей с азотной
кислотой.
2. Оксида азота (IV) со
щелочами.
3
Твердые кристаллические
вещества, все хорошо
растворимые в воде
MeNO3
Me +  NO3-
Качественная реакция на NO3-
2NaNO3 +2H 2SO4 (к)+Cu  2NO2  +CuSO4 +Na 2SO4 +2H 2 O
бурый
голубой
Схема разложения нитратов при нагревании
до Mg

 MeNO2 +O2 
MeNO3
Mg-Cu

 MeO+NO 2  +O 2 

 Me+NO 2  +O 2 
после Cu
Используя схему, напишите
уравнения реакций разложения
нитратов на конкретных
примерах
Азотные удобрения
Нитраты натрия, калия, аммония, кальция – селитры.
1. Минеральные удобрения (селитры, соли аммония, жидкий аммиак,
мочевина и др.)
2. Органические удобрения (навоз, компост, птичий помет и др.)
содержат другие питательные компоненты
3. Зеленые удобрения (люпин, бобовые и др.)