课堂新概念高考化学一轮复习 14氮及其化合物讲义.doc

氮及其化合物1.了解氮单质及其重要化合物(nh3、铵盐、nox、hno3等)的主要性质及应用。(高频)2.了解氮及其重要化合物对环境质量的影响。氮及其氧化物1自然界中氮的存在和氮的固定2n2的性质无色无味的气体，占空气体积的_左右。3一氧化氮、二氧化氮nono2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性难溶于水易溶于水化学性质与o2反应2noo2=2no2与h2o反应3no2h2o=2hno3no与人体、环境的关系与血红蛋白结合，使人中毒转化成no2，形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾氨、铵盐1氨的性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1700)。(1)与水反应：nh3h2onh3h2onhoh，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。(2)还原性与氧气反应：4nh35o24no6h2o。(工业制hno3的基础反应)(3)与酸反应与氯化氢反应：nh3hcl=nh4cl，现象：产生白烟。应用：用于nh3与挥发性酸的互相检验。2铵盐的性质铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水，属于离子化合物(1)不稳定性：nh4clnh3hcl，nh4hco3nh3co2h2o。(2)与强碱反应：nh4clnaohnh3naclh2o。应用于nh的检验和nh3的制取。3nh3的制取原理(1)工业制法：n23h22nh3。(2)实验室制法：2nh4clca(oh)2cacl22nh32h2o。硝酸硝酸是易挥发的有刺激性气味的液体，与水互溶。1强氧化性(1)与金属反应：与除au、pt外大部分金属反应(如cu)：cu4hno3(浓)=cu(no3)22no22h2o；3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o。常温下浓hno3使fe、al钝化。(2)与非金属(如木炭)反应：c4hno3(浓)co24no22h2o。(3)与某些还原性化合物(如fe2、so、i等)反应。如fecl2与稀hno3反应的离子方程式为3fe24hno=3fe3no2h2o。2不稳定性4hno3(浓)4no2o22h2o故硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并放在冷暗处。3王水：浓hno3与浓盐酸的体积比为13，能溶解金、铂。1易误诊断(正确的打“”，错误的打“”)。(1)no只能用排水法收集，不能用排空气法收集的理由是密度与空气接近()(2)no2与h2o反应中，no2只作氧化剂()(3)nh3的水溶液呈碱性，故nh3为碱()(4)浓氨水与所有浓酸相遇均能形成白烟()(5)所有铵盐受热易分解，但不一定均能生成nh3()(6)硝酸的还原产物一定为no或no2()(7)足量cu与一定浓hno3反应，生成的气体中含有no2和no气体()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2写出下列反应的离子方程式(1)no2通入水中：_。(2)nh3通入盐酸中：_。(3)氨水与盐酸混合：_。(4)naoh溶液与nh4cl溶液混合共热：_。(5)cu投入浓hno3中：_。(6)cu投入稀hno3中：_。【答案】(1)3no2h2o=2h2nono(2)nh3h=nh(3)nh3h2oh=nhh2o(4)nhohnh3h2o(5)cu4h2no=cu22no22h2o(6)3cu8h2no=3cu22no4h2o3(2014厦门模拟)氨(nh3)是重要的含氮化合物。 为了在实验室制取干燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如下图三套实验装置：甲乙丙(1)实验装置和所用药品都正确的是_(填“甲”“乙”或“丙”)。不正确的理由是_。(2)写出实验室制取氨气的化学方程式_。(3)试管口棉花的作用是_。【答案】(1)丙甲不正确是因为无干燥装置，乙不正确是因为浓h2so4吸收nh3，无法收集到nh3(2)2nh4clca(oh)2cacl22nh32h2o(3)防止空气进入试管，避免nh3与空气对流氮及其化合物转化的一主线n2nh3nono2hno3nh4no3氨气的3个性质：nh3与h2onh3与酸nh3与o2铵盐与碱反应的2个应用实验室制nh3检验铵盐或nh存在硝酸的3个反应3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o，cu4hno3(浓)=cu(no3)22no22h2o，c4hno3(浓)co24no22h2o。氮的氧化物和硝酸的主要性质及应用1.氮及其化合物的转化关系2硝酸的强氧化性及其规律(1)硝酸与非金属单质的反应硝酸与非金属单质反应时非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或其对应的水化物，硝酸只表现为氧化性，完全转化为还原产物。如c4hno3(浓)co24no22h2os6hno3(浓)h2so46no22h2o(2)硝酸与金属反应的一般规律硝酸与金属反应一般不产生氢气。浓硝酸金属硝酸盐no2h2o，稀硝酸金属硝酸盐noh2o，稀硝酸也可能被还原为n2、n2o、nh3和nh4no3等。硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。浓硝酸与铜反应时，若铜过量，反应开始时浓硝酸被还原为no2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物变为no。铁与稀硝酸反应时，铁过量，氧化产物为fe2；铁不足，氧化产物为fe3；二者的量在一定范围内，可能生成fe2和fe3的混合物。3硝酸与金属反应的有关计算方法(1)原子守恒：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；一部分作氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的hno3中氮原子的物质的量。(2)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。(3)根据离子方程式的计算方法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中no在h2so4提供h的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应根据离子方程式先作过量判断，然后根据完全反应的金属或h或no进行计算。(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因素。(3)空气中no、no2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。(4)no2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。(2013上海高考)一定量cus和cu2s的混合物投入足量hno3中，收集到气体v l(标准状况)，向反应后的溶液中(存在cu2和so)加入足量naoh，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到cuo 12.0 g，若上述气体为no和no2的混合物，且体积比为11，则v可能为()a9.0 lb13.5 lc15.7 l d16.8 l【解析】若混合物全是cus，其物质的量为12/800.15(mol)，电子转移数0.15(62)1.2(mol)。两者体积相等，设no x mol，no2 x mol，3xx1.2，计算得x0.3。气体体积v0.622.413.44(l)；若混合物全是cu2s，其物质的量为0.075 mol，转移电子数0.075100.75(mol), 设no x mol，no2 x mol, 3xx0.75，计算得x0.1875，气体体积0.37522.48.4(l)，因此选a。【答案】a硝酸与金属反应的常见误区(1)一般情况，浓hno3和稀hno3的还原产物分别为no2和no，当金属为活泼金属时，还原产物中氮的化合价也可以是3、0、1、3等。(2)no的强氧化性是在h存在下才表现的，中性、碱性条件氧化性很弱。(3)当足量不活泼金属与硝酸反应停止后，再加入其他酸(如h2so4或盐酸)反应能继续进行。考向1氮的氧化物的主要性质及污染防治方法1(2013北京高考节选)nox是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)nox能形成酸雨，写出no2转化为hno3的化学方程式：_。(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低nox的排放。当尾气中空气不足时，nox在催化转化器中被还原成n2排出。写出no被co还原的化学方程式：_。当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收nox生成盐。其吸收能力顺序如下：12mgo20cao38sro56bao。原因是_，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对nox的吸收能力逐渐增强。【解析】(2)利用氧化还原反应中得失电子守恒可得出。根据mg、ca、sr和ba的质子数，得知它们均为a族元素，同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大。【答案】(1)3no2h2o=2hno3no(2)2co2non22co2根据mg、ca、sr和ba的质子数，得知它们均为a族元素。同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大考向2硝酸的氧化性实验探究2.(2014浙江绍兴鲁迅中学高三期中)在如图所示装置中加入一定的铁粉，分液漏斗中加入一定体积浓度为12 moll1的hno3，加热并打开分液漏斗的活塞，使其充分反应后，下列微粒在该装置中一定大量存在的是()nofe3hnono2a bc d【解析】12 moll1的hno3属于浓硝酸，其和金属铁反应时，首先生成no2、fe(no3)3和h2o，故此一定存在，由于铁粉的量不确定，其他微粒可能存在，也可能不存在，b项正确。【答案】b氨气的实验室制法和性质探究1.加热固态铵盐和碱的混合物制nh32加热浓氨水制nh3反应原理：nh3h2onh3h2o装置(如图1)：图1图23浓氨水中加入固态碱性物质制nh3反应原理：浓氨水中存在以下平衡：nh3h2onh3h2onhoh，加入固态碱性物质(如cao、naoh、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进nh3h2o的分解。装置(如图2)氨气实验室制法的注意事项(1)实验室用固体铵盐与碱共热制nh3时，不能使用nh4hco3、nh4no3及naoh固体，因为nh4hco3受热分解产生co2，使制得的nh3不纯；nh4no3受热时易发生爆炸；naoh容易吸水结块，不利于nh3的产生和逸出，且加热条件下naoh容易腐蚀玻璃。(2)吸收氨气(或hcl)时要注意防止倒吸。可用于吸收氨气(或hcl)并能防倒吸的常用装置为：某化学课外活动小组在实验室设计了如下图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”实验。(1)a处是气体发生装置，a中所用的试剂只能从下列物质中选取：硝酸铵碳酸铵碳酸氢铵氯化铵熟石灰氢氧化钠若a中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是_(填选项编号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为_(选填下列仪器编号，固定装置省略)。(2)该装置补充完整后，仍然存在一定缺陷，试从安全与环保的角度来考虑，对该装置进行改进：_；_。(3)按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题：装置b的作用_；写出c中发生反应的化学方程式：_。若a、b处试剂足量，则装置d中可以观察到的实验现象有_。【解析】(1)根据题意，a处只用一种试剂，完成氨的催化氧化，则可选取碳酸铵或碳酸氢铵，加热分解能产生氨气、二氧化碳和水，二氧化碳和水通过足量过氧化钠时，与过氧化钠反应生成氨的催化氧化所需的氧气，装置c中生成的no与没反应的氧气同时通入水中，生成hno3，与铜片反应。(2)从安全角度考虑，在c、d之间加一个防倒吸的安全瓶，从环保角度应连一个尾气处理装置。(3)a、b处试剂足量，说明o2足量，nh3足量，生成的hno3能完全溶解cu片，并且生成的no被氧气氧化为no2。【答案】(1)或e、f、g、h(2)在装置c与d之间增加一个防倒吸装置在d后增加一个尾气吸收装置(3)吸收co2和水蒸气，并生成o24nh35o24no6h2o铜片逐渐减少直至完全溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色考向1nh3的制取与收集装置的选择3(2012上海高考)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是()a是氨气发生装置b是氨气发生装置c是氨气吸收装置d是氨气收集、检验装置【解析】本题通过nh3的制取实验，意在考查考生实验分析、实验评价能力。装置在管口处又生成nh4cl，无法制得nh3，a项错误；选用装置，使用浓氨水与cao或naoh作用，可制取nh3，b项正确；作为nh3的吸收装置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，c项错误；利用收集nh3时，收集气体不纯，d项错误。【答案】b考向2氨的性质实验探究4如图利用培养皿探究氨气的性质。实验时向naoh固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释a浓盐酸附近产生白烟nh3与hcl反应生成了nh4cl固体b浓硫酸附近无明显现象nh3与浓硫酸不发生反应c氯化物溶液变浑浊该溶液一定是alcl3溶液d干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝nh3是一种可溶性碱【解析】挥发出的hcl与nh3反应生成nh4cl固体，产生白烟，a项正确。nh3与浓h2so4反应，但因浓h2so4难挥发故无明显现象，b项错。氨气溶于水，生成nh3h2o，与nh3h2o反应生成沉淀的金属阳离子不只有铝离子；干燥的红色石蕊试纸不变色，而湿润的红色石蕊试纸变蓝，可说明nh3溶于水生成的nh3h2o为碱，但不能说nh3是碱，d项错。【答案】a氨气的实验室制法高考母题下列说法是否正确？(2012安徽高考)用nh4cl固体和ca(oh)2固体制备并收集nh3，需要的仪器有酒精灯、烧杯、导管、集气瓶。()(2012福建高考)用湿润的红色石蕊试纸检验氨气。()(2010广东高考)如图1的实验装置，实验开始后，可以看到烧杯中先出现白色沉淀，后溶解。()(2012上海高考)如图2是nh3收集检验装置。()图1图2【答案