高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第4课时 氮及其化合物课件 新人教版

第四章非金属及其化合物 必考内容 第四课时氮及其化合物 考纲解读 1 氮元素在自然界中的存在及氮的固定 考点一氮气及其氧化物 N2 N N 难 N2O NO NO2 N2O4 N2O3 N2O5 红棕 3NO2 H2O 2HNO3 NO 2NO O2 2NO2 1 2mL或4mL A 解析 设试管的体积为1L 水充满整个试管 溶液的体积是1L 无论是NO2还是NO都转变成了HNO3 根据氮元素守恒 生成的HNO3的物质的量相等 即硝酸的物质的量浓度相等 答案选A 易错警示 本题考生常因审题粗心 不能利用原子 元素 守恒来建立等量关系 从而错解 方法技巧 D 解析 反应过程 得O2 2O O O2 O3 NO2起催化剂作用 反应过程中NO2还作氧化剂 A项正确 B C项错误 O3与O2的相对分子质量不相同 不是同分异构体 属同素异形体 D项错误 A 氮氧化物对环境的污染及防治1 常见的污染类型 1 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 2 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 3 破坏臭氧层 NO2可使平流层中的臭氧减少 导致地面紫外线辐射量增加 总结提升 2 常见的NOx尾气处理方法 1 碱液吸收法2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2ONO2 NO 2NaOH 2NaNO2 H2ONO2 NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n NO2 n NO 一般适合工业尾气中NOx的处理 2 催化转化 在催化剂 加热条件下 氨可将氮氧化物转化为无毒气体 N2 或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体 N2和CO2 一般适用于汽车尾气的处理 D C 1 氨的分子结构与性质 1 分子结构分子式 电子式 空间构型 属于极性分子 2 物理性质无色有 气味的气体 密度比空气 易液化可用作 极易溶于水 1 700 可由 实验证明 考点二氨和铵盐 NH3 三角锥形 刺激性 小 制冷剂 喷泉 NH3 H2O NH3 H2O NH3 H2O 白烟生成 浓硝酸 HCl NH3 NH4Cl NH3 HNO3 NH4NO3 2NH3 3Cl2 6HCl N2或8NH3 3Cl2 6NH4Cl N2 与盐溶液反应将氨水加入下列溶液 完成下表 红褐 Fe3 3NH3 H2O Fe OH 3 白色 2 氨气的制法 1 工业制法 反应条件 温度 压强 催化剂 2 实验室制法 原理 注 a 不能用NH4NO3 因NH4NO3受热爆炸 b Ca OH 2不能用KOH或NaOH代替 因两者易吸湿 易结块 不利于产生NH3 且高温下腐蚀试管 400 500 20 50MPa 铁触媒 净化装置 如图 或图 所示 不能用浓H2SO4 P2O5 CaCl2 无水硫酸铜作干燥剂 向下排空气 蓝 白烟 3 铵盐及NH的检验 1 铵盐的物理性质铵盐都是无色固体 均易溶于水 2 铵盐的化学性质 红 蓝 2016 河北质量监测 某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程 NH3的转化过程如图所示 甲 乙两同学分别按下图所示装置进行实验 用于A B装置中的可选药品 浓氨水 30 H2O2溶液 蒸馏水 NaOH固体 MnO2 1 装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为 装置E有多种作用 下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中 不正确的是 填字母 a 使氨气和氧气充分混合b 控制通入氨气和氧气的体积比c 平衡装置内的压强d 锥形瓶内液体是饱和食盐水 d 2 甲同学先点燃酒精灯 再打开K1 K2 K3 K4 反应一段时间后 成功模拟了反应过程 并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后 H中的溶液变成蓝色 则其中铜片所参与反应的离子方程式为 若制得的氨气仅按 的顺序完全转化为硝酸 欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液 忽略Cu2 的水解 理论上所需氨气在标准状况下的体积为 L 假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置 3Cu2 2NO 4H2O 2 24 3 乙同学为模拟过程 的反应 在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作 使G处圆底烧瓶中产生大量白烟 你认为这项操作是 填字母 a 关闭K3并熄灭酒精灯b 关闭K4并熄灭酒精灯c 关闭K3 K4并熄灭酒精灯 4 丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷 你认为该设计缺陷是 a 缺少尾气处理装置 1 氨催化氧化的化学方程式为 2 加热玻璃管2一段时间后 挤压1中打气球鼓入空气 观察到2中物质呈红热状态 停止加热后仍能保持红热 该反应是 填 吸热 或 放热 反应 3 为保证在装置4中观察到红棕色气体 装置3应装入 若取消装置3 在装置4中仅观察到大量白烟 原因是 4 为实现氨的催化氧化 也可用装置5替换装置 填装置代号 化合物X为 只写一种 Na2O2的作用是 放热 浓H2SO4 生成的NO与O2反应生成NO2 NO2 和水反应生成HNO3 NH3与HNO3反应生成了NH4NO3 1 NH4Cl 与HCl反应生成氧气 其他合理答案均 可 A D C B 解析 氯气易溶于有机溶剂四氯化碳 烧瓶中的气体压强就会减小 故能形成喷泉 氢气不溶于水 也不会和氢氧化钠反应 所以烧瓶中的气体压强不会有明显的变化 故不能形成喷泉 用鼓气装置从装置 的a处不断鼓入空气 使锥形瓶中液体进入烧瓶中 氨气极易溶于水 烧瓶中的气体压强就会减小 故能形成喷泉 浓硫酸溶于水时放热 使得浓氨水受热分解产生氨气 和氯化氢气体反应 烧瓶中的气体压强就会减小 故能形成喷泉 1 用如图甲装置进行喷泉实验 上部烧瓶已充满干燥氨气 引发水上喷的操作是 该实验的原理是 2 如果只提供如图乙的装置 请说明引发喷泉的方法 挤出胶头滴管中的水 打开弹簧夹 氨气极易溶于 水 致使烧瓶内气体压强迅速减小 水迅速进入烧瓶 形成喷泉 打开弹簧夹 用手 或热毛巾等 将烧瓶捂热 氨气受热膨胀 赶出玻璃导管内的空气 氨气与水接触 即形成喷泉 喷泉实验的原理及应用 1 喷泉实验的原理由于容器内外产生压强差而形成喷泉 气体迅速溶于水或某种溶液中 容器内压强小于容器外压强 从而产生喷泉 依据这一原理 只要能够造成容器内气体大量溶于液体 就可以形成喷泉 2 形成喷泉的类型 只要气体易溶于吸收剂 均可做喷泉实验 吸收剂可以是水 也可以是酸液 碱液等 总结提升 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体 容器内的液体由于受热挥发 如浓盐酸 浓氨水 酒精等 或由于发生化学反应产生气体 容器内产生大量气体 压强迅速增大 促使容器内液体迅速向外流动 也能形成喷泉 如喷雾器 人造喷泉 火山喷发等均是利用此原理 3 引发喷泉的几种方法 使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中 使烧瓶内气体温度降低 使气压减小 使烧瓶外待喷液面上的气压增大 4 喷泉实验的几种常见装置说明 装置 引发喷泉的方法是打开止水夹 用热毛巾或双手捂热烧瓶 松开后片刻即形成喷泉现象 1 物理性质 1 纯硝酸为无色 有 气味的 体 2 硝酸沸点较低 易挥发 在空气中遇水蒸气形成白雾 3 质量分数在69 以上的硝酸称为浓硝酸 考点三硝酸的性质及应用 刺激性 液 2 化学性质 1 强酸性稀硝酸使紫色石蕊试液变红 2 不稳定性 受热分解 市售浓硝酸呈黄色的原因是 硝酸保存在 试剂瓶中 置于冷暗处 不能用橡胶塞 硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里 棕色 3 强氧化性 与金属反应常温下 铁 铝遇冷的浓HNO3能发生 稀硝酸与铜反应 浓硝酸与铜反应 与非金属反应如浓硝酸与C的反应为 钝化 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 与还原性化合物反应硝酸可氧化H2S SO2 Na2SO3 HI Fe2 等还原性物质 如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为 王水浓HNO3和浓盐酸按体积比 混合即为王水 它的氧化性更强 能溶解Pt Au等金属 1 3 A 答案 根据电子转移关系 铜失去的电子最终被氧气所得 则有关系式2Cu O2 O2的体积为19 2g 64g mol 2 22 4L mol 3 36L 金属与硝酸反应计算题的一般方法1 思维模型 方法技巧 D B D 4 2016 长沙雅礼中学模拟 某化学兴趣小组设计了如下实验装置 欲探究铜和浓硝酸的反应是否有NO产生 题中所涉及气体体积均为标准状况下的数据 且忽略反应中溶液体积的变化 试回答下列问题 1 C装置中将铜粉分散在石棉绒中的原因是 B装置的作用为 2 在铜和浓硝酸反应前 挤压打气球鼓入空气 经A B C反应后 进入D中的气体主要是 填化学式 通入该气体的目的是 进行此步操作时应关闭 打开 填 k1 k2 或 k3 增大铜与空气的接触面积 有利于除去空气中的氧气 既能干燥气体 防止加热时 仪器炸裂 同时直立于水面的玻璃管平衡内外气压 能显示实验过程中是否存 在堵塞 防止发生危险 N2 赶尽装置中的空气 氧气 防止可能生成的NO与O2反应而影响实验结论 k3 k1 k2 3 关闭k1 k2 打开k3 由分液漏斗向装有一定量铜片的D中滴加14mol L 1浓硝酸10 00mL 待Cu和浓硝酸反应结束后 再通过分液漏斗向D中加入CCl4至满 你认为这样操作的目的是 4 若E中发生倒吸 可采取的应急操作是 将反应产生的气体全部赶出 使其与E中 水完全反应 及时关闭k3 或将F中的量气管向 下移动 但不能让其中的水溢出 解析 2 气球中的空气成分主要是氧气 氮气 二氧化碳 水蒸气等 通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳 通过浓硫酸除去水蒸气 C装置用于除掉空气中的氧气 所以进入D装置的气体主要是氮气 通入氮气的目的是把试管中的空气排尽 避免生成的一氧化氮气体被氧气氧化为二氧化氮 无法验证铜和浓硝酸反应产物中有一氧化氮气体生成 依据气体流向 关闭k3 打开k1 k2 让氮气把试管中的空气赶尽 3 关闭k1 k2 打开k3 由分液漏斗向D中滴加浓硝酸 Cu和浓硝酸反应结束后 通过分液漏斗向D中加入CCl4至满 因为氮气和氮氧化物不溶于四氯化碳 可把氮气和生成的气体全部排入E装置 4 若E中发生倒吸 可以调节F中量气管的液面高度改变压强 向下调节量气管 注意不能使其中的水溢出 使E中的压强减小 防止液体发生倒吸 或直接关闭k3 不让液体进入D装置 总结提升 B C 1 氮及其化合物的转化关系 考点四氮及其化合物转化关系的综合应用 2016 河南名校模拟 下列关系图中 A是一种正盐 B是气态氢化物 C是单质 F是强酸 当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系 其他产物及反应所需条件均已略去 当X是强碱时 过量B跟氯气反应除生成C外 另一产物是盐酸盐 D 同一个转化关系图 角度不同可以得到不同的转化 故在复习时对各种元素及其化合物的关系图中相似的转化关系 应加强联系 并关注其中某些物质的特征差异 以便明确具体物质 具有特殊颜色的气体 黄绿色气体是Cl2 红棕色气体为NO2 具有特殊性质的气体 氨气是中学阶段需掌握的唯一碱性气体 具有特殊气味的气体 有臭鸡蛋气味的气体是H2S 2016 莱州一中高三月考 A G及X Y均是中学化学常见物质 其中B D E F G在常温下为气体且B为红棕色 C是红色的金属单质 它们之间有如下转化关系 产物中的水已略去 试完成下列问题 1 B的化学式为 2 反应 中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3 写出反应 的离子方程式 4 写出电解X溶液的阳极反应式 若电解一段时间后转移了0 2mol电子 则此时电解产生的气体在标准状况下的体积为 5 写出反应 的化学方程式 NO2 1 2 4OH 4e O2 2H2O 1 12L 答案 碳酸氢钠 碳酸铵 高锰酸钾 碱式碳酸铜等 氮及其化合物推断题的突破口有关氮及其重要化合物的推断题常以产生白烟 红棕色气体 无色气体在空气中变为红棕色 能使红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口 产生白烟 一般为铵盐的产生现象 红棕色气体是NO2 必然是浓硝酸与还原剂反应后的产物 无色气体在空气中变为红棕色是NO的转变现象 能使红色石蕊试纸变为蓝色是确定氨气的依据 依据这些特殊现象 结合题中的转化关系 一般能够较好地解决推断题 方法技巧 1 2016 山东枣庄调研 已知甲 乙 丙三种物质均含有同种元素X 其转化关系如下 B 解析 若A为NaOH溶液 则甲可为氯化铝 乙为氢氧化铝 丙为偏铝酸钠 X为短周期的铝元素 A正确 若A为硝酸 则甲为铁 乙为硝酸亚铁 丙为硝酸铁 X为铁元素 铁与硝酸亚铁不能生成硝酸铁 B错误 若A为氧气 丙在通常状况下为红棕色气体 则甲为氮气 乙为一氧化氮 丙为二氧化氮 C正确 若乙为NaHCO3 A为氢氧化钠 则甲为CO2 丙可以为CO2或碳酸钠 D正确 2 2016 北京西城区检测 已知 常温常压下