安徽省蚌埠铁中2014届高考化学一轮复习（夯实基础+配配套规范训练卷）《专题4第5讲 生活中的含氮化合物一 氮的氧化物和硝酸》

1 第第 5 5 讲讲 生活中的含氮化合物生活中的含氮化合物 一一 氮的氧化物和硝酸氮的氧化物和硝酸 考纲要求 1 知道氮气稳定的原因及用途 2 了解常见的氮的氧化物 NO NO2 的性质及 对环境的影响 3 会用硝酸的氧化性解释硝酸与金属 非金属及其他具有还原性物质反应 的特点 考点一 氮气及氮的氧化物 1 氮气 1 氮的固定 使空气中 的氮转化为 的过程 2 氮气的性质 物理性质 纯净的 N2是一种无色无味的气体 难溶于水 在空气中约占总体积的 化学性质 通常情况下 N2化学性质很稳定 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 H2反应 b 与 O2反应 2 氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5等 完成 NO 和 NO2的比较表 NONO2 颜色 毒性 物理 性质 溶解性 与 O2反应2NO O2 2NO2化学 性质与 H2O 反应3NO2 H2O 2HNO3 NO 实验室制法 填化学方程式 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 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 特别提醒 1 氮的氧化物都是大气污染物 2 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 1 根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属 为什么氮气很稳定 2 农谚 雷雨发庄稼 写出雷雨时 雨水中形成稀硝酸的化学方程式 3 相同质量的镁条分别在氧气 氮气和空气中充分燃烧 所得固体产物的质量由大到小的 顺序是 过量的镁条分别在相同状况下相同体积的氧气 氮气和空气 中充分燃烧 所得固体产物的质量由大到小的顺序是 空气中的 CO2可忽略 4 如何鉴别 NO2与溴蒸气 5 将容积为 50 mL 的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体 将量筒倒置在盛满水的水槽里 一段时间后 量筒里剩余气体体积为 5 mL 则原混合气体中 NO2和 O2体积比可能是 或 氮的氧化物的几种计算的方法 1 NO2或 NO2与 N2 非 O2 的混合气体溶于水时 可依据 3NO2 H2O 2HNO3 NO 利用气 体体积的变化差值进行计算 2 NO2和 O2的混合气体溶于水时 由反应 4NO2 O2 2H2O 4HNO3进行计算 当V NO2 V O2 4 1 时 恰好完全反应 无气体剩余 当V NO2 V O2 4 1 时 NO2过量 剩余气体为 NO 当V NO2 V O2 4 3 时 剩余气体为 NO 当V NO V O2 V2 V3 B V1 V3 V2 C V2 V3 V1 D V3 V1 V2 4 烧瓶中放入铜片和稀硝酸 用酒精灯加热来制取较纯净的一氧化氮 反应开始后发现烧 瓶中充满红棕色气体 则应 A 立即接上收集容器 用向上排空气法收集 B 待烧瓶中红棕色气体消失后 用向上排空气法收集 C 待烧瓶中红棕色气体消失后 用排水法收集 D 立即用排水法收集 5 将相同质量的铜片分别和过量浓硝酸 稀硝酸反应 下列叙述正确的是 A 反应速率 两者相同 B 消耗硝酸的物质的量 前者多 后者少 C 反应生成气体的颜色 前者浅 后者深 D 反应中转移的电子总数 前者多 后者少 二 不定项选择题 6 每年春季是疾病 流行性传染病多发的季节 几年前的 SARS 至今让人心悸 最新的研 究表明 一氧化氮吸入治疗法可快速改善 SARS 重症患者的缺氧状况 缓解病情 病毒 学研究证实 一氧化氮对 SARS 病毒有直接抑制作用 下列关于一氧化氮的叙述不正确 的是 A 一氧化氮是一种无色的气体 B 常温常压下 一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C 含等质量氧元素的一氧化氮与一氧化碳的物质的量相等 D 一氧化氮溶于水 不能用排水法收集 7 如右图所示为装有活塞的密闭容器 内盛 22 4 mL NO 若通入 11 2 mL 氧气 气体体积 均在标准状况下测定 保持温度和压强不变 则容器内混合气体的密度是 A 等于 1 369 g L 1 B 等于 2 054 g L 1 C 在 1 369 g L 1和 2 054 g L 1之间 D 大于 2 054 g L 1 8 将 3 2 g Cu 跟 30 0 mL 10 0 mol L 1的 HNO3充分反应 还原产物有 NO 和 NO2 若反 应后溶液中有a mol H 则此时溶液中含 NO的物质的量为 3 A 0 5 a mol B 0 1 a mol C 0 1 a mol D 2 a mol 9 将 22 4 g 铁粉逐渐加入到含 HNO3 0 8 mol 的稀 HNO3中 反应生成气体的物质的量 x 随消耗铁粉的物质的量 y 的变化关系如图所示 其中正确的是 13 10 为了除去 NO NO2 N2O4对大气的污染 常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理 反应方程 式 2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O NO2 NO 2NaOH 2NaNO2 H2O 现有由a mol NO b mol NO2 c mol N2O4组成的混合气体恰好被V L 氢氧化钠溶液吸收 无气 体剩余 则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为 A mol L 1 B mol L 1 a b c V 2 a b c 3V C mol L 1 D mol L 1 a b 2c V b 2c V 11 如图所示 向一定量的铁粉中加入一定体积 12 mol L 1 的硝酸 加 热充分反应后 下列微粒在体系中一定大量存在的是 A NO B Fe3 3 C NO D NO2 三 非选择题 12 工业上用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜 在实际生产中 先把铜屑在空气中灼烧 再跟用等体积水稀释的浓硝酸反应来制取硝酸铜 请回答下列问题 1 不宜于用铜屑直接跟硝酸反应来制取硝酸铜的原因是 2 浓硝酸用等体积水稀释的目的是 3 要得到硝酸铜晶体 应选用 4 反应中硝酸表现出 性 13 甲 乙 丙均为中学化学常见的气体单质 A B C 为常见的化合物 已知 A 和 B 都极易溶于水 用两根玻璃棒分别蘸取 A 和 B 的浓溶液后 相互靠近会看到 白烟 各物质之间存在如图所示的转化关系 Error CC 溶液Error 水 请回答下列问题 1 C 溶液显 性 填 酸 碱 或 中 理由是 用离子方程式表示 14 2 乙和甲反应生成 A 的化学方程式为 C 和氢氧化钠溶液生成 A 的离子方程式为 3 丙气体通入 1 L 氢氧化钠溶液中恰好完全反应 此时电子转移为 2 mol 则氢氧化 钠溶液的物质的量浓度为 4 常温下 向含白色沉淀 M 的浊液中加入氯化钠固体 M 的溶解度将 填 增大 减小 或 不变 Ksp M 将 填 增大 减小 或 不变 14 在如图所示的实验装置中 盛有足量水的水槽里放有两个烧杯 小烧杯里放有铜片和 浓硝酸 小烧杯外面倒扣一大烧杯 请回答下列问题 1 实验过程中 一定能观察到的现象有 2 用该装置做铜与浓硝酸反应的实验 最突出的优点是 3 若要验证最终得到的气体中是否有 NO 最简便的方法是 15 为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮 某校学生实验小组设计了一个实验 其装置 如下图所示 加热装置和固定装置均已略去 B 为一个用金属丝固定的干燥管 内装 块状碳酸钙固体 E 为一个空的蒸馏烧瓶 F 是用于鼓入空气的双连打气球 1 实验时 先将 B 装置下移 使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体 当 C 处产生白色沉淀 时 立刻将 B 装置上提 使之与稀硝酸分离 该组学生设计此步操作的目的为 2 将 A 中铜丝放入稀硝酸中 给装置 A 微微加热 在装置 A 中产生无色气体 其反应 的化学方程式为 3 装置 E 中开始时出现浅红棕色气体 用 F 向 E 中鼓入空气后 可观察到烧瓶 E 内气 15 体颜色加深 产生上述现象的原因是 5 一段时间后 C 中白色沉淀溶解 其原因是 5 装置 D 的作用是 16 答案答案 基础再现 深度思考 考点一 1 1 游离态 化合态氮 2 4 5 N2 3H22NH3 高温 高压 催化剂 N2 O22NO 放电 2 无色 红棕色 有毒 有毒 不溶 能溶 考点二 1 无色有刺激性气味的液体 易 与水以任意比互溶 质量分数大于 98 的硝酸 2 试液变红 试液先变红后褪色 4HNO34NO2 O2 2H2O 或光照 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 3Fe2 NO 4H 3Fe3 NO 2H2O 3 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O C 4HNO3 浓 CO2 4NO2 2H2O 3 4NH3 5O24NO 6H2O Pt 2NO O2 2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO 深度思考 1 氮气的性质不仅与原子结构有关 还与氮分子的构成有关 氮气分子中的 N N 键 键 能很大 分子结构稳定 故分子很稳定 2 N2 O22NO 2NO O2 2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO 放电 3 MgO MgO Mg3N2 Mg3N2 Mg3N2 MgO Mg3N2 MgO 4 由于 NO2和 Br2在性质上有不少相似性 均具有氧化性 溶于水均有酸生成 均 可与碱反应 均为红棕色等 所以不能用淀粉 KI 试纸 pH 试纸 NaOH 溶液来鉴别 但二者性质又有差别 可以用下列方法鉴别 AgNO3溶液 CCl4 用水洗法 5 18 7 43 7 6 硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热会发生分解 生成的 NO2溶于浓硝酸所致 所以消除 的方法是通入 O2 或空气 使其发生反应 4NO2 O2 2H2O 4HNO3 保存时应保存在棕 色试剂瓶中 并置于阴凉处 7 是化学变化 钝化是在铁 铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜 阻止了金属与硝酸 的进一步反应 8 A 硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的典型特征是既有硝酸盐的生成又有氮元素较低 价化合物的生成 对照四个选项 A 符合题意 B 只起酸的作用 C 只起氧化剂的作用 D 只作为反应物 规律方法 解题指导 例 1 1 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 铜片逐渐溶解 溶液逐渐变蓝 有红棕色气体产生 2 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 3 加入稀硫酸后 H2SO4电离出 H 与原溶液中的 NO与 Cu 反应 3 17 3Cu 2NO 8H 3Cu2 2NO 4H2O 3 4 0 65 mol 例 2 A O2为氧化剂 Cu 为还原剂 HNO3相当于仅仅发生了复分解反应 则n Cu 2n O2 0 15 mol n NaOH 2n Cu 0 3 mol V NaOH 0 06 0 3 mol 5 mol L 1 L 60 mL 故选 A 例 3 1 5 824 5 376 2 3 57 8 aV 10 3 0 5 0 14 例 4 1 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 2 生成蓝色溶液 放出红棕色气体 3 往分液漏斗中加水稀释浓硝酸 打开活塞 放入稀硝酸 4 C 5 利用 Cu 与浓硝酸反应生成的 NO2排出具支试管中的空气 有利于观察 Cu 与稀硝酸 的反应产物 6 往蓝色溶液中通入 NO2 溶液变成绿色 或加热绿色溶液 有红棕色气体产生 溶液变成蓝色 解析 铜与浓硝酸反应的化学方程式为 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 实验中具支试管中溶液变蓝 且有红棕色气体产生 向试管中加水将浓硝酸稀释后 可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验 这样可以利 用 Cu 与浓硝酸反应产生的 NO2排出具支试管中的空气 有利于观察铜与稀硝酸反应的 产物 由于硝酸均过量 铜的质量相同 溶液的体积相同 所以铜无论是与稀硝酸反应 还是与浓硝酸反应 生成的 Cu2 的浓度是相同的 看法 是不合理的 可通过向蓝色 溶液中通入 NO2看溶液是否变绿 或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明 真题重组 规范集训 1 1 2 3 4 5 2 1 2 3 D 分析反应中有关元素的化合价变化情况 C2H8N2中 C N 元素的化合价均升高 N2O4 中 N 元素的化合价降低 故 N2O4是氧化剂 C2H8N2是还原剂 C2H8N2发生氧化反应 N2O4发生还原反应 故 D 项正确 其他各项均错误 4 A 氮氧化合物与灼热铜粉反应的化学方程式为 2NOx 2xCu2xCuO N2 根据题目给定的数据可判断氮氧化合物为 NO2 5 D 14 7N 原子序数为 7 含 7 个电子 16 8O 原子序数为 8 含 8 个电子 D 选项 中 N2O3所含电子数为 7 2 8 3 38 符合题意 6 3NO2 H2O 2HNO3 NO 6 72 解析 根据题给化学方程式可知当 6 mol NO2全部参加反应时 转移电子 6 mol 4 0 24 mol 故转移 1 2 mol 电子时 消耗 NO2 0 3 mol 即 6 72 L 18 7 1 0 25 2 1 64 3 不符合 因吸收后烟气总体积减小 NOx含量仍超过 400 mg m 3 4 30 g mol 1 n NO 46 g mol 1 n NO g 1 9 2 000 1 000 n NO 0 057 mol NO 2HNO3 3NO2 H2O x 2x 3x x 0 017 6 mol 1 9 0 057 mol 3x 0 057 mol x 3 2 n HNO3 2x 0 035 2 mol n NaNO2 2n NO n NO2 n NO 0 088 7 mol 1 2 m NaNO2 0 088 7 mol 69 g mol 1 90 5 5 g 8 1 2 3 9 1 3 mol L 1稀硝酸 浓硝酸 氢氧化钠溶液 2 通入 CO2一段时间 关闭弹簧夹 将装置 中导管末端伸入倒置的烧瓶内 3 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 4 将 NO2转化为 NO 3NO2 H2O 2HNO3 NO 5 装置 中液面上方气体仍为无色 装置 中液面上方气体由无色变为红棕色 6 acd 课时规范训练 教材习题回扣 1 A 2 1 2 3 4 3 1 NO2 NO NO2 NO2 2 2CO 2NO 催化剂 CO2 N2 3 5 06 能力提升训练 1 D 2 C 3 B 4 C 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O NO 因与空气中的 O2反应生成红棕色 的 NO2 同时还含有 N2 所以想得到较纯净的 NO 必须待烧瓶中红棕色气体消失后 用 排水法收集 答案为 C 5 B 本题主要考查学生对 Cu 与浓 稀硝酸反应原理的了解 同时综合考查了反应速率 的影响因素 电子转移计算及 NO 和 NO2的颜色等知识 铜片与浓 稀 HNO3的反应方程 式分别为 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 因浓度越大反应速率越大 所以 A 错 又因 NO2为红棕色 NO 为无色 所以 C 错 因两种酸都过量 铜完全溶解 所以转移电子数相等 D 错 由方程式不难 看出 同质量的铜消耗浓 HNO3多 故选 B 6 BD 7 D 8 B 9 C 10 C 11 AD 本题对 Fe 与浓 HNO3的反应由于相对量不同而得到不同产物的知识进行了考查 Fe 与浓 HNO3反应可能生成 Fe NO3 2 Fe 过量 或 Fe NO3 3 Fe 不足 和 NO2 故一定存在 19 NO和 NO2 3 12 1 铜跟浓硝酸直接反应会有氮的氧化物生成 既产生污染 又降低硝酸的利用率 铜 屑在空气灼烧生成 CuO CuO 跟 HNO3反应没有氮的氧化物生成 既避免