氮及其化合物知识点-+典型题

氮及其化合物氮及其化合物 一 氮 一 氮 1 1 氮元素的存在氮元素的存在 既有游离态又有化合态 它以双原子分子 N2 存在于大气中 约占空气总体积的 78 或总质量的 75 氮是生命物质中的 重要组成元素 是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素 是农作物生长所必需的元素 充足的氮肥使植物枝叶茂盛 叶片增大 从 而提高农作物的产量和质量 2 2 氮气的结构和性质氮气的结构和性质 1 物理性质 纯净的氮气是一种无色 无味 密度比空气稍小的气体 熔点为 209 86 沸点为 195 8 难溶于水 2 氮氮叁键的键能高达 946kJ mol 1 键能大 分子结构稳定 化学性质不活泼 3 化学性质 常温下 N2的化学性质很不活泼 可代替稀有气体做保护气 但在高温 放电 点燃等条件下 N2能与 H2 O2等发生化学 反应 N2 3H2 2NH3 可逆反应 是工业上合成氨的反应原理 与 O2反应 与 Mg 反应 N2 3 Mg Mg3N2 3 3 氮气的用途与工业制法氮气的用途与工业制法 1 氮气的用途 合成氨 制硝酸 用作保护气 保护农副产品 液氮可作冷冻剂 2 氮气的工业制法 工业上从液态空气中 利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气 4 4 氮的固定氮的固定 将空气中游离的氮气转变为氮的化合物的方法 统称为氮的固定 氮的固定有三种途径 1 生物固氮 豆科作物根瘤菌将 N2转化为化合态氮 2 自然固氮 天空中打雷闪电时 N2转化为 NO N2 02放电 2NO 3 工业固氮 在一定的条件下 N2和 H2人工合成氨 N2 3H2 2NH3 可逆反应 二 氮的氧化物 二 氮的氧化物 各种价态氮氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 其中 N2O3和 N2O5分别是 HNO2和 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N HNO3的酸酐 气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质 在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾 1 1 NONO 和和 NONO2 2性质比较性质比较 1 物理性质 NO 无色 无味的气体 难溶于水 有毒 NO2 红棕色 有刺激性气味的气体 有毒 2 化学性质 NO 不与水反应 易被氧气氧化为 NO2 2NO O2 2NO2 NO2 易与水反应生成硝酸和 NO 在工业上利用这一反应制取硝酸 3NO2 H2O 2HNO3 NO 有较强的氧化性 可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 三 氨 三 氨 氨的物理性质 1 氨是无色有刺激性气味的气体 密度比空气小 极易液化 极易溶于水 常温常压下 1 体积水能溶解约 700 体积的氨 2 分子结构 氨分子为三角锥形 3 氨的化学性质 1 氨与水反应 氨溶于水的水溶液称为氨水 其中大部分 NH3与水结合成一水合氨 NH3 H2O 但氨水的溶质仍然为 NH3 一 水合氨可以部分电离成 NH4 和 OH 故氨水显弱碱性 能使酚酞试液变红 NH3 H2O 受热又容易分解为 NH3和 H2O 氨水的密度 小于 1g mL 1 且溶质的质量分数越大 溶液的密度越小 NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 常用 此性质检验 NH3的存在 NH3 H2O NH3 H2ONH4 OH 2 氨与酸反应 a 氨与氯化氢反应 NH3 HCl NH4Cl 产生大量白烟 b 氨与硫酸反应 2NH3 H2SO4 NH4 2SO4 c 氨与硝酸反应 NH3 HNO3 NH4NO3 产生大量白烟 可用浓盐酸检验氨气 氨气与挥发性酸反应有白烟产生 遇难挥发性酸无此现象 具有还原性 4NH3 5O2 6 H2O 4NO 氨的催化氧化 是工业上制硝酸的基础 也是工业上制 NO 的方法 4 液氨与氨水的区别 液氨氨水 形成氨气液化氨气溶于水 物质分类纯净物混合物 微粒种类 NH3 NH3 NH3 H2O H2O NH4 OH H 存在条件常温常压下不能存在常温常压下可存在 5 氨的用途与保存 1 用途 氨是氮肥工业及制造硝酸 铵盐 纯碱等的重要原料 氨也是有机合成工业的常用原料 如制尿素合成纤维 染料等 氨还可用作制冷剂 2 保存 氨水盛装在玻璃容器 橡皮袋 陶瓷坛或内涂沥青的铁桶内 6 氨的实验室制法 1 实验原理 用铵盐与碱共热 2NH4Cl Ca OH 2CaCl2 2NH3 2H2O 2 装置 见下图 3 收集 向下排空气法 4 检验 用红色的石蕊试纸检验是否变蓝 用粘有浓盐酸的玻璃棒检验 产生白烟 5 干燥 用碱石灰干燥 注意 也可用浓氨水与强碱混合 或向浓氨水中加生石灰 2NH3 H2O CaO Ca OH 2 2NH3 H2O 四 铵盐 四 铵盐 1 铵盐的含义和物理性质 氨与盐酸反应的产物是 NH4Cl 像 NH4Cl 这样由铵根离子和酸根离子构成的化合物叫做铵盐 铵盐都是晶体 并且都易溶 于水 2 铵盐的化学性质 铵盐受热分解 氯化铵受热分解的实验探究 实验步骤 将少量 NH4Cl 固体放入试管中 在酒精灯上加热并观察实验现象 实验现象 加热后不久 在试管上端的内壁上有白色固体附着 实验结论 受热时 NH4Cl 会分解 生成 NH3和 HCl 冷却时 NH3和 HCl 又重新结合 生成 NH4Cl NH4Cl 加热 NH3 HCl NH3 HCl NH4Cl NH4 2CO3和 NH4HCO3受热时也会分解 生成 NH3 H2O 和 CO2 并不是所有的铵盐受热分解都会产生 NH3 2NH4NO3加热 2N2 O2 4H2O 3 NH4 的检验 向含有 NH4 的溶液或晶体中滴加浓 NaOH 溶液 加热时有刺激性气味的气体生成且气体能使湿润的红 色石蕊试纸变蓝 则证明了溶液或晶体中 NH4 的存在 五 硝酸 1 硝酸的物理性质 纯硝酸是无色易挥发 有刺激性气味的液体 能与水以任意比混溶 98 以上的浓硝酸在空气中由于挥发出 HNO3而产生 发烟 现象 通常叫做发烟硝酸 2 硝酸的化学性质 1 硝酸的不稳定性 硝酸不稳定 很容易分解 硝酸越浓 就越容易分解 4HNO3 浓 2H2O 4NO2 O2 浓硝酸呈黄色 就是由于硝酸分解产生的 NO2溶于硝酸的缘故 硝酸应保存在棕色细口瓶 放在黑暗而且温度低的地方 2 硝酸的强氧化性 氧化金属 硝酸是一种强氧化剂 几乎能与所有的金属 Pt Au 除外 发生氧化还原反应 但常温下 铁 铝在浓硝酸中发生钝化 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3 Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O Ag 2HNO3 浓 AgNO3 NO2 H2O 3Ag 4HNO3 稀 3AgNO3 NO 2H2O 常温下 冷的浓 HNO3可将铁 铝钝化 所以冷浓硝酸可以用铁制品或铝制品盛装运输 氧化非金属 硝酸还能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应 4HNO3 浓 C 4NO2 2H20 CO2 6HNO3 浓 S6NO2 2H20 H 2SO4 硝酸应保存在棕色细口瓶 放在黑暗而且温度低的地方 硝酸的还原产物与其浓度有关 一般情况下 浓 HNO3被还原为 NO2 稀硝酸被还原 NO 硝酸浓度越大 氧化性越强 与金属的反应就越快 与金属反应时 HNO3既体现氧化性 又体现酸性 生成硝酸盐 NO3 在离子共存问题的判断中的特殊性 H NO3 不能共存 表现出强氧化性 3 王水 浓硝酸与浓盐酸体积比为 1 3 的混合溶液 王水能溶解硝酸所不能溶解的金 铂等 2012 重庆卷 下列叙述正确的是 c A Fe 与 S 混合加热生成 FeS2 B NaHCO3的热稳定性大于 Na2CO3 C 过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成 D 白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷 下列除杂质的方法不可行的是 A A 用过量氨水除去 Al3 溶液中的少量 Fe3 B 将混合气体通过灼热的铜网除去 N2中少量 O2 C 用新制的生石灰 通过加热蒸馏 以除去乙醇中的少量水 D 用盐酸除去 AgCl 中少量的 Ag2CO3 将空气中氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮 下面能实现人工固氮的是 D A 闪电 B 电解饱和食盐水车间 C 根瘤 D 合成氨车间 下列有关试剂的保存方法 错误的是 A A 浓硝酸保存在无色玻璃试剂瓶中 B 少量的钠保存在煤油中 C 氢氧化钠溶液保存在具橡皮塞的玻璃试剂瓶中 D 新制的氯水通常保存在棕色玻璃试剂瓶中 2012 福建卷 下列物质与水作用形成的溶液能与 NH4Cl 反应生成 NH3的是 A 二氧化氮 B 钠 C 硫酸镁 D 二氧化硅 对于某些离子的检验及结论一定正确的是 C A 加入稀盐酸产生无色气体 将气体通入澄清石灰水中 溶液变浑浊 一定有 CO32 B 加入氯化钡溶液有白色沉淀产生 再加盐酸 沉淀不消失 一定有 SO42 C 加入氢氧化钠溶液并加热 产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝 一定有 NH4 D 加入碳酸钠溶液产生白色沉淀 再加盐酸白色沉淀消失 一定有 Ba2 图 4 47 中为中学化学教材上的喷泉实验装置 在烧瓶中充满干燥气体 胶头滴管及少杯中分别盛有液 体 下列各组中不能形成喷泉的是 B A HCl 和 H2O B O2和 H2O C NH3和 H2O D CO2和 NaOH 溶液 浓硝酸与下列物质反应时 硝酸即表现也氧化性 又表现出酸性的是 BD A Cu OH 2 B Cu C 木炭 D FeO 将铁屑溶于过量盐酸后 再加入下列物质 会有三价铁生成的是 BC A H2SO4 B 氯水 C Zn NO3 2 D CuCl2 对下列事实解释错误的是 C A 在蔗糖中加入硫酸后同现发黑的现象 说明浓硫酸有脱水性 B 浓硝酸在光照下颜色变黄 说明浓硝酸不稳定 C 常温下 浓硝酸可以用铝罐贮存 说明铝与浓硝酸不反应 D 反应 CuSO4 H2S CuS H2SO4 能进行 说明硫化铜即不溶于水 也不溶于稀硫酸 8 在反应 5NH4NO3 4N2 2HNO3 9H2O 中 发生氧化反应的氮元素与发生还原反应的 氮元素的物质的量之比为 A 3 5 B 5 3 C 5 4 D 4 5 下列各组离子 能在同中溶液中大量共存的是 B A NH4 Na OH SO42 B NH4 Mg2 NO3 Cl C Ba2 OH Cl SO42 D Fe2 H Cl NO3 当三份铜粉分别与足量的稀硝酸 浓硝酸 热的浓硫酸反应和 收集到的气体在相同状况 下体积相等时 三份铜粉的质量比为 A A 3 1 2 B 3