高考化学 第13讲 氮及其化合物课件.ppt

第13讲氮及其化合物 课标版化学 题组一氮气 一氧化氮 二氧化氮1 氮气的物理性质 2 氮气的化学性质 3 一氧化氮 二氧化氮 题组二氨和铵盐1 氨 1 结构与物理性质 2 化学性质nh3 3 制法与用途a 实验室制法 2nh4cl ca oh 2cacl2 2nh3 2h2o b 工业制法 n2 3h22nh3 c 用途 制hno3 铵盐 纯碱 尿素 制冷剂等 2 铵盐 1 构成 由n和酸根离子构成 2 物理性质 白色或无色晶体 都能溶于水 3 化学性质 题组三硝酸1 物理性质 1 纯硝酸为无色 有 刺激性气味的 液体 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 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a 浓硝酸不稳定 见光或受热易分解 反应的化学方程式为 4hno3 浓 2h2o 4no2 o2 b 存放 hno3应盛放在 棕色试剂瓶里 并存放在 黑暗阴凉处 c 浓硝酸常呈黄色是因为hno3分解产生的no2溶解于硝酸中 去掉硝酸中黄色的方法是通入少量o2 发生的反应为 4no2 o2 2h2o4hno3 3 强氧化性a 与金属的反应 大部分金属能与硝酸反应 cu与浓 稀硝酸均能反应 化学方程式分别为 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 常温下 铁 铝遇冷的浓hno3能发生 钝化 b 与非金属 木炭 的反应 c 4hno3 浓 co2 4no2 2h2o c 硝酸还能与其他还原剂 如h2s so2 na2so3 feso4 ki nabr等发生氧化还原反应 d 王水浓hno3和浓盐酸按体积比1 3混合即为王水 它的氧化性更强 能溶解pt au等金属 1 判断下列说法是否正确 1 no只能用排水法收集 不能用排空气法收集 2 no2只能用排空气法收集 不能用排水法收集 3 no no2都是酸性氧化物 4 氮的氧化物能导致光化学烟雾和酸雨 破坏臭氧层 答案 1 2 3 4 题组一氮气 一氧化氮 二氧化氮 2 下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是 n2 no2 no2 no no2 hno3 n2 no n2 nh3a b c d 答案c该题有两个要求 1 必须加入氧化剂 2 一步反应就能完成 反应 从化合价角度来看都升高 但反应 n2 no2不能一步反应就完成 而反应 no2 hno3不加氧化剂也能实现 如3no2 h2o2hno3 no 在该反应中 no2既是氧化剂又是还原剂 只有反应 n2 no必须加入氧化剂且一步反应就能完成 3 最近的病毒学研究发现 一氧化氮对非典病毒抑制作用明显 下列关于no的说法正确的是 a no是亚硝酸的酸酐b no只能通过人工合成c no可以是某些含低价态氮元素的物质的氧化产物d no与o2按4 1的体积比混合后与足量水反应可完全转化为硝酸答案c亚硝酸 hno2 的酸酐是n2o3 故a错 no可以通过人工合成 也可以通过雷电作用生成 故b错 no可以是某些含低价态氮元素的物质的氧化产物 如4nh3 5o24no 6h2o 故c正确 no与o2按4 3的体积比混合后与足量水反应 可完全转化为hno3 4no 3o2 2h2o4 hno3 4 有关氨的性质的叙述正确的是 a 氨能在空气中燃烧b 氨水呈碱性c 氨水和酸相遇都能产生白色烟雾d 纯净的氨水是化合物答案b纯净的nh3能在o2中燃烧 产物是n2和h2o 也能在高温和催化剂的作用下发生催化氧化反应 但是不能在空气中燃烧 a项错 由于氨水中存在 nh3 h2on oh 故氨水显碱性 b项对 氨气只有与挥发性酸相遇才能生成白烟 c项错 氨水是混合物 d项错 题组二氨和铵盐 5 下列说法不正确的是 氨气溶于水能导电 所以氨气是电解质 实验室可用浓氨水与naoh固体制取氨气 氨和酸反应生成铵盐 与挥发性酸相遇时能形成白烟 某晶体与naoh共热放出一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 则该晶体中含有n 氨水中含有氮元素最多的微粒是n 把nh3通入稀hno3中 当nh3和hno3等物质的量反应时 溶液的ph等于7a b c d 答案cnh3溶于水生成nh3 h2o nh3 h2o部分电离而使氨水导电 故 nh3不是电解质 在氨水中 nh3 h2o的电离很微弱 故含氮元素最多的微粒是nh3 h2o 当nh3和hno3等物质的量反应生成nh4no3时 n水解使溶液呈酸性 6 判断下列说法是否正确 1 浓硝酸的还原产物一般是no2 而稀硝酸的还原产物一般是no 并且硝酸的浓度越大 氧化性越强 2 硝酸与金属反应时 只体现硝酸的强氧化性 3 硝酸与活泼金属mg al等反应产生h2 而与cu反应产生no或者no2 4 将浓硝酸滴在干燥的蓝色石蕊试纸上 现象是先变红后褪色 答案 1 2 3 4 题组三硝酸 7 关于硝酸的叙述中不正确的是 a 浓硝酸与浓盐酸一样 在空气中出现白雾b 浓硝酸见光分解和受热分解的产物相同 都是no2 o2和h2oc no2与水反应有硝酸生成 所以no2是硝酸酸酐d 硝酸与金属反应 既表现氧化性 又表现酸性答案c3no2 h2o2hno3 no 该反应是氧化还原反应 no2不是酸性氧化物 hno3的酸酐是n2o5 8 有某硫酸和硝酸的混合溶液20ml 其中含有硫酸的浓度为2mol l 1 含硝酸的浓度为1mol l 1 现向其中加入0 96g铜粉 充分反应后 假设只生成no气体 最多可收集到标况下的气体的体积为 a 89 6mlb 122mlc 168mld 224ml答案d3cu 8h 2n3cu2 2no 4h2o0 015mol0 1mol0 02mol经比较cu不足 由cu的量可求得生成no0 01mol 即标况下气体的体积为224ml 9 在浓硝酸中放入铜片 回答下列问题 1 反应开始时的化学方程式为 实验现象为 2 若铜有剩余 则反应将要结束时的化学方程式为 3 待反应停止后 再加入少量25 的稀硫酸 这时铜片上又有气泡产生 其原因是 答案 1 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 铜片逐渐溶解 有红棕色的气体产生 溶液呈蓝色 2 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 3 h2so4电离出h 溶液中还有n 故又会发生反应 3cu 8h 2n3cu2 2no 4h2o解析略 重难一有关氮的氧化物的计算典例1 2014河南焦作模拟 在一定条件下 将m体积no和n体积o2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内 充分反应后 容器内残留体积的气体 该气体与空气接触后变为红棕色 则m与n的比值为 a 3 2b 2 3c 8 3d 3 8考查内容有关氮的氧化物的计算 解题关键先要判断是属于一氧化氮和氧气的混合物与水反应还是二氧化氮和氧气的混合物与水反应 然后利用守恒法列式即可 可以按原子守 恒列式也可以按得失电子守恒列式 解析解法一 因残留的气体为体积的no 由反应4no 3o2 2h2o4hno3知 参加反应的no和o2的体积比为4 3 即 n 4 3 m n 8 3 解法二 因nohno3 o2hno3 根据得失电子守恒及阿伏加德罗定律知 3 4 即m n 8 3 解法三 因生成物hno3的酸酐为n2o5 则参加反应的no和o2中的氮原子和氧原子数目之比为2 5 根据阿伏加德罗定律得 2 5 即m n 8 3 答案c 1 1将盛有12mlno2和o2的混合气体的量筒倒立于水槽中 充分反应后 还剩余2ml无色气体 则原混合气体中o2的体积是 a 1 2mlb 2 4mlc 3 6mld 4ml答案ad解析若no2过量 剩余气体为no 则由3no2 h2o2hno3 no可得 过量的no2为6ml 发生4no2 o2 2h2o4hno3反应的气体总体积为12ml 6ml 6ml 其中o2为6ml 1 2ml 若o2过量 则无色气体为o2 发生4no2 o2 2h2o4hno3反应的气体总体积为12ml 2ml 10ml 其中o2为10ml 2ml 所以原混合气体中含o22ml 2ml 4ml 1 2常温下 将充满等体积混合气体的试管倒立在水槽中 试管内气体体积不会明显减少的一组是 a b c d 答案a解析 4no 3o2 2h2o4hno3 4no2 o2 2h2o4hno3 cl2 so2 2h2o2hcl h2so4 上述三种反应 使试管内气体体积减小水位上升 中nh3极易溶于水 在题述条件下不反应 各气体均难溶于水 故试管内气体体积不会明显减少 氮的氧化物与o2 h2o混合的计算方法1 加合式法 1 no2和o2的混合气体溶于水的计算由4no2 o2 2h2o4hno3可知 当体积比 v no2 v o2 2 no与o2同时通入水中2no o22no2 4no2 2h2o o24hno3 总反应方程式为4no 3o2 2h2o4hno3 当体积比 v no v o2 2 原子守恒法4no2 o2和4no 3o2从组成上均相当于2n2o5的组成 都与n2o5 h2o2hno3等效 当混合气体溶于水时利用混合气体中n o原子个数比进行分析判断 n n n o 重难二氨气的实验室制法典例2 2014湖南株洲模拟 氮及其化合物在工农业生产等方面有广泛应用 研究其性质有重要意义 1 a是一种白色晶体 它与浓naoh溶液共热 放出无色气体b 用圆底烧瓶收集干燥的b 按如图装置 引发紫色石蕊溶液上喷 可以得到蓝色喷泉 a与浓h2so4反应 放出无色气体c 用圆底烧瓶收集干燥的c 仍按如图装置 引发紫色石蕊溶液上喷 可以得到红色喷泉 写出a与浓naoh溶液共热生成b的离子方程式 收集气体c的方法是 引发紫色石蕊溶液上喷的操作是 2 某小组同学设计了下图所示的实验装置 部分夹持仪器未画出 探究氨气的还原性并检验产物 实验现象为 黑色cuo变为红色 白色无水cuso4粉末变为蓝色 同时生成一种无色气体 该气体无污染 请写出氨气与cuo反应的化学方程式 碱石灰的作用是 该装置存在明显缺陷 请指出存在的问题并提出改进意见 考查内容nh3的实验室制法 解题关键弄清解题思路是解答本题的关键 解析 1 根据b能引发喷泉实验且得到蓝色喷泉知 b极易溶于水且水溶液显碱性 故b为nh3 则a为铵盐 根据c能引发喷泉实验且得到红色喷泉知 c极易溶于水且水溶液显酸性 故c为hcl a为nh4cl nh4cl与浓naoh溶液共热反应的离子方程式为n oh nh3 h2o hcl气体极易溶于水 密度比空气大 故只能用向上排空气法收集 引发紫色石蕊溶液上喷的操作是打开止水夹 挤出胶头滴管中的水 2 根据白色无水硫酸铜粉末变为蓝色 证明有水生成 根据生成的无色气体无污染知 该 气体为n2 该反应的化学方程式为2nh3 3cuon2 3cu 3h2o 由于氨气的制备过程中会产生水 因此碱石灰的作用是吸收氨气中混有的水蒸气 防止干扰产物水的检验 答案 1 n oh nh3 h2o 向上排空气法 打开止水夹 挤出胶头滴管中的水 2 3cuo 2nh33cu n2 3h2o 吸收氨气中混有的水蒸气 防止干扰产物水的检验 此装置没有尾气吸收装置 nh3直接排入大气 污染环境 应连接一个氨气吸收装置 2 1下列制备气体的实验设计中错误的是 答案c解析a是制取nh3 用碱石灰干燥 正确 b是简易启普发生器制取co2 正 确 c是制取no 由于no极易被空气中的氧气氧化为no2 所以只能用排水法收集 错误 kmno4氧化性很强 与浓盐酸反应不需要加热 d正确 2 2 2014福建宁德模拟 某研究性学习小组对实验室制取nh3进行了如下设计 1 甲同学拟用浓氨水和固体naoh制取nh3 并用图 装置作为nh3的发生装置 写出固体naoh的作用 2 乙同学建议 把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气 并确保不污染环境 请你根据其设想回答 若用排空气法收集nh3 请在图 的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置 标出所用的试剂 自选 名称 若用排液法收集nh3 可选用的试剂是 填序号 a h2ob 浓硫酸c ccl4d 饱和nacl溶液答案 1 naoh溶解放热 使nh3的溶解度降低 nh3逸出 使溶液中的c oh 增大 促使nh3 h2onh3 h2on oh 平衡向左移动 nh3 逸出 2 c 解析 2 氨气的密度比空气小 应该用向下排空气法收集 所以当瓶口向上收集时应短进长出 还应该注意尾气吸收 由于nh3极易溶于水 所以应用倒置漏斗 以防倒吸 氨气易溶于h2o 饱和nacl溶液 能与浓h2so4反应 所以只能选择ccl4 氨气的实验室制法1 加热固态铵盐和碱的混合物一般加热nh4cl和ca oh 2的混合物 2nh4cl ca oh 22nh3 cacl2 2h2o 1 装置 固体 固体气体 与用kclo3或kmno4制o2的装置相同 4 验满方法 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸变蓝色 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口 有白烟产生 特别提示制氨气时 选用的铵盐及碱都有一定的要求 选铵盐时 不选 nh4 2co3 nh4hco3 nh4no3等 因它们受热易分解 使产生的nh3中混有较多的杂质气体 另外nh4no3易爆炸 选碱时 用碱石灰而不用naoh或koh 因naoh koh具有吸湿性 易结块 不利于产生氨气 且在高温下均能腐蚀玻璃 2 收集 向下排空气法 3 干燥 用碱石灰 naoh和cao固体的混合物 2 实验室制取氨气的其他方法 氨气或氯化氢气体的尾气处理中 常用的防倒吸装置 重难三金属与硝酸反应的规律和相关计算典例3 2014江西九江统考 将一定质量的镁 铜合金加入到稀硝酸中 两者恰好完全反应 假设反应过程中还原产物全部是no 向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol l的naoh溶液至沉淀完全 测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5 1g 则下列有关叙述中正确的是 a 开始加入合金的质量可能为16 4gb 参加反应的硝酸的物质的量为0 1molc 沉淀完全时消耗naoh溶液的体积为100mld 标准状况下产物no的体积为22 4l 考查内容金属与硝酸的反应及相关计算 解题关键解答金属与硝酸反应的计算题时 要尽量避免应用化学方程式计算 否则会陷入复杂的计算过程中 甚至得不到正确结论 解析增加的质量即oh 的质量 则n oh 5 1g 17g mol 0 3mol 则消耗naoh溶液的体积为0 3mol 3mol l 0 1l 100ml c项正确 根据得失电子守恒和电荷守恒可知 反应中转移的电子总数为0 3mol 若合金全部是mg 质量为3 6g 若全部是铜 质量为9 6g 则合金的质量应介于3 6g与9 6g之间 a项错 被还原的硝酸为0 1mol 起酸性作用的硝酸为0 3mol 则参加反应的硝酸为0 4mol b项错 标准状况下0 1molno的体积为2 24l d项错 答案c 3 1 2014安徽江南十校模拟 将9g铜和铁的混合物投入到100ml稀硝酸中 充分反应后得到标准状况下1 12lno 剩余4 8g金属 继续加入100ml等浓度的稀硝酸 金属完全溶解 又得到标准状况下1 12lno 若向反应后的溶液中加入kscn溶液 溶液不变红 则下列说法正确的是 a 原混合物中铜和铁各0 075molb 稀硝酸的物质的量浓度为0 5mol l 1c 第一次剩余4 8g金属为铜和铁d 再加入上述100ml稀硝酸 又得到标准状况下1 12lno答案a解析第一次加稀硝酸时金属有剩余 溶解的4 2g金属均被氧化为 2价 溶解的金属的物质的量为 3 0 075mol 金属的平均摩尔质量为 56g mol 1 因此溶解的都是铁 第二次加稀硝酸后金属完全溶解 由题意可知fe2 未被氧化 溶解的4 8g金属也一定被氧化为 2价 同理可知溶解的金属的平均摩尔质量为64g mol 1 因此溶解的都是铜 c hno3 4 0 1l 2mol l 1 若金属完全溶解后再加100ml稀硝酸 反应为3fe2 4h n3fe3 no 2h2o hno3足量 0 075molfe2 参与反应生成0 025molno 标准状况下体积为0 56l 故a正确 b c d错误 3 2将51 2g铜恰好完全溶于vml10mol l硝酸中 得到硝酸铜溶液 收集到氮的氧化物 含no no2 n2o4 的混合物共17 92l 标准状况 这些气体恰好能被500ml2 0mol lnaoh溶液完全吸收 得到500ml 假设吸收气体后溶液体积不变 钠盐溶液 含nano3和nano2 通过计算回答下列问题 1 v 2 上述钠盐溶液中硝酸钠的物质的量浓度为 答案 1 260 2 0 40mol l解析 1 依题意 氮的氧化物与氢氧化钠反应恰好生成硝酸钠和亚硝酸钠 由电荷守恒及原子守恒可知 氮的氧化物中氮原子物质的量n n n n n n n na 0 50l 2 0mol l 1 0mol n cu 0 80mol 硝酸铜溶液中含n的物质的量n n 1 6mol 由于硝酸与铜恰好完全反应 根据氮原子守恒可知 n hno3 1 0mol 1 6mol 2 6mol 故v 1000ml l 260ml 2 根据得失电子守恒 铜失去的电子的物质的量等于转化为nano2的那部分硝酸得到的电子的物质的量 即n nano2 2 n cu 2 n nano2 0 80mol n nano3 1 0mol 0 80mol 0 20mol 故c nano3 0 40mol l 金属与硝酸反应的规律和相关计算1 反应规律 1 hno3与金属反应一般不生成h2 还原产物 浓hno3 no2 稀hno