高三化学综合复习第一轮：非金属元素—氮人教实验版知识精讲

高三化学综合复习第一轮：非金属元素氮人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：高三综合复习第一轮：非金属元素氮二. 重点、难点1. 了解氮气的性质2. 认识氮的氧化物（NO、NO2）的性质及循环氧化3. 认识氨分子的结构特点、掌握氨的性质、实验室制法 4. 掌握硝酸的性质 三. 具体内容（一）氮气的结构和性质1. 结构 分子的电子式 结构式 2. 化学性质： 与非金属单质反应；与 O2反应；与H2反应（二）氮的氧化物的性质 NO NO2颜色气味-毒性水溶性与水反应分析氧化还原反应氧化物的生成实验室制法所用试剂、收集方法循环氧化方程式（三）氨的结构和性质1. 结构写出氨分子的电子式 结构式 空间构型 2. 物理性质3. 化学性质（1）与水反应氨水的成分：（2）与酸反应与挥发性酸（如浓盐酸）反应的现象：（3）具有还原性与氧气反应（四）氨的制备1. 实验室制法反应原理：反应类型：发生装置：干燥氨气：收集装置: 尾气吸收装置：检验：2. 实验室快速制氨的其它方法：（1）浓氨水滴加到氢氧化钠固体中（2）浓氨水滴入生石灰中发生装置：（3）加热浓氨水3. 工业制氨气：（五）铵盐的性质铵盐的结构：写出氯化铵的电子式 物理性质：化学性质：与强碱反应NH4+的检验方法 受热分解（六）硝酸化学性质酸性 石蕊试液中滴入稀硝酸的现象 石蕊试液中滴入浓硝酸的现象不稳定性：浓硝酸的保存：强氧化性 （1） 与多数金属（除Pt、Au）的反应常温下， 遇浓硝酸钝化铜与浓硝酸的反应、铜与稀硝酸的反应（2）与非金属单质（如碳）反应（3）与还原性化合物反应（如SO32-、Fe2+、I-等）氧化性比较： 几种常见酸的比较浓硝酸稀硝酸浓硫酸与石蕊试纸作用与铁片反应与铜片反应与木炭反应加热或见光挥发性【典型例题】例1 将盛有12mL的NO2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的体积可能为 答案：4mL或1.2mL解析：考察循环氧化的计算。 例2 足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68L氧气（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至铜离子恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是 答案：60mL解析：考察元素守恒和氧化还原的计算。 例3 如图，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有少量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一个大烧杯，请回答：（1）铜与浓硝酸反应的离子方程式_ ；（2）实验中观察到的主要现象是：_ ；_ ；_ ；_ 。（3）用该装置做铜与浓硝酸反应实验的优点；（4）大烧杯内最终所得气体产物的化学式；若要验证此气体产物最简便的方法_ 。答案：（1）Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O（2）铜片表面有气泡产生，铜片不断溶解，烧杯中产生红棕色气体，红棕色气体逐渐变成无色，溶液变成蓝色，水槽中液面下降，大烧杯中液面上升（3）体系封闭，气体无法逸出，不污染空气；（4）NO；轻轻掀起大烧杯，让少量空气进入，有红棕色气体生成，则为NO。 解析：考察实验现象的判断。 例4 将红热的固体单质甲投入显黄色的溶液乙中，剧烈反应，产生混和气体A，A在常温下不与空气接触，有以下变化：试推导：（1）甲为 ，乙为 ，丙为 ；（2）混合气体A的主要成分为 ；（3）气体B为 ，蓝色溶液C为 ；（4）甲与乙反应的化学方程式是： ；（5）若将气体A依次通过澄清石灰水和Ba（OH）2溶液，发现气体经过石灰水颜色消失，但无白色沉淀，气体通过Ba（OH）2时，产生白色沉淀，盛石灰水的洗气瓶中发生反应的化学方程式是 ，盛Ba（OH）2溶液的洗气瓶中的化学方程式为 。答案：（1）C；浓HNO3；Cu；（2）NO2、CO2；（3）NO；Cu（NO3）2；（4）C+4HNO3（浓）CO2+4NO2+2H2O；（5）Ca（OH）2+3NO2=Ca（NO3）2+NO+H2O；Ba（OH）2+CO2=BaCO3+H2O解析：考察推断题的判断。 例5 将1.92gCu和一定量的浓HNO3反应，随着Cu的不断减少，生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12L（标准状况），则反应中消耗HNO3的物质的量为（ ）A. 1molB. 0.05molC. 1.05molD. 0.11mol答案：D解析：考察硝酸在反应中的作用。 例6 下列反应的离子方程式书写不正确的是（ ）A. 向碳酸氢铵溶液中加入过量的氢氧化钠溶液NH4+ + HCO3 +2OH=NH3H2O + H2O + CO32B. 将SO2通入氢氧化钠溶液中SO2 + 2OH =SO32 + H2OC. 铜片投入稀硝酸中 Cu+4H+NO3=Cu2+ + NO+H2OD. 氨气通入稀HNO3中 NH3+ H+= NH4+ 答案：C 解析：考查有关的离子方程式。 例7 将盛有N2和NO2 的混合气体的试管倒立于水中经过足够时间后，气体体积减少为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2 的体积比是（ ）A. 1：1 B. 1：2 C. 1：3 D. 3：1答案：C 解析：考查含氮元素气体溶于水的变化。 例8 已知A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，其中F是能使红色湿润石蕊试纸变蓝的气体，它们之间能发生如下反应 A + H2O B + C C + F D D + NaOHF + E + H2O（1）写出它们的化学式：A 、B 、C 、D 、E 、F ；答案：（1）A NO2；B NO；C HNO3；D NH4NO3；E NaNO3；F NH3解析：考查含氮元素物质间的转化。 【模拟试题】（答题时间：30分钟）1. 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（ ）A B C D2. 在标准状况下，将O2与NO按3：4的体积比充满一个干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升后，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为（ ）A. 0.045molL1 B. 0.036molL1 C. 0.026molL1 D. 0.030molL13. 下列反应属于氮的固定的是（ ）A. 空气在雷电作用下所产生NO B. NO和O2生成NO2C. 铜与浓硝酸反应产生NO2 D. NH4Cl与Ca（OH）2反应生成NH34. 在标准状况下，1L水溶解700LNH3，所得溶液的密度为0.9gcm3，则氨水的浓度为（ ）A.18.4molL1B. 20.4molL1 C. 37.7D. 38.55. 对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是中（ ）A. 冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装B. 浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性 C. 稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性 D. 硫酸和硝酸都是重要的化工原料6. 从经济效益和环境保护的观点出发，由铜制取硝酸铜最适宜的方法是（ ）7. 在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是（ ）A. H2S2HNO3S2NO2十2H2OB. CuO2HNO3Cu（NO3）2十H2OC. 4HNO34NO2十O2十2H2OD. 3Cu8HNO33Cu（NO3）22NO十4H2O8. 在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3中随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混和气体1.12L，则混和气体中NO的体积为（ ）A. 112mL B. 1008mL C. 224mL D. 448mL9. 某溶液中可能含有硫酸盐、硝酸盐和氯化物，经测定溶液中含有较多的H、Fe2、Ba2，该盐溶液中主要的阴离子是（ ）A. NO3 B. SO42 C. Cl D. Cl和SO4210. 下列叙述不正确的是（ ）A. NH3易液化，液氨常用作制冷剂B. 与金属反应时，稀HNO3可能被还原为更低价态，则稀HNO3氧化性强于浓HNO3C. 氨盐受热易分解，因此贮存氨态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处D. 稀HNO3和活泼金属反应时主要得到氢气11. 氮化硅Si3N4是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3气的混合物反应制取。粉末状Si3N4对空气和水都不稳定，粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质。但是，将粉末状Si3N4和适量MgO（难熔）在2301.01105Pa和185的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料。（1）写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的反应方程式： 。（2）分别写出粉末状Si3N4和H2O及O2反应的方程式：_。（3）为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？ 。12. 有位同学只用了一个圆底烧瓶、带玻璃管的橡皮塞、橡胶管、酒精灯、少量的浓氨水、大烧杯及水，即做成了喷泉实验。你能否做成该实验？如何操作？运用了什么原理？若用稀氨水是否也能做成该喷泉实验？试题答案1. AC 2. C 3. A 4. A 5. B 6. C 7. D 8. A 9. C10. B11. （1）3SiCl4 + 4NH3 = Si3N4 + 12HCl；（2）Si3N4 + 9H2O = 3H2SiO3 + 4NH3； Si3N4+3O2 = 3SiO2 +2N2； （3）因为在加压和加热条件下Si3N4颗粒表面生成了SiO2，与MgO一起形成致密的氧化物保护膜。12. 只要能制得一烧瓶氨气，即可做成功该实验。具体操作：先向圆底烧瓶中加入少量浓氨水。摇动烧瓶并加热，使浓氨水蒸发，烧瓶中充满氨气，立即用带玻璃管的橡皮塞塞紧烧瓶，并在玻璃管上连接好橡胶管，及时插入水中，（将烧瓶固定在铁架台上）挤压橡胶管使水进入烧瓶，瞬间即可形成喷泉。运用原理：NH3H2ONH3 + H2O；NH3 + H2O = NH3H2O，由于NH3极易溶于水造成烧瓶内外压强差较大，外压使烧杯中的水压入烧瓶形成喷泉。稀氨水不易做成功。【试题解析】1. A中同时产生两种气体，不宜制备；C中试管口应略向下倾斜。 2. 设产生硝酸为4mol，则气体共7mol，所得溶液体积为722.4L。3. 使氮元素由游离态转化为化合态称为固氮。4. 根据NH3体积，求其物质的量为700/22.4，再求其质量，1L水的质量为1000g，求溶液的溶质质量分数，