高二化学复习《化学必修1》 第3章第2节鲁教版知识精讲

高二化学复习高二化学复习化学必修化学必修 11 第第 3 3 章章 第第 2 2 节节鲁教版鲁教版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 高考第一轮复习：化学必修 1 第 3 章 自然界中的元素 第 2 节 氮的循环 二. 教学目的 1、掌握氮及氧化物的性质。 2、掌握氨及铵盐的性质，氨的实验室制法、铵根离子的检验。 3、掌握硝酸的性质。 三. 教学重点、难点 氨、铵盐及硝酸的性质 四. 知识要点： （一）氮气 1. 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. 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。 （思考 N2的收集方法?） （2）结构：电子式为：_ 结构式为_，氮氮叁键的键能高达 946kJmol1，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 催化剂 高温高压 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 点燃 Mg3N2；Mg3N2 + 6H2O=3Mg（OH）2+ 2NH3 3. 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. 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。 （3）工业固氮：在一定的条件下，N2和 H2人工合成氨。 （二）氮的氧化物 （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 1. 结构和性质 （1）物理性质 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 化学式 NH3；电子式 _；结构式：_ 氨分子为三角锥形 （3）化学性质 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（NH3H2O） ，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。NH3H2O 受热又容易分解为 NH3和 H2O。氨水的密度小于 1gmL1，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 NH3H2ONH4+ + OH 与酸反应 NH3 +HCl=NH4Cl（产生白烟，可用于检验 NH3 ） NH3 +CO2+ H2O =NH4HCO3（俗称碳氨） 2NH3 +H2SO4 =（NH4）2SO4；NH3 + HNO3 =NH4NO3 具有还原性 4NH3 + 5O2 催化剂 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） 2 NH3 +3Cl2=N2 + 6HCl；8 NH3 +3Cl2=N2 + 6NH4Cl 2 NH3 +3CuO N2 +3Cu+3H2O 2. 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。 3. 氨的实验室制法 （1）实验原理：用铵盐与碱共热。 2NH4Cl+ Ca（OH）2 CaCl2+ 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： 2NH3H2O+CaO=Ca（OH）2+2NH3+ H2O （四）铵盐 1. 定义 由铵根离子（NH4+）和酸根离子构成的化合物叫做铵盐。 2. 铵盐的性质 铵盐都是晶体，均溶于水。 （1）铵盐受热分解 NH4Cl NH3+HCl； NH4HCO3 NH3+ H2O+ CO2 （2）铵盐与碱的反应 固态：NH4NO3+ NaOH NaNO3+NH3+ H2O （NH4）2SO4+ 2NaOH Na2SO4+2NH3+2H2O 液态：NH4+ + OH NH3+ H2O （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。 （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 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）+ S 6NO2+ 2H20 +H 2SO4 【典型例题典型例题】 例 1. 将 1.92g 铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体 1.12L（标准状 况） 。则消耗硝酸的物质的量是（ ） A. 0.12mol B. 0.11mol C. 0.09mol D. 0.08mol 解析：解析：本题由于气体的成分未指明，如果机械的运用 Cu 与浓 HNO3反应的化学方程式， 依据 Cu 或 NO2的量求消耗 HNO3的量，就会得到错误的答案。应考虑实际，随着反应进行， HNO3的浓度降低.气体将由 NO2变为 NO，气体为 NO2和 NO 的混合气体.参加反应的 HNO3中的 N 原子分布于产物 Cu（NO3）2、NO2和 NO 中，故该类型题可用 N 原子守恒求解。 答案：答案：B 点评：点评：本题考查了浓 HNO3的化学性质，由于没有说明浓硝酸的用量，随着反应的进行， 硝酸的浓度会降低，参加反应的硝酸将转化为 Cu（NO3）2、NO2或 NO。 由 N 原子守恒求得： 反应消耗的硝酸的物质的量为： 21.92g/64gmol1+11.2L/22.4Lmol1 = 0.11mol 例 2. 0.3mol Cu2S 与足量的浓硝酸反应，生成硝酸铜、硫酸、二氧化氮、水，则参加反 应的硝酸中，未被还原的硝酸为（ ） A. 75.6g B. 2.2mol C. 1.2mol D. 1.0mol 解析：解析：参加反应的硝酸，一部分被还原成 NO2 ，另一部分起酸的作用生成硝酸铜。因 此未被还原的硝酸的物质的量即为 Cu（NO3）2中 NO3的物质的量.根据 Cu 守恒即可求出正 确答案。 nCu（NO3）2= 2n（Cu2S）= 0.6mol 则未被还原的 HNO3的物质的量为 1.2mol，即 75.6g。 答案：答案：A C 点评：点评：本题考查氧化还原反应中电子守恒的应用。 例 3. 若以 w1和 w2分别表示浓度为 amolL1和 bmolL1氨水的质量分数，且知 2a=b，则下列推断正确的是（氨水的密度比纯水的小） （ ） A. 2 w1=w2 B. 2 w2=w1 C. w22w1 D. w1w2 2w1 解析：解析：设溶液的体积为 VL，密度为 pgmL1，溶质的摩尔质量为 Mgmol1，质量分 数为 w，物质的量浓度为 cmolL1，则根据溶液表达方式不同，但其溶质不变有： VL103 mLL1pgmL1w/ Mgmol1 = VLcmolL1，即 c= 1000pw/M， 依据题意有： a=1000p1w1/17， b= 1000p2w2/17， 因为 2a=b，所以有 2 p1w1= p2w2，又 由于氨水的密度比纯水小，且浓度越大密度越小，即 p22w1。 答案：答案：C 点评：点评：本题考查了氨水的质量分数与物质的量浓度的关系，其实质是考查物质的密度 特征。 例 4. 将含有等体积 NH3、CO2、NO 的混合气体依次通过盛有浓 H2SO4、Na2O2和 Na2CO3溶 液的装置，充分作用后，最后得到的气体是（ ） A. CO2和 NO B. CO2 C. NO D. NO2 解析：解析：气体通过浓 H2SO4时，NH3将被吸收；通过 Na2O2时，CO2被吸收，放出 O2，产生 的 O2会与 NO 恰好完全反应生成和 NO 等体积的 NO2；当 NO2通过 Na2CO3溶液时，NO2与水反 应生成了硝酸，跟 Na2CO3反应产生 CO2，同时还有 NO.故答案选 A。 答案：答案：A 点评：点评：本题考查常见化合物的重要性质。 【模拟试题模拟试题】 一、选择题 1. 近年来，光化学烟雾污染问题已引起人们的关注，下列哪种气体是造成光化学烟雾的 主要因素（ ） A. NO2B. SO2C. COD. CH4 2. 制备干燥氨气所需要的药品是（ ） A. NH4Cl 溶液、NaOH 溶液、碱石灰 B. 饱和氨水 C. NaOH 溶液、NH4Cl 晶体、浓 H2SO4 D. NH4Cl 固体、碱石灰、消石灰 3. 下列物质的溶液在长期放置的过程中，因被氧化而呈黄色的是（ ） A. 浓硝酸B. 工业盐酸C. 氯化亚铁D. 浓溴水 4. 将硝酸分解产生的气体收集于试管内然后倒立于水槽中，一段时间后试管内（假设没 有空气混入） （ ） A. 剩余 NO B. 剩余 O2 C. 剩余 NO2 D. 不剩余气体 5. 在标准状况下 NO2和 O2按体积比 4：3 混合后充入一干燥烧瓶中，然后将烧瓶倒立于 水中使其充分作用后，烧瓶内溶液物质的量浓度为（ ） A. 1/22.4 molL1 B. 4/71/22.4molL1 C. 4/51/22.4 molL1 D. 4/5 molL1 6. 某金属单质和一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物，当参加反应的单质 与被还原硝酸的物质的量之比为 2：1 时，还原产物是（ ） A. NO2B. NOC. N2OD. N2 7. 金属加工后废切削液中含 2%5%的 NA、NO2，直接排放会造成环境污染，下述试剂中 能使其转化为不引起二次污染的 N2的是（ ） A. H2O2B. NH4ClC. NaClD. 浓 H2SO4 8. 1.92g 铜投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到 672mL 气体（标准状况） 。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的 O2，恰好使气体完全溶于水，则通入 O2的体积为（ ） A. 504mLB. 336mLC. 224mLD. 168mL 9. 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 是亚硝酸酐 B. NO 只能人工合成 C. NO 可以是某些含低价态氮元素的物质的氧化物 D. NO 与 O2 按体积比 4：1 混合后与足量水反应可完全转化为硝酸 10. 将 Mg、Cu 组成的 2.64g 混合物投入适量的硝酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到 的还原产物 NO 气体为 0.896L（标准状况） ，向反应后溶液加入 2molL1的 NaOH 溶液 60mL 时，金属离子恰好完全沉淀。则形成的沉淀质量为（ ） A. 4.32gB. 4.68gC. 5.36gD. 6.38g 二、填空题 11. NO 分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的 NO 在生物体内许多组织中存 在，它有扩张血管、提高免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点，NO 亦 被称为“明星分子” ，请回答下列问题。 （1）NO 对环境的危害在于_（填以下项目的编号） 。 A. 破坏臭氧层 B. 高温下能使一些金属被氧化 C. 造成酸雨 D. 与人体血红蛋白结合 （2）在含 Cu+的酶的活化中心中，亚硝酸根离子可转化为 NO ，写出 Cu+和亚硝酸根离 子在酸性水溶液中反应的离子方程式：_。 （3）在常温下，使 NO 气体压缩到 100 个大气压，在一个体积固定的容器里加热到 50，发现气体的压力迅速下降，压力降至略小于原压力 2/3 就不再改变，已知其中一种 产物为 N2O，写出上述变化的化学方程式_。 （4）解释变化（3）中为什么最后的气体总压力小于原压力的 2/3? 12. A、B、C、D 为常见气态单质。已知： A、B 可以在放电条件下发生化合反应，其产物还可以与 B 化合生成红棕色气体； C 分别与 A、B 反应生成的两种化合物分子中都含有 10 个电子； C、D 反应生成的化合物易溶于水，在其溶液中滴加 AgNO3溶液，生成白色沉淀。 请回答： （1）C 和 D 反应生成的化合物的电子式是_。 （2）上述中化合物的热稳定性_强于_（填写化学式） 。 （3）将 D 通入 B、C 生成的化合物中，发生反应的化学方程式是 _。 （4）A、C、D 所含元素可组成一种离子化合物，该化合物发生水解反应的离子方程式 是_。 13. A 是氮、氢两种元素组成的化合物，与过氧化氢和水之间的结构上的关系相似，氨 分子中一种含氮的基因在 A 分子中具有两个，请写出以下空白. （1）A 的分子式是_。 （2）A 的水溶液呈_（填酸