氮及化合物讲义

PAGE4生产生活中的含氮化合物2013.01.05氮氧化物的产生及转化一、二氧化氮和一氧化氮1．氮气氮气在空气中约占总体积的________。通常情况下，N2不与________反应。在一定条件下，N2能跟O2反应生成不溶于水、无色的________：2．一氧化氮NO常温下很容易与空气中的氧气反应生成______：2NO＋O2=______(红棕色气体)。3．二氧化氮二氧化氮是__________、有__________气味的________气体，密度比空气____，易______，溶于水时生成________和____，工业上利用这一原理生产硝酸：3NO2＋H2O=____________。二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1．SO2和NO2的主要来源(1)______、________和__________的金属矿物的燃烧或冶炼；(2)________尾气、硫酸厂、硝酸厂的尾气。2．危害(1)引起________污染，直接危害人体健康。(2)溶于水形成________。3．酸雨(1)概念：________的降水称酸雨，主要是大气中的________和______溶于水后造成的。(2)形成原理①H2SO4的生成：______________________________、__________________________。②HNO3的生成：__________________________。(3)危害①直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。4．防治措施(1)调整__________，发展__________。(2)研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少______和____________的排放。(3)加强工厂废气的回收处理。(4)改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气排放标准。知识点1氮气的性质1．氮气能大量存在于空气中的根本原因是()A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应B．氮气比空气轻，且不溶于水C．氮分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定D．氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应知识点2一氧化氮的性质2．最新研究表明：NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是()A．NO是一种红棕色的气体B．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等C．常温常压下，NO不能与空气中的O2直接化合D．NO易溶于水，不能用排水法收集知识点3二氧化氮的性质3．实验室收集NO、NO2两种气体()A．均可用排水法B．均可用向上排气法C．NO用向上排气法，NO2用排水法D．NO用排水法，NO2用向上排气法4．将盛有N2和NO2(无N2O4)混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原体积的一半，则原混合气体中氮气和二氧化氮的体积比是()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．3∶1练基础落实1．诺贝尔化学奖曾授予德国化学家GerhardErtl，以表彰他在固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是()A．CO在铂表面被氧化生成CO2，铂起催化作用B．汽车尾气中NOx在铂表面发生反应的产物是N2C．CO在铂表面可能和O2、NOx反应D．NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合2．NO2被水吸收发生反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，判断发生还原反应和发生氧化反应的物质，其物质的量比为()A．3∶1B．1∶3C．1∶2D．2∶13A．C3N3(OH)3与HNCO为同一物质B．HNCO是一种很强的氧化剂C．1molNO2在反应中转移的电子为4molD．反应中NO2是还原剂练方法技巧把3体积的NO2气体，依次通过下列3个分别装有：①NaHCO3饱和溶液，②浓H2SO4，③Na2O2的装置后，用排水法把残留气体收集到集气瓶中，集气瓶中的气体应是(同温同压下测定)()A．1体积NOB．2体积NO2和0.5体积O2C．2体积O2D．0.25体积O2练综合拓展5.利用如图所示的装置收集以下7种气体：①H2②Cl2③O2④HCl⑤NH3⑥NO⑦NO2(1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气，可收集的气体有________，由A口进气，可收集的气体有________。(2)若在烧瓶内充满水，可收集的气体有________，气体应由________口进入。(3)若烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有________________，气体应由________口进入。6．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、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C．氨气溶于水使其水溶液呈碱性D．氨气溶于水的过程属于氮的固定2．如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是下列的()A．氢氧化钠溶液、二氧化碳B．水、氨气C．氢氧化钠溶液、一氧化氮D．水、二氧化氮知识点2氨的化学性质3．氨水显弱碱性的主要原因是()A．通常状况下，氨的溶解度不大B．氨水中的NH3·H2O电离出少量的OH－C．溶于水的氨分子只有少量电离D．氨本身的碱性弱4．在研究合成氨方法的历史上，不同的研究者曾3次获诺贝尔化学奖。合成氨大大提高了农作物的产量，同时也是制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是()A．N2和H2在点燃或光照条件下可合成氨气B．氨和HNO3都是电解质C．氨气遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟D．由NH3制HNO3的过程中，氮元素被还原知识点3喷泉实验原理5.在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是a(干燥气体)b(液体)ANO水BCO24mol·L－1NaHCO3溶液CCl2饱和NaCl水溶液DNH31mol·L－1盐酸6．取三个干燥的烧瓶，分别装入标准状况下的干燥氨气、含有二分之一体积空气的氯化氢、二氧化氮和氧气(体积比为4∶1)的混合气体；然后分别做溶解于水的喷泉实验。实验结束后三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为()A．2∶1∶2B．5∶5∶4C．1∶1∶1D．无法确定知识点4铵盐的性质7．检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中，然后()A．加热，用红色石蕊试纸放在试管口检验B．加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性C．加入碱溶液，加热，再滴入酚酞试液D．加入苛性钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验8．下列关于铵盐的说法中，正确的是()A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的氮均呈－3价C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2OD．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离知识点5氨气的实验室制法9．为了更简便地制取干燥的NH3，下列方法中适合的是()A．N2＋3H22NH3，用烧碱进行干燥B．加热NH4HCO3，气体用五氧化二磷干燥C．加热浓氨水，气体用碱石灰干燥D．Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑，气体用无水氯化钙干燥10．下图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是()A．①②B．①③C．②③D．②④练基础落实1．氨与酸反应生成铵盐的实质是()A．氨极易溶于B．氨具有碱性C．氨分子是共价化合物分子D．氨分子结合H＋形成NHeq\o\al(＋,4)2．下列气体既能用NaOH固体干燥，又能用浓硫酸干燥的是()A．SO2B．N2C．CO2D．NH33．实验室里可按如图所示的装置干燥、储存某气体R，多余的气体可用水吸收，则R是()A．NO2B．HClC．CH4D．NH34．用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是()①幕布的着火点升高②幕布的质量增加③氯化铵分解吸收热量，降低了温度④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气A．①②B．③④C．①③D．②④5．在反应5NH4NO3eq\o(=,\s\up7(△))4N2↑＋2HNO3＋9H2O中，发生氧化反应的N元素与发生还原反应的N元素的物质的量之比为()A．3∶5B．5∶3C．5∶4D．4∶5练方法技巧6．同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3、②NO2，进行喷泉实验，如下图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为()A．①＞②B．①＜②C．①＝②D．不能确定7．为了检验某固体物质中是否含有NHeq\o\al(＋,4)，你认为下列试剂和试纸一定用不到的是()①蒸馏水②NaOH溶液③红色石蕊试纸④蓝色石蕊试纸⑤稀硫酸A．①⑤B．④⑤C．①③D．①④⑤练综合拓展8.某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：(1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是________________溶液，加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是_____________。(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是__________________溶液，加热时溶液由无色变为红色的原因是_______________________________________________。9．已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用下图中的装置可以实现该反应。回答下列问题：(1)A中加入的物质是______________________，发生反应的化学方程式是__________________；(2)B中加入的物质是____________，其作用是________；(3)实验时在C中观察到的现象是______________________________________________，发生反应的化学方程式是__________________________；(4)实验时在D中观察到的现象是__________________，D中收集到的物质是________，检验该物质的方法和现象是__________________________________。10．在100mLNaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物，加热充分反应，如图表示加入的混合物的质量与产生的气体体积(标况)的关系，试计算：(1)NaOH溶液的物质的量浓度为____________。(2)当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物的质量是51.6g时，充分反应后，生成气体的体积(标况)为_____L。(3)当NaOH溶液的体积为180mL，固体混合物的质量仍为51.6g时，充分反应后，生成气体的体积(标况)为__________L。硝酸的性质一、硝酸的性质和用途1．物理性质纯硝酸是一种____色、________水、具有________气味的____体，工业硝酸的质量分数约为________，常因____________而略显黄色。2．化学性质(1)具有强酸的通性：电离方程式：________________________________________。(2)不稳定性：______________易分解，化学方程式：____________。(3)强氧化性①与金属的反应浓HNO3与Cu反应的化学方程式为：________________________________________________________________________。稀HNO3与Cu反应的化学方程式为：________________________________________________________________________。②与非金属反应浓HNO3与木炭加热时反应的化学方程式为：________________________________________________________________________。③常温下，冷的浓硝酸能使________钝化。④王水是__________和________的混合物，体积比为______，能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。二、工业制硝酸三设备三个反应原理转化器4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O热交换器2NO＋O2=2NO2吸收塔3NO2＋H2O=2HNO3＋NO知识点1硝酸的强氧化性1．下列块状金属在常温下，能全部溶于足量的浓硝酸的是()A．AuB．CuC．FeD．Al知识点2NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下的强氧化性2．向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀硫酸时，溶液的颜色变化应该是()A．变浅B．加深C．不变D．变棕黄色3．铜粉放入稀硫酸中，加热后也无明显现象。当加入一种盐后，铜粉质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出，该盐是()A．Fe2(SO4)3B．Na2CO3C．KNO3D．FeSO4________。练基础落实1．将制取NH3装置的导管口对准下述液滴(不接触液滴)时，可产生白烟的是()A．浓硝酸B．浓H2SO4C．稀HClD．稀硫酸2．铁或铝遇冷、浓硝酸钝化，这是由于浓硝酸具有()A．强酸性B．强氧化性C．强腐蚀性D．挥发性3．下列有关试剂的保存方法，错误的是()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有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4．一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是()A．只有NO2B．只有NOC．NO2和NOD．NO2和H25．下列反应的离子方程式正确的是()A．氧化铜跟硝酸反应：Cu2＋＋O2－＋2H＋=Cu2＋＋H2OB．碳酸镁跟硝酸反应：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OC．铜跟稀硝酸反应：Cu＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋NO↑＋2H2OD．铁跟浓硝酸共热：Fe＋6H＋＋3NOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3＋＋3NO2↑＋3H2O6．将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、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7．不能大量共存的离子组是()A．H＋、Fe2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)B．NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、Na＋、NOeq\o\al(－,3)C．Cu2＋、Fe3＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－D．H＋、Na＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)练方法技巧8．将7g某铜、银合金与足量的amol·L－1HNO3充分反应，完全溶解后放出的气体与标准状况下的氧气0.56L混合，通入水中恰好完全吸收，则此合金中铜的质量是()A．1.6gB．2.4gC．3.2gD．4.8g9.在浓硝酸中放入铜片：(1)反应开始时的化学方程式为___________________________________________，实验现象为______________________________________________________________。(2)若铜片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________。(3)待反应停止后，再加入少量的稀H2SO4，这时，铜片上又有气泡产生，原因是__________________________________________________________________________。(4)若将12.8g铜与一定量的浓硝酸反应，铜消耗完后，共产生气体5.6L(标准状况)，则所消耗的硝酸的物质的量是________。练综合拓展10．现代生产硝酸的重要方法是氨的催化氧化法。(1)第一阶段：氨氧化成NO，化学方程式为__________________；若没有催化剂，氨只能在纯氧中燃烧生成N2，有关化学方程式为____________________________。(2)第二阶段：NO氧化成NO2，NO2被水或稀硝酸吸收生成硝酸。若用稀硝酸吸收NO2，化学方程式为____________________________。(3)从吸收塔出来的尾气中尚含有少量未被吸收的____________________，为消除它们对大气的污染，可用烧碱溶液吸收，制得重要的化工原料NaNO2，试写出其化学方程式：________________________________。11．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内气体颜色加深，产生上述现象的原因是___________________________________________________________________________________________________________________。(4)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____________________________。课外练习1．下列叙述的内容与光化学烟雾无关的是()A．引起大气污染的氮氧化物主要是NO、NO2B．化石燃料的燃烧产生CO和粉尘污染大气C．汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一D．氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用，发生光化学反应产生的有毒物质混合在一起形成浅蓝色烟雾2．起固定氮作用的化学反应是()①N2与H2在一定条件下反应生成NH3②硝酸工厂用NH3氧化制NO③雷雨时空气中的N2转化为NO④由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵A．①③B．②③C．①④D．②④3．下列物质属于非电解质的是()A．NH3B．(NH4)2SO4C．O2D．CH3COOH4．同温、同压下，等物质的量的氮气和一氧化氮气体具有相同的()①体积②分子数③原子数④密度A．①②③B．①③④C．②③④D．①②④6．将铜、锌混合物投入稀硝酸中，充分反应后，锌有剩余，则反应后的溶液中肯定不存在的是()①Cu②Cu(NO3)2③HNO3④Zn(NO3)2A．①②B．②③C．①③D．②④7．炭跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法不正确的是()A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B．Z导管出来的气体中有二氧化碳C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D．Z导管口有红棕色气体出现8．下列反应过程中，最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是()A．Fe(NO3)2溶液eq\o(→,\s\up7(加过量HCl))eq\o(→,\s\up7(通入SO2))eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀B．Ba(NO3)2溶液eq\o(→,\s\up7(加过量HCl))eq\o(→,\s\up7(Na2SO3))白色沉淀C．无色溶液eq\o(→,\s\up7(稀HNO3))eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀D．无色溶液eq\o(→,\s\up7(加过量HCl))无沉淀eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀9.某种白色晶体A与盐酸反应，产生无刺激性气味、可使澄清石灰水变浑浊的气体B；若在A的水溶液中加氢氧化钡溶液，并稍微加热，则析出白色沉淀C和无色气体D，D可使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热固体A可生成水、B和D，而且B和D的物质的量之比为1∶1。根据以上事实，写出化学式：A是______，B是________，C是________，D是________。加热固体A发生反应的化学方程式为_______________________________________。10．工业上用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜，在实际生产中，需把浓硝酸用等体积水稀释。试回答：(1)用稀硝酸而不用浓硝酸的原因：_________________________________________。(2)写出Cu与浓、稀硝酸反应的 离子方程式：________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。(3)从经济效益和环保角度考虑，设计制取硝酸铜最适宜的方法，并用化学方程式表示：_______________________________________________________________________。11．工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图所示，反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应(N2、O2不与I2反应)：SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI。(1)混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等