高考第一轮复习-氮及其化合物

第4页版权所有不得复制年级高三学科化学版本人教新课标版课程标题高考第一轮复习——氮及其化合物编稿老师刘学超一校张琦锋二校黄楠审核张美玲一、考纲要求1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响二、考题规律：本专题内容，涉及化合物数量众多，且与其他知识联系密切，近几年在高考命题中常以氮、磷及其化合物知识为载体，与化学基本概念、基本理论、化学实验与化学计算有机结合，综合考查学生分析问题、解决问题的能力。主要考查的知识点有：①N2、NH3的分子结构与性质，②NO、NO2的混合气体溶于水的有关计算，③HNO3的酸性、不稳定性、强氧化性及工业制法，④NH4＋的检验，铵盐的性质，NH3的实验室和工业制法，NH3溶于水的有关计算。⑤结合生活实际考查环境保护的相关知识。三、考向预测：对本专题内容的考查形式多种多样，且与其他板块的知识联合考查，但仍以元素推断题和实验题为主，预计明年高考中对元素化合物知识的考查仍是重点。以氮及其化合物为知识背景，考查化学基本概念、基本理论、实验操作及化学计算，将是近年高考的一大特色，注重硝酸工业与环境保护问题，培养学生爱护环境、保护环境的意识，也是近年高考命题的重要方向。一、氮及其化合物转化关系：二、氨气及铵盐1.氨气的制备（1）用铵盐制取①反应原理（化学方程式）：Ca（OH）2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O②实验装置（如图）③验满方法：a.将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明氨气已收集满。b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生，说明氨气已收集满。④干燥方法：通过以下任一装置。注意不能用无水CaCl2干燥NH3，因为二者能发生反应。⑤棉花的作用：减缓NH3与空气对流，收集纯净的NH3。（2）用浓氨水来制取①加热浓氨水a.反应原理：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2Ob.装置图：②利用浓氨水与固体强碱或生石灰来制取NH3。a.实验装置（如图）。b.反应原理：NH3·H2O＋CaO＝Ca（OH）2＋NH3↑NH3·H2OH2O＋NH3↑2.铵盐的性质铵盐中含有离子键、共价键，铵盐一般为离子化合物，都易溶于水，NH4＋能发生水解。（1）受热易分解，放出氨气；（2）干燥的铵盐固体能与碱固体混合加热反应生成氨气，利用这个性质可以制备氨气。3.NHeq\o\al(＋,4)的检验点评：这道题要求具有较强的审题能力和逻辑思维能力。在做题的过程中一定要抓住关键词语。如：无色、通过过氧化钠后显红棕色、最后没有其他剩余等。聚焦热点2：氨气和铵盐例1有关氨的说法不正确的是 （）A.NH3是4核10电子极性分子，三角锥形，具有还原性B.NH3极易溶于水，可做喷泉实验，氨气易液化，液氨可用作制冷剂C.氨气是非电解质，氨水是电解质D.蘸有浓盐酸的玻璃棒遇氨气可产生白烟分析：由NH3的结构和性质知A、D正确；又由相似相溶原理知极性分子NH3易溶于极性溶剂H2O，且氨的蒸发热很大，可作制冷剂；B正确；电解质和非电解质都指的是化合物，而氨水是混合物，故C不正确。答案：C点评：物质的结构决定物质的性质，NH3中N显－3价，决定了NH3具有还原性。在NH3中容易形成氢键，所以NH3易液化。电解质是指在水溶液中或熔融状态下本身能电离的化合物，氨气溶于水时氨水发生了电离，所以氨气不是电解质，而是非电解质。例2已知NH3难溶于CCl4，如图所示，下列装置中，不宜用于氨气吸收的是（）分析：A、D两项可防止倒吸；C项，NH3不与H2O直接接触，可有效防止倒吸；B项不能防止倒吸。答案：B点评：对于极易溶于水的尾气要采用防倒吸装置，如NH3、HCl等。B装置常用于吸收溶解度较小的气体，如Cl2。例3氢化铵（NH4H）与氯化铵的结构相似，又知NH4H与水反应有H2生成，下列叙述不正确的是（）A.NH4H是离子化合物，固态时属离子晶体B.NH4H溶于水，所形成的溶液显碱性C.NH4H固体投入少量的水中，有两种气体产生D.NH4H与水反应时，NH4H是氧化剂分析：NH4H与NH4Cl结构相似，固态时属于离子晶体，NH4H溶于水会与水发生反应：NH4H＋H2OH2↑＋NH3·H2O，NH4H中－1价的氢被氧化为H2，水溶液显碱性，若水很少，也会有NH3放出。答案：D点评：该题是一道信息迁移的题目，关键词是“氢化铵（NH4H）与氯化铵的结构相似”。所以就应该将氢化铵作为铵盐来对待。聚焦热点3：硝酸例1一种酸性较强的溶液中，可能存在NO3－、I－、Cl－和Fe3＋中的一种或几种，向该溶液中加入溴水后，溴单质被还原，由此可推知这种溶液中（）A.含I－，不能确定是否含Cl－B.含C.含I－、NO3－、Cl－D.含Fe3＋分析：由题意溴单质被还原说明溶液中含有还原性离子I－，而在酸性条件下NO3－具有强氧化性，不能与I－共存，Fe3＋与I－也不能共存。答案：A点评：NO3－只在酸性条件下才能表现出强氧化性，在中性或碱性条件下不表现氧化性，因此在进行离子共存判断时，中性或碱性条件下，几乎所有离子都能与NO3－大量共存。例2把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO，下列说法正确的是（）A.反应后生成的盐只有Fe（NO3）3B.反应后生成的盐只有Fe（NO3）2C.反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为1∶3D.反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为3∶1解析：因产生0.3molNO2和0.2molNO时硝酸得到电子的物质的量为0.9mol，所以铁失去电子的物质的量也为0.9mol，而铁的物质的量为0.4mol，所以产物中既有Fe2＋又有Fe3＋，由n（Fe2＋）＋n（Fe3＋）＝0.4mol，2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝0.9mol，可得n（Fe3＋）＝0.1mol，n（Fe2＋）＝0.3mol，n（Fe3＋）∶n（Fe2＋）＝1∶3。答案：C点评：这道题目要利用电子守恒和原子守恒来解答。在有金属和硝酸发生的氧化还原反应中往往要借助于这两个守恒解题。当然也可以按照铁和浓硝酸、稀硝酸的两个反应，设未知数、列方程组来解题。例3若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体5.6L（标准状况）。则所消耗的硝酸的物质的量是；所得NO的体积为L，NO2的体积为L。分析：n（NOx）＝eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)＝0.25mol，故消耗HNO3：n（HNO3）＝2n（Cu）＋n（NOx）＝2×eq\f(12.8g,64g·mol－1)＋0.25mol＝0.65mol。设产生NO2的物质的量为x，则NO的物质的量为（0.25mol－x）。根据得失电子守恒，得x×1＋（0.25mol－x）×3＝eq\f(12.8g,64g·mol－1)×2解得：x＝0.175mol，V（NO2）＝0.175mol×22.4L/mol＝3.92L，V（NO）＝5.6－3.92＝1.68L答案：0.65mol1.68L3.92L点评：中学化学中，凡是与HNO3有关的计算，全部可以使用守恒的方法求解，计算时一方面要注意电子守恒的应用，另一方面要注意原子守恒的应用，尤其是在选择题中，运用守恒法可以进行巧解巧算，既培养了思维能力，又可提高解题速度。一、NOx与O2、H2O的反应及计算1.NO2、NO（或N2）混合气体通入水中，一般利用3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，再根据差量法计算。2.NO2、O2混合气体通入水中，由3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO和2NO＋O2＝2NO2可得总反应式：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3，由此可知，当体积比：3.NO、O2混合气体通入水中，根据总反应式：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，可得出，当体积比：4.、、混合气体通入水中，可先求出和反应生成的的体积，然后按上述方法进行分析计算。二、氨和氨水1.氨水、液氨、一水合氨比较2.有关氨水的小结（1）氨水的密度氨气或液氨溶于水得氨水，氨水的密度比水小，并且氨水越浓密度越小，计算氨水浓度时，溶质均按NH3计算。（2）涉及氨水的离子方程式的书写①氨水作反应物：用分子式NH3·H2O表示。②生成氨水时：若使用的反应物为浓溶液或在加热条件下，用下式表示：NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O若使用的反应物为稀溶液，则NH4＋＋OH－＝NH3·H2O（3）氨水是混合物氨水是氨的水溶液，由于氨与水发生反应生成NH3·H2O，NH3·H2O是弱电解质，发生部分电离，故氨水中成分比较复杂，有NH3、NH3·H2O、NH4＋、OH－，考虑水的电离还有H＋，考虑溶剂还有H2O分子，氨水能导电。而液氨是氨经液化得到的液态氨。液氨为纯净物，又由于液氨中只有分子而无自由离子，故液氨不导电。（4）氨水与酸可反应生成铵盐，浓氨水与挥发性酸（如浓盐酸和浓硝酸）相遇会产生白烟。（5）氨水是很好的沉淀剂，可使多种阳离子——Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋等生成沉淀。下一讲我们所要复习的内容是常见的有机化合物：重点来复习典型的有机化合物的组成、结构和性质。如CH4、CH2＝CH2、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂和蛋白质的有关知识。同时还要复习同分异构体和取代反应、加成反应的概念。（答题时间：60分钟）选择题（每小题仅有一个正确选项）1.下列对于硝酸的认识，不正确的是（）A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 B.铜与HNO3的反应属于置换反应C.金属与HNO3反应不产生氢气 D.可用铁和铝制容器盛装浓硝酸2.能正确表示下列反应的离子方程式的是（）A.向Fe（NO3）2稀溶液中加入盐酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO3－3Fe3＋＋NO↑＋2H2OB.铜片与浓硝酸：Cu＋NO3－＋4H＋Cu2＋＋NO↑＋2H2OC.氯化铵浓溶液跟NaOH浓溶液混合后加热：NH4＋＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3·H2OD.碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热：NH4＋＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O3.从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用如图所示装置进行的是（）A.不同浓度的硝酸与铜反应B.稀硫酸与纯碱或小苏打反应C.铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应D.H2O2在不同催化剂作用下分解*4.如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通入边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为（）A.1∶1B.5∶7C.7∶5D.4∶35.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.②④6.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7.碳和浓硫酸共热产生的气体X和铜跟稀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（如图所示装置），下列有关说法错误的是（）A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡C.在Z导管口可能有红棕色的气体出现D.在Z导管口出现的气体中含有二氧化碳*8.锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（）A.2molB.1molC.0.5molD.0.25mol*9.将22.4g铁粉逐渐加入到含HNO30.8mol的硝酸溶液中，反应生成的气体的物质的量（x）（假设HNO3的还原产物只有NO）随消耗铁粉的物质的量（y）变化关系应为下列中的（） A B C D10.下列说法不正确的是（）①氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质②实验室用浓氨水与NaOH固体制取氨气③氨和酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟④某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NHeq\o\al(＋,4)⑤氨水中含氮微粒中最多的微粒是NHeq\o\al(＋,4)⑥把NH3通入稀硝酸中，当溶液的pH等于7时，溶液中NH3和HNO3等物质的量反应A.①②④B.③⑤⑥C.①⑤⑥D.②⑤⑥11.只用一种试剂，将NH4Cl、（NH4）2SO4、NaCl、Na2SO4四种溶液分开，这种试剂是（）A.NaOH溶液B.AgNO3溶液C.BaCl2溶液D.Ba（OH）2溶液*12.某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下：下列推断不合理的是（）A.直接蒸干滤液得到纯净的（NH4）2SO4B.生成1mol（NH4）2SO4至少消耗2molNH3C.CO2可被循环使用D.往甲中通适量CO2有利于（NH4）2SO4生成二、非选择题13.已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转化关系如下图所示：（1）D的化学式（分子式）是________，E的化学式（分子式）是______________。（2）A和B反应生成C的化学方程式是_______________________________。（3）E和F反应生成D、H和G的化学方程式是____________________________。*14.铁与HNO3作用时，还原产物除与HNO3的浓度有关外，还与温度有关。已知在与冷的稀硝酸反应时，主要还原产物为NO气体；在与热的稀硝酸作用时，主要还原产物为N2O气体；当硝酸浓度更小时，其主要还原产物是NHeq\o\al(＋,4)。现有铁与稀硝酸的作用如下图所示，据此回答有关问题。假设曲线的各段内只有一种还原产物。（1）O点到a点的还原产物是________。（2）a点到b点的还原产物是________，其原因是______________________。（3）b点到c的还原产物是______________________________________。（4）反应过程中，到达________点时HNO3已完全反应。15.将加热至红热的2.4g木炭投入盛有足量12mol·L－1的浓硝酸的试管中，立即塞好塞子，按如图所示连接好装置（事先已检查装置的气密性）。请回答：（1）反应开始后撤去酒精灯，试管a中除能看到木炭剧烈反应，最后消失外，还能观察到的现象是___________________________________________。（2）试管b中最终________沉淀产生（填“有”、“无”），原因是_________。（3）试管c中发生反应的化学方程式为___________________________。*16.下图1为实验室制取氨的实验装置。（1）写出A中所发生反应的化学方程式________________________________________________________________________。（2）该装置还可以制备哪些气体________。试管口略向下倾斜是为了________________________________________________________________________。（3）在收集氨时试管口棉花的作用是_______________________________。（4）一位学生用制得的氨，按上图2装置进行喷泉实验，烧瓶已充满干燥的氨气，引发喷泉实验的操作是________________________。（5）另一学生积极思考产生喷泉的其他方法，设计上图3装置。首先在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后产生喷泉的是（）A.CaCO3粉末和浓HCl B.NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液C.HCl和AgNO3溶液 D.HCl和酚酞溶液该同学又向锥形瓶中加入酒精，向水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质可以是（）A.硝酸铵B.食盐C.浓硫酸D.硫酸铜

1.B解析：硝酸是氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A正确；铜与浓、稀硝酸反应的还原产物分别是NO2和NO，没有单质生成，故不属于置换反应，B错误；硝酸是氧化性酸，金属与HNO3反应均不产生H2，而生成水，C正确；铁与铝遇冷浓硝酸钝化，故可用铁或铝制容器盛装浓硝酸，D正确。综上所述，本题答案为B。2.A解析：铜片和浓硝酸反应生成的是NO2气体而不是NO，B错；铵盐和NaOH溶液混合加热生成NH3而不是NH3·H2O，C错；NH4HCO3与足量的NaOH反应，HCO3－也会与OH－反应。3.A解析：图中显示出仅有制备装置，无尾气处理装置，所以A中有NOx产生易污染空气，不宜用此装置进行实验。4.A解析：根据反应方程式：4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，生成HNO3的物质的量取决于NO2与NO的体积，由于NO2与NO体积相同，生成HNO3的物质的量相等，即两试管中硝酸的浓度相等。[来源：学*科*网Z*X*X*K]5.B解析：氯化铵分解吸收热量，能降低温度，并且分解产物氯化氢和氨气能隔绝空气，均破坏了可燃物的燃烧条件，故幕布不易着火。6.C解析：用N2和H2合成NH3的实验要求太高；加热NH4HCO3可得NH3、CO2、H2O（g），用P2O5干燥后只能得到CO2气体，加热浓氨水产生的氨气（含水蒸气）经碱石灰干燥后可得纯净干燥的氨气；氮化镁与水反应可产生NH3，但NH3不能用无水CaCl2干燥。7.A解析：因为碳酸的酸性比盐酸的酸性弱，所以在BaCl2溶液中通入CO2，不能生成BaCO3沉淀。NO和洗气瓶中的O2反应，生成的NO2溶于水生成HNO3，硝酸将H2SO3氧化成H2SO4，因此有BaSO4生成。8.D解析：1mol锌在反应时失去2mole－，而1molHNO3转化为NHeq\o\al(＋,4)时得到8mole－，故被还原的HNO3是0.25mol。解答该题时要注意参加反应的HNO3与被还原的HNO3二者间的区别。9.C解析：发生的反应为（稀）＝，；通过计算，可得出正确答案为C。10.C解析：NH3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电离很微弱，是一元弱碱，含氮微粒最多的是NH3·H2O；当NH3和HNO3等物质的量反应生成NH4NO3时，因NHeq\o\al(＋,4)水解而使溶液呈酸性。11.D解析：解析：NH4Cl(aq)eq\o(→,\s\up7(Ba(OH)2),\s\do5(溶液))↑，(NH4)2SO4(aq)eq\o(→,\s\up7(Ba(OH)2),\s\do5(溶液))↑＋↓(白色)NaCl(aq)eq\o(→,\s\up7(Ba(OH)2),\s\do5(溶液))无明显现象，Na2SO4(aq)eq\o(→,\s\up7(Ba(OH)2),\s\do5(溶液))↓(白色)由于现象各不相同，故可以鉴别四种物质。12.A解析：该工艺流程原理较明确，B、C、D正确，如果直接蒸干滤液，由于滤液中还存在少量的杂质，这样得不到纯净的（NH4）2SO4。13.（1）NH3NH4Cl（2）H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl（3）2NH4Cl＋Ca（OH）2eq\o(=,\s\up7(△))2N