第3讲氮气和氮氧化物氨气和铵盐（教师版）-2023-2024学年高一化学辅导（人教版2019）

第3讲氮气和氮氧化物氨气和铵盐【内容导航】1．氮气和氮氧化物2．氨气的性质及应用3．铵盐氨气的实验室制法一、氮气和氮氧化物1．氮气的分子结构和性质(1)氮分子的结构氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成，氮气分子存在氮氮三键。氮气分子的电子式为，结构式为N≡N。(2)氮气的化学性质氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生反应。在放电或高温条件下，氮气可与氧气化合，化学方程式为N2＋O2eq\o(=========,\s\up9(放电或高温))2NO。镁能在氮气中燃烧，化学方程式为3Mg＋N2eq\o(=====,\s\up9(点燃))Mg3N2。2．氮的固定将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氮的固定。氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。(1)自然固氮①生物固氮：自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的根瘤菌）将氮气通过化学过程转化为含氮化合物。豆科植物的根瘤菌能将空气中的游离态氮转化为化合物形态的氨（或铵态氮肥）。②高能固氮：通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物。(2)人工固氮——合成氨工业上合成氨的反应为N2+3H22NH3。3．氮的氧化物(1)氮的氧化物氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2的比较NONO2色、态、味无色、无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性难溶于水毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO与氧气反应2NO＋O2=2NO2不反应对环境的影响NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层。4．氮的氧化物对环境的污染(1)氮氧化物的来源氮氧化物（NOx）主要包括NO和NO2。化石燃料的燃烧、硝酸生产和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。(2)氮氧化物的危害①形成酸雨：NO2形成酸雨的过程为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO（用化学方程式表示）。②光化学烟雾在日光照射下，NO2使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物在紫外线照射下发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。(3)氮氧化物污染治理方法①汽车尾气“催化转化法”：2CO＋2NOeq\o(=====,\s\up7(催化剂))2CO2＋N2②氨还原法：6NO＋4NH3eq\o(=====,\s\up12(催化剂),\s\do4(△))5N2＋6H2O；6NO2＋8NH3eq\o(=====,\s\up12(催化剂),\s\do4(△))7N2＋12H2O③碱液吸收法：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO＋NO2＋2NaOH=NaNO2＋H2O【课堂探究】为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶，关上止水夹，观察到的现象是__________________，原因是___________________________________________________________。(2)然后轻轻摇动烧瓶，烧瓶中观察到的现象是________________________。(3)若最后烧瓶中充满了水，则原烧瓶中NO与通入O2的体积之比为________(同温同压下)。用化学方程式说明原因________________________________。答案：(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色发生了反应2NO＋O2===2NO2(2)烧瓶中红棕色气体又变为无色；烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)发生了反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(3)4∶34NO＋3O2＋2H2O===4HNO3解析：(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2。(2)轻轻摇动烧瓶，使得NO2与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以烧瓶中红棕色气体又变为无色，因为烧瓶内气体的量减少，引起烧瓶内气体的压强降低，所以烧杯内的水会倒吸入烧瓶中，使烧瓶中液面上升。(3)发生的反应为①2NO＋O2===2NO2，②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①×3＋②×2可得方程式：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，当NO与的体积之比为4∶3时，完全溶于水。【即学即练1】下列有关氮气的说法正确的是()A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼B．1molN2可与3molH2完全反应生成2molNH3C．电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中发生的反应之一是N2＋2O2=2NO2D．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物答案：D解析：A项，氮原子最外层5个电子，氮与氮形成三对共用电子对，达8电子的稳定结构；B项，氮气与氢气反应生成氨气是可逆反应；C项，氮气与氧气在放电的条件下生成一氧化氮；D项，NO和氧气能反应生成NO2；NO2和水反应生成NO。【即学即练2】下列关于氮氧化物的说法正确的是（）A．NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去B．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2C．NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂D．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物答案：A解析：A选项，NO2通入水中，生成NO，正确；B选项，N2与O2在放电条件下生成NO，错误；C选项，NO2溶于水时，NO2既是氧化剂，又是还原剂，错误；D选项，NO2中N为+4价，HNO3中N为+5价，酸性氧化物与酸必须同价，因此可用NO2与水反应制取硝酸，不能说明NO2是酸性氧化物。【即学即练3】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∶5 D．4∶3答案：A解析：NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。二、氨气的性质及应用1．氨气的物理性质氨气是无色、有刺激性气味、密度比空气小，极易溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解700体积的氨气，氨易被液化。液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，因此液态氨在工业上常作制冷剂。2．氨气的化学性质(1)氨与水的反应：①氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O部分电离为NHeq\o\al(＋,4)和OH－：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－应用：检验氨气的方法是用湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）检验，试纸变蓝色。②氨水的成分与性质：氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、NHeq\o\al(＋,4)、H2O、OH－、H＋。NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2Oeq\o(===,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。(2)氨与酸的反应浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸遇氨会产生白烟，利用这点可以检验浓氨水或氨的存在。硫酸难挥发，与氨气反应时不能观察到白烟生成。浓氨水与盐酸、硝酸和硫酸反应的化学方程式：HCl＋NH3=NH4Cl、NH3＋HNO3=NH4NO3、2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4应用：工业上用氨气与酸反应制取铵盐，铵盐都能溶于水，是使用最广泛的化肥。(3)与盐溶液的反应如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。(4)氨的还原性NH3中的氮元素的价态为－3价，因此NH3不仅能被催化氧化生成NO，在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO及氮氧化物等氧化。氨的催化氧化：4NH3＋5O2eq\o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O，应用：工业上制取硝酸。氨气在纯氧中燃烧：4NH3＋3O2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2N2＋6H2O。氨气与氯气反应：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，应用：用浓氨水检验氯气的泄漏。3．喷泉实验原理及应用(1)喷泉实验实验操作：如图，打开橡胶管上的弹簧夹，挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。实验现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体颜色呈红色。实验结论：氨极易溶于水，水溶液呈碱性。原理解释：氨极易溶于水，使烧瓶内的压强迅速减小，导致烧杯中的水在大气压的作用下进入烧瓶。(2)实验原理烧瓶内外产生压强差，当烧瓶内压强明显小于外界压强时就会产生喷泉。(3)喷泉实验能否成功的关键因素：①盛气体的烧瓶必须干燥；②气体要充满烧瓶；③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。(4)常见喷泉的形成主要有以下两类：①极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。【交流讨论】1．如下图，利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱答案：A解析：NH3能与HCl发生化合反应，生成NH4Cl白色固体，NH3也能与H2SO4发生化合反应，生成(NH4)2SO4；NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O属于碱，NH3不属于碱。2．(1)工业上用氨水吸收SO2尾气，反应方程式为：__________________________。(2)将NH3通入灼热的CuO中，生成一种无色无味的气体，写出该反应的方程式_______________________，在该反应中，氨气表现为______性。(3)工厂常用浓氨水检验Cl2是否发生泄漏，氯气遇浓氨水产生白烟，写出该反应的化学方程式：________________________________________。答案：(1)2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3(2)2NH3+CuOeq\o(=====,\s\up7(△))N2+Cu+3H2O还原(3)8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl【即学即练1】下列反应中，说明氨有还原性和碱性的是()A．2NH3＋3CuO===3Cu＋N2＋3H2OB．8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2C．4NH3＋6NOeq\o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2OD．NH3＋HCl===NH4Cl答案：B解析：NH3表现碱性时，NH3→铵盐，NH3表现还原性时，eq\o(N,\s\up6(－3))H3→含N元素物质，N元素的价态高于－3价。A项，NH3→N2，N元素化合价升高，无铵盐生成，NH3只表现还原性；B项，2NH3→N2,6NH3→6NH4Cl，NH3表现还原性和碱性；C项，4NH3→2N2，无铵盐生成，NH3只表现还原性；D项，NH3→NH4Cl，N元素化合价不变，生成铵盐，NH3只表现碱性。【即学即练2】氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。(1)乙装置的作用是____________________；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：_________________________________。(2)当戊中观察到__________________现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是：______________________________________，如何改进装置：_____________________________。(3)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是______________。答案：(1)干燥氧气和氨的混合气体4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(2)紫色石蕊溶液变红过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶(3)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色解析：(1)不加热制取NH3是快速制取少量NH3的措施，具体操作方法是把浓氨水滴到NaOH固体上。(2)乙装置可干燥NH3和O2；NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下，发生催化氧化反应。(3)HNO3能使紫色石蕊溶液变红；由于NH3过量，可能会与HNO3反应，致使观察不到溶液变红的现象；可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。(4)丁装置中为NO2，NO2会与H2O反应生成无色的NO。三、铵盐氨气的实验室制法1．铵盐(1)铵盐的物理性质通常把铵根离子和酸根离子形成的离子化合物称为铵盐，它们多为无色、易溶于水的晶体。(2)铵盐的化学性质①不稳定性：铵盐不稳定，受热易分解。NH4Cl分解的化学方程式为：NH4Cleq\o(===,\s\up7(△))NH3↑+HCl↑NH4HCO3分解的化学方程式为：NH4HCO3eq\o(===,\s\up7(△))NH3↑+CO2↑+H2O②与碱反应：铵盐与碱溶液反应的离子方程式：a．在稀溶液中不加热：NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋OH－===NH3·H2O。b．加热时或浓溶液：NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋OH－eq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。(3)铵盐的检验方法向铵盐中加入NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，证明样品中含有NHeq\o\al(＋,4)。2．氨气的实验室制法(1)反应原理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，反应的方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(===,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)实验装置(3)NH3的干燥：碱石灰，不能用P2O5、浓H2SO4、CaCl2干燥。(4)验满方法：①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生。(5)尾气处理收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，作用是：①防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度；②吸收多余的氨气，防止污染空气。多余气体进行尾气吸收防止倒吸，常采用下列装置和措施。3．实验室快速制取氨气的方法(1)加热浓氨水制氨，利用NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))H2O＋NH3↑。其装置如图甲所示。(2)浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。其装置如图乙所示。(3)浓氨水和固体NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。其装置如图乙所示。【课堂探究】1．下列化合物既与硫酸反应，又与氢氧化钠反应的是()①NaHCO3②NaHSO4③(NH4)2CO3④NaNO3⑤NH4HCO3A．只有①B．只有③C．①②③ D．①③⑤答案：D解析：碳酸氢钠既能与硫酸反应生成二氧化碳，又能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故①正确；硫酸氢钠只与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，故②错误；碳酸铵既能与硫酸反应生成二氧化碳，又能与氢氧化钠反应生成一水合氨(或放出氨)，故③正确；硝酸钠与硫酸、氢氧化钠都不反应，故④错误；碳酸氢铵既能与硫酸反应生成二氧化碳，又能与氢氧化钠反应生成一水合氨(或放出氨)，故⑤正确，答案选D。2．某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答：（1）实验室制备氨气的化学方程式为。（2）用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是(选填“a”或“b”)，并说明选择的理由是。（3）打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是，。（4）为防止环境污染，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是(填序号)。答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(2)a氨气密度比空气密度小(3)极易溶于水与水反应生成碱(4)②④解析：(1)实验室制取氨气的方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。(3)能形成喷泉，证明氨气极易溶于水，酚酞变红，说明氨气的水溶液显碱性。(4)①不利于氨气的吸收，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。【即学即练1】下列关于铵盐的说法正确的是（）A．将NH4Cl固体加热，NH4Cl发生了升华B．铵盐的溶液能使石蕊变蓝色C．绝大多数铵盐都易溶于水D．要将铵盐密封保存在阴凉处，防止氨气泄漏答案：C解析：将铵盐密封保存在阴凉处，是为了防止铵盐分解。【即学即练2】能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热)()A．Ba(OH)2溶液 B．NaOH溶液C．NaCl溶液 D．Ba(NO3)2溶液答案：A解析：Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应有白色沉淀产生，NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液分别与Ba(OH)2溶液混合加热，前者有氨放出，后者既有氨放出，又产生白色沉淀，由此可鉴别出Na2SO4溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液，则剩余的一种为氯化钾溶液，A项正确。【即学即练3】在实验室里，某学习小组设计了下列制取纯净干燥氨的方案，简易、可行的方案是()A．加热氯化铵固体，再通过碱石灰B．在氮气和氢气的混合气体中加入铁触媒，并加热至500℃，再通过碱石灰C．加热浓氨水，再通过浓硫酸D．在生石灰中加入浓氨水，再通过碱石灰答案：D【即学即练4】实验室制取少量干燥的氨涉及下列装置，其中正确的是()A．①是氨发生装置 B．②是氨吸收装置C．③是氨发生装置 D．④是氨收集、检验装置答案：C解析：①中氯化铵固体受热分解生成氨和氯化氢，而在试管口温度降低，氨和氯化氢又重新化合成固体氯化铵，无法得到氨；②中漏斗没入水下起不到防倒吸的作用，应使倒置漏斗的上边缘刚好没入水中；③氧化钙能与浓氨水中的水反应生成氢氧化钙，同时放出大量热，使浓氨水分解放出氨；④中的收集装置应在试管口塞一团棉花，防止因空气对流，而使氨逸出。第3讲氮气和氮氧化物氨气和铵盐课堂检测姓名：__________1．在常温常压下，下列各组气体不能共存的是（）A．SO2与O2 B．NO2与NO C．O2与N2 D．NO与O2答案：D2．最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS、新型冠状病毒都有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A．一氧化氮是一种红棕色气体B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集答案：C解析：NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。3．有关氨气的性质、应用错误的是()A．氨气是一种有强烈刺激气味的气体B．氨气能被氧化为NO，是工业生产硝酸的重要原料之一C．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验D．氨气极易溶于水，可用作制冷剂答案：D解析：氨气作制冷剂是因为氨气易液化，液氨汽化时吸收大量热，使温度急剧降低。4．试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是（） A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 C．加氢氧化钠溶液，加热，用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近瓶口 D．加氢氧化钠溶液，滴入紫色石蕊试剂答案：B解析：A选项，加水不能产生氨气，错误；B选项，加热后产生氨气，氨气遇湿润的红色石蕊试纸变蓝色，正确；C选项，浓硫酸难挥发，不能用于检验氨气，错误；D选项，氢氧化钠溶液呈碱性，无法通过颜色变化判断变色的原因，错误。5．下列关于氨水的叙述正确的是()A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱B．氨水和液氨成分相同C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)D．1mol·L－1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)物质的量之和为1mol答案：D解析：溶于水的氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，所以除水外物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O；NH3·H2O是一种弱碱，在水中发生部分电离使溶液呈碱性；氨水中共含有六种粒子，分别是H2O、NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－和少量的H＋，是一种混合物，液氨是纯净物。6．下列装置能达到实验目的的是()A．用装置甲制备氨B．用装置乙除去氨中少量水C．用装置丙收集氨D．用装置丁吸收多余的氨答案：D解析：用装置甲制备氨时试管口应该略低于试管底，A错误；氨能被浓硫酸吸收，不能用装置乙除去氨中少量水，B错误；氨密度小于空气，用向下排空气法收集，但收集气体不能密闭，不能用装置丙收集氨，C错误；氨极易溶于水，用装置丁吸收多余的氨可以防止倒吸，D正确。7．已知A、B、C为化合物，X为单质。其中，A是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；X为双原子分子，其原子的最外层电子数为内层的3倍。A、B、C、X之间存在如下转化关系：eq\x(A)eq\o(――→,\s\up7(X),\s\do5())eq\x(B)eq\o(――→,\s\up7(X),\s\do5())eq\x(C)(1)X的化学式为____________。(2)B转化为C的化学方程式为______________________________，C是一种_______色气体。(3)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸：①NH3→NO化学方程式为___________________________________________；②NO→NO2实验现象是_____________________________________________。答案：本题共4分(1)O2 (0.5分)(2)2NO＋O2===2NO2(1分)红棕(0.5分)(3)①4NH3＋5O2eq\o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O (1分)②气体由无色变成红棕色(1分)第3讲氮气和氮氧化物氨气和铵盐同步练习A组基础巩固1．N2是空气的重要组成部分，因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其主要依据是()A．液态氮的沸点为－195.8℃，远低于常温B．氮气与氧气在常温下反应生成一氧化氮C．N2与H2反应转变成含氮化合物D．N2在空气中约占78%(体积分数)答案：A解析：液态氮沸点低，常温时汽化体积膨胀做功，A正确；氮气与氧气在常温下不反应，B错误；N2与H2反应需高温、高压、有催化剂的条件，生成NH3不利于环保，C错误；N2在空气中的比例大与蒸汽机工作原理无关，D错误。2．我国“神舟六号”宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量红烟，产生红烟的原因是（）A．高温下N2遇空气生成NO2 B．NO遇空气生成NO2C．CO2与NO反应生成NO2 D．NO与H2O反应生成NO2答案：B解析：根据原高温气体均为无色，但在卫星发射现场却能看到红烟可推知，是因为发生反应：2NO＋O2===2NO2。3．四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如下图所示。其中原试管充满NO2的是()答案：B解析：根据化学方程式3NO2＋H2O2HNO3＋NO，剩余气体是反应前的eq\f(1,3)，故B项正确，NO不溶于水，对应D项；SO2在水中的溶解度为1体积水溶解40体积SO2，对应A项；Cl2对应C项。4．下列操作不能用于检验NH3的是()A．气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红B．气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝C．气体与滴有酚酞的水作用变红D．气体与浓盐酸反应生成铵盐答案：A解析：氨气可与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O电离出OH－而显碱性，可使湿润的红色石蕊试液变蓝，使滴有酚酞的水变红；氨气遇到挥发性的酸，可与其反应而生成大量白烟。5．下列各组气体在常温下，极易发生非氧化还原反应而不能共存的是()A．氧气和二氧化硫 B．一氧化氮和氧气C．氨气和氯化氢 D．氯气和二氧化硫答案：C解析：常温下，氧气和二氧化硫不反应，A错误；一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，发生了氧化还原反应，B错误；氨气与氯化氢反应生成NH4Cl，为非氧化还原反应，C正确；氯气和二氧化硫不反应，D错误。6．如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是()A．两个实验均表现了NH3易溶于水B．两个实验均表现了NH3易挥发C．两个实验均表现了NH3是碱性气体D．两个实验均表现了NH3是还原性气体答案：C解析：A．左边实验表现了NH3易溶于水，右边体现氨气的挥发性和是碱性气体，A错误；B．左边实验表现了NH3易溶于水，而不是挥发性，B错误；C．喷泉实验证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨弱碱溶液，酚酞溶液进入烧瓶变红色，证明氨气是碱性气体，挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成的白烟为氯化铵固体小颗粒，发烟实验证明浓氨水易挥发，生成氯化铵，证明氨气是碱性气体，所以两个实验均表现了NH3是碱性气体，C正确；D．两个实验中都未发生氧化还原反应，所以无氧化性和还原性的体现，D错误。7．某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为7∶4，该NOx可表示为()A．N2OB．NOC．N2O3D．NO2答案：A解析：eq\f(n(N),n(O))＝eq\f(\f(7,14),\f(4,16))＝eq\f(2,1)，故NOx可表示为N2O。8．下列有关说法正确的是()A．加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性B．用烧碱处理含高浓度NHeq\o\al(＋,4)的废水并回收利用氨C．NH4HCO3受热易分解，因而可用作化肥D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原答案：B解析：碳酸氢铵受热分解产生的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨气是碱性气体，而不是NH4HCO3显碱性，A项错误；烧碱可以与NHeq\o\al(＋,4)反应产生氨气，B项正确；NH4HCO3受热易分解和用作化肥无关，C项错误；D项为复分解反应。9．已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应，其中A是制取氨气的装置。回答下列问题：(1)B中加入的物质是________，其作用是___________________________________。(2实验时在C中观察到的现象是____________________________________________，发生反应的化学方程式是____________________________________________。(3)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______________________________________________。答案：(1)碱石灰(或CaO)除去NH3气流中的水蒸气(2)黑色粉末部分逐渐变为红色2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))N2＋3H2O＋3Cu(3)出现无色液体氨水用红色石蕊试纸检验、试纸变蓝；用无水硫酸铜检验、无水硫酸铜变蓝解析：由实验目的“氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜”并结合装置图可知，B装置是干燥氨气的装置，除去NH3中的水汽，应加入碱石灰或CaO等碱性固体干燥剂。C装置中发生反应：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))N2＋3H2O＋3Cu，则C中黑色粉末逐渐变为红色。反应生成的N2及水蒸气和未反应的NH3均会从C装置中进入D试管中，则D中收集到的是氨水，因为氨气极易溶于水。E装置是气体收集装置，收集到的是N2。10．物质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气体B。按如图所示装置仪器，打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉。向放出气体B的溶液中加入稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀。(1)A的化学式是____________。(2)可用于除去B中水分的干燥剂是____________。收集气体B的方法是___________。(3)溶液显蓝色的原因是__________________________________(用化学用语表示)。(4)取实验后烧瓶中的溶液加热，观察到的现象是__________________________________。答案：(1)NH4Cl(2)碱石灰(或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨反应的干燥剂)向下排空气法(3)NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－(4)有刺激性气味气体产生，溶液由蓝色又变为紫色解析：(1)由溶液变蓝可知溶液显碱性，B为NH3，由白色沉淀可知A中含有Cl－，所以A为NH4Cl。(2)NH3为碱性气体，只能用碱石灰或生石灰、KOH固体等不与氨反应的干燥剂干燥。氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集。(3)氨水中NH3·H2O电离得到NHeq\o\al(＋,4)、OH－故溶液显碱性。(4)氨水不稳定，在加热条件下NH3·H2O分解生成氨和水，碱性逐渐减弱，溶液由蓝色又变为紫色。B组综合强化1．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为()A．eq\f(1,14)mol·L－1B．eq\f(4,5)mol·L－1 C．eq\f(1,28)mol·L－1 D．eq\f(1,42)mol·L－1答案：C解析：设烧瓶的体积为VL，由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3以及O2和NO2的体积比为1∶4知NO2的体积为eq\f(4,5)VL，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为VL，标准状况下，NO2的物质的量为eq\f(\f(4,5)VL,22.4L·mol－1)＝eq\f(1,28)Vmol，由氮原子守恒，所以硝酸的物质的量浓度为eq\f(\f(1,28)Vmol,VL)＝eq\f(1,28)mol·L－1。2．已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于甲、乙的判断正确的是()A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸 B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸 D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水答案：C解析：根据题意，体的摩尔质量越小，扩散速度越快，所以甲的摩尔质量小于乙。A选项，浓硫酸难挥发，不能形成气体，无法不能形成白色烟环，错误；B选项，HCl的摩尔质量比NH3大，错误；C选项，NH3的摩尔质量比HCl小，正确；D选项，浓硝酸易挥发产生HNO3气体，HNO3的摩尔质量比NH3，错误。故选C。3．气体X可能由NH3、Cl2、HBr、CO2中的