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文档简介
专题02氮及其化合物
A题型01氮及其氧化物的性质
A题型02氮氧化物与氧气、水反应的相关计算
A题型03环境污染环境保护
A题型04氨的性质
A题型05喷泉的原理、各种实验装置及相关计算
A题型06钱盐的性质及应用
A题型07硝酸的性质及应用
A题型08硝酸与金属反应的相关计算
举一反三
A题型01氮及其氧化物的性质
W而丽京
1.氮气的结构与化学性质
(1)N2的结构:N2的结构式为,氮氮键很难断裂,化学性质很。
(2)化学性质
用在等条件下,用获得足够的能量,使N三N断裂。
上点燃…高温、高压…高温或放电
如:03Mg+N2=====Mg3N2;②N2+3H2催化剂2NH3;③N2+O2=====2NO=
2.氮的固定:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
(1)自然固氮:大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为氮的,或者通过豆科植物的根
瘤菌将氮气转化成氨。
(2)人工固氮:人类通过控制条件,将氮气氧化或还原为氮的,最重要的人工固氮途径就是工业
合成氨。
3.一氧化氮与二氧化氮
(1)一氧化氮是_______色、于水的气体,常温下很容易与氧气化合,化学方程式
为=
(2)二氧化氮是_______色、有气味的气体,易液化,易溶于水,与水反应的化学方程式
为,工业上利用这一原理生产硝酸。
【典例1】下列反应起到氮的固定作用的是
A.NO和。2反应生成NO2B.M与H2在一定条件下生成NH3
C.N&经催化氧化生成NOD.由NH3制碳镂和硫钱
【变式1-11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
【变式1-2】某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二
氧化碳的物质的量之比为1:2,则该氮的氧化物是
A.N20B.NOC.N02D.N2O5
【变式1-3]下列关于氮及其氧化物的说法中错误的是
A.通常情况下叫性质很稳定,可以在电焊时作保护气
B.NO2能与水反应生成硝酸,故NO2是酸性氧化物
高温
c.N2+O2-2NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一
高温
D.在反应3Mg+Nz^Mg3N?中,“作氧化剂
A题型02氮氧化物与氧气、水反应的相关计算
w如版祺重一
氮的氧化物与水反应的计算规律:
1
1.NC)2单独溶于水(按反应3NC)2+H2O===2HNO3+NO计算),剩余气体是NO,V(N0)=-V(N02)o
2.NO2和。2混合气体溶于水的计算:
由4NO2+O2+2H2O=4HNC)3可知:
■<4:1。2过量,剩余气体为。2
冲。2):"。2)=4:1恰好完全反应
,>4:1%。2过量,剩余气体为N。
3.NO与。2同时通入水中:
由4NO+3O2+2H2O=4HNC)3可知:
■<4:3剩余%
F(NO):r(O2)=4:3恰好完全反应
,>4:3剩余N。
4.N0,>NO、O2三种混合气体通入水中:
(1)可先将NO和。2转化为NO?,再按上述各种情况分别处理。
(2)也可先将NO2和H2O反应转化为NO,再按4NO+3O2+2H2O=4HNO3情况处理。
【典例2]在一定温度和压强下,将一容积为15mL的试管充满NO2后,倒置于一个盛有水的水槽中。当
试管内液面上升至一定高度不再变化时,在相同条件下再通入。2,若要使试管内液面仍保持在原高度,则
通入02的体积为
A.3.75mLB.7.5mL
C.8.75mLD.10.5mL
【变式2-1】室温下,将充满红棕色N02的试管倒立在水中,12s时试管中只剩余无色气体,实验现象如图
所示。下列分析正确的是
A.NO2易溶于水,12s时试管中液体为红棕色
B.试管中剩余的无色气体是NO,占试管体积的2/3
C.向试管中通入一定量的。?,最终试管中的气体占试管体积的1/9
D.取试管中的溶液,向其中加入少量CuO粉末,溶液显蓝色
【变式2-2】将盛8mL一氧化氮和18mL二氧化氮混合气体的烧瓶倒置于水中,通入一定量的氧气,完全反
应后,剩余气体体积为2mL,且该气体不支持燃烧,则充入的氧气的体积为
A.6mLB.9mLC.10mLD.12mL
【变式2-3】常温常压下,若一个500mL烧瓶中充满下列气体:
①375mLNH3与125mL空气@500mLNO2(3)400mLNO2100mLO2
则关于做喷泉实验后烧瓶中所得溶液的溶质的物质的量浓度,下列说法正确的是
A.①与②相同B.都相同
C.②中c(HNO3)=l/22.4mol〕TD.②比③小
A题型03环境污染环境保护
石而耐面重一
一'环境污染
1.引起温室效应的气体除CO2之外,还有CH4等。
2.酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞均与氮氧化物NOx有关。
3.CO?不属于空气污染物。
二、酸雨及其防治
1.酸雨
SO2、含氮氧化物NO,及其在大气中发生反应后的生成物溶于雨水后形成的。
2.SO2>含氮氧化物N(X的主要来源
(1)SO2:主要来源于煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼。
(2)NO.V:主要来源于机动车产生的尾气。
3.SO2>NO工对人体的危害
SO2与NO.会引起呼吸道疾病,危害人体健康,严重时会使人死亡。
4.防治措施
(1)工业废气排放到大气中之前,必须进行适当处理,防止有害物质污染大气。
(2)减少化石燃料的直接燃烧,如脱硫处理。
(3)改进汽车尾气的处理技术,控制尾气排放。
【典例3】下列有关酸雨的说法不正确的是
A.酸雨有危害,使土壤、湖泊酸化,会加速建筑物、桥梁等的腐蚀
B.NO2或SO2都会导致酸雨的形成
C.pH<5.6的雨水是酸雨
D.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
【变式3-1]下列说法正确的是
A."碳中和"就是利用中和反应减少二氧化碳的排放
B.氮氧化物可以引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞等环境问题
C.汽车尾气处理是把氮的氧化物催化氧化为氮气
D.煤炭燃烧时鼓入过量的空气可以减少酸雨的形成
【变式3-2】近年来中国加强大气污染治理,稳步改善了空气质量。下列说法中错误的是
A.大力推广新能源汽车有利于改善空气质量
B.正常雨水的pH小于7,酸雨的pH小于5.6
C.在燃煤中加入适量生石灰可减少cc)2排放
D.机动车尾气中的氮氧化物是大气污染物
【变式3-3]“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的负作用。下列化学
反应不符合绿色化学概念的是
A.消除硫酸厂尾气排放:SO2+2NH,+H2O=(NH4)2SO3
B.制取硝酸铜:Cu+4HNO3(^)=Cu(N03)2+2NO2T+2H2O
C.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
D.制取硫酸铜:2CU+O2=2CUOCUO+H2SO4(^)=CuSO4+H2O
A题型04氨的性质
看如丽京
1.氨的物理性质
氨是_______色、气味的气体,密度比空气的小,很容易液化。氨于水,在常温常压下,1
体积水大约可溶解700体积氨。
2.氨的化学性质
(1)氨气与水的反应
①氨极易溶于水,但氨溶于水时,大部分NH3与H2O结合形成一水合氨(NH3-H2。)。而一小部分NH3H2O
电离成NH1和OH-,所以氨水显_______性。
NH3+H2O-NH3H2O-------NHJ+OH-
NH3-H2。不稳定,受热时分解为NH3和H2O,NH3-H2O—NH3?+H2O»
②氨水的成分:在氨水中的微粒有三种分子()和三种离子()。
③一水合氨(NH3-H2。)是一种弱碱,具有碱的通性,是很好的沉淀剂,可使多种金属阳离子如Fe3+、AF+等
3+
生成沉淀。例如:Al+3NH3-H2O=A1(OH)3;+3NHto
(2)NH3与酸反应生成镀盐
①浓氨水挥发出的NH3与浓盐酸挥发出的HC1相遇形成:NH3+HC1=NH4C1
②氨通入稀硫酸中反应的离子方程式为=
(3)氨的催化氧化——工业制备硝酸的基础
催化剂
4NH3+5O2==云==4NO+6H2O
【典例4】氨能被氧气氧化,经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是
红热的
'Pt丝
告后乏受L浓氨水
A.浓氨水具有挥发性
B.锥形瓶中会有白烟产生,其主要成分是硝酸镂
C.若Pt丝始终保持红热,则该反应放热,催化剂是Pt
D.锥形瓶口有少量红棕色气体出现,图中反应为4NH3+7O2=4NO2+6H。
【变式4-1]下列关于氨水的叙述正确的是
A.氨水显碱性,能使酚献溶液变蓝
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1\1七(除水外)
D.lmoM/i的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3.H2O,NH;物质的量之和为lmol
【变式4-2]如图所示是探究有关NH3性质的两个实验,下列说法正确的是
B.实验一能说明氨气的水溶液显碱性
C.实验二中白烟的成分属于共价化合物
D.实验二中浓盐酸换成浓硫酸也能产生白烟
【变式4-3】中学化学中的氯水和氨水是非常重要的两种"水",下列说法正确的是
A.氯水具有漂白性,为增加其漂白效果,可向其中通入少量SO?
B.向Na2s溶液中滴加新制氯水,观察产生淡黄色沉淀,可证明非金属性:C1>S
C.氨水是一元弱碱,其中只存在两种分子NR和
D.可用玻璃棒蘸取浓氨水靠近收集氯化氢的试管口,可看到产生白雾
A题型05喷泉的原理、各种实验装置及相关计算
。知识积累
1.喷泉实验的原理
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管
口形成喷泉。
2.形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。
CO>C12、SO2、
气体2(:)(:)
HC1NH3NO2+O241NO+O243
H2S
吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水
3.喷泉实验的常见装置
说明:装置①引发喷泉的方法是打开弹簧夹并挤压胶头滴管;装置②引发喷泉的方法是打开止水夹,用热
毛巾或双手捂热烧瓶,松开后片刻即形成喷泉现象。
4.喷泉实验的有关计算
①实验完成后,溶液充满烧瓶,溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。
VL
-1
VL九B22.4L-mol1
标况下若烧瓶体积为kL,则有Maq)=VL,n——molL-
B22.4L-mol1'"y(aq)VL22.4
②若溶质由部分气体转化而成,则依实际情况判断。如标准状况下,总体积为ZL的NC>2与按4:1混合
4VL
后做喷泉实验,发生的反应为4NC)2+O2+2H2O=4HNO3,则有P(aq)=PL,如=—x----------
5224Lmoir>CB
4
22.4L-mol~r1
而mollT。
VL
【典例5]利用如图所示装置可以做喷泉实验。下列有关说法错误的是
A.圆底烧瓶要干燥
B.产生喷泉现象时,烧瓶内的压强大于大气压
C.若烧瓶内充满氨气,实验后烧瓶中所得氨水的浓度是白mol/L(假设在标准状况下完成实验)
D.烧瓶内充满S02,胶头滴管和烧杯中加入浓碱液也可能形成喷泉
【变式57】如图装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶
头,打开活塞K,下列与实验事实相符的是
A.C02(浓NaOH溶液):无色喷泉B.含石蕊):红色喷泉
C.S02(浓NaOH溶液):红色喷泉D.匹1(力0含石蕊):白色喷泉
【变式5-2]实验:如图所示,干燥的烧瓶中充满氨,打开弹簧夹,将滴管中的水挤入烧瓶内,烧杯中的水
则呈喷泉状喷出,最终液体占烧瓶体积的5/6。对实验现象的分析正确的是
A.烧杯中的水喷入烧瓶,说明NH3与HQ发生了反应
B.烧瓶内剩余气体,是因为NHJ的溶解已达饱和
C.喷泉停止后,加热烧瓶,则烧杯中的水会继续喷入烧瓶
D.取出烧瓶中的溶液,加入酚酷溶液,溶液显红色,原因是NHj+HzOUNHs-HzOUNHi+OlT
【变式5-3]如图所示装置中,a、b、c处加入适当的物质可以产生美丽的喷泉。下列所加试剂不能产生对
应现象的是
乏c
试剂
选项现象
abC
AHCI水紫色石蕊红色喷泉
NH
B水紫色石蕊红色喷泉
3
CCO2水紫色石蕊红色喷泉
DCI2KI溶液淀粉稀溶液蓝色喷泉
A.AB.BC.CD.D
A题型06镀盐的性质及应用
£如夜祺聚…
1.铁盐的不稳定性
NH4CkNH4HCO3受热分解:NH4C1—、NH4HCO3—
2.与碱的反应
(1)固体反应:NH4cl与NaOH反应的化学方程式为:NH4Cl+NaOH—
+
(2)稀溶液中镀盐与强碱反应的离子方程式(加热):NH4+OH=
+
(3)稀溶液中镂盐与强碱反应的离子方程式(不加热):NH4+OH-=
3.镂盐与碱反应的应用
(1)检验NH4+:待测液中加NaOH溶液并加热,用湿润的试纸放置于试管口,若试纸
变,说明溶液中含NH4+。
(2)实验室制备NH3。
4.氨气的实验室制法
(1)原理:一.。
(2)装置
①发生装置:固体+固体上*气体,与实验室利用氯酸钾和二氧化镒加热制取氧气的装置相同。
②净化装置:通常用干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
(3)收集方法:向下排空气法收集,试管口塞一团疏松的棉花团,目的是防止氨气与空气形成对流,以收
集到较纯净的氨气。
(4)验满方法
①方法一:用镜子夹住一片试纸放在试管口,若试纸变,说明已经收集满。
②方法二:用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有生成,说明已经收集满。
(5)尾气处理:多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。
在吸收时要防止倒吸,常采用的装置如图所示:
5.实验室快速制氨气的方法
(1)加热浓氨水法:NH3H2O不稳定,受热易分解生成NH3:NH3H2O—NH3t+H2O,故可直接加热浓
氨水制备NH3。
(2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法:固体NaOH溶于水放出大量的热,会促使氨水分解,而
生石灰可与水反应生成Ca(OH)2,同时反应放热,也会促使氨水分解,故可在常温下向固体NaOH或CaO
中滴加浓氨水来制备NH3O
【典例6]下列制备NH3并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是
【变式67]下列有关氨和镂盐的叙述正确的是
A.NH4cl中含有少量的上可通过加热的方法除去
B.NH3易液化,液化时要吸收周围大量热,液氨常用作制冷剂
C.检验NH..时,试样中加入NaOH溶液微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体
D.加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3具有热不稳定性
【变式6-2]如图是实验室制取氨气的装置图,下列说法正确的是
A.实验室制取氨气的化学方程式为2NHQ+Ca(OH)2=CaCU+2H2O+2NH3T
B.采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的大
C.装置中棉花的作用是防止氨与试管内的空气对流
D.可以用碱石灰吸收多余的尾气
【变式6-3】N±是氮的重要化合物,下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验,其中能达到实验目的的
A.用装置甲制备氨气
C.用装置丙收集氨气D.用装置丁吸收多余的氨气
A题型07硝酸的性质及应用
口知识积累
1.物理性质
硝酸是______色,易,有气味的液体。
2.化学性质
(1)酸性:属于强酸,具有酸的通性
如CaCO3与HNO3反应的化学方程式为:_____________________________________
力帆洸照
=
(2)不稳定性:4HNO3^^^
(3)强氧化性
①硝酸与金属的反应
除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属。
Cu+4HNC)3(浓)=_______________________________
3Cu+8HNO3(W)=_______________________________
②硝酸与非金属的反应
C+4HNC>3(浓卢_______________________________
(4)王水
浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为)叫做王水,能使一些不溶于硝酸的金属如金、伯等溶解。
注意:常温下浓硝酸、浓硫酸能使Fe、Al发生_____(化学变化,在金属表面上生成一层致密氧化膜)。
3.工业制硝酸的反应原理
(1)制备流程
(2)反应原理
N2+3H2蔺旃2NH3
催化剂
4NH3+5O2=^=4NO+6H2O
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
【典例7】硝酸是重要的工业试剂,也是化学实验室中最常用的试剂之一,下列有关硝酸的说法不正确的是
A.HNQ和氯水用棕色试剂瓶保存,原理相同
B.将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时,有白烟生成
C.常温下铁和钳都不溶于浓硝酸,原理相同
D.常温下,向浓HNO3中投入Fe片,不会产生大量的红棕色气体
【变式7-11某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示:
下列说法正确的是
A.①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被还原为NO?
B.NO?能和NaOH反应,因此是酸性氧化物
C.由上述实验得出结论:常温下,Cu既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应
D.③中反应的化学方程式:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SC)4=4CuSO4+2NO个+4出0
【变式7-2】将铜粉放入稀硫酸中,加热无明显反应,但加入某盐后,发现铜粉逐渐减少,该盐可能是
A.硫酸亚铁B.硫酸锌
C.硝酸钾D.氯化钠
【变式7-3]如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息:
下列说法错误的是
A.一定条件下,将b转化为a,这是一种固氮方式
B.afc玲dff这几个反应中,均发生了N元素被氧化的反应
C.h可与f反应生成i
D.g只具有氧化性,还可能与碱发生反应
A题型08硝酸与金属反应的相关计算
■如版祺案一
计算方法
(1)原子守恒法
反应前所有的N只存在于HNC)3中,反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和M(NO3)X,
若HNO3过量,则过量HNC)3中也含N,则有或N)=〃(NO2)+〃(NO)+X"[M(NO3)/+〃£HNO3)。
(2)得失电子守恒法(以Cu和少量浓硝酸反应为例)
反应中失去电子的是参加反应的Cu,Cu—2e-—Cu2+;得到电子的是被还原的HNC)3(假设还原产物为
NO2>NO),NO3+e-->NO2>NO3+3e-->NO。根据得失电子守恒,则有2"(Cu)=〃(NC)2)+3"(NO)。
若将生成的氮的氧化物与一定量的氧气共同通入水中,氮的氧化物完全生成硝酸,由于开始反应物为硝酸,
中间生成了氮的氧化物,但最终又生成了硝酸,所以相当于铜失的电子最终由氧气得到,则有〃(Cu)=
2n(O2)o
(3)溶液中电荷守恒
若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使沉淀完全,此时溶质为NaNO3,则存在:〃(Na+)=〃(NO
1)=〃«*(HNO3)+xn[M(NO3)J=ne(HNO3)-n(NO)-n(NO2)o
⑷离子方程式计算法
金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时,
寸口(it
硝酸一^N()r、H一1按离子方程式比例,与金属
硫酸变然H+」*反应
如铜与硝酸、硫酸的混合溶液反应,依据离子方程式3Cu+8H++2NOI-3O12++2N0T+4H2。确定
反应比例,先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或NO3进行相关计算,且要符合电荷守恒。
【典例8】取Cu和CuO的混合物共为amol,向其中加入VmL2.0mol・「I稀硝酸,混合物完全溶解,同时生
成4.48LNO(标准状况)。向所得溶液中加入《OOmLZBmogLUNaOH溶液,恰好使CLJ2+沉淀完全,沉淀经洗涤、
充分灼烧后得到32.0g固体。下列分析判断错误的是
A.a=0.4B.V=600
C.amol混合物中m(Cu):m(CuO)=5:12D.反应中转移的电子数目为0.6NA
【变式87】将19.5g锌粉与一定量的浓硝酸反应,当锌粉完全反应时收集到NO、NO2混合气体共11.2L
(标准状况下),则消耗的硝酸的物质的量是
A.l.OmolB.l.lmolC.1.4molD.1.6mol
【变式8-2]将3.2g铜投入到一定物质的量浓度的硝酸溶液中,恰好完全反应,产生的二氧化氮和一氧化
氮混合气体的物质的量共0.08mol,原溶液中硝酸的物质的量为
A.0.08molB.0.18mol
C.0.13molD.0.05mol
【变式8-3]在100mL混合溶液中,HNC)3和H2s。4物质的量浓度分别为0.4mol-L-i和O.lmoHA向该溶液
中加入1.92g铜粉,待充分反应后,所得溶液中Ci?+物质的量浓度(moH/i)为(溶液体积变化忽略不计)
A.0.3B.0.225C.0.6D.0.45
专题02氮及其化合物
A题型01氮及其氧化物的性质
A题型02氮氧化物与氧气、水反应的相关计算
A题型03环境污染环境保护
A题型04氨的性质
A题型05喷泉的原理、各种实验装置及相关计算
A题型06钱盐的性质及应用
A题型07硝酸的性质及应用
A题型08硝酸与金属反应的相关计算
举一反三
A题型01氮及其氧化物的性质
W而丽京
1.氮气的结构与化学性质
(1)N2的结构:N2的结构式为隹X,氮氮键很难断裂,化学性质很稳定。
(2)化学性质
N,在高温、放电等条件下,M获得足够的能量,使N三N断裂。
上点燃…高温、高压…高温或放电
如:03Mg+N2=====Mg3N2;②N2+3H2催化剂2NH3;③N2+O2=====2NO=
2.氮的固定:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
(1)自然固氮:大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为氮的化合物,或者通过豆科植物的根瘤
菌将氮气转化成氨。
(2)人工固氮:人类通过控制条件,将氮气氧化或还原为氮的化合物,最重要的人工固氮途径就是工业合
成氨。
3.一氧化氮与二氧化氮
(1)一氧化氮是无色、不溶于水的有毒气体,常温下很容易与氧气化合,化学方程式为2NO+
O2=2NO2O
(2)二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体,易液化,易溶于水,与水反应的化学方程式为3NO2十
H2O=2HNOa+NO,工业上利用这一原理生产硝酸。
【典例1】下列反应起到氮的固定作用的是
A.NO和反应生成NO2B.M与H2在一定条件下生成NH3
C.N&经催化氧化生成NOD.由NH3制碳镂和硫钱
【答案】B
【分析】氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素的过程,即将氮气转化为含氮化合物。
【详解】A.NO与。2反应生成N5是含氮化合物之间的转化,不属于氮的固定,A错误;
B.此与电在一定条件下反应生成NH3的过程,是将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素的过程,属于
氮的固定,B正确;
C.氨的催化氧化是含氮化合物之间的转化,不属于氮的固定,C错误;
D.由氨气制碳镂和硫镂是含氮化合物之间的转化,不属于氮的固定,D错误;
答案选B。
【变式1-11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
【详解】A.NO是一种无色气体,A错误;
B.常温常压下,NO容易与氧气直接化合生成N5,B错误;
C.氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO,C正确;
D.NO难溶于水,可以用排水法收集,D错误;
故选Co
【变式1-2】某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二
氧化碳的物质的量之比为1:2,则该氮的氧化物是
A.N20B.NOC.N02D.N2O5
【答案】B
【详解】设氮的氧化物的化学式为NQy,由题意得:aNxOy+bCO=N2+2CO2,根据原子守恒:b=2,
ax=2、ay+2=4,x:y=l:l,即为NO,答案选B。
【变式1-3]下列关于氮及其氧化物的说法中错误的是
A.通常情况下用性质很稳定,可以在电焊时作保护气
B.NO2能与水反应生成硝酸,故NO2是酸性氧化物
高温
c.N2+O2-2NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一
高温
D.在反应3Mg+N2^=Mg3N?中,“作氧化剂
【答案】B
【详解】A.通常情况下“性质很稳定,故可以在电焊时作保护气,A正确;
B.酸性氧化物是指能与碱反应只生成盐和水的氧化物,部分酸性氧化物与水反应生成相应的酸,但N"与
水反应生成HNC)3,还生成NO,故不是酸性氧化物,B错误;
高温
C.汽车气缸中燃料燃烧时产生高温条件,因发生N2+O2-2N。,该反应是汽车尾气造成污染的主要原
因之一,C正确;
高温
D.在反应3Mg+N2-Mgs、中,N元素的化合价降低,被还原,故电作氧化剂,D正确;
故答案为:B。
A题型02氮氧化物与氧气、水反应的相关计算
♦:♦知识积累
氮的氧化物与水反应的计算规律:
1
1.NC>2单独溶于水(按反应3NC)2+H2O===2HNO3+NO计算),剩余气体是NO,V(NO)=-V(NO2)»
2.NO2和02混合气体溶于水的计算:
由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知:
f<4:l内过量,剩余气体为。2
r(NO2):r(o2)=4:i恰好完全反应
,>4:1%。2过量,剩余气体为N。
3.NO与。2同时通入水中:
由4NO+3O2+2H2O=4HNC)3可知:
■<4:3剩余%
F(NO):r(Oo)=4:3恰好完全反应
,>4:3剩余N。
4.NO2>NO、O2三种混合气体通入水中:
(1)可先将NO和O2转化为NO2,再按上述各种情况分别处理。
(2)也可先将NO?和H2O反应转化为NO,再按4NO+3C)2+2H2O=4HNO3情况处理。
【典例2]在一定温度和压强下,将一容积为15mL的试管充满NO2后,倒置于一个盛有水的水槽中。当
试管内液面上升至一定高度不再变化时,在相同条件下再通入。2,若要使试管内液面仍保持在原高度,则
通入O2的体积为
A.3.75mLB.7.5mL
C.8.75mLD.10.5mL
【答案】C
【详解】15mLNO2与水反应后生成5mLNO,根据反应4NO+3O2+2H2O=4HNC>3,使5mLNO完全被
3
氧化需。2体积为5mLx-=3.75mL。根据题意,通入的。2应过量5mL,则共需通入O,8.75mL。
4
故选C。
【变式2-1】室温下,将充满红棕色N02的试管倒立在水中,12s时试管中只剩余无色气体,实验现象如图
所示。下列分析正确的是
A.NO?易溶于水,12s时试管中液体为红棕色
B.试管中剩余的无色气体是NO,占试管体积的2/3
C.向试管中通入一定量的最终试管中的气体占试管体积的1/9
D.取试管中的溶液,向其中加入少量CuO粉末,溶液显蓝色
【答案】D
【详解】A.由图可知,水进入试管约三分之二体积,表明NO2易溶于水,NS和水发生反应:
3NO2+H2O=2HNO3+NO,得到硝酸溶液,为无色溶液,A错误;
B.NO2和水发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,所以试管中剩余的无色气体是NO,由3NC)2~NO可知,剩
余的无色气体占试管体积的1/3,B错误;
C.试管中剩余气体为NO,通入一定量的5,发生反应:4NO+3C)2+2H2O=4HNC)3,若通入的。2与剩余的N。
的体积比为3:4,此时NO、。2和恰好完全反应生成HNC)3,液面上升可能充满试管,所以最终试管中
的气体不一定占试管体积的1/9,C错误;
D.NO2和水发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,得到硝酸溶液,加入Cu。粉末,CuO和硝酸反应生成硝酸
铜,溶液显蓝色,D正确;
故选D。
【变式2-2】将盛8mL一氧化氮和18mL二氧化氮混合气体的烧瓶倒置于水中,通入一定量的氧气,完全反
应后,剩余气体体积为2mL,且该气体不支持燃烧,则充入的氧气的体积为
A.6mLB.9mLC.10mLD.12mL
【答案】B
【分析】倒置于水中,通入一定量的氧气,发生4NO2+O2+2H2O=4HNC)3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,完全反应
后,剩余气体体积为2mL,且该气体不支持燃烧,可知剩余2mL气体为NO,以此来解答。
【详解】由题意可知,剩余2mL气体为NO,则参加反应的NO为6mL,结合41\10+302+2»。=4打。3可知,
消耗的氧气为6mLx:=4.5mL;结合4NO2+C)2+2H2C)=4HNO3可知,消耗的氧气为18mLx)=4.5mL,则充入的
氧气的体积为4.5mL+4.5mL=9mL;
故选Bo
【变式2-3】常温常压下,若一个500mL烧瓶中充满下列气体:
①375mLNH3与125mL空气@500mLNO,(3)400mLNO2100mLO2
则关于做喷泉实验后烧瓶中所得溶液的溶质的物质的量浓度,下列说法正确的是
A.①与②相同B.都相同
C.②中c(HNC)3)=l/22.4mol.LTD.②比③小
【答案】A
0.375
【分析】①375mLNH3与125mL空气,氨气溶于水,得到375mL氨水,氨水的浓度为FT1,。
---------=------moi/LT
0.375Vm
②500mLNO?溶于水,发生反应3NO2+H2O=2HNC)3+NO,根据方程式反应剩余—mLNO,则溶液体积为
500|l-^mL=500x|mL,反应生成吸收的物质的量为平弓mol,所得溶液的浓度为
V3/3Vm3
0.52।
------X-mol
Vm3=-----mol/L•
0.5x-LVm
3
③400mLNO2和100mLO2溶于水发生反应4NO2+O2+2H2CMHNO3,气体恰好完全溶于水,溶液体积为
0.5L,硝酸的物质的量为「mol,硝酸的浓度为Vm0.8
Vm------=-----moi/Lo
0.5Vm
【详解】A.①与②中浓度都是J-mol/L,故A正确;
B.①②的浓度与③不同,故B错误;
C.②中"HNOsh-'-mol/L,常温常压Vm不等于22.4L/mol,故C错误;
Vm
10O
D.②中C(HNC)3)=—mol/L,③中C(HNC>3)=—mol/L,②比③大,故D错误;
VmVm
选Ao
A题型03环境污染环境保护
W而欣斯豪一
一'环境污染
1.引起温室效应的气体除CO2之外,还有CH4等。
2.酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞均与氮氧化物NOx有关。
3.CO?不属于空气污染物。
二、酸雨及其防治
1.酸雨
SO2,含氮氧化物NOx及其在大气中发生反应后的生成物溶于雨水后形成的。
2.SO2>含氮氧化物N(X的主要来源
(1)SO2:主要来源于煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼。
(2)NO,:主要来源于机动车产生的尾气。
3.SO2,NO.对人体的危害
SO2与NO,会引起呼吸道疾病,危害人体健康,严重时会使人死亡。
4.防治措施
(1)工业废气排放到大气中之前,必须进行适当处理,防止有害物质污染大气。
(2)减少化石燃料的直接燃烧,如脱硫处理。
(3)改进汽车尾气的处理技术,控制尾气排放。
【典例3】下列有关酸雨的说法不正确的是
A.酸雨有危害,使土壤、湖泊酸化,会加速建筑物、桥梁等的腐蚀
B.NO2或SO2都会导致酸雨的形成
C.pH<5.6的雨水是酸雨
D.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
【答案】D
【详解】A.酸雨呈酸性,它可能对植物,水生动物、土壤、湖泊产生有害影响,能造成桥梁等钢结构的腐
蚀以及石材建筑物和雕像的风化,故A不符合题意;
B.NO2或S5的过度排放是形成酸雨的主要原因,故B不符合题意;
C.酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体溶于水形成的,酸雨pH值小于5.6的
降水,故C不符合题意;
D.工业废水任意排放引起江河湖泊的污染,而酸雨是由于SO?、NO2过度排放引起的,故D符合题意;
故选D。
【变式3-1]下列说法正确的是
A."碳中和"就是利用中和反应减少二氧化碳的排放
B.氮氧化物可以引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞等环境问题
C.汽车尾气处理是把氮的氧化物催化氧化为氮气
D.煤炭燃烧时鼓入过量的空气可以减少酸雨的形成
【答案】B
【详解】A.碳中和是指人为排放和人为移除相抵消,A错误;
B.氮氧化物可以引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞等环境问题,B正确;
C.汽车尾气处理是是将氮氧化物还原为氮气,减少环境污染,C错误;
D.鼓入过量空气可以促进燃料完全燃烧,不能减少酸雨形成,D错误;
故选B„
【变式3-2】近年来中国加强大气污染治理,稳步改善了空气质量。下列说法中错误的是
A.大力推广新能源汽车有利于改善空气质量
B.正常雨水的pH小于7,酸雨的pH小于5.6
C.在燃煤中加入适量生石灰可减少COz排放
D.机动车尾气中的氮氧化物是大气污染物
【答案】C
【详解】A.大力发展和推广新能源汽车可以减少化石燃料的燃烧,有利于改善空气质量,A正确;
B.正常雨水由于溶解了CO2,pH约为5.6,酸雨的pH小于5.6,B正确;
C.加入生石灰可与煤燃烧生成的二氧化硫在氧气中发生反应生成硫酸钙,二氧化硫排放量减少,可减少酸
雨的发生,但不能减少cc»2的排放,C错误;
D.机动车尾气中的氮氧化物是大气污染物,能造成光化学污染等环境污染,D正确;
故选Co
【变式3-3】“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的负作用。下列化学
反应不符合绿色化学概念的是
A.消除硫酸厂尾气排放:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
B.制取硝酸铜:Cu+4HNO3(^)=Cu(NO3)2+2NO21+2H,O
C.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
D.制取硫酸铜:2CU+O2=2CUOCUO+H2SO4(W)=CUSO4+H20
【答案】B
【详解】A.二氧化硫是有害气体,用氨气吸收,消除污染,符合绿色化学的理念,A不符合题意;
B.浓硝酸的还原产物是二氧化氮,对环境有污染,不符合绿色化学的理念,B符合题意;
C.二氧化氮和一氧化氮都是有害气体,用氢氧化钠吸收,消除污染,符合绿色化学的理念,C不符合题意;
D.由此法来制取硫酸铜,生成硫酸铜和水,不产生污染,符合绿色化学的理念,D不符合题意;
故选Bo
A题型04氨的性质
$如次祺豪一
1.氨的物理性质
氨是无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小,很容易液化。氨极易溶于水,在常温常压下,1体积水
大约可溶解700体积氨。
2.氨的化学性质
(1)氨气与水的反应
①氨极易溶于水,但氨溶于水时,大部分NH3与H2O结合形成一水合氨(NH3H2O)。而一小部分NH3H2O
电离成NH1和OH-,所以氨水显弱碱性。
NH3+H2O-NH3H2O-------NHl+OH-
NH3-H2。不稳定,受热时分解为NH3和H2O,NH3-H2O—NH31+H2Oo
②氨水的成分:在氨水中的微粒有三种分子(NH/H?。、NH.比0)和三种离子(NH*OH、H+)。
③一水合氨(NH3-H2。)是一种弱碱,具有碱的通性,是很好的沉淀剂,可使多种金属阳离子如Fe3+、AF+等
生成沉淀。例如:AP++3NH3-H2O=Al(OH)3i+3NH^O
(2)NH3与酸反应生成镀盐
①浓氨水挥发出的NH3与浓盐酸挥发出的HC1相遇形成白烟:NH3+HC1=NH4C1
②氨通入稀硫酸中反应的离子方程式为NHa+H+^NH产。
(3)氨的催化氧化——工业制备硝酸的基础
催化剂
4NH3+5O2==云==4N0+6H2。
【典例4】氮能被氧气氧化,经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是
红热的
Pt丝
浓氨水
A.浓氨水具有挥发性
B.锥形瓶中会有白烟产生,其主要成分是硝酸镂
C.若Pt丝始终保持红热,则该反应放热,催化剂是Pt
D.锥形瓶口有少量红棕色气体出现,图中反应为4NH3+7OL4NO2+6H2O
【答案】D
【分析】浓氨水易挥发出氨气,在红热的钳丝表面催化氧化生成一氧化氮和水,反应放热能使钳丝保持红
热,一氧化氮在瓶口和氧气反应生成二氧化氮红棕色气体。
【详解】A.浓氨水易挥发出氨气在钳丝表面反应,故A项正确;
B.浓氨水易挥发出氨气在粕丝表面反应,生成NO,一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮,二氧化
氮与水反应生成硝酸,硝酸与氨反应生成硝酸镂,故
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