高三化学氮及其化合物

第24讲1/30课前体验1.将空气中氮气转化为氮化合物过程称为固氮。下面能实现人工固氮是A.闪电B.电解饱和食盐水车间C.根瘤D.合成氨车间【解析】A、C均为自然固氮，B中不存在固氮。2/30课前体验2.发射卫星运载火箭，其推进剂引燃后发生猛烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟原因是A.高温下N2遇空气生成NO2B.NO遇空气生成NO2C.CO2与NO反应生成CO和NO2D.NO与H2O反应生成H2和NO2【解析】

红烟是二氧化氮，由NO和氧气反应生成。3/30课前体验3.同温同压下，在3支相同体积试管中分别充有等体积混合2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩下气体体积分别为V1、V2、V3，则以下关系正确是A.V1>V2>V3

B.V1>V3>V2C.V2>V3>V1

D.V3>V1>V2【解析】

①只有NO2发生反应：3NO2+H2O2HNO3+NO，结果气体降低了1/3，剩下2/3；②发生反应是4NO2+O2+2H2O4HNO3，假设原来气体各有4体积，反应后只剩下氧气3体积，是原体积3/8；③中氨气全部溶解，剩下体积二分之一。4/30课前体验4.下面是试验室制取氨气装置和选取试剂，其中错误是A.只有①B.只有③C.①③D.②③【解析】试验室制备NH3方法不只一个，除书本介绍由NH4Cl与碱石灰反应制取之外，其它只要合理亦可。①装置中NH4Cl加热分解产生NH3、HCl很轻易在管口重新化合成NH4Cl，而无法搜集到NH3。③装置在加热时，管口应略向下倾斜，以预防冷凝水倒流使试管底部破裂。5/30课前体验5.短周期元素单质X、Y、Z在通常情况下均为气态，并有以下转化关系(反应条件略去)：已知：a.常见双原子单质分子中，X分子含共价键最多。b.甲分子含10个电子，乙分子含18个电子。(1)X电子式是NN6/30课前体验(2)试验室可用下列图所表示装置(缺乏搜集装置，夹持固定装置略去)制备并搜集甲。①在图中方框内绘出用烧瓶搜集甲仪器装置简图为。②试管中试剂是(填写化学式)③烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是(用电离方程式表示)NH4Cl、Ca(OH)2NH3·H2ONH4++OH−7/30课前体验(3)磷在Z中燃烧可生成两种产物，其中一个产物丁分子中各原子最外层不都是8电子结构，丁化学式是。(4)

nmol丁与nmol丙在一定条件下反应，生成4nmol乙和另一化合物，该化合物蒸气密度是相同情况下氢气174倍，其化学式是PCl3P3N3Cl6【解析】(1)首先判断出X、Y、Z分别是氮气、氢气、氯气；甲、乙、丙分别是氨气、氯化氢、氯化铵；(2)搜集氨气应该向下排空法，画图时应该将进气口画到靠近瓶底；(3)磷在氯气中燃烧生成最外层不都是8电子结构分子是PCl5；(4)先求出化合物相对分子质量是174×2=348；依据质量守恒定律能够写出以下表示式：PCl5+NH4Cl4HCl+？得出新化合物分子中各原子个数比P∶Cl∶N=1∶2∶1，设其化学式为PxNxCl2x，依据相对分子质量为348，能够求得化学式。8/30典例精析【例1】

关于以下各装置图叙述中，不正确是（）AA.装置①中，d为阳极、c为阴极B.装置②可用于搜集H2、NH3、CO2等气体C.装置③中X若为四氯化碳，可用于吸收氨气或氯化氢，并预防倒吸D.装置④可用于干燥、搜集氨气，并吸收多出氨气9/30典例精析【解析】电流从电源正极流出，所以d与电源负极相连应该是阴极。装置②搜集H2、NH3、时应该从a口进气，搜集CO2气体则应该从b口进气；氨气或氯化氢都极易溶于水，不过不溶于四氯化碳，能够防倒吸；碱石灰能够干燥氨气，吸收氨气应该防倒吸。【评注】从图示观察信息，结合物质性质综合考查相关知识。关键要准确看懂图中装置及其用途。10/30典例精析变式1下列图中a、b、c表示对应仪器中加入试剂，可用下列图装置制取、净化、搜集气体是（）B编号气体abcANH3浓氨水生石灰碱石灰BCO2盐酸碳酸钙饱和NaHCO3CNO稀HNO3铜屑H2ODNO2浓HNO3铜屑NaOH溶液11/30典例精析变式1下列图中a、b、c表示对应仪器中加入试剂，可用下列图装置制取、净化、搜集气体是（）B【解析】氨气、NO不能向上排空法搜集，A、C错；NO2

不能用NaOH溶液除杂，D错。12/30典例精析【例2】将充满NO2和O2混合气体量筒倒立于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒容积二分之一处停顿了，则原混合气体中NO2和O2体积比是多少？【解析】设原混合气体体积为1，混合气体中NO2体积为x，则O2体积为1−x。依据题意可知，最终剩下气体不可能为NO，只能为O2(理由：若剩下气体为NO，其体积为1/2，则相当于NO2过量3/2，过量NO2比原来NO2和O2混合气体总体积还大，不合理。)。发生总反应是：4NO2+O2+2H2O4HNO3则有：1−x−x/4=1/2，解得x=2/5，V(NO2)∶V(O2)=2/5∶(1−2/5)=2∶3，从而得到13/30典例精析【评注】利用总反应式进行计算，简单快捷。这就是技巧，需要平时学习中不停积累。【例2】将充满NO2和O2混合气体量筒倒立于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒容积二分之一处停顿了，则原混合气体中NO2和O2体积比是多少？14/30典例精析变式2有混合气体X，它是由NO、H2、CO2组成，通入足量Na2O2层后，变成混合气体Y，将Y用电火花引燃使其充分反应，只好到浓度为70%HNO3溶液，无其它任何气体，则X中NO、H2、CO2体积之比为()A.1∶1∶1B.1∶2∶7C.3∶2∶2D.2∶4∶7D【解析】依据题意最终得到70%HNO3溶液，假设硝酸溶液为90g，则含有HNO363g即1mol,含有H2O27g即1.5mol。依据元素守恒能够求出N原子物质量为1mol,H物质量为4mol；再依据4NO+3O2+2H2O4HNO3和O2+2H22H2O、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2，能够求出CO2物质量为(3/4+1)×2mol=3.5mol。15/30典例精析【备选题】无色混合气体甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中几个。将100mL气体甲经过下列图试验处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲组成可能为（）A.NH3、NO2、N2

B.NH3、NO、CO2C.NH3、NO2、CO2

D.NO、CO2、N2B【解析】原来气体无色，说明不含NO2；经过浓硫酸体积降低，说明含有氨气；经过足量Na2O2，气体显红棕色，证实含有NO、CO2；最终几乎无气体剩下，说明没有N2。16/30方法指导一、氨制取及检验1.氨气试验室制取(1)反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)装置原理(发生、净化、搜集、尾气吸收)加热①发生装置：大试管、单孔橡胶塞、酒精灯等。②净化装置：含有水蒸气杂质，能够经过装有碱石灰U形管或球形干燥管进行净化，不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3反应，生成对应盐。③搜集装置：氯气能溶于水，所以要用向上排空法或排饱和食盐水法。17/30方法指导一、氨制取及检验1.氨气试验室制取(1)反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)装置原理(发生、净化、搜集、尾气吸收)加热④尾气吸收：氨气不能直接排放到空气中，能够用将多余氨气通入水中进行吸收(要注意放倒吸)装置图以下：18/30方法指导一、氨制取及检验1.氨气试验室制取(1)反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)装置原理(发生、净化、搜集、尾气吸收)加热(3)假如没有氯化铵和氢氧化钙，也能够使用浓氨水和生石灰或烧碱固体来制取少许氨气。装置如上图。19/30方法指导一、氨制取及检验2.工业合成氨简述(1)原料：空气、水和燃料(用于生产氢气)(2)适宜条件从反应速率、平衡转化率、催化剂活性、成本等方面进行综合分析：温度：500℃左右压强：1×107Pa左右催化剂：铁触媒及时将生成氨气分离，剩下氮气和氢气循环使用。3.氨气检验方法一：能使湿润红色石蕊试纸变蓝；方法二：与浓盐酸作用产生大量白烟；20/30方法指导二、NO、NO2制取NONO2反应原理3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O发生装置烧瓶、分液漏斗、双孔塞烧瓶、分液漏斗、双孔塞搜集方法只能用排水法，不能用排空法只能用排空法，不能用排水法21/30方法指导三、氮氧化物相关计算(1)原理将NO2(或NO)和O2同时通水中发生以下反应：3NO2+H2O2HNO3+NO2NO+O22NO2以上两个反应不停循环，逐步经计算非常复杂。通惯用总反应式进行计算将大大简化，两个总反应式以下：4NO2+O2+2H2O4HNO34NO+3O2+2H2O4HNO322/30方法指导三、氮氧化物相关计算(2)详细分析以下①假如是将NO2和O2同时通入水中反应：当V(NO2)∶V(O2)=4∶1时，无气体剩下，最终只是HNO3当V(NO2)∶V(O2)<4∶1时，O2过量，剩下为O2当V(NO2)∶V(O2)>4∶1时，NO2过量，剩下为NO②假如是将NO和O2同时通入水中反应：当V(NO)∶V(O2)=4∶3时，恰好完全反应，无气体剩下当V(NO)∶V(O2)>4∶3时，NO过量，NO剩下当V(NO)∶V(O2)<4∶3时，O2过量，O2剩下(3)假如不是恰好反应，则剩下气体只可能是氧气或NO，不可能剩下NO2(为何？)23/30方法指导四、NO2和溴蒸气判别方法NO2Br2蒸气方法一：用水溶解得到无色溶液得到黄色或橙色溶液方法二：加热硝酸银溶液没有沉淀生成产生浅黄色沉淀方法三：用四氯化碳溶解无显著现象得到橙红色四氯化碳溶液24/30高考回放1.(·上海)已知气体摩尔质量越小，扩散速度越快。右图所表示为气体扩散速度试验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。以下关于物质甲、乙判断正确是()

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C【解析】气体能扩散，说明两种物质都易挥发，A错；白色烟环靠近乙，说明乙挥发气体密度较大，B、D错。25/30高考回放2.(·重庆)N2O5是一个新型硝化剂，其性质和制备收到人们关注。(1)N2O5与苯发生硝化反应生成硝基苯结构简式是

26/30高考回放2.(·重庆)N2O5是一个新型硝化剂，其性质和制备收到人们关注。(2)一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5可发生以下反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)；ΔH>0