高考化学大一轮专题复习 第二单元 元素及其化合物 第11讲 氮及其化合物课件

1、第11讲,氮及其化合物,考纲导视,基础反馈 判断正误，正确的画“”，错误的画“”。,(1)氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质(,)。,(2)将可调高度的铜丝伸入稀 hno3 中，溶液变蓝，则 cu,与稀 hno3 发生置换反应(,)。,(3)实验室用锌粒、稀 hno3 以及试管、带导管的橡皮塞可,制取 h2(,)。,(4)由于反应物浓度越大，反应速率越快，因而常温下，相 同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解,完(,)。,(5)制二氧化氮时，用水或 naoh 溶液吸收尾气( (6)用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别 br2(g)和 no2( (7)液氨作为清洁能源的反应原理是 4nh3

2、5o2,)。 )。,4no6h2o(,)。,答案：(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),考点一,氮气和氮的氧化物,【知识梳理】,一、氮族元素,n(氮)、p(磷)、as(砷),5,1氮族元素包括_、sb(锑)、bi(铋) 五种元素。在元素周期表中位于_族，最高正化合价为 _，最高价氧化物的通式为_，其对应水化物的 通式为_或_。最低负化合价为_，其氢,化物的通式为_。,h3ro4,3,rh3,第a,r2o5,hro3,2氮族元素原子结构的异同点。,5,增多,增大,减弱,相同点是最外层都是_个电子；不同点是电子层数,逐渐_，原子半径逐渐_。,增强,减弱,3氮族元素化学性质

3、上的主要递变规律。,减弱,增强,从上到下，元素的非金属性逐渐_ ，金属性逐渐 _；最高价氧化物的水化物的酸性逐渐_；气态 氢化物(rh3)的热稳定性逐渐_，还原性逐渐_。,二、氮气与氮的固定,1物理性质。,无,无,难,78%,_色、_味的气体，_溶于水，难液化，空 气中含_(体积分数)的氮气。沸点为195.8 ，熔点为 209.9 。,2分子结构。,nn,nn,氮气的电子式为_；结构式为_； 氮氮三键键能很高。,3化学性质。,常温稳定，高温活泼。,2no,2nh3,(1)还原性：n2o2 (2)氧化性：n23h2,_。 _。,4用途。 合成氨、制硝酸、作保护气等。,5氮的固定。,氮的固定,自然

4、固氮,人工固氮,使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做 _。氮的固定主要有_和_。,三、一氧化氮和二氧化氮的性质,1氮元素有1、2、3、4、5 五种正价态，五种 正价对应六种氧化物：n2o、no、n2o3、no2、n2o4、n2o5。,2no 和 no2 的性质比较。,与水反应：3no2h2o= _； 自身化合生成_色的n2o4： 2no2,无,无,红棕,刺激性,难,水,2no2,2hno3no,无,n2o4,蓝,注意：(1)氮的氧化物都是大气污染物。,(2)空气中no2 是造成光化学烟雾的主要因素。,(3)空气中no、no2 主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾,气、硝酸工厂等。,(4)n

5、o2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。,3.氮氧化物对环境的污染及防治。 (1)常见的污染类型。,光化学烟雾：nox 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生,一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。,酸雨：nox 排入大气中后，与水反应生成 hno3 和 hno2，,随雨雪降到地面。,破坏臭氧层：no2 可使平流层中的臭氧减少，导致地面,紫外线辐射量增加。,no 与血红蛋白结合使人中毒。,(2)常见的nox尾气处理方法。 碱液吸收法。 2no22naoh=nano3nano2h2o no2no2naoh=2nano2h2o no2、no的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(no2)n(n

6、o)。一般适合工业尾气中nox的处理。 催化转化法。 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(n2)或nox与co在一定温度下催化转化为无毒气体(n2和co2)。一般适用于汽车尾气的处理。,【考点集训】,例1设na为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是()。 a.常温常压下，14 g由n2和co组成的混合气体含有的原子数为na b.标准状况下，6.72 l no2与水充分反应转移的电子数目为0.1na c.46 g no2和n2o4混合气体中含有的氮原子数为3na d.2.24 l no2含有氧原子数为0.2na,思路指导：涉及混合物的题型，可以采用极端假设法。,答案：a,解析：

7、n2和co都是双原子分子，其摩尔质量均为28 g mol1, 14 g混合气体的物质的量为0.5 mol，含有的原子数目为na，a项正确；no2与h2o发生的反应为3no2h2o=2hno3no,6.72 l no2为0.3 mol，与水发生反应时转移0.2 mol电子(即0.2na)，b项错误；46 g no2和n2o4混合气体相当于含1 mol no2气体，则含有氮原子数为na，c项错误；没给特定的条件 (温度、压强)，无法确定vm的值，不能计算，d项错误。,5 moll1 naoh溶液至cu2恰好完全沉淀，则消耗naoh溶液,例2(20162017 学年河北邯郸大名一中月考)足量铜与一

8、定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和 no2、n2o4、no的混合 气体，这些气体与 1.68 l o2(标准状况)混合后通入水中，所有 气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入,的体积是(,)。,a.60 ml,b.45 ml,c.30 ml,d.15 ml,答案：a,方法技巧,氮氧化物与o2、h2o反应的计算方法 (1)电子守恒法。 当nox转化为硝酸时要失去电子，如果是nox与o2混合，则反应中o2得到的电子数与nox失去的电子数相等。 (2)原子守恒法。 4no2o2和4no3o2从组成上均相当于2n2o5的组成，都与n2o5h2o=2hno3等效。当no、no2、o2的混合气体

9、溶于水时利用混合气体中n、o原子个数比进行分析判断。,例 3(2015 年湖南模拟)氮的固定是几百年来科学家一直研,究的课题。,(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分 k,值。,分析数据可知：大气固氮反应属于_(填“吸热”或,“放热”)反应。,分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因 _。 从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际 工业生产却选择 500 左右的高温，解释其原因_ _。,(2)工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定 n2 的平 衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线，如图所示的 图示中，正确的是_(填“a”或“b”)；比较 p1、p2

10、 的大小关 系_。,a,b,c,(3)20 世纪末，科学家采用高质子导电性的 scy 陶瓷(能传 递 h)为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜作电 极，实现高温常压下的电化学合成氨，提高了反应物的转化率， 其实验简图如 c 所示，阴极的电极反应式是_ _。 (4)近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下,合成氨气的新思路，反应原理为：2n2(g)6h2o(l) 4nh3(g) 3o2(g)，则其反应热h_。,已知：n2(g)3h2(g),2nh3(g) h92.4 kjmol1,2h2(g)o2(g),2h2o(l) h571.6 kjmol1,答案：(1)吸热,k 值小，正向

11、进行的程度小(或转化率,低)，不适合大规模生产 从反应速率角度考虑，高温更好，但从催化剂活性等综 合因素考虑选择 500 左右合适 (2)a p2p1 (3)n26e6h=2nh3 (4)1530 kjmol1,考点二,氨和铵盐,【知识梳理】 一、氨 1物理性质。 _色有_气味的气体，密度比空气_，易 液化，_溶于水(通常 1 体积水能溶解 700 体积氨气)。 2分子结构。 电子式：_，空间结构：三角锥形。,无,刺激性,小,极易,nh4 oh。,3化学性质。,nh3h2o,(1)与水反应：nh3h2o,_,氨气溶于水得氨水，密度小于 1 gcm3，氨水中含有的粒子有 _。氨水为可溶性一元,弱

12、碱，易挥发，不稳定，易分解：nh3h2o (2)与酸反应：得到相应的铵盐。,_。,nh3hcl=_(两种气体相遇产生白烟，可用,于两者检验)；,nh4cl,nh3h2o,(nh4)2so4,nh4no3,ch3coonh4,nh4hco3,2nh3h2so4=_(硫铵、肥田粉)； nh3hno3=_(硝铵、炸药)； nh3ch3cooh=_； nh3co2h2o=_(碳铵)。,(3)还原性。,4no6h2o,4nh35o2,_(工业制硝酸)。,(4)与某些盐反应。 al33nh3h2o=_实验室制 al(oh)3。,4制法。,(1) 氨气的实验室制法。 反应原理 _ ,气体(与用 kclo3

13、和 mno2 制,反应装置 固体固体 o2 的装置相同),碱石灰,向下排空气法,白烟,蓝色,验满方式 ,净化装置 用_ 收集装置 _ 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，,有_产生 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，,试纸变_ 收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿 的棉花球，可减小 nh3 与空气的对流速率， 收集到纯净的 nh3,收集方式,(2)工业制法：n23h2,_。,2nh3,5用途：制氮肥、铵盐、硝酸、纯碱、作制冷剂等。,二、铵盐,从反应上看，铵盐都是氨与酸反应的产物；从构成上看， 1物理性质。 铵盐都是_溶于水的离子化合物。,易,_(nh3hcl=nh4cl，试管,溶液：nh4 oh

14、,_(可用于 nh 4 的检,2化学性质。,h2onh3co2,nh3hcl,(1)热稳定性差，受热分解。,_；,nh4hco3 nh4cl,冷,上端内壁有白色固体附着)。 (2)与碱反应：铵盐与碱共热都能产生 nh3。,固态：nh4cl naoh,_( 不,能写离子方程式)；,naclh2onh3,h2onh3,验或铵盐的鉴别)。,质是铵盐(或含有nh4)。,3铵盐的检验。,(1)化学原理：铵盐与碱加热产生氨气。,(2)检验方法：把 naoh 溶液加到某物质(固体或溶液)中， 加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，即判断该物,【考点集训】,)。,例 4关于下列各装置图的叙述中，正确的是

15、( a.用氯化铵和氢氧化钙制 nh3 b.实验室快速制氨气,c.实验室用 nh4cl 制 nh3,d.nh3 的干燥、收集及处理 答案：b,归纳总结 实验室制取少量 nh3 的两种简易方法 1.加热浓氨水。,(1)反应原理：nh3h2o (2)装置：见图甲。 甲,nh3h2o。 乙,nh4 oh，加入固态碱性物质(如 cao、naoh、,2.浓氨水中加固态碱性物质。 (1)反应原理：浓氨水中存在以下平衡：nh3h2o,nh3h2o,碱石灰等)，消耗水且使c(oh)增大，使平衡逆向移动，同时反 应放热，促进nh3h2o 的分解。 (2)装置：见图乙。,例 5(2016 年新课标卷)氮的氧化物(n

16、ox)是大气污染物 之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用nh3将nox还原生 成n2，某同学在实验室中对nh3与nox反应进行了探究。回答 下列问题： (1)氨气的制备。,a,b,c,d,e,f,氨气的发生装置可以选择上图中的_，反应的化 学方程式为_。 预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺 序为：发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。,(2)氨气与二氧化氮的反应。,将上述收集到的 nh3 充入注射器 x 中，硬质玻璃管 y 中加 入少量催化剂，充入no2(两端用夹子k1、k2夹好)。在一定温 度下按图示装置进行实验。,解析：(1)在实验室中是利用固体碱消石灰与铵盐nh4cl

17、 混合加热制取氨气，故应选用a 装置，发生反应的化学方程式,为2nh4clca(oh)2,cacl22nh32h2o；利用a装,置制得的氨气，由于氨气是碱性气体，所以需要利用碱石灰进 行干燥，然后再根据氨气的密度比空气小的性质，用向下排空 气法收集，氨气是大气污染物，要进行尾气处理，可利用其在 水中极容易溶解，用水作吸收剂进行尾气处理，故装置的连接 顺序为 adcfei。(2)no2 具有强氧化性，nh3 有强还 原性，两者相遇，会发生反应产生氮气和水，根据电子守恒、 原子守恒，可得反应的方程式： 8nh36no2=7n212h2o，,故y 管内看到红棕色气体颜色变浅最终为无色，同时在注射器

18、的内壁有水珠产生；反应后由于容器内气体的物质的量减少， 所以容器内气体压强减小。当打开k2 后，烧杯内naoh 溶液在 大气压强的作用下会倒吸入 y 管内。,答案：(1)a2nh4clca(oh)2,cacl22nh3,2h2o adcfei,(2)红棕色颜色变浅，最后褪为无色 7n212h2o naoh 溶液倒吸入 y 管中,8nh36no2= 该反应是气体体,积减小的反应，装置内压强降低，在大气压的作用下发生倒吸,例 6(2017 届北京师大附中期中)某化学兴趣小组利用如图 装置制取氨气并探究氨气的有关性质。 (1)装置 a 中烧瓶内试剂可选用_(填序号)。,a.碱石灰,b.浓硫酸,c.生

19、石灰,d.五氧化二磷,e.烧碱固体,(2)若探究氨气的溶解性，需在 k2 的导管末端连接下表装置 中的_(填序号)装置，当装置 d 中集满氨气后，关闭 k1、 k2，打开 k3，引发喷泉的实验操作是_ _。,(3)若探究氨气的还原性，需打开 k1、k3，k2处导管连接,制取纯净、干燥氯气的装置。,用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过盛有,_试剂的洗气瓶。,d 中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味 的气体，该反应的化学方程式为_ _。,从 k3 处导管逸出的气体中含有少量 cl2，则 c 装置中应 盛放_溶液(填化学式)，反应的离子方程式为 _。,解析：(1)在浓氨水中存在平衡

20、： nh3h2o,nh3h2o,固体，平衡左移，同时放出大量的热促进氨水的挥发。碱石灰 的成分是烧碱和生石灰，将浓氨水加入到碱石灰中能快速制备 氨气。(2)氨气极易溶于水，不溶于 ccl4，要用防倒吸装置，因 此选择或。要使装置 d 发生喷泉现象，必须使烧瓶中的压 强迅速降低，形成内外压强差。用热毛巾将烧瓶捂热，可使 d 中氨气受热膨胀，通过导管后溶于水，d 中压强变小即产生“喷 泉”。(3)用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混有氯化氢气 体和水蒸气，通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水,蒸气。探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生白烟，联 系 nh3hcl=nh4cl可知，“白烟”的成分

21、为氯化铵，氯元 素化合价降低，则生成的“无色无味气体”必为氨气的氧化产 物，可推知为氮气。氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应， 因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。 答案：(1)ace,(2)或,用热毛巾将烧瓶捂热片刻(其他合理答案均可),(3)饱和食盐水、浓硫酸 3cl28nh3=6nh4cln2,naohcl22oh=clcloh2o,考点三 硝酸 【知识梳理】,1物理性质。,无,刺激性,纯硝酸是_色、易挥发(沸点 83 )、有_气 味的液体，密度为 1.50 gcm3。 浓硝酸(市售)的质量分数为 69%，易挥发出 hno3，通常为 无色或黄色液体(因 hno3 分解产生的 no2 溶在其中

22、而呈黄色)， 密度为 1.42 gcm3。,2化学性质。,nano3h2o,cu(no3)2h2o,(1)硝酸具有酸的通性：hno3 naoh=_； 2hno3cuo=_；稀硝酸能使紫色石蕊溶液 变红，浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色。 (2)硝酸不稳定，受热或见光易分解。 4hno3(浓)=_(浓度越高、温度越,高、光越强，硝酸越易分解)。,2h2o4no2o2,(3)硝酸的强氧化性。,cu(no3)22no22h2o,硝酸能与除金、铂以外的所有金属反应，产物中没有氢气， 硝酸被还原的产物与硝酸的浓度有关。 cu4hno3(浓)=_。 现象：迅速剧烈反应，放出大量红棕色气体，溶液变绿色。

23、 3cu8hno3(稀)=_。 现象：反应较缓慢，放出无色气体，在试管口变成红棕色，,溶液变蓝色。,3cu(no3)22no4h2o,注意：试管口应塞上用碱液润湿的棉团。,(4)与有机物反应。,hno3,_。,3用途：制炸药、染料、塑料、硝酸盐。,【考点集训】,例 7(2015 年北京卷)在通风橱中进行下列实验：,a.中气体由无色变红棕色的化学方程式：2noo2= 2no2 b.中的现象说明 fe 表面形成致密的氧化层，阻止 fe 进 一步反应 c.对比、中现象，说明稀 hno3 的氧化性强于浓 hno3 d.针对中现象，在 fe、cu 之间连接电流计，可判断 fe 是否被氧化,答案：c,解析

24、：铁放入稀hno3中发生反应fe4hno3=fe(no3)3no2h2o，no逸出，遇到o2生成no2，气体由无色变为红棕色，a正确；铁放入浓hno3中，在常温下会钝化，即在fe表面形成致密的氧化膜，阻止fe进一步反应，b正确；浓hno3的氧化性强于稀hno3，c错误；在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则铁被氧化，d正确。,例8(20162017 学年河北保定定州中学月考)将一定质量 的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应 过程中还原产物全是 no，向所得溶液中加入物质的量浓度为 3 moll1的 naoh 溶液至沉淀完全，测得生

25、成沉淀的质量比原,)。,合金的质量增加 5.1 g，则下列有关叙述中正确的是( a.开始加入合金的质量可能为 16.4 g b.标准状况下产物 no 的体积为 22.4 l c.生成沉淀完全时消耗 naoh 溶液的体积为 100 ml d.参加反应的硝酸的物质的量为 0.1 mol,答案：c,方法技巧,硝酸与金属反应的计算方法,(1)思维模型。,(2)计算技巧。,例 9如下图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸,的强氧化性并观察还原产物的实验装置。,.浓硝酸的强氧化性实验。,将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约 5 ml 浓硝酸，往具支试管中放入约 2 ml 浓硝酸，用排水法收集产生 的气体。,(1)具支试管中发生反应的化学方程式：_ _。,(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是,_。,.稀硝酸的强氧化性实验。,(3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化 性，紧接的简便、合理的实验操作是_。,(4)能证明稀硝酸与铜反应产生 no 的实验现象是_,(填代号)。,a.c 中收集到无色气体,b.c 中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 c.b 中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 .实验反思。,(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸 反应的实验，其好处是_。,两者颜色不同的原因是因为cu2浓度差异引起的；,