2019-2020年高考化學一輪復(fù)習 課時15 氮及其化合物考點過關(guān).docx

2019-2020年高考化學一輪復(fù)習 課時15 氮及其化合物考點過關(guān)氮氣【基礎(chǔ)梳理】1. 氮元素的存在在自然界中，氮元素既有態(tài)，也有態(tài)，大部分氮元素以態(tài)的形式存在于空氣中。2. 氮氣的物理性質(zhì)顏色:，狀態(tài):，氣味:，水溶性:溶于水。3. 氮氣的化學性質(zhì)常溫下，氮氣的化學性質(zhì)穩(wěn)定，通常情況下不易發(fā)生化學反應(yīng)。(1)工業(yè)合成NH3的化學方程式為。(2)N2和O2在放電條件下生成NO:N2+O22NO。(3)Mg在N2中燃燒:3Mg+N2。【典型例題】 下列有關(guān)“固氮”的說法正確的是 ()A. N2和H2在高溫、高壓、催化劑條件下生成NH3的反應(yīng)是固氮B. NH3與CO2反應(yīng)制尿素是固氮C. NH3催化氧化生成NO的反應(yīng)是固氮D. 氮的固定只有在高溫、高壓、催化劑的條件下才能實現(xiàn)答案A 解析氮的固定是指將N2轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程，B項、C項錯;固氮還有生物固氮，D項錯。 氮元素在地球上含量豐富，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。下列敘述與氮元素的循環(huán)無關(guān)的是 ()A. 工業(yè)合成氨的過程是固氮的過程B. 自然界中，氨是動物體特別是蛋白質(zhì)腐敗后的產(chǎn)物C. 為防止糧食、罐頭、水果等食品腐爛，常用氮氣作保護氣D. 電閃雷鳴的雨天，N2與O2會發(fā)生反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物吸收答案C解析用氮氣作保護氣是利用氮氣的穩(wěn)定性，與氮的循環(huán)無關(guān)。固氮作用“固氮”是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮?！肮痰钡姆绞接?自然固氮、生物固氮、工業(yè)固氮。常溫下，氮氣的化學性質(zhì)穩(wěn)定(氮氮三鍵的鍵能大)，通常情況下不易發(fā)生化學反應(yīng)。氮的氧化物【基礎(chǔ)梳理】氮的氧化物氮有多種價態(tài)的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。NO和NO2的比較如下:NONO2物理性質(zhì)顏色毒性溶解性化學性質(zhì)與O2反應(yīng)2NO+O22NO2與H2O反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO實驗室制法3Cu+8HNO3(稀)Cu+4HNO3(濃)氮的氧化物來源及主要危害來源:人類活動中氮肥的生產(chǎn)、工業(yè)上制硝酸和的排放等;自然界中的火山爆發(fā)、電閃雷鳴危害:形成，產(chǎn)生(1)有關(guān)化學反應(yīng)方程式2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O4HNO34NO+3O2+2H2O4HNO3(2)原子組成法4NO2+O2和4NO+3O2從組成上均相當于2N2O5 的組成，即(1)中的兩種情況中的總反應(yīng)式都與N2O5+H2O2HNO3 等效。N(N)N(O)=(3)電子守恒法:當NO2 或NO轉(zhuǎn)化為HNO3 時要失去電子，若上述兩種氣體與O2混合通入水中時，O2得電子，且得失電子數(shù)必然相等，這是電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。特別提醒:因為水溶液中發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO，所以無論何種情況下水溶液中不會剩余NO2。當NO2 與N2O4 的混合氣體作用于H2O時，不要忽視由于NO2的消耗，N2O4會轉(zhuǎn)化為NO2。【典型例題】一、 氮的氧化物性質(zhì) 如下圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被溶液充滿，關(guān)于原來試管中盛裝的氣體不正確的猜測是()A. 可能是N2與NO2的混合氣體B. 可能是O2與NO2的混合氣體C. 可能是NO與NO2的混合氣體D. 可能是NO2一種氣體答案A解析選項分析結(jié)論A因為N2的存在，最終試管內(nèi)不會充滿溶液不正確B若V(NO2)V(O2)41，則會出現(xiàn)題中所述現(xiàn)象正確CNO與NO2按任意比混合都會出現(xiàn)題中所述現(xiàn)象正確D只有NO2時，溶液先充入試管的，通入適量O2后試管內(nèi)可充滿溶液正確二、 環(huán)境保護 (xx·北京理綜改編)NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學方程式: 。(2)在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx的排放。當尾氣中空氣不足時，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學方程式:。(3)通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如下所示:Pt電極上發(fā)生的是(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。寫出NiO電極的電極反應(yīng)式:。答案(1)3NO2+H2O2HNO3+NO(2)2CO+2NON2+2CO2(3)還原NO+O2-2e-NO2解析(1)二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，3NO2+H2O2HNO3+NO。(2)空氣不足，尾氣中NO被CO還原成N2，則CO被氧化生成CO2，2NO+2CON2+2CO2。(3)原電池中陰離子移向負極，所以NiO電極為負極，Pt電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng);NiO電極上反應(yīng)為NO-2e-+O2-NO2。 汽車尾氣(含有烴類、CO、NOx、SO2)是城市空氣的主要污染源，治理方法之一是在汽車排氣管上加裝“催化轉(zhuǎn)化器”，它使CO和NOx反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并使烴類充分燃燒及SO2轉(zhuǎn)化，下列說法錯誤的是 ()A. CO和NOx反應(yīng)的化學方程式為2xCO+2NOx2xCO2+N2B. 上述方法的缺點是由于CO2增多，會大大提高空氣的酸度C. 多植樹造林，增大綠化面積，可有效控制城市空氣各種污染源D. 汽車改用天然氣為燃料或開發(fā)氫能源，都會減少對空氣的污染答案B解析CO2增多，CO2對應(yīng)酸是弱酸，不會大大提高空氣的酸度。三、 實驗探究 某同學利用右圖裝置制NO并進行相關(guān)實驗探究。(1)寫出制備NO的化學方程式: 。(2)收集的氣體與空氣混合后變紅色，這說明NO具有性。(3)制備NO的步驟如下:按圖所示連接好裝置;取下注射器，通過U形長管加入稀硝酸至接近U形短管的銅絲;在針頭上安裝好注射器，抽出U形短管中的所有空氣;然后拔出注射器，并排盡注射器中的空氣;待硝酸與銅絲分離后，用已排除空氣的注射器抽出生成的NO，將注射器針頭插入橡皮塞中以封口。在上述操作中遺漏的一個步驟是，在步驟中可以觀察到的現(xiàn)象為。答案(1)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(2)還原(3)檢查裝置的氣密性U形管短管中溶液與銅絲接觸反應(yīng);有氣泡產(chǎn)生，溶液變藍色，銅絲減少解析(2)NO與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應(yīng)，生成NO2，NO具有還原性。(3)組裝好裝置后，在實驗之前，必須先檢查裝置的氣密性。 用下列裝置制備、收集二氧化氮氣體，并探究其性質(zhì)。(1)裝置A中的分液漏斗盛裝的液體是，燒瓶中預(yù)先加入的是銅屑，鐵的價格比銅的價格低，此處用銅不用鐵的原因是。(2)干燥管B、D中盛裝的干燥劑可以是(填“濃硫酸”、“無水氯化鈣”、“五氧化二磷”或“堿石灰”)，干燥管D中干燥劑的作用是。(3)裝置E的作用是吸收尾氣，吸收過程中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式如下，請將其補充完整。NaOH+NO2+NaNO2+H2O(4)用上述裝置收集到了NO氣體，采用的收集裝置是(填“F”或“G”)。答案(1)濃硝酸鐵在濃硝酸中會鈍化而終止反應(yīng)(2)無水氯化鈣或五氧化二磷防止E裝置中的水蒸氣進入集氣瓶(3)221NaNO311(4)G解析(1)鐵在濃硝酸中鈍化，故使用銅屑與濃硝酸反應(yīng)制備二氧化氮。(3)根據(jù)提供的反應(yīng)物，NaOH中各元素化合價不可能發(fā)生變化，而NO2中N元素的化合價由+4價降低為產(chǎn)物NaNO2中的+3價，則另外一種產(chǎn)物中含有N，且N的化合價為+5價，該物質(zhì)是NaNO3，根據(jù)氧化還原反應(yīng)化學方程式的配平方法可以配平該化學方程式。(4)二氧化氮溶于水生成NO，故用排水法可以收集到NO。 NO、NO2氣體的收集方法(1)NO密度與空氣相近，且易被氧化，所以不能用排空氣法收集。根據(jù)其難溶于水， 所以可用排水集氣法收集。尤其是在銅與硝酸反應(yīng)中，排水集氣法還能除去NO中的NO2。(2)NO2與水可以反應(yīng)，所以不能用排水集氣法收集。根據(jù)其密度大于空氣，所以用向上排空法收集。(3)實驗應(yīng)用:在利用銅與硝酸的反應(yīng)制備NO的實驗中，生成的混合氣體用排水集氣法收集NO的好處是還能除去NO中的NO2氣體。氨氣和銨鹽【基礎(chǔ)梳理】1. 氨氣(1)氨的物理性質(zhì)顏色:;氣味:氣味;密度:比空氣;溶解性:溶于水。常溫常壓下，1體積水中大約可溶解體積氨氣;熔、沸點低，易液化。(2)氨的化學性質(zhì)與水反應(yīng):NH3+H2ONH3·H2Oa. 噴泉實驗實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié) 論形成美麗的噴泉，液體幾乎充滿整個燒瓶，溶液顯色氨氣溶于水，水溶液顯b. 氨水氨水是氨溶于水形成的水溶液，具有性，氨水顯性，原因是NH3·H2ON+OH-，能使酚酞變色。與酸反應(yīng)氨與酸反應(yīng)生成。如NH3與HCl相遇產(chǎn)生(NH4Cl小顆粒)，反應(yīng)的化學方程式為，該反應(yīng)可用于檢驗NH3，揮發(fā)性的強酸(如HCl、HBr、HI、HNO3)與NH3在空氣中相遇都有此現(xiàn)象。氨與H2SO4反應(yīng)的化學方程式為。氨的催化氧化4NH3+5O24NO+6H2O(3)NH3的用途NH3是一種重要的化工原料，可用來制硝態(tài)氮肥、銨態(tài)氮肥、尿素等。液氨可用作。(4)NH3的制備方法一:加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物原理:一般用加熱NH4Cl 和Ca(OH)2的混合物。裝置:“固+固氣”(與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同)。收集:用向下排空氣法。收集時，一般在試管口塞一團棉花球，可減小NH3與空氣的對流。干燥:用(NaOH和CaO固體的混合物)。驗滿方法:用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍色(或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生)。方法二:加熱濃氨水原理:NH3·H2ONH3+H2O裝置:如右圖方法三:把濃氨水滴加到固態(tài)堿性物質(zhì)原理:濃氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·H2ON+OH-，加入固態(tài)堿性物質(zhì)(如CaO、NaOH、堿石灰等)，使平衡逆向移動，同時反應(yīng)放熱，促進NH3·H2O的分解。裝置:如右圖2. 銨鹽(1)銨鹽的物理性質(zhì)銨鹽一般都是色晶體，溶于水。(2)銨鹽的化學性質(zhì)熱不穩(wěn)定性NH4ClNH4HCO3與堿溶液的反應(yīng)N+OH-(用于檢驗銨鹽)氨氣能使試紙變色。(3)氮肥類別銨態(tài)氮肥有機氮肥名稱硫酸銨氯化銨碳酸氫銨硝酸銨碳酰二胺俗稱硫銨氯銨碳銨硝銨尿素化學式(NH4)2SO4NH4ClNH4HCO3NH4NO3CO(NH2)2貯存時，應(yīng)密封并放在陰涼處。施用時，應(yīng)埋在土壤中，并避免與肥料(如草木灰等)混用?！镜湫屠}】 (xx·上海卷)實驗室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是 () A. 是氨氣發(fā)生裝置 B. 是氨氣發(fā)生裝置C. 是氨氣吸收裝置 D. 是氨氣收集、檢驗裝置答案B解析本題通過NH3的制取實驗，意在考查學生的實驗分析和評價能力。裝置在試管口處又生成NH4Cl，無法制得NH3，A項錯誤;選用裝置，使用濃氨水與CaO或NaOH固體、堿石灰都可制取NH3，B項正確;作為NH3的吸收裝置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，C項錯誤;利用裝置收集NH3時，應(yīng)在試管口塞一團棉花球，D項錯誤。 下列敘述不正確的是 ()A. NH3的噴泉實驗說明氨氣極易溶于水 B. NH3遇到揮發(fā)性強酸就能冒白煙 C. 實驗室可采用上圖所示裝置制取NH3D. NH3用向下排空氣法收集答案C解析NH4Cl分解生成的HCl和NH3遇冷又生成NH4Cl(在試管中凝結(jié))，C錯;NH3密度比空氣小，用向下排空氣法收集，D正確。 1. 氨水(1)成分三種分子:NH3、NH3·H2O、H2O;三種離子:N、OH-、H+。粒子濃度大小順序:c(NH3·H2O)>c(OH-)> c(N)>c(H+)(2)氨水的質(zhì)量分數(shù)越大，其密度越小，因此質(zhì)量分數(shù)為x%的氨水與質(zhì)量分數(shù)為3x%的氨水等體積混合后，所得氨水的質(zhì)量分數(shù)小于2x%。(3)氨水是很好的沉淀劑，可以使Mg2+、Al3+、Fe3+等生成沉淀，但是與Ag+則是先生成沉淀后溶解。硝酸【基礎(chǔ)梳理】1. 硝酸的性質(zhì)(1)硝酸的物理性質(zhì)純硝酸是色、有氣味、易的液體，能跟水以互溶，常用濃硝酸的質(zhì)量分數(shù)為，“發(fā)煙硝酸”的濃度為。(2)硝酸的化學性質(zhì)2. 工業(yè)制備硝酸(1)工業(yè)生產(chǎn):NH3NONO2HNO3(2)主要原料:(3)主要原理:4NH3+5O2 2NO+O22NO2 3NO2+H2O3. 硝酸的用途硝酸是一種重要的化工原料，常用來制造、等?！镜湫屠}】一、 硝酸的性質(zhì) 下列說法正確的是 ()A. 常溫下，濃硝酸可以用鋁制容器貯存，說明鋁與濃硝酸不反應(yīng)B. 過量的銅與濃硝酸反應(yīng)，生成的氣體只有NO2C. 用鐵粉與稀硝酸反應(yīng)，制取少量氫氣，用排水法收集D. 鐵或鋁制成的槽車可以密封貯運濃硫酸或濃硝酸答案D解析鈍化也是反應(yīng)的結(jié)果，A項錯;過量的銅與濃硝酸反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，硝酸的濃度會變稀，會有NO生成，B項錯;用鐵粉與稀硝酸反應(yīng)，得不到氫氣，C項錯。 下列敘述正確的是 ()A. 常溫下濃硝酸與鋁不反應(yīng)，可用鋁質(zhì)容器存放濃硝酸B. 濃硝酸見光易分解，應(yīng)保存在棕色的試劑瓶中C. 在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入固體，銅粉仍不溶解D. 銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為Cu+2N+4H+Cu2+2NO2+2H2O答案B解析A錯誤，鈍化是化學變化;B正確;C錯誤，Cu不能與稀硫酸反應(yīng)，但加入Cu(NO3)2后，溶液中存在HNO3，Cu溶解在HNO3中;D項是稀硝酸，離子方程式為3Cu+2N+8H+3Cu2+2NO+4H2O。二、 有關(guān)硝酸的計算 對于1 L HNO3和H2SO4的混合溶液中，若HNO3和H2SO4物質(zhì)的量濃度存在如下關(guān)系:c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2 mol·L-1。則理論上最多能溶解銅的物質(zhì)的量為 ()A. 0.80 molB. 0.72 molC. 0.45 mol D. 0.40mol答案B解析物質(zhì)的量濃度為1.2 mol·L-1屬于稀溶液，而稀硫酸與銅是不發(fā)生反應(yīng)的，溶解銅的是稀硝酸，稀硫酸提供氫離子參與反應(yīng)。溶解最多的銅，N被完全反應(yīng)。假設(shè)1 L HNO3和H2SO4的混合溶液中n(H2SO4)=x mol，n(HNO3)=y mol，x+y=1.2;銅被溶解的方程式是3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O 82 2x+y y則82=(2x+y)y，解得x=0.72 mol，y=0.48 mol，根據(jù) 3Cu2N， 被溶解的銅為0.72 mol，正確答案是B。 在濃硝酸中放入銅片:(1)開始反應(yīng)的化學方程式為 ，實驗現(xiàn)象為 。(2)若銅有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時的化學方程式是 。(3)待反應(yīng)停止后，再加入少量質(zhì)量分數(shù)為25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是。(4)若將12.8 g銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng)，銅耗完時，共產(chǎn)生氣體5.6 L(標準狀況)。則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是。答案(1)Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O溶液逐漸變藍，有紅棕色氣體逸出(2)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(3)加入稀硫酸后，與原溶液中的N構(gòu)成強氧化性的條件，又能與過量的Cu反應(yīng)(4)0.65 mol解析(2)隨著反應(yīng)的進行，硝酸濃度不斷減小，故反應(yīng)后階段發(fā)生的是銅與稀硝酸的反應(yīng)。(4)n(NOx)=0.25 mol，故消耗的硝酸為n(HNO3)=2n(Cu)+n(NOx)=2×+0.25 mol=0.65 mol。 硝酸工業(yè)的尾氣處理NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O