1-第二單元　生產(chǎn)生活中的含氮化合物

欄目索引選考專用選考專用 化學(xué)化學(xué)第二單元第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物生產(chǎn)生活中的含氮化合物欄目索引題組一氮?dú)夂偷难趸镱}組一氮?dú)夂偷难趸?.氮?dú)獾獨(dú)?1)氮的固定使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。(2)氮?dú)獾男再|(zhì)物理性質(zhì)純凈的N2是一種無色無味的氣體,難溶于水,在空氣中約占總體積的4/5。游離態(tài)游離態(tài)化合態(tài)氮化合態(tài)氮4/5欄目索引化學(xué)性質(zhì)通常情況下,N2化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,只在高溫、放電、催化劑等條件下才能發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。a.與H2反應(yīng):N2+3H22NH3。b.與O2反應(yīng):N2+O22NO。2.氮的氧化物氮的氧化物氮有多種氧化物,主要有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5和N2O4等,其中 N2O3是HNO2的酸酐,HNO3的酸酐是 N2O5。N2ONON2O3NO2N2O5N2O5N2O5欄目索引NONO2顏色無色氣味刺激性氣味水溶性不溶與H2O反應(yīng)毒性有毒實(shí)驗(yàn)室制取所用試劑Cu和稀HNO3Cu和濃HNO3一氧化氮在常溫下很容易與空氣中的氧氣反應(yīng),化學(xué)方程式為2NO+O22NO2。比較NO與NO2的性質(zhì)紅棕色紅棕色有毒有毒欄目索引三角錐三角錐變藍(lán)變藍(lán)題組二氨與銨鹽題組二氨與銨鹽1.氨的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)氨的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)結(jié)構(gòu):電子式為,分子空間構(gòu)型為形。(2)物理性質(zhì):無色,有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小,易液化,極易溶于水。(3)化學(xué)性質(zhì)1)與水反應(yīng)NH3+H2ONH3H2ON+OH-NH3是唯一能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙的氣體,常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3。有關(guān)氨水的問題:4H欄目索引a.氨氣溶于水得氨水,氨水的密度比水小,并且氨水濃度越大密度越小。計(jì)算氨水濃度時(shí),溶質(zhì)是NH3而不是NH3H2O。b.氨水是混合物,溶液中存在的粒子有三種分子即、NH3、H2O;三種離子:N、OH-及少量的H+。氨水是弱電解質(zhì)溶液,但電解質(zhì)是NH3H2O,不是NH3。c.氨水受熱或加入CaO(生石灰)可放出氨氣。NH3H2ONH3+H2Od.氨水是很好的沉淀劑,可使多種陽離子生成沉淀。如:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N4H4HNH3H2O欄目索引2)與酸反應(yīng)NH3+HClNH4Cl(生成白煙)NH3+CO2+H2ONH4HCO3(碳銨)3)與氧氣反應(yīng)(氨的催化氧化)(4)工業(yè)合成氨反應(yīng)原理:N2+3H22NH3反應(yīng)條件:鐵觸媒作催化劑,壓強(qiáng)2050MPa,溫度450左右。欄目索引工業(yè)流程:2.銨鹽的性質(zhì)和檢驗(yàn)銨鹽的性質(zhì)和檢驗(yàn)(1)性質(zhì)a.易溶于水的離子晶體b.與堿反應(yīng)N+OH- NH3+H2O4H欄目索引c.受熱分解NH4Cl NH3+HCld.水解反應(yīng)N+H2ONH3H2O+H+(2)檢驗(yàn)a.取樣品與堿共熱,用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)是否變藍(lán);b.取樣品與堿共熱,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒檢驗(yàn)是否有白煙。4H欄目索引液氨氨水物質(zhì)成分純凈物(非電解質(zhì))混合物(NH3H2O為弱電解質(zhì))粒子種類NH3分子NH3、NH3H2O、H2O、N、OH-、H+(少量)主要性質(zhì)具有堿的通性存在條件常溫、常壓下不能存在常溫、常壓下可存在4H特別提醒液氨與氨水的比較欄目索引題組三硝酸題組三硝酸1.物理性質(zhì)物理性質(zhì)純硝酸是色、揮發(fā)、有氣味的液體,能跟水以任意比互溶。2.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(1)酸的通性,但與活潑金屬反應(yīng)時(shí)不能生成H2。(2)不穩(wěn)定性,化學(xué)方程式為:。久置的濃硝酸呈色,因?yàn)槿芙饬薔O2,實(shí)驗(yàn)室保存濃HNO3應(yīng)注意:、。無無易易刺激性刺激性黃黃低溫低溫密封密封避光避光欄目索引(3)強(qiáng)氧化性a.能與除以外的所有金屬反應(yīng),如Cu與濃、稀HNO3均可反應(yīng),化學(xué)方程式分別為:,。有些金屬(如、等)在冷的濃HNO3中發(fā)生。b.與不活潑的木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。c.與某些還原性化合物(如FeO)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。Au、PtFeAl鈍化鈍化欄目索引3.用途用途制化肥、炸藥、染料等。 特別提醒1.因硝酸鹽在水溶液中完全電離,故在酸性條件下已構(gòu)成HNO3溶液,此時(shí)要注意考慮HNO3存在而引起的相關(guān)反應(yīng)變化。在各種考試中經(jīng)常涉及這點(diǎn),而同學(xué)們經(jīng)常忽略硝酸鹽在酸性條件下已具有的強(qiáng)氧化性。2.濃硝酸應(yīng)保存在棕色瓶?jī)?nèi)置于冷暗處,還有鹵化銀(AgF除外)、氯水、溴水、硝酸銀、高錳酸鉀等都應(yīng)置于棕色瓶中。3.NaNO2是一種強(qiáng)氧化劑,誤食NaNO2能將正常含F(xiàn)e2+的血紅蛋白氧化成含F(xiàn)e3+的高鐵血紅蛋白,從而使血紅蛋白失去運(yùn)載O2的功能而中毒。欄目索引題組四硝酸的工業(yè)制法題組四硝酸的工業(yè)制法設(shè)備:熱交換器、轉(zhuǎn)化器、吸收塔。原理:4NH3+5O24NO+6H2O(放熱反應(yīng))2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO尾氣處理:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2ONO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O欄目索引題組一氮?dú)夂偷难趸镱}組一氮?dú)夂偷难趸?.下圖為含有同一種元素的下圖為含有同一種元素的a、b、c、d、e五種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系。其中五種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系。其中a是單質(zhì)是單質(zhì),b是氣態(tài)氫化物是氣態(tài)氫化物,c、d是氧化物是氧化物,e是該元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水是該元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化物,則則a可能是可能是()欄目索引CN2SF2A.只有和B.只有C.D.答案答案C因F不存在最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物,故B、D不正確;將代入,a為N2,b為NH3,c為NO,d為NO2,e為HNO3,符合題意,故應(yīng)選C。欄目索引2.已知已知A、B、C、D為短周期元素組成的四種物質(zhì)為短周期元素組成的四種物質(zhì),它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系系,且且D為強(qiáng)電解質(zhì)為強(qiáng)電解質(zhì)(其他相關(guān)物質(zhì)已省略其他相關(guān)物質(zhì)已省略)。A B C D下列說法不正確的是 ()A.若A為非金屬單質(zhì),則它與Mg反應(yīng)的產(chǎn)物,其陰、陽離子個(gè)數(shù)比可能為2 3B.若A為非金屬單質(zhì),則其組成元素在周期表中的位置可能處于第二周期第A族C.不論A為單質(zhì)還是化合物,D都有可能是同一種物質(zhì),該物質(zhì)的濃溶液在常溫下都能使鐵和鋁發(fā)生鈍化D.若A是共價(jià)化合物,0.1mol的A分子中含有的電子數(shù)可能為NA(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)欄目索引答案答案B根據(jù)題意可知,A可以為N2、NH3或S、H2S,C對(duì)。若A為NH3,D對(duì)。若A為非金屬單質(zhì),則A可能為N2、S,不可能是碳,因?yàn)镠2CO3是弱電解質(zhì),B錯(cuò)。N2與Mg反應(yīng)的產(chǎn)物為Mg3N2,其陰、陽離子個(gè)數(shù)比為2 3,A對(duì)。欄目索引題組二氨與銨鹽題組二氨與銨鹽3.右圖的裝置中右圖的裝置中,圓底燒瓶?jī)?nèi)盛有某種氣體圓底燒瓶?jī)?nèi)盛有某種氣體,燒杯和滴管燒杯和滴管內(nèi)盛放某種液體。擠壓滴管的膠頭內(nèi)盛放某種液體。擠壓滴管的膠頭,下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符的是相符的是 ()A.CO2(NaHCO3溶液)/無色噴泉B.NH3(H2O,含酚酞)/紅色噴泉C.H2S(CuSO4溶液)/黑色噴泉D.HCl(AgNO3溶液)/白色噴泉欄目索引答案答案A選項(xiàng)A中NaHCO3與CO2不反應(yīng),燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)幾乎不變,不能形成噴泉;選項(xiàng)B中NH3易溶于水,形成NH3H2O,NH3H2ON+OH-,溶液呈堿性,形成紅色噴泉;選項(xiàng)C中H2S+CuSO4H2SO4+CuS,CuS為黑色沉淀,能形成黑色噴泉;選項(xiàng)D中HCl+AgNO3HNO3+AgCl,AgCl為白色沉淀,能形成白色噴泉。4H欄目索引4.用濃氯化銨溶液處理過的舞臺(tái)幕布不易著火用濃氯化銨溶液處理過的舞臺(tái)幕布不易著火,其原因是其原因是()幕布的著火點(diǎn)升高了幕布的質(zhì)量增加了氯化銨分解吸收熱量,降低了溫度氯化銨分解產(chǎn)生的氣體隔絕了空氣A.B.C.D.答案B氯化銨分解吸收熱量,能降低溫度,并且分解產(chǎn)物氯化氫和氨氣能隔絕空氣,破壞了燃燒的條件,故幕布不易著火,選B項(xiàng)。欄目索引題組三硝酸題組三硝酸5.某元素的單質(zhì)與足量濃某元素的單質(zhì)與足量濃HNO3反應(yīng)時(shí)反應(yīng)時(shí),參加反應(yīng)的單質(zhì)與參加反應(yīng)的單質(zhì)與HNO3的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為的量之比為1 4,則反應(yīng)后的產(chǎn)物中則反應(yīng)后的產(chǎn)物中,該元素的價(jià)態(tài)可能為該元素的價(jià)態(tài)可能為()A.+1B.+5C.+3D.+4答案答案D設(shè)參加反應(yīng)的單質(zhì)、HNO3分別為1mol、4mol。若單質(zhì)為金屬,設(shè)反應(yīng)后金屬元素的化合價(jià)為+x價(jià),表現(xiàn)酸性的HNO3為xmol,被還原的HNO3為(4-x)mol,還原產(chǎn)物為NO2,由得失電子守恒得,x=(4-x)1,解得x=2。若單質(zhì)為非金屬,設(shè)反應(yīng)后非金屬元素的化合價(jià)為+y價(jià),則4molHNO3全被還原,由得失電子守恒得,y=41=4。欄目索引6.在如圖所示裝置中加入一定的鐵粉在如圖所示裝置中加入一定的鐵粉,分液漏斗中分液漏斗中加入一定體積濃度為加入一定體積濃度為12molL-1的的HNO3,加熱并打加熱并打開分液漏斗的活塞開分液漏斗的活塞,使其充分反應(yīng)后使其充分反應(yīng)后,下列微粒在下列微粒在該裝置中一定大量存在的是該裝置中一定大量存在的是 ()NFe3+H+NONO2A.B.C.D.答案答案B12molL-1的HNO3溶液屬于濃硝酸,其和金屬鐵反應(yīng)時(shí),首先生成NO2、Fe(NO3)3和H2O,故一定存在,由于鐵粉的量不確定,其他微?？赡艽嬖?也可能不存在,B項(xiàng)正確。欄目索引題組四硝酸的工業(yè)制法題組四硝酸的工業(yè)制法7.工業(yè)上以工業(yè)上以CaO和和HNO3為原料制備為原料制備Ca(NO3)24H2O晶體。為確保制備晶體。為確保制備過程中既不補(bǔ)充水分過程中既不補(bǔ)充水分,也無多余的水分也無多余的水分,所用硝酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分所用硝酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為數(shù)應(yīng)為()A.30%B.63%C.70%D.無法計(jì)算答案答案C由化學(xué)式Ca(NO3)24H2O可知硝酸溶液中n(HNO3) n(H2O)=2 3,所以硝酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=100%=70%。63 263 218 3欄目索引8.用用NH3作主要原料按下列流程生產(chǎn)化肥作主要原料按下列流程生產(chǎn)化肥NH4NO3。其中。其中a%、b%、c%分別表示對(duì)應(yīng)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率分別表示對(duì)應(yīng)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率,NH3與與HNO3反應(yīng)生成反應(yīng)生成NH4NO3的原料利用的原料利用率為率為100%。(1)若有1tNH3為原料,為了使制得的NH4NO3產(chǎn)量最大,則用于制HNO3的NH3質(zhì)量為t(用含a、b、c的代數(shù)式表示,可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H1,N14,O16)。(2)銨態(tài)氮肥在堿性條件下使用可導(dǎo)致肥效損失,NH4H2PO4溶液與足量的NaOH溶液共熱反應(yīng)的離子方程式為。欄目索引(3)一種復(fù)合肥料含有NH4NO3、NH4H2PO4、KCl,取其一定量溶于水形成溶液,測(cè)得其中部分離子濃度為:c(N)=3mol/L,c(H2P)=2mol/L,c(K+)=2mol/L,則配制該復(fù)合肥料所取的NH4NO3、NH4H2PO4、KCl的物質(zhì)的量之比為。4H4O答案答案(1)(2)N +H2P +3OH- NH3+P +3H2O(3)1 2 211%abc4H4O34O欄目索引4H4O34O解析解析(1)利用關(guān)系式NH3HNO3和硝酸與氨氣反應(yīng)的化學(xué)方程式NH3+HNO3NH4NO3,設(shè)用來制HNO3的氨氣為x,則a%b%c%x=1-x,x=。(2)NaOH溶液足量,應(yīng)生成正鹽:N+H2P+3OH-NH3+P+3H2O。(3)根據(jù)原子守恒,可知所取的NH4NO3、NH4H2PO4、KCl的物質(zhì)的量之比為1 2 2。11%abc欄目索引1.思維模型思維模型重難金屬與硝酸反應(yīng)計(jì)算題的思維模型重難金屬與硝酸反應(yīng)計(jì)算題的思維模型欄目索引2.守恒思想在計(jì)算中的應(yīng)用守恒思想在計(jì)算中的應(yīng)用(1)原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時(shí),一部分HNO3起酸的作用,以N的形式存在于溶液中,一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物,這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。(2)得失電子守恒法HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。(3)電荷守恒法HNO3過量時(shí)反應(yīng)后溶液中(不考慮OH-)有:c(N)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。3O3O欄目索引(4)離子方程式計(jì)算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí),由于硝酸鹽中的N在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng),所以此類題目應(yīng)用離子方程式來計(jì)算,先作過量判斷,然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬與H+或N進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,且溶液中要符合電荷守恒。3O3O欄目索引 特別提醒氧化性酸和酸的氧化性的區(qū)別所謂氧化性酸是指酸根部分易于獲得電子的酸,如濃H2SO4、HNO3等,由于其中、易獲得電子,表現(xiàn)出很強(qiáng)的氧化性;而鹽酸、氫硫酸、H2CO3、H3PO4等酸根部分不能或不易獲得電子,所以它們是非氧化性酸,其中,鹽酸、氫硫酸的酸根部分易失電子,在氧化還原反應(yīng)中作還原劑,故又可叫還原性酸。在水溶液中任何酸都能不同程度地電離出H+,H+在一定條件下可獲得電子形成H2,從這一點(diǎn)看,酸都具有氧化性,這是H+的氧化性,它和氧化性酸中中心原子處于高價(jià)態(tài)易獲得電子具有的氧化性是不同的。區(qū)別上述兩個(gè)概念的關(guān)鍵在于:酸根部分易得電子有氧化性氧化性酸;酸電離出H+有氧化性酸的氧化性。6S5N欄目索引典例典例51.2gCu完全溶于適量濃硝酸中完全溶于適量濃硝酸中,收集到氮氧化物收集到氮氧化物(含含NO、NO2、N2O4)的混合物共的混合物共0.8mol,這些氣體恰好能被這些氣體恰好能被500mL2mol/LNaOH溶液完全吸收溶液完全吸收,溶液中生成溶液中生成NaNO3和和NaNO2,則原混合氣體中則原混合氣體中NO的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為()A.0.3molB.0.4molC.0.5molD.0.6mol欄目索引解析解析根據(jù)氮原子守恒:n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)=n(NaNO3)+n(NaNO2),即n(NO)+n(NO2)+n(N2O4)+n(N2O4)=n(NaNO3)+n(NaNO2),所以n(N2O4)=0.5L2mol/L-0.8mol=0.2mol。再由得失電子守恒可知,Cu失去的電子總數(shù)等于生成氮的氧化物時(shí)N得到的電子總數(shù)。由CuCu2+,NNO,NNO2,2NN2O4得關(guān)系式:2=3n(NO)+10.8mol-0.2mol-n(NO)+20.2mol,解之得n(NO)=0.3mol。3O3O3O51.2g64g / mol答案答案A欄目索引某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成兩份。向其中平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉一份中逐漸加入銅粉,最多能溶解最多能溶解9.6g;向另一份中逐漸加入鐵粉向另一份中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如下圖所示產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如下圖所示(已知硝酸只被已知硝酸只被還原為還原為NO氣體氣體)。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是()變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練欄目索引A.原混合酸中HNO3的物質(zhì)的量為0.1molB.OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe3+3Fe2+,BC段產(chǎn)生氫氣C.第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4D.稀硫酸的濃度為2.5molL-1答案答案A欄目索引解析解析本題考查的是金屬與酸的反應(yīng)。其中一份消耗9.6g銅,而且還原產(chǎn)物是一氧化氮,被還原的硝酸就有0.1mol;向另一份中逐漸加入鐵粉,鐵粉先與硝酸反應(yīng)生成NO,由圖知反應(yīng)消耗鐵的量為0.1mol,根據(jù)得失電子守恒,知道生成NO也是0.1mol,此時(shí)N已反應(yīng)完全,則原混合酸中HNO3的物質(zhì)的量為0.2mol,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵先與硝酸反應(yīng),生成三價(jià)鐵離子和一氧化氮,之后鐵與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子,最后鐵與氫離子反應(yīng)生成亞鐵離子和氫氣,B項(xiàng)正確;硝酸全部被還原,溶液中陰離子只有硫酸根離子(氫氧根離子不考慮),陽離子為亞鐵離子(不考慮氫離子),C項(xiàng)正確;反應(yīng)消耗14.0g鐵,也就是0.25mol,因?yàn)镕eFeSO4H2SO4,所以每份含硫酸0.25mol,稀硫酸的濃度是2.5molL-1,D項(xiàng)正確。3O