高考化学考点氮磷提高.docx
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高考化学考点氮磷提高
高考总复习《氮磷》
【考纲要求】
1．了解氮气的性质及应用。
2．了解氮的氧化物（NO、NO2）的性质及对环境的影响。
3．掌握氨气的结构、性质、制法和用途。
4．了解硝酸的氧化性。
【知识网络】
氮及其化合物间的转化关系
【考点梳理】
考点一：
氮气
1．物理性质：
氮气为无色、无味的气体，密度比空气略小，在水中溶解度很小（体积比=1：
0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。
2．化学性质：
（1）氮气的分子结构
电子式为
，结构式为N≡N，氮氮三键键能很大，键很牢固，通常状况下很难与其它物质发生化学反应。
在一定条件下，才能与一些物质发生化学反应。
（2）氮气的化学性质
①与H2反应：
（氨气的工业制法）
②与某些金属反应：
3Mg+N2
Mg3N2
③与O2反应：
N2+O2
2NO（闪电、汽车引擎中发生的反应）
NO很容易在常温下与空气中的O2化合，生成NO2：
2NO+O2==2NO2，NO、NO2为大气污染物。
3．工业制法：
（1）分离液态空气：
（2）耗氧法：
4．用途：
工业原料，合成氨，制化肥，HNO3，保护气，致冷剂
考点二：
二氧化氮和一氧化氮的比较
【高清课堂：
356211氮的氧化物】
NO
NO2
物
理性质
色态味
无色、无味、气体
红棕色、刺激性气味、气体
密度
密度略大于空气
密度比空气大，
熔沸点
很低
低，易液化
溶解性
不溶
易溶
毒性
有毒
有毒
化学性质
与水
不反应
3NO2+H2O=2HNO3+NO
NO2既是氧化剂，又是还原剂
与碱
不反应
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2+H2O
氧化性
2NO+2CO=2CO2+N2
2NO2+2KI=I2+2KNO2
还原性
2NO+O2=2NO2
可使KMnO4褪色
可使KMnO4褪色
（与O2混合，通入水中
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
实验室制取
3Cu+8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3（浓）===Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
收集方法
排水法
向上排空气法
要点诠释：
①氮的氧化物除NO、NO2外，还有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，其中N2O5、N2O3分别是硝酸、亚硝酸（HNO2）的酸酐。
②NO能与人体中的血红蛋白结合使血液丧失输送氧气的能力；空气中的NO和NO2污染物主要来自汽车尾气以及制硝酸的工厂的废气等，空气中的NO2也是造成酸雨和光化学烟雾的主要因素之一。
考点三：
氮的氧化物溶于水的计算
1．关系式法
（1）NO2与NO、N2等气体的混合气体溶于水时可依据：
3NO2+H2O==2HNO3+NO利用气体体积变化差值进行计算。
（2）NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2+O2+2H2O==4HNO3可知，当体积比：
（3）NO和O2同时通入水中时，由4NO+3O2+2H2O==4HNO3可知，当体积比：
（4）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按
（1）求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按（3）方法进行计算。
2．电子守恒法
当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O2得电子，且得失电子数必然相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。
考点四：
氨气
1．氨分子的结构：
氨的电子式为，结构式为，氨分子的空间构型是三角锥形。
由于氨分
子中N－H键的极性强，氨分子与水分子、氨分子与氨分子间存在较强的分子间作用力（氢键），所以氨易溶于水，氨的熔、沸点相对较高（易液化）。
2．氨的物理性质
NH3是无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体，常温时，1体积水可溶解700体积的氨气。
3．氨的化学性质
（1）与水反应：
生成氨水
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH―
氨溶于水所得的水溶液称为氨水，其中大部分氨与水结合成一水合氨（NH3·H2O）。
氨水显弱碱性，能使酚酞试液变红。
NH3·H2O受热又容易分解为NH3和H2O。
NH3是唯一能使红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3。
（2）与酸反应：
生成铵盐
NH3+HCl=NH4Cl（白烟）
NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）
2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4
（3）与某些盐反应：
一般生成难溶的碱
如氯化铁溶液与氨水反应：
Fe3++3NH3·H2O==Fe（OH）3↓+3NH4+
（4）还原性
氨分子中的氮元素呈－3价，因此氨气在一定条件下具有还原性，在一定条件下可被某些强氧化剂氧化。
4NH3+5O2
4NO+6H2O
4NH3+3O2（纯氧）
2N2+6H2O
2NH3（少量）+3Cl2==N2+6HCl
8NH3（过量）+3Cl2==N2+6NH4Cl
2NH3+3CuO
N2+3H2O+3Cu
4．氨气的实验室制法
（1）原理：
Ca（OH）2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O。
（2）装置：
“固体+固体
气体”（与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同）。
（3）收集：
只能用向下排空气法。
（4）干燥：
用碱石灰（NaOH和CaO固体的混合物）。
（5）验满方法：
①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。
（6）环保措施：
用稀硫酸吸收多余的氨气，吸收时用防倒吸装置，如图。
要点诠释：
①收集NH3时所用仪器必须干燥，导气管要插入管底。
②干燥NH3应用碱石灰、CaO、固体NaOH等碱性干燥剂，不能用浓H2SO4、P2O5（固体）等酸性干燥剂；不能用无水CuSO4，也不能用无水CaCl2（因NH3与CaCl2能形成CaCl2·8NH3）。
③制氨气时所用铵盐不能是硝酸铵、碳酸氢铵。
因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸而有危险；NH4HCO3受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。
（7）快速制NH3的方法：
①加热浓氨水（装置：
见图Ⅰ）
反应原理：
NH3·H2O
NH3↑+H2O。
②浓氨水中加固态碱性物质（装置：
见图Ⅱ）
反应原理：
浓氨水中存在以下平衡：
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH―，加入固态碱性物质（如CaO、NaOH、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NH3·H2O的分解。
NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca（OH）2
5．氨的喷泉实验
（1）、实验步骤：
在干燥的圆底烧瓶时充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。
立即倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯里（水里事先加入少量酚酞试液），按图甲安装好装置。
打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，观察现象。
（2）、实验现象：
可以看到，烧杯里的水经玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。
（3）、实验结论：
氨易溶于水，氨与水反应生成了易溶于水且能使溶液显碱性的物质。
要点诠释：
喷泉实验原理
①容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。
当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，使容器内压强迅速降低，在外界的大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。
下表列出的气体作用于吸收剂，就能形成喷泉。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、H2S、SO2
NO2+O2
CH2＝CH2
吸收剂
水或NaOH溶液
水或盐酸
浓NaOH溶液
水
溴水
②密闭容器内的液体由于受热挥发（如浓盐酸、浓氨水、酒精等）或发生化学反应，容器内产生大量气体，容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，形成喷泉。
如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。
考点五：
铵盐
1．物理性质
铵盐是由铵根和酸根构成的离子化合物，铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水。
2．化学性质
（1）受热分解（热解）
NH4Cl
NH3↑+HCl↑（用于除去或分离铵盐）
说明：
NH4Cl受热分解成NH3和HCl，遇冷NH3和HCl又反应生成的NH4Cl，本质上发生了化学反应，不要误认为是升华。
NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2O
（NH4）2CO3
2NH3↑+CO2↑+H2O
（2）碱解——与强碱反应（铵盐的共性）
NH4++OH－
NH3↑+H2O
3．NH4＋的检验方法：
（1）取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若石蕊试纸变蓝，则证明样品中含NH4+。
（2）取少许样品于试管口，加入烧碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验产生的气体，若有白烟产生，则证明样品中含有NH4+。
考点六：
硝酸
1．物理性质
（1）纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体。
（2）硝酸沸点（83℃）低，易挥发，在空气中遇水蒸气呈白雾状。
（3）质量分数69％以上的硝酸称为浓硝酸。
2．化学性质
（1）酸的通性：
一元强酸。
如：
稀硝酸使紫色石蕊试液变红。
（2）不稳定性
①硝酸不稳定，见光或受热易分解，其反应方程式为：
4HNO3
2H2O+4NO2↑+O2↑
②存放：
HNO3应盛放在棕色试剂瓶里，并存放在黑暗阴凉处。
③浓硝酸常呈黄色是因为HNO3分解产生的NO2溶解于硝酸中，去掉硝酸中黄色的方法是通入少量O2，发生的反应为：
4NO2+O2+2H2O==4HNO3
（3）强氧化性
①与金属的反应（大部分金属能与硝酸反应）
a．Cu与浓、稀硝酸均能起反应，其反应方程式分别为：
Cu+4HNO3（浓）==Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3（稀）==3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
b．常温下，铁、铝遇冷的浓HNO3能发生钝化，原因是浓HNO3使Fe、Al表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应，故常温下可用铁、铝容器盛装冷的浓HNO3。
但加热能和它们发生剧烈的发生化学反应。
如：
Al+6HNO3（浓）
Al（NO3）3+3NO2↑+3H2O
②与非金属（木炭）的反应：
C+4NHO3（浓）
CO2↑+4NO2↑+2H2O。
③硝酸还能与其他还原剂，如H2S、SO2、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr等发生氧化还原反应。
④王水
浓HNO3和浓盐酸按体积比1∶3混合即为王水，它的氧化性更强，能溶解Pt、Au等金属。
3．用途：
制炸药、染料、塑料、硝酸盐等。
考点七：
磷及其化合物
1．磷的同素异形体
名 称
白 磷
红 磷
物
理
性
质
颜色状态
白色蜡状固体
红色粉末
毒性
剧毒
无毒
溶解性
易溶于CS2，不溶于水
不溶于H2O和CS2
密度
1.82g·cm－3
2.3g·cm－3
着火点
40℃
240℃
化
学
性
质
与O2反应
4P+5O2
2P2O5（白烟）
与Cl2反应
2P+3Cl2
2PCl3（白雾）
2P+5Cl2
2PCl5（白烟）
相互转化
保存方式
保存在水中
密封保存
用 途
制高纯H3PO4、烟雾弹
制农药、安全火柴
2．五氧化二磷
（1）物理性质：
白色固体，具有强烈的吸水性，是一种良好的酸性干燥剂，但不能干燥氨气等碱性气体。
（2）化学性质：
P2O5+3H2O
2H3PO4（无毒） P2O5+H2O（冷）=2HPO3（偏磷酸有毒）
要点诠释：
①白磷、红磷在空气中燃烧产物都为五氧化二磷，说明二者均由磷元素组成。
②红磷、白磷之间的相互转化说明红磷、白磷都由磷元素组成。
③磷在氯气中燃烧产物一般情况下均为PCl3和PCl5的混合物。
④使用白磷时，不得随意乱放，因白磷的着火点只有40℃，易自燃。
3．磷酸
（1）磷酸的性质
纯净的磷酸是无色、透明、易溶于水的晶体，是高沸点、难挥发、稳定的三元中强酸。
磷酸具有酸的通性，但无强氧化性。
（2）磷酸的制法
Ca3（PO4）2+3H2SO4
2H3PO4+3CaSO4
考点八：
非金属单质化学性质总结
单质
性质
F2
O2
Cl2
Br2
I2
N2
S
C
Si
H2
氧化性
强氧化性
氧化性为主
还原性为主
与O2反应
不直接化合
高温放电
点燃或加热
与H2反应
爆炸
点燃或光照，爆炸
加热或高温时缓慢反应，N2需要催化剂
很难反应
与水反应
剧烈反应
不反应
反应由易到难
不反应
高温与水蒸气反应
不反应
与碱反应
除O2、N2、H2、C外，均可与碱溶液发生自身氧化还原反应（F2发生置换反应）
与酸反应
C、S可与氧化性酸反应；O2、Cl2、Br2可与还原性酸反应
与有机物
反应
氧化反应（O2），取代反应（卤素），加成反应（卤素、H2）
【典型例题】
类型一、氮的氧化物
例1、下列说法正确的是（ ）
A．NO2是红棕色的有毒气体，易液化，易溶于水
B．常温常压下，NO不能与空气中氧气直接化合
C．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等
D．NO易溶于水，不能用排水法收集
【思路点拨】从NO2、NO的性质入手分析。
【答案】AC
【解析】NO2是红棕色的有毒气体，易液化，易溶于水。
NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。
常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。
【总结升华】本题考查的是NO2、NO的性质。
举一反三：
【变式1】可用于区别溴蒸汽和NO2气体的试剂是（）。
A．淀粉碘化钾溶液B．FeCl2溶液C．AgNO3溶液D．NaOH溶液
【答案】C
【解析】用AgNO3溶液检验，能产生浅黄色沉淀的气体为溴蒸气。
还可将二者分别溶于水来鉴别。
【变式2】采用不同的分类方法，可将非金属氧化物分为不同的类别。
例如，从某种意义讲P2O5、SO2、SO3、CO2、Cl2O7等归为一类，则下列氧化物中与它们同属一类的是（）
A.COB.NOC.N2O5D.NO2
【答案】C
【解析】本题考查了基本概念。
题目中所给氧化物都是酸酐，而所给选项中CO、NO、NO2都是不成盐氧化物，只有N2O5是硝酸的酸酐。
【变式3】将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为（）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A．NO2B．N2O3C．N2OD．N2O4
【答案】A
【解析】由题意可知：
该气态氮氧化物与灼热铜粉反应应该生成氧化铜和氮气，而且1mol该气态氮氧化物与足量的灼热铜粉完全反应后生成0.5mol的氮气，观察选项，只有A项符合题意。
类型二、氮的氧化物溶于水的计算
例2、将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是（）
A．1.2mLB．2.4mLC．3.6mLD．4mL
【思路点拨】从方程式：
4NO2+O2+2H2O==4HNO3及NO2+H2O==2HNO3+NO入手分析，剩余2mL无色气体有两种情况：
①剩余O2，②剩余NO。
【答案】AD
【解析】若NO2过量，剩余为NO气体，则由3NO2+H2O==2HNO3+NO，过量的NO2体积为6mL，发生4NO2+O2+2H2O==4HNO3反应的气体体积为12mL―6mL=6mL。
其中O2的体积为
。
若O2过量，则2mL的无色气体为过量的O2。
发生4NO2+O2+2H2O==4HNO3反应的NO2和O2的体积共12mL―2mL=10mL，其中O2的体积为
，所以原有O2共2mL+2mL=4mL。
【总结升华】总反应式（或关系式）是解答“NOx+O2+H2O”的计算问题的依据，讨论法和差量法是解答这类问题的重要方法。
对于“aLNO2+O2
剩余bL”这类问题应注意两点：
一是一定有两种可能的V（NO2）∶V（O2）；二是当剩余bLNO时，一定要将它转化为剩余3bLNO2后再分析，即减去3bLNO2后，剩余的NO2与O2正好满足4∶1的关系。
举一反三：
【变式1】在一定温度和压强下，将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经足够时间后，试管内气体的体积缩小为原体积的3/5，则原混合气体中N2与NO2的体积比是（ ）
A、2∶3 B、3∶2 C、3∶5 D、5∶3
【答案】A
【解析】（差量法）NO2与水反应使气体的体积减小，设原混合气体的体积为5mL，则：
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO ΔV
3mL 1mL 2mL
V（NO2） 5mL×（1－3/5）
V（NO2）＝3mL
V（N2）∶V（NO2）＝（5mL－3mL）∶3mL＝2∶3
关键是搞清发生的反应，理清数量关系，还要掌握差量法计算技巧
【变式2】同温同压下，在三支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是：
①NO和NO2；②NO2和O2；③NH3和N2。
现将三支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是（）。
A．V1＞V2＞V3B．V1＞V3＞V2C．V2＞V3＞V1D．V3＞V1＞V2
【答案】B
【解析】设每种气体的体积均为V，则①中剩余：
；②中由4NO2+O2+2H2O==4HNO3知剩余气体为
的O2；③中NH3被吸收，剩余N2的体积为V。
类型三、氨和铵盐的性质
例3、氨水显弱碱性的主要原因是（）。
A．通常状况下，氨的溶解度不大
B．氨水中的NH3·H2O电离出少量的OH－
C．溶于水的氨分子只有少量电离
D．氨本身的碱性弱
【思路点拨】从氨水电离平衡的移动入手分析：
H2O+NH3
NH3·H2O
OH－+NH4+。
【答案】B
【解析】氨气溶于水大部分与水结合生成一水合氨（NH3·H2O），NH3·H2O仅有少部分电离出NH4+和
OH－，因此显弱碱性，它既不是因为氨的溶解度不大，也不是因为氨分子电离的少（在水溶液里氨分子是不电离的），更不是因为氨本身碱性弱（氨不与水反应时无碱性）。
【总结升华】易错选C，原因是不清楚氨水显碱性的原因。
氨水之所以显碱性是因为当NH3溶于水时，大部分NH3与水发生反应，生成NH3·H2O，NH3·H2O微弱电离，产生NH4+和OH－，可表示为：
H2O+NH3
NH3·H2O
OH－+NH4+。
举一反三：
【变式1】下列说法中正确的是
A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3
B．所有铵盐都易溶于水，不是所有铵盐中的氮均呈－3价
C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NH4＋＋OH－
NH3↑＋H2O
D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
【答案】BC
【变式2】关于氨的下列叙述中，错误的是（）
A．氨易液化，因此可用来作制冷剂
B．氨易溶解于水，因此可用来作喷泉实验
C．氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定（不容易分解）
D．氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色
【答案】C
例4、
如图装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。
挤压滴管的胶头，然后打开止水夹。
下列与实验事实不相符的是（）。
A．Cl2（饱和食盐水）无色喷泉
B．NH3（H2O含石蕊）蓝色喷泉
C．HCl（H2O含石蕊）红色喷泉
D．SO2（NaOH溶液）无色喷泉
【思路点拨】要形成喷泉，必须满足气体易溶于水或与溶液反应，烧瓶内外形成较大的压强差。
【答案】A
【解析】A中，Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小；B、C中，NH3和HCl均极易溶于水；D中，SO2极易与NaOH溶液反应。
【总结升华】只要能使烧瓶内外产生一定的压强差，气体与液体的组合就能形成喷泉。
如：
（1）易溶于水的气体与水的组合；
（2）酸性气体与碱液的组合；（3）碱性气体与酸液的组合等。
举一反三：
【变式2】用一充满氨气的烧瓶做喷泉实验，当水充满整个烧瓶后，烧瓶内氨水的物质的量浓度是（按标准状况下计算）（ ）
A．0.045mol·L－1B．1mol·L－1C．0.029mol·L－1D．不能确定
【答案】A
【解析】NH3全部溶于水，溶液充满整个烧瓶。
设烧瓶容积为VL，则所得溶液的物质的量浓度为：
【高清课堂：
ID:
356211例3】
【变式3】体积相同的三个烧瓶中，分别盛满相同状况NH3、HCl和NO2气体。
现将其均倒扣在水槽中，充分溶解（假设溶质不扩散），塞住瓶口取出，烧瓶内三种液体的物质的量浓度之比为
A．1：
1：
1B．2：
2：
3C．3：
3：
2D．4：
4：
5
【答案】A
类型四、氨的制法
例5、下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（）
【思路点拨】要根据反应原理中反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生装置。
【答案】A
【解析】要根据反应原理中反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生装置。
A中，NH4Cl受热分解为NH3和HCl，但在管口及导管中二者又会重新化合为NH4Cl，得不到NH3。
B中，CaO与浓氨水混合，CaO与水反应放出大量的热，使氨水温度升高，NH3挥发出来。
C中，NH4Cl和Ca（OH）2在试管中发生反应：
2NH4Cl+Ca（OH）2
CaCl2+2H2O+2NH3↑。
D中，对浓氨水加热，使NH3·H2O分解并挥发得到NH3。
【总结升华】此题主要考查氨气的实验室制法，题目设计来源于教材内容，但又不拘泥于教材内容。
“死扣教材”的同学会认为一定要用大试管加热固体才能制氨气而认为B、D是错误的装置。
举一反三：
【变式1】在实验室里可按下图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体可用水来吸收，则R是
A．HCl B．NO C．NO2 D．NH3
【答案】D
【变式2】某同学用下列装置（固定、加热仪器和橡胶管略）进行有关氨气制取的实验探究。
回答下列问题：
（1）若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为________________；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是________（填装置序号），装置中所盛试剂应具有的性质是________。
（2）若用装置②制取并收集干燥的NH3，
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