届一轮复习人教版 氮及其化合物 学案Word下载.docx
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②形成酸雨。
③破坏臭氧层。
④与血红蛋白结合使人中毒。
(1)氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4存在下列平衡:
2NO2
N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。
(2)NO2、NO可用碱液处理,如NaOH溶液吸收原理为NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。
1.(LK必修1·
P84,2改编)写出俗语“雷雨发庄稼”中所涉及到的三个化学反应方程式。
(1)________________________________________________________________________;
(2)________________________________________________________________________;
(3)________________________________________________________________________。
答案:
(1)N2+O2
2NO
(2)2NO+O2===2NO2
(3)3NO2+H2O===2HNO3+NO
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)标准状况下,6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA( )
(2)制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气( )
(3)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( )
(4)在实验室里,NO和NO2均可用排水法收集( )
(5)常温下,N2既能与O2反应又能与H2反应( )
(1)×
(2)×
(3)×
(4)×
(5)×
3.如何鉴别NO2与溴蒸气?
由于NO2和Br2在性质上有不少相似性:
①均具有氧化性;
②溶于水均有酸生成;
③均可与碱反应;
④均为红棕色等。
所以不能用淀粉KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别,但二者性质又有差别,可以用下列方法鉴别:
①AgNO3溶液;
②CCl4;
③用水洗法。
1.(2016·
辽宁大连模拟)随着我国汽车年销量的大幅增加,空气环境受到了很大的污染。
汽车尾气装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物
B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D.催化转化总化学方程式为2NO+O2+4CO
4CO2+N2
D
2.如右图所示,将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内,充分反应后,试管内残留
体积的气体,该气体与空气接触后立即变为红棕色。
则m与n的比值为( )
A.3∶2 B.2∶3
C.8∶3D.3∶8
解析:
剩余气体与空气接触即变为红棕色,说明剩余气体为NO,则可知
体积的NO气体与n体积的氧气恰好完全反应,
由4NO+3O2+2H2O===4HNO3得
=
n,即m∶n=8∶3。
C
3.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的体积和剩余的2mL气体分别是( )
A.1.2mL,NO B.2.4mL,O2
C.3.5mL,O2D.4mL,NO
解题依据的化学方程式为:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
3NO2+H2O===2HNO3+NO
设O2的体积为x,剩余的气体有两种可能:
①若剩O2,则V剩=x-
(12mL-x)=2mL,
解得x=4mL,选项B、C不正确;
②若剩NO,则V剩=
[(12mL-x)-4x]=2mL,
解得x=1.2mL,选项D不正确,选项A正确。
A
速记卡片
循环反应的计算方法——加合式法
(1)循环反应
NO2和O2的混合气体溶于水时,发生如下反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO①
2NO+O2===2NO2②
反应①的反应物(NO2)和产物(NO)分别是反应②的产物和反应物,这两个反应互为“循环反应”。
(2)“循环反应”进行计算时采用“加合式”法
消去中间产物(NO),①式×
2+②式得加合式:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3。
(3)NO和O2同时通入同一水中时,发生反应:
2NO+O2===2NO2
其加合式为:
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
[拓展]
将CO、O2的混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中,用电火花引燃。
此过程中发生循环反应:
2CO+O2
2CO2
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O2+CO===Na2CO3
考点二 氨和铵盐
1.氨气
无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化。
极易溶于水(1∶700),可由喷泉实验证明。
(3)实验室制取
(4)氨的用途
化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。
2.铵盐
(1)物理性质:
都是无色或白色晶体,都易溶于水。
①受热分解
NH4Cl受热分解:
NH4Cl
NH3↑+HCl↑。
NH4HCO3受热分解:
NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2O。
②与强碱反应(如NaOH)
稀溶液不加热:
NH
+OH-===NH3·
H2O。
浓溶液或加热:
+OH-
NH3↑+H2O。
(3)NH
的检验
(1)制氨时,选用的铵盐及碱都有一定的要求。
选铵盐时,不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等,因它们受热易分解,使产生的NH3中混有较多的杂质气体,另外NH4NO3易爆炸;
选碱时,用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH,因NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨,且在高温下均能腐蚀玻璃。
(2)干燥氨气不能用浓硫酸,也不能用无水CaCl2(8NH3+CaCl2===CaCl2·
8NH3),通常用碱石灰干燥氨气。
P83,1(3)改编)教材P77“氨的喷泉实验”体现了氨的哪些性质( )
①还原性 ②极易溶于水 ③有碱性物质生成 ④氧化性 ⑤氨易液化
A.①③⑤ B.②③
C.②③④D.①②④
B
(1)液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化( )
(2)能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐( )
(3)氨水具有弱碱性,说明氨水是弱电解质( )
(4)氨水中微粒种类与NH4Cl溶液中的微粒种类相同( )
(5)NH3、O2、HNO3三种物质中,不满足任意两种物质在一定条件下均能发生反应( )
(6)检验溶液中是否含NH
时,取少量试液于试管中,加入NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体( )
(5)√ (6)√
3.液氨和氨水有哪些区别?
完成下列表格。
液氨
氨水
形成
物质分类
混合物
微粒种类
NH3、NH3·
H2O、H+、H2O、NH
、OH-
存在条件
常温常压下不能存在
常温常压下可存在
氨气液化 氨气溶于水 纯净物 NH3
考向一 氨气和铵盐
1.下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案,下列有关操作不可能引发喷泉的是( )
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
H2难溶于NaOH溶液,不能使烧瓶内外形成较大压强差,故不能引发“喷泉”。
2.同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2两种气体进行喷泉实验,如下图所示,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度为( )
A.①>
②B.①<
②
C.①=②D.不能确定
气体溶于水后,形成与气体体积相同的溶液,一般浓度都约为
mol/L(混合气体除外)。
利用上述装置Ⅰ能形成喷泉的组合归纳如下:
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、SO2、H2S
NO、O2(4∶3)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
考向二 氨气的实验室制法
3.
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。
(2)按图装置进行NH3性质实验。
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是________,原因是________,稳定后,关闭旋塞1。
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是________。
(1)氨气的实验室制取常采用固固加热装置,氨气密度比空气小且极易溶于水,所以选A、C、G。
(2)由于A中压强比B中大,所以当打开旋塞1,A中的HCl会进入B中与NH3反应生成氯化铵,产生大量的白烟;
再打开旋塞2,由于氯化氢和氨气反应生成了固体氯化铵,所以会导致烧瓶内的压强减小,烧杯中的石蕊水溶液会倒流进入B瓶。
(1)A、C、G
(2)①产生白烟 氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒,氯化铵小颗粒形成白烟 ②烧杯中的石蕊水溶液会流入B瓶
实验室制取少量氨气的2种简易方法
(1)加热浓氨水法
①反应原理:
NH3·
H2O
②装置:
见图甲。
(2)往氢氧化钠(或碱石灰)中滴加浓氨水法
浓氨水中存在平衡NH3+H2O
+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。
见图乙。
下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,错误的是________。
①③
考点三 硝酸
1.物理性质
硝酸是无色、易挥发的液体,有刺激性气味,能与水以任意比例混溶。
质量分数在98%以上的硝酸为发烟硝酸。
2.化学性质
(1)不稳定性:
4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O。
(2)强氧化性
①与金属反应
a.与除Au、Pt外大部分金属反应
浓硝酸与铜反应:
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
稀硝酸与铜反应:
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
b.常温下浓硝酸使Fe、Al钝化。
②与非金属反应
浓硝酸与炭反应:
C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O。
③与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。
如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式:
3Fe2++4H++NO
===3Fe3++NO↑+2H2O。
硝酸与金属反应的规律
(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。
(2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2,HNO3(稀)→NO;
很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。
(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。
1.(RJ必修1·
P103,7改编)工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。
为了节约原料和防止污染,最宜采用的方法是( )
A.Cu+HNO3(浓)―→Cu(NO3)2
B.Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2
C.Cu
CuO
Cu(NO3)2
D.Cu
CuSO4
(1)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色( )
(2)硝酸能与Na2CO3反应,但不生成CO2( )
(3)硝酸可与Na2S反应制得H2S气体( )
(4)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成( )
(5)常温下,铝和铁在浓HNO3中“钝化”,说明铝和铁与浓HNO3不反应( )
(4)√ (5)×
3.久置的硝酸呈黄色,如何除去?
怎样保存硝酸?
硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解,生成的NO2溶于浓硝酸所致,所以消除的方法是通入O2(或空气),使其发生反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3。
保存时应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处。
考向一 硝酸的性质和用途
1.下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是( )
A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B.硝酸能与FeO反应,只表现氧化性
C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
2.下列说法不正确的是( )
A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性
C.可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜
D.HNO3―→NO―→NO2,以上各步变化均能通过一步实现
A项中加入Cu(NO3)2固体后,Cu和H+、NO
发生反应:
3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O,该项不正确。
涉及HNO3的离子反应常见的易错问题
(1)忽视NO
在酸性条件下的强氧化性。
在酸性条件下NO
不能与Fe2+、I-、SO
、S2-等还原性较强的离子大量共存。
(2)在书写离子方程式时,忽视HNO3的强氧化性,将氧化还原反应简单的写成复分解反应。
投入Fe片放出H2的溶液中,为什么不能同时大量存在Na+、NO
、SO
、Cl-?
Fe与含NO
的酸性溶液反应放出NO,不产生H2。
考向二 硝酸与金属反应的计算
3.(2016·
甘肃白银期中)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4mol·
L-1和2mol·
L-1,取10mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)( )
A.0.448L B.0.672L
C.0.896LD.0.224L
金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便,3Fe+8H++2NO
===3Fe2++2NO↑+4H2O(铁过量,产物为Fe2+),反应中Fe和H+过量,生成的NO的量以NO
的量来计算,共得NO0.448L,若只考虑到这一步反应,得答案A是错误的,因为过量的铁还可以和溶液中过量的H+反应产生H2,即有Fe+2H+===Fe2++H2↑,生成的H2为0.224L,气体体积共计0.672L,应选B。
4.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(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5mol·
L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60mLB.45mL
C.30mLD.15mL
由题意可知:
HNO3
,则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。
即n(Cu)=2n(O2)=2×
=0.15mol。
根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式:
n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3mol,则V(NaOH)=
=0.06L=60mL。
解答硝酸与金属反应计算题的思维建模
[北京高考题]NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。
[高考还可以这样考]
(1)实验室里用NH4Cl和熟石灰共热制取氨气,反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
制取氨气还可以将浓氨水滴入生石灰中,二者混合能产生氨气的原因是什么?
(2)步骤Ⅰ中NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是
(3)NO能否用排空气法收集?
________(填“能”或“不能”),检验该气体的方法是
(4)写出步骤Ⅲ发生反应的化学方程式
________________________________________________________________________,
反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是__________。
(5)硝酸具有强氧化性,其稀溶液与Cu发生反应的离子方程式为
(6)NO有毒,对环境造成污染。
如何清除工业尾气中的NO气体?
(7)如何通过实验检验试样中的NH
?
________________________________________________________________________
(8)氨气具有还原性,当氨气通过灼热的氧化铜时,黑色的氧化铜转化成红色的铜,写出该反应的化学方程式
(1)Ca(OH)2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O
浓氨水滴入生石灰中发生反应,生成Ca(OH)2,减少了氨水中水的量,增加了溶液中的c(OH-),且反应放出大量的热。
氨水中存在平衡:
NH3+H2O
+OH-,上述原因会使平衡逆向移动,有利于氨气的逸出
(2)4NH3+5O2
4NO+6H2O
(3)不能 往该气体中通入O2,气体由无色变成红棕色,说明该气体为NO
(4)3NO2+H2O===2HNO3+NO 1∶2
(5)3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
(6)与O2混合后通入NaOH溶液(或在催化剂作用下与CO反应生成N2和CO2)
(7)取少量试样与浓NaOH溶液混合共热,把湿润的红色石蕊试纸放在试管的管口,若试纸变成蓝色,即证明试样中含有NH
(8)3CuO+2NH3
3Cu+N2+3H2O
[课堂随笔]
课时训练 氮及其化合物
1.下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是( )
A.氮元素均被氧化
B.工业合成氨属于人工固氮
C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环
A项,人工固氮时,N2+3H2
2NH3,氮元素被还原;
B项,把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定,工业合成氨属于人工固氮;
C项,硝酸盐可转化为蛋白质,动植物遗体可转化为氨或铵盐,则含氮有机物和含氮无机物可相互转化;
D项,在自然界氮循环过程中,碳、氢、氧三种元素也参加了循环。
2.起固氮作用的化学反应是( )
A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3
B.NO与O2反应生成NO2
C.NH3催化氧化生成NO
D.由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4
氮的固定是指将空气中N2转化为氮的化合物的过程。
符合题意的为A项。
3.下列叙述不正确的是( )
A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水
B.NH3遇到挥发性强酸就能产生白烟
C.硝酸应放在棕色的细口瓶中保存
D.NO和NH3均可用排空气法收集
NO的密度和空气接近,且NO和O2反应生成NO2,所以NO应采用排水集气法收集,D项错误。
4.下列说法正确的是( )
A.NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
B.NO可用于某些疾病的治疗
C.NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象
D.NO、CO都是酸性氧化物
NO易被氧化为NO2,A项错误;
NO2通入溶液中生成HNO3,HNO3能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色,C项错误;
NO、CO都不是酸性氧化物,D项错误。
5.(2016·
江西师大附中等六校联考)有a、b、c、d、e五种气体,现进行下列实验:
(1)a和b混合
气体变红棕色
(2)c和d混合
产生白烟
(3)c和e分别通入少量溴水中
溴水都变成无色透明的液体
(4)b和e分别通入氢硫酸中
都产生淡黄色浑浊
则a、b、c、d、e可能依次是( )
A.O2、NO、HCl、NH3、CO2 B.O2、NO、NH3、HCl、SO3
C.NO、O2、NH3、HCl、SO2D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH4