化学ⅰ人教新资料知识点学练考氮及其化合物.docx
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化学ⅰ人教新资料知识点学练考氮及其化合物
化学ⅰ人教新资料知识点学练考--氮及其化合物
【教法探析】
【一】引入新课
资料卡片:
信使分子——NO
三们美国药理学家RobertF.Furchgott,LouisJ.Ignarro和FeridMurad获取了1998年诺贝尔生理学或医学奖,他们发现“NO”是心血管系统的信号分子,NO却在哺乳类动物及人类机体起着广泛的重要的生物学作用
三位科学家发现NO在人体血管内具有传递信号的功能,使血管处于持续的舒张状态,血压降低,NO可抑制VSMC和心肌细胞增殖,维持其正常的有丝分裂;少量NO有正性心肌及心输出量的作用,并抑制白细胞黏附、浸润而减轻炎症介导的心肌细胞坏死,进而在心肌缺血再灌注操作中发挥细胞保护作用
[思考]NO被视为大气污染物,没想到它会在生命过程中有如此重要的作用,这会给我们什么样启示?
【二】新课教学
[板书]【二】二氧化氮〔nitrogendioxide〕和一氧化氮
[问]欲认识两种氮氧化物,我们还要从大家最熟悉的氮气入手,空气中氮气的体积分数为多少?
78%
[讲]自然界中的氮主要以游离态存在于大气中,生物体中蛋白质含有化合态氮,土壤中有硝酸盐,如KNO3、Ca〔NO3〕2等。
所以有人说“氮是生命元素”
[问]工业上用分离液态空气法制氮气的原理和操作。
请大家预测氮气的性质活泼与否
通常情况下,氮气不活泼,不与氧气反应,但氮气在一定条件下还可以与氧气反应。
[板书]1.NO和NO2的生成
[板书]N2+O22NO
2NO+O2==2NO2
实验室制法:
Cu+4HNO3〔浓〕==Cu〔NO3〕2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3〔稀〕==3Cu〔NO3〕2+2NO↑+4H2O
[问]通过实验观察,NO和NO2可能具有什么样的物理性质呢?
大家推测一下。
[板书]2.物理性质:
NO是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。
NO2是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水
[思考与交流]可用什么样的方法收集NO和NO2呢
NO与空气密度相近且与空气中的氧气反应,但NO不溶于水,因此可用排水法收集
NO2溶于水,密度比空气大,故用向上排空气法收集。
[板书]3.化学性质
[讲]NO不与水反应,在常温下易与O2化合生成NO2。
[板书]〔1〕NO与氧气反应:
2NO+O2==2NO2
[讲]NO2在通常状况下,能自身相互结合生成无色的N2O4气体,且在加热时气体颜色加深
[板书]〔2〕NO2的聚合反应:
2NO2
N2O4
[讲]NO仅能与氧气反应,但NO2的N处于中间价态,有弱还原性和强氧化性。
NO2具有较强的氧化性,可使湿润的KI淀粉试纸变蓝
[板书]〔3〕NO2的氧化性:
4NO2+2KI==2NO+2KNO3+I2
NO2+SO2+H2O==H2SO4+NO
[讲]NO和NO2有毒,污染环境,不能直接排放,但可以用碱液进行尾气吸收。
[板书]〔4〕与碱反应:
NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O
[讲]NO2溶于水,且能与水反应,NO2难被氧气氧化,易与水反应生成HNO3
[板书]〔5〕NO2与水反应
[板书]3NO2+H2O==2HNO3+NO
[思考与交流]NO2是否是硝酸的酸酐呢?
不是,因为N的化合价不是+5价
[思考与交流]俗话说“雷雨发庄稼”,请思考这其中的原理及涉及的可能反应。
空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮,一氧化氮再和氧气反应,生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐,成为氮肥被植物吸收。
[思考与交流]在新疆与青海交界处有一山谷,人称“魔鬼谷”,经常电闪雷鸣,狂风暴雨,把人畜击毙。
然而谷内却是牧草茂盛,四季常青,这是为什么?
试写出相关反应的化学方程式。
N2+O2===2NO
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3+NO
[科学探究]现给你一试管预先制好的NO2,其他药品和仪器自选。
请你设计实验,要求尽可能多地使NO2被水吸收。
并填写教材上的表格
[投影]填写表格并请同学总结
实验步骤
现象
解释〔可用化学方程式表示〕
〔1〕
将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中
红棕色气体逐渐消失,水位上升,最后水充满整个试管的2/3,无色气体充满试管的1/3〔上部〕
3NO2+H2O==2HNO3+NO
NO2为红棕色气体,易溶于水,NO为无色气体,难溶于水
〔2〕
制取少量氧气
2H2O2==2H2O+O2↑
〔3〕
将氧气慢慢地通入步骤〔1〕的试管中
无色气体变为红棕色气体,又变为无色气体,但气体体积逐渐减小,液面不断上升
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3+NO
[思考与交流]你的实验设计对工业上生产HNO3有什么启示?
〔从原料的充分利用,减少污染物的排放等方面考虑〕
[板书]【三】NO2、NO和O2的混合气体跟H2O反应的相关计算
1.NO2溶于水的问题
[讲]依据原理:
3NO2+H2O==2HNO3+NO,假设有气体剩余,应为NO。
[投影]例1、将20mLNO和NO2的混合气体的试管倒立于盛有H2O水槽中,充分反应后,余于气体体积变为10mL,求原混合气体中NO和NO2各占多少?
解法一:
设NO体积为xmL,NO2体积为ymL
x+y==20
3NO2+H2O==2HNO3+NO
31
yy/3
x+y/3==10解之得,x==5y==15
[讲]利用差量法可帮助快速解题,可在题中寻找体积差
解法二:
设NO2体积为xmL
3NO2+H2O==2HNO3+NO△V
312
x20-10==10
x=15
[讲]假设将NO和O2的混合气体通入水中,会发生反应4NO+3O2+2H2O==4HNO3
[板书]2.NO和O2的混合气体通入H2O
[讲]通过方程式分析可知,假设NO过量那么余下气体为NO,假设O2过量那么余下气体为O2,解这类题的关键是分析过量并判断余下气体成份。
[投影]例2、一支试管中充有20mLNO气体,倒置于水槽中,现向其中通入一定量的O2,试管内最终有4mL气体,那么通入O2的体积可能是多少?
解:
假设最终余下气体的成份为NO,那么与水反应的NO为20-4=16mL
4NO+3O2+2H2O==4HNO3
43
16XX=12mL
假设最终余下气体的成份为O2,那么20mLNO均与水反应
4NO+3O2+2H2O==4HNO3
43
20XX=15mL
此时,通入O2的体积为15+4=19mL
∴通入O2的体积可能是12mL或19mL
【学法导引】
【一】关注重难点:
〔1〕了解氮的单质及其重要化合物的主要性质及应用
〔2〕了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响
【二】考点关注
〔1〕以氮的化合价变化为主线考查氮及其化合物的转化关系
〔2〕NO、NO2对环境的影响
〔3〕NH3的性质及制法、NH
的检验,HNO3的强氧化性
【三】考点展示
考点1:
氨气的实验室制法;
考点2:
金属与硝酸的反应及有关计算
【四】考试误区:
1.病例:
1.0mol/L的KNO3溶液:
H+、Fe2+、Cl-、SO
可以大量共存
诊断:
NO
在酸性条件下有强氧化性
2.病例:
滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝,原溶液中无NH
诊断:
溶液中放出NH3的条件是加热
3.病例:
硫化亚铁溶于稀硝酸中:
FeS+2H+===Fe2++H2S↑
诊断:
忽略硝酸的强氧化性
4.病例:
CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
诊断:
NO常温时可以与氧气反应
【模拟练习】
1.研究说明:
一氧化氮吸入治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况,缓解病情。
病毒学研究证实,一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。
以下对一氧化氮的表达正确的选项是〔〕
A.一氧化氮是一种红棕色的气体
B.一氧化氮的摩尔质量为30
C.常温常压下,一氧化氮能与空气中的氧气直接化合
D.一氧化氮易溶于水,不能用排水法收集
2.研究发现,空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成,反应过程如下:
①SO2+NO2―→SO3+NO②SO3+H2O―→H2SO4③2NO+O2―→2NO2
NO2在上述过程中的作用,与H2SO4在以下变化中的作用相似的是〔〕
A.加入少量H2SO4使淀粉水解
B.碳酸钠与硫酸反应
C.向铜和双氧水的混合物中加入硫酸
D.潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶
3.以下有关环境污染的说法正确的选项是〔〕
A.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量
B.臭氧的体积分数越过10-4%的空气有利于人体健康
C.pH在5.6~7之间的降水通常称为酸雨
D.含磷洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染
4.在某氮的氧化物中,氮元素与氧元素的质量比为7∶12,那么氮元素的化合价是〔〕
A.+2B.+3
C.+4D.+5
5.以下各组气体,在常温常压下不能共存的是〔〕
A.SO2与O2B.NO与O2
C.O2与N2D.NO2与O2
参考答案
1.解析:
NO是一种无色难溶于水的气体,其摩尔质量为30g/mol,常温时可与O2反应生成NO2。
答案:
C
2.解析:
观察题干信息可知,NO2起到了催化剂的作用,A选项中H2SO4起了催化剂的作用;B、C选项中H2SO4作为反应物;D选项中浓H2SO4起到了干燥剂的作用,A选项符合题意。
答案:
A
3.解析:
燃煤时加入石灰石发生的反应有CaCO3
CaO+CO2↑、CaO+SO2===CaSO3、2CaSO3+O2===2CaSO4〔炉渣〕,因此能减少SO2的排放;B项空气中臭氧超过10-5%时可加速血液循环,令人产生振奋的感觉,故B错误;pH<5.6的降水被称为酸雨,C项错误;含磷的洗涤剂会造成水体污染使水体富营养化而引起赤潮、水华等现象。
答案:
A
4.解析:
N、O原子个数比为
∶
=2∶3,氧化物的化学式为N2O3,氮的化合价为+3。
答案:
B
5.解析:
NO和O2在常温常压下易发生化合反应生成NO2:
2NO+O2===2NO2;而SO2和O2反应需催化剂、加热;N2和O2需放电或高温条件。
答案:
B
【真题再现】
1.[2018·福建理综卷11]以下物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是
A.二氧化氮B.钠
C.硫酸镁D.二氧化硅
B[解析]此题考查无机物间的反应。
二氧化硅不溶于水;二氧化氮溶于水形成硝酸溶液,硫酸镁溶于水形成硫酸镁溶液,这两者都不能与NH4Cl反应;钠溶于水形成NaOH溶液,能与NH4Cl发生复分解反应生成NH3,应选B项。
2.[2018·福建理综卷23]〔1〕元素M的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同,那么M的原子结构示意图为____________。
〔2〕硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为________________________________________________________________________
___________________________________________________________。
〔3〕能证明Na2SO3溶液中存在SO32-+H2OHSO3-+OH-水解平衡的事实是________〔填序号〕。
A.滴入酚酞溶液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
〔4〕元素X、Y在周期表中位于同一主族,化合物Cu2X和Cu2Y可发生如下转化〔其中D是纤维素水解的最终产物〕:
Cu2X
澄清溶液
悬浊液
Cu2Y〔砖红色沉淀〕
①非金属性X________Y〔填“>”或“<”〕。
②Cu2Y与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成,化学方程式为_____________________________________________________。
〔5〕在恒容绝热〔不与外界交换能量〕条件下进行2A〔g〕+B〔g〕2C〔g〕+D〔s〕反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。
简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:
_______________________________。
物质ABCD
起始投料/mol2120
[答案]〔1〕
〔2〕3NH3·H2O+Al3+===Al〔OH〕3↓+3NH4+
〔3〕C
〔4〕①<②Cu2O+6HNO3〔浓〕===2Cu〔NO3〕2+2NO2↑+3H2O
〔5〕平衡常数随温度升高而变小〔或其他合理答案〕
[解析]此题考查原子结构、离子方程式书写、盐类水解以及化学平衡常数等知识。
〔1〕NH4+所含的电子数和质子数分别是10、11,与其电子数和质子数均相等的简单离子只有Na+,Na的原子结构示意图为
。
〔2〕氢氧化铝不能溶于过量的氨水中,那么硫酸铝溶液与过量氨水反应只能生成Al〔OH〕3沉淀。
〔3〕A项,滴入H2SO4后,溶液显酸性,酚酞溶液的红色肯定褪去,无法证明SO32-的水解,错;B项,氯水具有漂白性,可使溶液的红色褪色,也无法说明;C项,加入Ba2+与SO32-反应,使得SO32-的水解逆向移动,c〔OH-〕减小,红色褪去,正确。
〔4〕悬浊液与D溶液〔葡萄糖溶液〕生成砖红色沉淀氧化亚铜,那么Y为O元素,X,Y同主族,那么X为S元素。
非金属性:
O>S。
〔5〕起始投料D为0,所以开始时反应是正向移动的。
又D为固体,那么反应后气体的总物质的量减小,但体系压强却在增大,由题中信息知,容器恒容绝热,所以只能通过升高温度引起,即正反应是放热反应,因此该反应升高温度时平衡常数将减小,降低温度时平衡常数将增大。
3.[2018·山东理综卷12]以下由相关实验现象所推出的结论正确的选项是
A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
B.向溶液中滴加酸化的Ba〔NO3〕2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42-
C.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
D.分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
D[解析]SO2使品红溶液褪色,利用的是SO2与有色物质化合生成无色物质,不能说明其具有氧化性,A项错;溶液中含有SO32-时,加入酸化的Ba〔NO3〕2溶液也会出现白色沉淀,B项错;Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO,该反应不是置换反应,C项错;HCl、NH3极易溶于水,分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置水中,气体溶解,液面迅速上升,D项正确。
4.[2018·天津卷2]以下单质或化合物性质的描述正确的选项是〔C〕〔12津〕
A.NaHSO4水溶液显中性
B.SiO2与酸、碱均不反应
C.NO2溶于水时发生氧化还原反应
D.Fe在足量Cl2中燃烧生成和FeCl2和FeCl3
C[解析]NaHSO4溶液电离出H+使溶液呈酸性,A项错误;SiO2可与HF、NaOH溶液等反应,B项错误;NO2溶于水时发生氧化还原反应生成HNO3与NO,C项正确;Fe在氯气中燃烧生成产物只有FeCl3,D项错误。