高三化学一轮复习元素化合物知识氮及其氮的化合物教案.docx

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高三化学一轮复习元素化合物知识氮及其氮的化合物教案

氮及其氮的化合物

Ⅰ.课标要求

通过实验了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。

Ⅱ.考纲要求

1.了解氮气及其重要含氮化合物的主要性质及应用

2.了解某些含氮化合物对环境质量的影响

3.能综合应用氮及氮的化合物知识

Ⅲ.教材精讲

1.本考点知识结构

2.氮的循环:

3.氮及其化合物的衍变关系：

NH3←N2→NO→NO2→HNO3→NH4NO3→NH3

NH3·H2O

NH4+、OH－

4.氮氧化物

①各种价态氮氧化物：

（N2O）、

（NO）、

（N2O3）、

（NO2、N2O4）、

（N2O5），其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。

气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。

②NO和NO2性质比较

NO：

一种无色气体，难溶于水，不成盐氧化物。

常温下，极易被氧化为NO2：

2NO+O2=2NO2

NO2：

一种有刺激性气味的红棕色气体,溶于水后与水反应：

3NO2+H2O==2HNO3+NO

③氮氧化物溶于水计算方法

涉及的可能相关化学反应方程式分别为：

3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3、NO2+NO+O2+H2O=2HNO3。

NO与NO2混合气体溶于水：

反应最后得到的气体是NO，其体积=V（NO）+1/3V（NO2）

NO与O2的混合气体溶于水：

若V（NO）∶V（O2）=4∶3，则容器内无气体剩余，水可充满容器。

若V（NO）∶V（O2）>4∶3，则容器内剩余气体为过量的NO。

若V（NO）∶V（O2）<4∶3，则容器内剩余气体为过量的O2。

NO2与O2的混合气体溶于水：

若V（NO2）∶V（O2）=4∶1，则容器内无气体剩余，水可充满容器。

若V（NO2）∶V（O2）>4∶1，则NO2过量，容器内剩余气体为的NO，体积为过量的NO2的1/3。

若V（NO2）∶V（O2）<4∶1，则O2过量，容器内剩余气体为过量的O2。

NO2、NO与O2三种气体溶于水：

若V（NO2）∶V（NO）∶V（O2）=1∶1∶1，则容器内无气体剩余，水可充满容器。

若按1∶1∶1反应后，仍有某两种或一种气体多余可按前面思路进行判断。

5．硝酸的重要特性：

强氧化性

①浓、稀硝酸在与活泼或不活泼金属发生反应时，硝酸中

被还原，一般不产生氢气。

②浓、稀硝酸与活泼金属反应时，

被还原，所得产物可以是

（NO2）、

（NO）、

（N2O）、

（N2）或

（NH3），鉴于反应复杂，中学对活泼金属与浓、稀硝酸的反应不做要求。

③浓、稀硝酸与金属铜的反应：

Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3（稀）=3Cu-

（NO3）2+2NO↑+4H2O。

以上反应中，硝酸表现出氧化性同时还表现出酸性。

其他不活泼金属类似于铜与浓、稀硝酸反应。

注意：

一定量的浓硝酸与足量的铜发生反应时，硝酸会由浓变稀，往往得到的是NO和NO2的混合气体。

④浓硝酸与碳的反应：

C+4HNO3（浓）

CO2↑+NO2↑+2H2O。

硝酸只表现出氧化性。

⑤在浓硝酸中滴加几滴石蕊试液、微热，先变红、后褪色，说明浓硝酸的酸性及氧化性。

⑥冷的浓硝酸在常温下使铁、铝等活泼金属发生钝化（在其表面因氧化生成一层致密的氧化膜）。

常温时，常把浓硝酸存放在铁质、铝质密闭容器里。

但若加热，则会剧烈反应。

⑦王水：

浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为1:

3。

可溶解金、铂、钛等金属。

6.氨、液氨、氨水、铵之间的区别：

氨：

无色有刺激性气味的气体，比空气轻。

氨分子是一种呈三角锥形的极性分子，极易溶于水，易液化。

液氨是氨气液化的产物，仍然是氨分子，属纯净物。

氨水是氨气的水溶液，是混合物：

NH3+H2O

NH3·H2O

NH4++OH-。

氨水中微粒有：

NH3、H2O、NH3·H2O、NH4+、OH—、极少量的H+。

氨水浓度越大，密度越小。

铵（NH4+）是带一个单位正电荷的离子，不能单独存在，只能在铵盐或氨水中与阴离子共存。

凡是含NH4+的盐叫铵盐，铵盐易溶于水。

铵盐不稳定，加热易分解。

氨与铵可相互转化：

NH3NH4＋，NH4+与强碱反应放出NH3,

7.NH4+的检验方法：

①检验固态铵盐不必加热，只需取少量晶体与石灰拌和有氨的特殊气味即可；

②若是铵盐溶液，为了使更多的NH3放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则必须加热。

③铵盐溶液与强碱溶液反应的离子方程式有三种写法：

a、浓溶液不加热写成：

NH4++OH—=NH3＋H2O；b、稀溶液不加热写成NH4++OH—==NH3·H2O；c、不论浓、稀，只要加热则写成：

NH4++OH-

NH3↑+H2O。

铵盐与碱共热都能产生氨气：

（NH4）2SO4+NaOH

Na2SO4+2NH3↑+2H2O。

实验室常用加热铵盐和碱的混合物制取氨气，反应生成的氨气用湿润的红色石蕊试纸检验。

8.光化学烟雾

氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，主要生成光化学氧化剂（主在是O3）及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二次污染物，统称为光化学烟雾。

光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。

Ⅳ.典型例题

例1（05上海）.我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：

（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。

（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是。

（3）写出上述流程中X物质的分子式。

（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。

从沉淀池中取出沉淀的操作是。

（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加。

（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有。

（a）增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出（b）使NaHCO3更多地析出

（c）使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度

【解析】命题意图是借侯德榜制碱法考察氨和常见含碳化合物知识的运用，有一定的综合性。

解题的主要信息是题给生产流程图，观察流程图可知沉淀池中加入了二氧化碳、氨、氯化钠三种原料，联系化学基础知识就可写成化学方程式。

回答第（4）问时，可由循环经济联想到原料利用率的提高。

回答第（6）问时要注意审题，题中明确提出“冷却析出副产品”，否则会误认为析出的是碳酸氢钠。

答案为：

（1）侯德榜制碱法或联合制碱法，化肥或电解液或焊药等（或其他合理答案）

（2）NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl

（3）CO2（4）I过滤（5）稀硝酸和硝酸银溶液（6）a、c

【点评】联系生产实际以考查化学基础知识和解决问题能力，这是近几年高考化学命题的一个趋势。

联系生产实际问题往往综合性很强，与化学实验、元素化合物、化学基础理论等相关，综合考查多种能力，所以各部分知识不能留有死角。

而以物质制备型的联系生产实际问题的关键之处是要有扎实的元素化合物知识，在复习过程中尤其要重视这部分基础知识的落实。

例2（05全国理综I）．已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：

⑴D的化学式（分子式）是_____________，E的化学式（分子式）是_____________。

⑵A和B反应生成C的化学方程式是______________________________。

⑶E和F反应生成D、H和G的化学方程式是___________________________________。

、

【解析】解决本题有两个突破口信息：

一是C、D两气体化合成固体E，二是E、F两固体反应能生成D气体、H和氯化钙，联想中学所学元素化合物知识（从本题有较多的气体物质主要考虑非金属元素族），很容易查找出E是NH4Cl固体，然后利用顺向思维和逆向思维，顺藤摸瓜推出其余物质。

答案为：

26．⑴NH3NH4Cl⑵H2+Cl2

2HCl

⑶Ca（OH）2+2NH4Cl

CaCl2+2NH3↑+2H2O

【点评】无机框图题的最关键是要在或明或暗的信息中找到问题解决的突破口，然后再将突破口信息与所学过的各元素族知识进行有序的比照，其实比照的过程就是对所学知识的一个有序的检索过程。

例3．材料一：

大气的头号杀手－NOx

当今世界汽车保有量已超过6亿辆，每年向大气层排放约2×108t有害气体，其中主要是CO、NOx，占大气污染总量的60%以上，是大气的头号杀手。

NOx中；NO2的毒性最大，是一种毒性很强的腐蚀剂，空气中的NO2被吸入肺内会形成两种酸，由于这两种酸对呼吸器官有刺激作用，会引起肺水肿，若进入血液可引起组织缺氧。

深圳市各大医院的统计数据表明,近几年来呼吸系统疾病的患者人数呈现持续增加的态势,这与深圳市近几年机动车辆的增速过快有关,机动车辆排放的尾气（含碳氢化合物、CO、SO2和NO、NO2等）是致病的主要因素。

材料二：

NOx对臭氧层的破坏作用

臭氧对人类和地球环境既有益又有害，这取决于它在大气层中存在的位置。

在地面附近的对流层中，臭氧和其它氧化剂一起，损害人类的健康，破坏花草树木；而在10~15公里高度的平流层中，臭氧却起着有益作用，它“过滤”有害的紫外线辐射，环绕地球形成一个“防护罩”。

由于人类对紫外线十分敏感，过量的紫外线会致人死命，特别是引起人类的皮肤癌，因此臭氧层的存在是生态平衡的极为重要的一环。

而NO却会对臭氧层造成破坏，已知其对O3的破坏机理如下：

O3+NO=O2+NO2，O3=O2+O，NO2+O=NO+O2

请依据所学知识和以上材料回答：

（1）汽车尾气中NO的来源。

（2）NO为什么会导致人体中毒？

（3）写出NO2在人体内发生反应的化学方程式，并分析NO2在该反应中所起的作用。

（4）写出循环反应“O3+NO=O2+NO2，O3=O2+O，NO2+O=NO+O2”的总方程式，并分析NO在破坏臭氧层的过程中所起的作用

（5）汽车尾气过多的排放可能引起的环境问题除破坏臭氧层外还有哪些？

（6）在汽车尾气排放管中安装一个催化转化器，可将尾气中另一种有害气体CO跟NO反应转化为无毒气体，写出该反应的化学反应方程式。

（7）有三位教授因发现NO在人体的血管系统内有传送信息的功能而获得1998年诺贝尔奖，由此说明我们应如何辨证地看待化学物质的作用？

【解析】本题借环境保护问题考察同学们的自学能力和知识迁移能力。

汽油在汽缸内燃爆形成高温高压使缸内的N2与O2发生反应：

O2+N2=2NO；“NO能象CO一样导致人体中毒”可说明NO的中毒机理；由NO2中

处在N的中间价，结合“NO2被吸入肺内会形成两种酸”的信息，不难理解两种酸分别是

（HNO3）和

（HNO2）的酸，注意：

要消除NO2与水反应的思维定势；从“O3+NO=O2+NO2，O3=O2+O，NO2+O=NO+O2”可获得信息，NO开始参与了与O3的反应，但最终又得以恢复，说明NO是臭氧层破坏的催化剂，并通过三个方程式加和得出臭氧层破坏的总方程式；透过“含碳氢化合物、CO、SO2和NO、NO2”信息，结合环保名词常识，可推出还可能引起的环境问题是酸雨、光化学烟雾；通过CO、NO的化合价分析，可以猜测出“无毒气体”的成分是N2和CO2；从NO既能给人们带来好处，也对环境带来危害，说明化学物质利弊兼有，要辨证看待。

答案：

（1）NO是空气中的N2与O2在汽车气缸内的高温环境下的反应产物。

（2）NO与人体血液中的血红蛋白结合，而使人中毒。

（3）2NO2+H2O==HNO3+HNO2,NO2在反应中既是氧化剂，又是还原剂。

（4）2O3=3O2，NO作催化剂

（5）酸雨、光化学烟雾。

催化剂

（6）2CO+2NO===2CO2+N2

（7）“科学是把双刃剑”，在充分利用化学物质为人类造福同时还要正视化学物质给人类带来的危害

【点评】此题利用信息给予的方式，较好地将环境问题与元素化学知识有机地结合起来，既考察了学生的自学能力，也考察了学生分析问题和解决问题的能力，同时寓问题解决的过程中渗透了关心和爱护环境的思想教育。

Ⅴ.跟踪训练

一、选择题（下列各题均只有一个合理答案，请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内，填在其他地方无效）

1、（05上海）据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是（）

A、N4是N2的同素异形体B、N4是N2的同分异构体

C、相同质量的N4和N2所含原子个数比为1:

2D、N4的摩尔质量是56g

2、（05上海）已知三角锥形分子E和直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M（组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10）如下图，则下列判断错误的是（）

A、G是最活泼的非金属单质B、L是极性分子

C、E能使紫色石蕊试液变蓝色D、M化学性质活泼

3．右图装置可用于

A．加热NaHCO3制CO2

B．用Cu与稀HNO3反应制NO

C．加热氯化铵和消石灰混合物，制取氨气

D．加热氯酸钾和少量二氧化锰，制取氧气

4．a表示胶头滴管中的液体，b表示烧瓶中的气体。

不能形成喷泉实验现象的a中液体和b中气体的组合是（）

A．a—NaOH溶液、b—HCl气体B．a—NaOH溶液、b—CO2气体

C．a—HCl溶液、b—NH3气体D．a—水b—CO2气体

5、为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理（反应方程式：

3NO2+2NaOH→2NaNO3+NO+H2O；NO2+NO+2NaOH→2NaNO2）。

现有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收（无气体剩余），则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为（）

A.

mol/LB.

mol/LC.

mol/LD.

mol/L

二、选择题（下列各题均有2个答案，请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内，填在其他地方无效）

6、（05上海）碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图装置），下列有关说法正确的是（）

A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡

B．Z导管出来的气体中无二氧化碳

C、洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡

D、Z导管口有红棕色气体出现

7．以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是（）

8．工业制取硝酸的尾气含有NO2，NO，通常用NaOH吸收：

NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O。

NO2与NO体积比为下列值时，不能被完全吸收的是（　　）

A．1∶1B．1∶3C．3∶1D．1∶2

9、将盛有12mLNO2和O2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的体积可能是（　　）

　A．1.2mL　　B．2.4mL　　C．3.6mL　　D．4mL

10．某混合气体中可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和H2O（气）中的一种或几种.当依次通过澄清石灰水（无现象），Ba（OH）2溶液（出现浑浊），浓H2SO4、灼热的氧化铜（变红）和无水CuSO4（变蓝），则下列推断中正确的是（）

A、一定有CO2、HCl、H2B、一定无NH3

C、肯定有CO和水蒸气D、可能有HCl和CO

11、下列各组溶液中，用括号内的试剂及物质间相互反应不能鉴别的一组是

A.Ba（OH）2KSCNK2SO4Mg（NO3）2（FeCl3溶液）

B.NaNO3NaHCO3（NH4）2SO3Na2SiO3（H2SO4溶液）

C.NH4BrK2CO3NaICaCl2（AgNO溶液）

D.（NH4）3PO4NaBrCuSO4AlCl3（KOH溶液）

12．叠氮酸钠（NaN3）是抗禽流感药物“达菲”合成过程中的中间活性物质，3molNaN3受撞击会生成4mol氮气和一种离子化合物（Na3N）。

下列有关叙述错误的是

A、NaN3受撞击时，NaN3既是氧化剂又是还原剂

B、Na3N中Na＋半径比N3-半径大

C、NaN3跟水反应时，有NH3生成

D、NaN3中，既存在离子键又存在非极性共价键

13、铁粉和铜粉的均匀混合物，平均分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表（设硝酸的还原产物只有NO）：

编号

①

②

③

④

稀硝酸体积/mL

100

200

300

400

剩余金属/g

18.0

9.6

0

0

NO体积/mL

2240

4480

6720

V

下列计算结果正确的是

A．硝酸的浓度为4mol/LB．①中溶解了5.6gFe

C．②中溶解了9.6gCuD．④中V=8960

三、本题包括2个小题

14．我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。

他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物质溶解度的差异，以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。

下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的装置和实验步骤：

第一步：

连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。

第二步：

先让一装置发生反应，直到产生的气体不能再在C中溶解时，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，C中出现固体。

继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生。

第三步：

过滤C中所得的混合物，得到NaHCO3固体。

第四步：

向滤液中加入适量的NaCl粉末，又有晶体析出，……

请回答下列问题：

（1）装置的连接顺序是：

（a）接（）→（）接（）；（b）接（）

（2）A中常选用的固体反应物为；D中应选用的液体为；

（3）B装置中分液漏斗内所加试剂为；第二步中必须先让装置先发生反应。

C中用球形干燥管而不用直导管，其作用是；

（4）第四步分离所得的晶体中含有多种成分，试证明其中含有NH4Cl，简要写出操作过程和现象。

15．某化学课外活动小组，设计了如图所示的装置来制取NO2并探究NO2的部分性质，实验步骤如下：

（1）打开阀门K，拔出注射器活塞，加入一小片Cu片将注射器活塞装上并压至底部，排出里面的空气；

（2）将注射器尖嘴插入浓硝酸中，吸取10mL足量的浓硝酸，迅速关闭活塞K，观察到的现象是____________________________________________，反应的离子方程式________________________________；

（3）当反应完毕后，迅速打开阀门K，将反应液放入盛有NaOH溶液的烧杯中后关闭K；

（4）为验证NO2气体与H2O的反应，将注射器尖导管插入水中，打开活塞K，然后吸取少量的水、关闭阀门K后振荡，观察到的现象是___________，最后注射器内剩余的气是______，请写出反应的离子方程式：

_______________________。

（5）为了验证最后注射器中的气体是NO，请设计一实验方案加以验证：

_________________________________________________

_______________________________________________________________。

四．本题包括2小题

16、（06江苏）稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比（空气与燃油气的体积比）条件下的燃烧。

随着全球能源危机的加剧，稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视，但稀薄燃烧时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。

不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如右图所示。

⑴稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是_______________（填一项）。

排放到大气中的NOx会导致酸雨、_______________等环境问题（填一项）。

⑵某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能：

NO、NH3混合气体—→催化反应器—→检测—→尾气处理。

若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）。

为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是。

⑶若某一催化剂能同时催化NH3等还原性气体与NOx的反应。

将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NOx的两种气体：

①纯NO气体，②汽车尾气。

消耗的物质的量较多的可能是（填字母），原因是。

A．①B．②C．都有可能

17、为了测定某铜银合金的成份，将30.0g合金溶于80ml13.5mol/L的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L（标准状况），并测得溶液PH=0。

假设反应后溶液的体积仍为80ml，试计算：

⑴被还原的硝酸的物质的量。

⑵合金中银的质量分数。

参考答案

一、1、A2、D3、B4．D5、C.

二、6、C、D、7．BD8．B．D．9、A．D．10．A、B、11、A．C12．BC．13、A．D．

三、14．

（1）fedc

（2）块状石灰石；饱和NaHCO3溶液（3）浓氨水；B；防倒吸

（4）取少量固体放入试管中，加热，固体大部分消失，在试管口又有较多的固体凝结。

15．

（2）剧烈反应、铜逐渐溶解、有红棕色气体产生、溶液变为绿色，Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；（4）气体颜色变浅至无色、气体的体积缩小活塞上移，NO，3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO↑。

打开活塞K，放出注射器内水溶液，然后向外拉注射器活塞，吸入部分空气，若注射器内的气体迅速变为红棕色,证明反应生成的气体为NO。

四．16、

（1）减少CO和碳氢化合物的污染；光化学烟雾或破坏臭氧层

（2）溶液显色所需要的时间

（3）A汽车尾气中含有一定量的CO和碳氢化合物，少消耗NH3

或B汽车尾气中含有一定量的NO2，多消耗NH3

或C汽车尾气中同时含有CO、碳氢化合物等还原性气体和NO2等氧化性气体，二者相对含量的不同可导致消耗NH3的增多或减少

17、⑴0.3mol⑵36％