届一轮复习人教版 氮及其化合物 学案.docx
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届一轮复习人教版氮及其化合物学案
第17讲 氮及其化合物
考纲要求
1.掌握NO、NO2的性质。
2．掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO3的反应，掌握守恒法的计算技巧。
3．了解氮的氧化物对环境及人类健康的影响。
4．掌握氨气、铵盐的性质及用途；了解氨气的实验室制法。
5．掌握铵根离子的检验。
考点一 氮气和氮的氧化物
1．氮气
写出有关化学方程式：
①N2＋3Mg
Mg3N2；
②N2＋3H2
2NH3；
③N2＋O2
2NO。
2．氮的氧化物
（1）物理性质
颜色
气味
毒性
密度
溶解性
NO
无色
有毒
比空气稍重
不溶
NO2
红棕色
有刺激性气味
有毒
比空气重
与水发生反应
（2）化学性质
①NO―→NO2：
2NO＋O2===2NO2。
②NO2―→HNO3（NO）：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
（3）氮的氧化物对环境的污染
①形成光化学烟雾，污染空气。
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（ ）
答案：
（1）×
（2）× （3）× （4）× （5）×
3．如何鉴别NO2与溴蒸气？
答案：
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
答案：
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。
答案：
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
解析：
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。
答案：
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
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
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
其加合式为：
Na2O2＋CO===Na2CO3
考点二 氨和铵盐
1．氨气
（1）物理性质
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。
（2）化学性质
（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。
（2）化学性质
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：
NH
＋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。
1．（LK必修1·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
答案：
B
2．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（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（ ）
答案：
（1）×
（2）× （3）× （4）× （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
答案：
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
解析：
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”。
答案：
B
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
解析：
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）。
答案：
C
速记卡片
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
NO2
NO、O2（4∶3）
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
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________。
解析：
（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。
答案：
（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
速记卡片
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
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
①反应原理：
浓氨水中存在平衡NH3＋H2O
NH3·H2O
NH
＋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。
②装置：
见图乙。
[拓展]
下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，错误的是________。
答案：
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
Cu（NO3）2
答案：
C
2．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（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（ ）
答案：
（1）×
（2）× （3）× （4）√ （5）×
3．久置的硝酸呈黄色，如何除去？
怎样保存硝酸？
答案：
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
答案：
D
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
解析：
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。
答案：
A
速记卡片
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。
[拓展]
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－？
答案：
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
解析：
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。
答案：
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
解析：
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。
答案：
A
速记卡片
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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
（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
NH3·H2O
NH
＋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
解析：
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。
答案：
A
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
解析：
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。
答案：
A
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
解析：
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。
答案：
D
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
解析：
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。
答案：
B
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
解析：
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