创新方案高考化学大一轮复习配套讲义氮及其化合物生.docx
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创新方案高考化学大一轮复习配套讲义氮及其化合物生
第四节 氮及其化合物
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了解氮单质及其主要化合物的主要性质及应用。
了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响。
掌握氨气的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。
考点一 氮及其氧化物
1．氮在自然界中的存在与转化
（1）氮元素的存在与氮的固定：
（2）N2的物理性质：
无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。
（3）N2的化学性质：
①与氧气反应：
N2＋O2
2NO。
导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。
②与氢气反应：
N2＋3H2
2NH3。
2．NO与NO2
1．氮元素的非金属性很强，但N2的化学性质特别稳定，其原因是什么？
2．溴蒸气和NO2都为红棕色气体，如何区分？
用湿润的淀粉 KI试纸可以吗？
3．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮，请同学们写出三个有关的化学方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
命题角度一 NO、NO2的性质及对环境的影响
1．烧瓶中放入铜片和稀硝酸，来制取较纯净的一氧化氮，反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体，这时的操作应是（ ）
A．立即接上收集容器，用向上排空气法收集
B．待烧瓶中红棕色气体消失后，用向上排空气法收集
C．待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集
D．立即用排水法收集
2．（2014·山东济南模拟）红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再导入少量石灰水；第②份直接通入少量石灰水。
则石灰水的变化最可能为（ ）
A．①不变浑浊，②变乳白色
B．①变乳白色，②不变浑浊
C．①变乳白色，②变乳白色
D．①不变浑浊，②不变浑浊
3．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一，在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。
反应过程为①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2===2NO2，③O＋O2―→O3。
下列对该反应过程及产物叙述正确的是（ ）
A．NO2起催化剂作用
B．NO起催化剂作用
C．NO2只起氧化剂作用
D．O3与O2为同分异构体
命题角度二 有关氮的氧化物与水的反应
[典例] 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
氮的氧化物与O2、H2O反应的计算方法
1．关系式法
（1）NO和O2混合气体通入水中
由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
（2）NO2和O2混合气体通入水中
由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
（3）NO、NO2和O2三种混合气体通入水中
先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按
（1）计算。
2．电子守恒法
当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
3．原子守恒法
4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。
当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。
N（N）∶N（O）
4．（2014·湖北宜昌检测）如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。
假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为（ ）
A．1∶1 B．5∶7 C．7∶5 D．4∶3
1.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）（2011·江苏高考）NO2与水反应的离子方程式为：
3NO2＋H2O===2NO
＋NO＋2H＋。
（ ）
（2）（2010·山东高考）CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。
（ ）
（3）（2010·江苏高考）选择合适的试剂，可用如图装置制取少量CO2、NO和O2。
（ ）
2．（双选）（2013·上海高考）一定条件下，将0.1LCO、0.2LCO2、0.1LNO、0.2LNO2和0.2LNH3混合，然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶（洗气瓶排列顺序不确定）。
假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应则尾气（已干燥）（ ）
A．可能是单一气体
B．不可能含有一氧化碳
C．可能存在原气体中的两种气体
D．成分和洗气瓶的排列顺序无关
3．（2013·北京高考改编）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
（1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式________________________________________________________________________。
（2）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。
当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。
写出NO被CO还原的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________。
考点二 氨和铵盐
1．氨的物理性质
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．氨的化学性质
（1）还原性：
与氧气反应：
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O。
（2）与酸反应：
与氯化氢反应：
NH3＋HCl===NH4Cl，产生白烟。
（3）与水反应：
NH3＋H2ONH3·H2ONH
＋OH－，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。
（4）与盐溶液反应
现象
离子方程式
FeCl3溶液
生成红褐色沉淀
Fe3＋＋3NH3·H2O===
Fe（OH）3↓＋3NH
AlCl3溶液
生成白色沉淀
Al3＋＋3NH3·H2O===
Al（OH）3↓＋3NH
3.氨的用途
（1）液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。
（2）制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
4．氨的制法
加热固态铵盐和碱的混合物
5．铵盐及NH
的检验
（1）铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体，均易溶于水。
（2）铵盐的化学性质
（3）NH
的检验
。
1．液氨和氨水在组成上有何区别？
2．氨水中有大量的NH3·H2O，但在计算其质量分数时，溶质是什么？
3．实验室制NH3时，能否用NH4NO3和NH4HCO3代替NH4Cl？
用NaOH代替Ca（OH）2?
4．实验室如何干燥NH3?
命题角度一 氨气的性质
[典例1] （2014·安徽淮北模拟）如图利用培养皿探究氨气的性质。
实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。
图表中对实验现象所做的解释不正确的是（ ）
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与挥发出来的HCl反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液中有红褐色沉淀
该溶液一定是FeCl3溶液
D
干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝
NH3·H2O是一种可溶性碱
1．某兴趣小组用如图装置探究氨的催化氧化。
（1）氨催化氧化的化学方程式为________________________________________。
（2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是________（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）为保证在装置4中仅观察到红棕色气体，装置3应装入________；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是______________________________________。
（4）为实现氨的催化氧化，也可用装置5替换装置________（填装置代号）；化合物X为________（只写一种），Na2O2的作用是__________________________。
命题角度二 喷泉实验
2．如图是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。
下列有关操作中不可能引发喷泉现象的是（ ）
A．挤压装置①的胶头滴管使稀盐酸全部进入烧瓶，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的水槽中慢慢加入适量的浓硫酸并打开止水夹
3．在如图所示装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状态喷出，最终几乎充满烧瓶。
则a和b分别是表中的（ ）
a（干燥气体）
b（液体）
A
NO2
H2O
B
NO
4mol/LNaOH溶液
C
Cl2
饱和NaCl溶液
D
NH3
1mol/L盐酸
命题角度三 氨气的实验室制法
[典例2] 氨（NH3）是重要的含氮化合物。
为了在实验室制取干燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验装置：
（1）实验装置和所用药品都正确的是________（填“甲”、“乙”或“丙”）。
（2）写出实验室制取氨气的化学方程式____________________________________。
（3）该实验装置与实验室制备________的装置相同。
4．（2014·福建莆田高三质检）有甲、乙两位同学想利用如图装置及化学试剂，对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。
化学试剂：
①NH4Cl固体、②浓氨水、③固体NaOH
（1）甲同学想方便快速制取少量氨气，应选择的装置是________（填序号），选用试剂是________（填序号）。
选用上述试剂制氨气的理由是__________________________，
实验过程中，制氨气时的实验操作是_______________________________。
（2）乙同学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气，并确保不污染环境，请你根据其设想回答：
①若用排气法收集氨气，请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用试剂（自选）名称。
②若用排液集气法收集NH3，可选用的试剂是________（填序号）。
A．H2O B．浓H2SO4
C．CCl4D．饱和NaCl溶液
[总结提升]
实验室制取氨气的其他方法
方法
化学方程式（或原理）
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2O
NH3↑＋H2O
浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成
浓氨水＋固体CaO
CaO与水反应，使溶剂（水）减少；反应放热，促使氨水分解。
化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca（OH）2
加热NH4HCO3固体
NH4HCO3
NH3↑＋H2O＋CO2↑，H2O、CO2被碱石灰吸收，得到氨气
命题角度四 铵盐的性质和铵根离子的检验
[典例3] 只用一种试剂，将NH4Cl、（NH4）2SO4、NaCl、Na2SO4四种溶液分开，这种试剂是（ ）
A．NaOH溶液 B．AgNO3溶液
C．BaCl2溶液D．Ba（OH）2溶液
5．用加热法可以分离的一组物质是（ ）
A．氯化铵和消石灰B．碳酸氢铵和过氧化钠
C．氯化铵和氯化钠D．碘和氯化铵
6．（2014·河北邢台高三模拟）为了检验某固体物质中是否含有NH
，下列试纸和试剂一定用不到的是（ ）
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸
④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A．①⑤ B．④⑤ C．①③ D．①④⑤
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）（2013·江苏高考）液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂。
（ ）
（2）（2013·福建高考）检验NH
时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体。
（ ）
（3）（2012·山东高考）分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明二者均易溶于水。
（ ）
（4）（2012·广东高考）实验室用NH4Cl和Ca（OH）2制备NH3并不涉及氧化还原反应。
（ ）
（5）（2012·安徽高考）用NH4Cl固体和Ca（OH）2固体制备并收集NH3，需要的仪器有酒精灯、烧杯、导管、集气瓶。
（ ）
（6）（2012·福建高考）用湿润的红色石蕊试纸检验氨气。
（ ）
（7）（2011·江苏高考）实验室用如图1所示的装置制取少量氨气。
（ ）
图1 图2
（8）（2010·广东高考）如图2的实验装置，实验开始后，可以看到烧杯中先出现白色沉淀，后溶解。
（ ）
2．（2012·上海高考）实验室制取少量干燥的氨气涉及如图装置，其中正确的是（ ）
A．①是氨气发生装置
B．③是氨气发生装置
C．②是氨气吸收装置
D．④是氨气收集、检验装置
3．（2009·全国高考）已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。
回答下列问题：
（1）A中加入的物质是_________________________，
发生反应的化学方程式是___________________________。
（2）B中加入的物质是_______，其作用是______________。
（3）实验时在C中观察到的现象是____________________________，
发生反应的化学方程式是_____________________________________。
（4）实验时在D中观察到的现象是___________________________________，
D中收集到的物质是________，检验该物质的方法和现象是________________
________________________________________________________________________。
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。
2．化学性质
（1）不稳定性
反应：
4HNO3
2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
（2）强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。
①与金属反应：
稀硝酸与铜反应：
3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。
浓硝酸与铜反应：
Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。
②与非金属反应：
浓硝酸与C的反应为：
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为：
3Fe2＋＋4H＋＋NO
===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
（3）与有机物反应
①硝化反应（与C6H6反应）：
C6H6＋HNO3
C6H5NO2＋H2O。
②颜色反应：
蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
1．实验室如何保存浓HNO3?
2．怎样证明铜与稀硝酸反应得到的气体是NO?
3．Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，为什么能溶解在其混合液中？
命题角度一 硝酸的性质
1．在下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是（ ）
A．FeO和HNO3 B．Al（OH）3与HNO3
C．H2S和HNO3D．NH3与HNO3
2．某化学兴趣小组对某奖牌中金属的成分提出猜想：
甲认为金牌是由纯金制造；乙认为金牌是由金银合金制成；丙认为金牌是由黄铜（铜锌合金）制成。
为了验证他们的猜想，请你选择一种试剂来证明甲、乙、丙猜想的正误（ ）
A．硫酸铜溶液B．氢氧化钠溶液
C．稀硝酸D．硝酸银溶液
命题角度二 硝酸与金属反应的计算
[典例] （2014·福建泉州模拟）将14g铜银合金与足量一定浓度的硝酸溶液反应，把放出的气体与标准状况下体积为1.12L的O2混合后再通入水中，恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为（ ）
A．3.2g B．4.8g C．6.4g D．10.8g
金属与硝酸反应的有关计算方法
1．思维模型
2．计算中的守恒思想的应用
（1）原子守恒法
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO
的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。
（2）得失电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
（3）电荷守恒法
HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH－）有：
c（NO
）＝c（H＋）＋nc（Mn＋）（Mn＋代表金属离子）。
（4）离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO
在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO
进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
3．将51.2gCu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物（含NO、N2O4、NO2）的混合物，这些气体恰好能被500mL2mol/LNaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，其中NaNO3的物质的量是（ ）
A．0.2molB．0.4molC．0.6molD．0.8mol
4．（2014·山东泰安模拟）有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的浓度为2mol/L，含硝酸的浓度为1mol/L，现向其中加入0.96g铜粉，充分反应后（假设只生成NO气体），最多可收集到标准状况下的气体的体积为（ ）
A．89.6mLB．112mLC．168mLD．224mL
命题角度三 有关硝酸氧化性的实验探究
5.
如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸，往具支试管中放入约2mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。
（1）具支试管中发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是
________________________________________________________________________。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
（3）上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是______（填写序号）。
A．c中收集到无色气体
B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.实验反思
（5）利用该装置先进行铜与浓硝酸的反应，再进行铜与稀硝酸的反应的实验，其好处是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅳ.问题讨论
用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸（硝酸均过量）反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。
对此有两种看法：
①两者颜色不同的原因是因为Cu2＋浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
（6）你认为上述看法________（填“①”或“②”）合理。
若是①合理，说明理由，若是②合理，设计一个简单实验证明：
________________________________________________________________________。
[总结提升]
如何正确描述化学实验的现象
（1）全面描述现象的程序——“海、陆、空”
“海”——溶液有什么变化；
“陆”——固体有什么变化；
“空”——气体有什么变化。
（2）规范描述现象的答题模板如①颜色：
……由……（具体颜色）变为……（具体颜色）
②气体：
溶液中产生……（颜色）的气泡，（或）在固体表面产生……（颜色）气泡。
③沉淀：
在……（颜色）溶液中产生……（颜色）的沉淀（浑浊）。
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）（2012·广东高考）可用浓HNO3与Cu反应制备NO2。
（ ）
（2）（2012·广东高考）1molFe与足量的稀HNO3反应，转移2nA个电子（nA表示阿伏加德罗常数的数值）。
（ ）
（3）（2012·江苏高考）用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜的离子方程式为：
2Ag＋2H＋＋NO
===Ag＋＋NO＋H2O。
（ ）
（4）（2012·四川高考）浓硝酸中加入过量铁粉并加热：
Fe＋3NO
＋6H＋
Fe3＋＋3NO2＋3H2O。
（ ）
（5）（2012·重庆高考）过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成。
（ ）
（6）（2011·四川高考）向装有Fe（NO3）2溶液的试管中加入稀H2SO4，在试管口观察到红棕色气体。
（ ）
（7）（2011·新
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