届高考化学专题测试 第三部分《氮及氮的化合物 氮族元素》.docx

1、届高考化学专题测试 第三部分氮及氮的化合物 氮族元素第14讲氮及氮的化合物 氮族元素考情直播1.考纲要求考纲内容能力要求考向定位1了解常见非金属单质及其重要化合物的主要性质及应用。2了解常见非金属单质及其重要化合物对环境质量的影响。1了解氮族元素及其原子结构，理解其性质递变规律。2掌握氮气的性质和分子结构，掌握氮的氧化物的化学性质及有关计算。3了解氨的物理性质、分子结构，掌握氨的化学性质及氨的实验室制法。4了解铵盐的性质，掌握铵根离子的检验。5了解硝酸的物理性质及用途，掌握硝酸的化学性质。氮及其化合物的相互转化关系是高考的重要内容，主要考点有：氮族元素的原子结构特点、主要性质及其性质递变规律；

2、氮气的分子结构、性质及其化合物间的转化关系；氮的氧化物主要性质及溶于水的有关计算；氨气的分子结构及其物理性质，实验室制法；氨气及铵盐的重要化学性质及有关反应；硝酸、硝酸盐的性质及重要反应。今后的命题方向：将氮族元素知识作为概念、理论的载体，以新情境来考查考生对这部分知识的理解和掌握水平。2.考点整合考点1 氮的氧化物1.氮元素有1、2、3、5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。NO是一种 色还原性较强的气体，易被O2氧化生成 ，NO2是一种 色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化

3、SO2，能使湿润的KI淀粉试纸变 。2.NO、NO2都是大气污染物，空气中NO、NO2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的NO2是造成 的主要因素。3NO、NO2的制法（1）NO的实验室制法原理： 装置：铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶、分液漏斗、胶塞、导管、酒精灯等收集： 检验：无色气体和空气接触立即变红棕色（2）NO2的实验室制法原理： 装置：锥形瓶(或烧瓶)、分液漏斗、带导管胶塞收集： 特别提醒：通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生2NO2N2O4反应。由于此可逆反应的发生，通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值，或在相同条件下，

4、比相同物质的量的气体体积要小。此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。因而可逆反应2NO2N2O4在解化学题中有很重要的应用。例1 最新研究表明：NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是 （ ） ANO是一种红棕色的气体 B常温常压下，NO不能与空气中氧气直接化合 C含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等 DNO易溶于水，不能用排水法收集 解析NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。【答案】C考点2 氨的性质1氨的物理性

5、质氨气为 色、有 气味的气体，比空气轻，易液化， 溶于水，氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度 ，密度 。 2氨的化学性质；（1）与水反应，溶液呈碱性：NH3+H2ONH3H2ONH4+OH氨水中所含有微粒： ，氨水中溶质通常看作为NH3，而不是NH3H2O。（2）与酸反应 NH3+HNO3NH4NO3 HCl+NH3NH4Cl H2SO4+2NH3(NH4)2SO4 氨气与氯化氢相遇便产生 ，可用于NH3与HCl的相互检验。（3）还原性 NH3分子中氮元素呈3价，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：2NH33Cl2 2NH33CuO 3氨气的实验室制法（1）原理

6、：固态铵盐与碱加热反应： （2）发生装置：固+固+加热型，与制备 气体相似；（3）收集： 。（4）干燥：在干燥管中盛放 作干燥剂。不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl28NH3。（5）验满：a用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满；b蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。特别提醒：制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；b、在

7、高温下能腐蚀大试管。因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3H2ONH3+H2O原理制备。也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：烧碱溶于水为放热反应，促进NH3H2O的分解，增大c(OH)使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。例2都能用右图所示装置进行喷泉实验的一组气体是（注：烧杯内为NaOH溶液） （ ）AHCl和CO2 BNH3和CH4 CSO2和CO DNO2和NO解析在上述气体中，CH4、NO、CO不溶于NaOH溶液，也不与N

8、aOH溶液反应，所以不能做喷泉实验，而HCl、SO2、CO2不仅可溶于NaOH溶液而且还可与NaOH溶液反应，所以能形成喷泉。【答案】A【规律总结】喷泉实验成功的关键：烧瓶、预先吸水的滴管及直玻璃管都要干燥；气体要充满圆底烧瓶；瓶塞要严密，不漏气，止水夹要夹紧。注意：满足下列条件时，均能形成美丽的喷泉：液体为水时，NH3、HBr、HCl、HI、SO2等易溶于水的气体或是NO2、NO2O2、NOO2、NO2NOO2等易与水反应的气体。液体是NaOH、KOH等强碱性溶液时，CO2、SO2、NO2、H2S等酸性气体。液体是盐酸或硫酸时，NH3等碱性气体。考点3 硝酸的强氧化性硝酸不论浓稀都具有强氧化

9、性，主要有以下几个方面体现：1金属与硝酸反应，不论金属活泼与否，也不论硝酸的浓度大小，一般 氢气放出。这是因为： 。2金属活动顺序表中，较不活泼的金属（如铜、银等）都能和硝酸反应，一般浓硝酸被还原为 , 稀硝酸被还原为 ，金属则变为相应的 。这类反应中硝酸只有一部分体现 被还原，另一部分体现 生成硝酸盐。Ag+2HNO3(浓) 3Ag+4HNO3(稀) 3铁、铝常温下遇浓硝酸，由于浓硝酸具有 ，所以在金属的表面形成一层 ，阻止反应继续进行，这个过程叫 。所以可用铁、铝容器装运浓硝酸（或浓硫酸）。4非金属（如碳、硫等）也可以和浓硝酸发生反应，非金属被 ，硝酸完全被还原成 。这和金属与硝酸的反应不

10、同，在有关判断及计算题中应该注意。C+4HNO3 S+6HNO3(浓) 5浓硝酸和浓盐酸按1:3的 比组成的混合物叫 ，它能溶解惰性金属铂、金，这也是硝酸强氧化性的体现。此外，硝酸还可以氧化很多还原性化合物，如：S2、SO32、I、Fe2+等特别提醒：有硝酸参与的氧化还原反应的计算：（1）单质与硝酸的反应，分析讨论是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。（2）Cu与HNO3的反应中随着反应的进行浓度逐渐变小，产物由NO2变成NO，最终为混合气体。可以这

11、样理解并分析：反应的硝酸在产物中共三部分：Cu(NO3)2 HNO3可以看出：被还原的硝酸无论生成NO还是NO2均为一个N原子与一个HNO3的比例关系，即：被还原的硝酸与气体的物质的量相等。而未被还原的硝酸总是生成最高价金属的硝酸盐如Cu (NO3)2，一个金属离子与金属离子最高价数个HNO3成比例关系，即未被还原的HNO3与金属离子的最高价态数相等。例3 （2007年重庆）某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。（1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是 。（2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一

12、小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是 。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是 。方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3（3）右表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是 。理由是_。（4）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4Cl2Br2。操作步骤为 ，实验现象为 ；但此实验的不足之处是 。解析（1）根据题目的叙述可以知道，这样操作的目的是检验装置的气密性，按题目所述若d试管内有气泡，且冷却后导管中有一段水柱，说明气密性良好。（2）c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸时发生反应为

13、Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O；若再由a向c中加2 mL蒸馏水，浓硝酸的浓度变小，所以反应变得缓慢、产生的气体颜色变浅。（3）甲方案制取硝酸铜的反应方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O，乙方案制取硝酸铜的反应方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O，丙制取硝酸铜的反应方程式为2CuO22HNO32Cu(NO3)2。比较这三种方案的化学方程式可以发现均制取1molCu(NO3)2时消耗硝酸的量分别为4mol 、mol 、1mol ，丙方案消耗的硝酸的量最少且不产生污染。（4）若用上述装置进行实验证明氧化性KMn

14、O4Cl2Br2，根据氧化还原反应的规律可以得出应先用KMnO4制Cl2，再用Cl2制Br2。所以实验的操作步骤为向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸；其中实验的现象为c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色。但是由于Cl2和Br2均为有毒的气体，所以需要尾气处理。答案（1）检查装置气密性。（2）Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 反应变缓，气体颜色变淡。（3）丙；耗酸量最少，无污染。（4）向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸；c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色；没有处理尾气。规律总结对铜与硝酸反应实验装

15、置的改进设计有如下的几个要点：反应开始前装置怎样避免装置内的空气；怎样使铜与稀硝酸反应能自动停止，防止NO过多；反应后，能有效的通入空气，证明NO；同时还要防止NO及生成的NO2逸散到空气中。 高考重点热点题型探究热点1 氨气的性质与制取真题1（2008年上海）由图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴定管内盛放某种液体。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是（ ） ACO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 BNH3(H2O含酚酞)/红色喷泉CH2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 DHCl(AgNO3溶液)/白色喷泉思路分析 产生喷泉实验的条件：气体极易溶于液体中。解析选项A中NaHCO3与

16、CO2不反应，烧瓶内的压强不变，不能形成喷泉；选项B中NH3易溶于水，形成NH3H2O，NH3H2ONH4OH，溶液呈碱性，形成红色喷泉；选项C中H2SCuSO4H2SO4CuS，CuS为黑色沉淀，能形成黑色喷泉；选项D中HClAgNO3=HNO3AgCl，AgCl为白色沉淀，能形成白色喷泉。【答案】A真题2（2006年广东）某研究小组进行与NH3有关的系列实验。（1）从下图中挑选所需仪器，画出制取干燥NH3的装置简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。固定装置和尾气处理装置不用画)，并标明所用试剂。（2）将NH3通入溴水中，有N2生成，反应的化学方程式为 。思路分析 解题的关键是要正确理解实

17、验室制取气体所选取的实验装置（包括发生装置、净化干燥装置、尾气吸收方法等）是由气体性质决定的。解析根据题目给出的仪器(没有加热用的酒精灯)，所以制取氨气只能采用固体NaOH（或生石灰）和浓氨水作用，因此选用的仪器可以为分液漏斗、圆底烧瓶(或锥形瓶或广口瓶)、干燥管(或U型管)等。(2)将NH3通入溴水中，NH3与Br2反应除有N2生成外另一种物质必然为HBr(若NH3过量则生成NH4Br)。【答案】（1）（2）2NH3+3Br26HBr+N2(或8NH3+3Br26NH4Br+N2)名师指引本题以氨气的实验室制法作为背景，通过对提供的实验装置的分析基础上，进行验证。能力要求较高，很好地考查考生

18、设计实验、开展探究的学习能力。新题导练1（2008届长沙市一中）如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现象的是 （ ）A挤压装置的胶头滴管使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用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气并打开止水夹D向装置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹热点2 硝酸的强氧化性真题3（2008年广东理科基础）从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用右图所示装置进行的是 （ ）A不同浓度的硝酸与铜反应 B稀硫酸与纯碱或小苏打反应C铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应 DH2O2在不同催化剂作用下

19、分解思路分析绿色化学的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料，最大限度地节约能源，在化工生产中各环节都实现净化和无污染的反应途径。解析如图所示装置没有尾气吸收的装置，所以凡是有污染的气体都不行，故B、C、D都没有污染的气体，只有A有氮氧化合物产生，所以A不行。【答案】A真题3（2007年江苏）某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50 mL b molL1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是 （ ）A若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解0B若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3+C若

20、金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b = 0.3D当溶液中金属离子只有Fe3+、Cu2+时，则a与b的关系为：b80y(1a/3)思路分析 解题的关键是要抓住两个守恒（氮原子守恒与得失电子守恒），并且要注意参加反应的硝酸（表现酸性和氧化性两部分）物质的量与参加反应的NO3物质的量的不同。 解析若再加入硫酸，其中的NO3 在酸性条件下能继续氧化剩余的金属，A对；若金属全溶解，因为不知HNO3是否过量，铁可能是Fe2+，也可能是Fe3+，B错；HNO3的量应大于NO的量，即：0.05 Lb molL10.336 L/22.4 Lmol1，得b0.3，C错；当溶液中金属只有Fe3+

21、、Cu2+时，金属全部溶液，据反应3Cu8HNO3 = 3Cu(NO3)22NO4H2O，Fe4HNO3 = Fe(NO3)3NO2H2O，知n(HNO3)n(Cu)8/34n(Fe)，即：0.05 Lb molL1 ay8/34y(1a)，得b80y(1a/3)，D对。【答案】AD名师指引 此题如单纯用Cu、Mg分别与HNO3反应的结果求出合金的物质的量组成而求得沉淀的质量，那是相当烦琐的。除用整体思维求解之外，本题还可用平均值法计算。新题导练2（2009届潮州金中高三化学第六次测试）某化学课外兴趣小组在做铜与浓硝酸、稀硝酸反应实验时发现：“相同质量的铜分别与等体积且足量的浓硝酸、稀硝酸充分

22、反应后，前者溶液颜色是绿色的，后者溶液的颜色是蓝色的。”（1）一种观点认为：这可能是Cu2+浓度差异的结果，你同意这种看法吗？为什么？原因是_。（2）另一种观点认为：溶液呈绿色是铜与浓硝酸反应时产生的NO2溶于过量浓硝酸显黄色，加上和蓝色的硝酸铜溶液混在一起，使溶液呈绿色。为了验证推断是否正确，甲、乙、丙三位同学分别设计了三种方案进行验证：甲同学方案：将盛绿色溶液的试管加热，看是否有红棕色气体产生。你认为甲同学的方案是否妥当？为什么？ 乙同学方案：用双氧水和二氧化锰制得氧气，并把氧气通入绿色溶液中，观察其溶液是否变蓝色。请用方程式表示其中的反应原理_。丙同学方案：在通风橱内，将一根下端弯成螺旋

23、状且可抽动的铜丝插在盛有足量浓硝酸的试管甲中，立即可观察到试管中充满红棕色的NO2气体。将气体经导管通入到倾斜的另一支盛有淡蓝色Cu(NO3)2试管乙中，随着实验进行，试管乙中的溶液蓝色加深，很快又变成绿色，继续通入NO2，绿色保持不变，向上抽起铜丝，使反应停止。写出铜与浓硝酸反应的离子方程式_。从环保的角度看，你认为三个方案中最好的是 ，其原因是 。抢分频道限时基础训练卷1（2007年上海理综）将空气中氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。下面能实现人工固氮的是 （ ）A闪电 B电解饱和食盐水车间 C根瘤 D合成氨车间2（2008届顺德桂洲中学第四次月考）两瓶气体分别为NO2和Br2蒸气，外观

24、均相同，某同学设计了各种鉴别法，用湿润的淀粉KI试纸加少量NaCl溶液加少量AgNO3溶液加少量水后再加适量苯一定条件下改变温度 （ ）A只能采用 B只能采用 C能采用 D都可以3（2008年广东）下列有关Cl、N、S等非金属元素化合物的说法正确的是（ ）A漂白粉的成分为次氯酸钙 B实验室可用浓硫酸干燥氨气C实验室可用NaOH溶液处理NO2和HCl废气DAl2(SO4)3可除去碱性废水及酸性废水中的悬浮颗粒4（2008届桂山中学第二次月考题）白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却，可得钢灰色固体黑磷，其转化过程如下：白磷黑磷，黑磷性质稳定，结构与石墨相似。下列叙述正确的是 （ ）A黑磷与白磷互为同

25、分异构体 B黑磷能导电 C白磷转化为黑磷是物理变化 D黑磷能在空气中自燃5对于铵盐的描述都正确的是 （ ）都溶于水 都是白色晶体 都有刺激性气味 加热后都有NH3 放出 与碱混合后加热都有NH3 放出 都能使石蕊试纸变蓝 A全部 B C D6已知某溶液中存在较多的H+、SO42、NO3，则该溶液中还可能大量存在的离子组是 （ ）AK+、PO43、Cl BMg2+、Ba2+、Br CMg2+、Cl、I DNa+、NH4+、Cl7（2008年上海）已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。右图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于甲、乙的判断正确的是 （ ）A甲是浓氨水，乙

26、是浓硫酸 B甲是浓盐酸，乙是浓氨水C甲是浓氨水，乙是浓盐酸 D甲是浓硝酸，乙是浓氨水8（2009届广东省广州六中高三第一次月考下列除去杂质的方法正确的是 （ ）A除去N2中的少量O2：通过灼热的CuO粉末，收集气体B除去CO2中的少量HCl：通入Na2CO3溶液，收集气体C除去FeCl2溶液中的少量FeCl3：加入足量铁屑，充分反应后，过滤D除去KCl溶液中的少量MgCl2：加入适量NaOH溶液，过滤9（2009届浏阳一中高三第三次月考）砷污染事件曾多次发生，含砷化合物一般都有毒性，其中以砒霜（As2O3）毒性最强，As2O3可用于制造杀虫剂和灭鼠剂等，是两性偏酸性氧化物，其无色晶体在193升

27、华，微溶于水生成H3AsO3；其对应的盐也有毒性。其中碱金属对应的盐易溶于水，其他金属对应的盐几乎不溶于水。根据以上信息，下列说法正确的是 （ ）AAs2O3是砷的最高价含氧酸的酸酐BAs2O3的晶体为原子晶体C如不慎As2O3不慎撒落河水中，可投入纯碱以消除污染D如不慎As2O3不慎撒落河水中，可投入生石灰以消除污染10实验室进行某项实验并检验反应产物的装置如下图：将足量浓氨水从分液漏斗中加入烧瓶中后，如图进行实验，实验现象记录如下：黑色氧化铜粉末变为光亮红色；无水硫酸铜粉末变蓝色 集气瓶中收集到一种无色气体。请回答下列问题： （1）虚线框内是否应添加必要的干燥装置？ _ （填“是”或“否”

28、）。若需要，应选择的干燥装置是 _（填编号，若不需要，该空可不填）。 （2）在实验中NaOH固体的作用是 _ 。 （3）最终集气瓶中收集到的气体是 _ 。CuO粉末处发生化学反应方程式为 _ 。基础提升训练11将硫化氢通入不同浓度的硝酸溶液中，发生下列反应：3H2S+2HNO33S+2NO+4H2O；H2S+2HNO33S+2NO2+2H2O；4H2S+2HNO34S+NH4N+3H2O；5H2S+2HNO35S+2N2+6H2O。结合所学有关硝酸的知识，判断硝酸浓度由大到小的顺序，正确的是 （ ）A B C D12（2008届桂山中学第二次月考）将盛有12mLNO2 和O2 混合气体的量筒倒

29、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 的体积和剩余的气体分别是（ ）A2.4 mL、O2 B1.2mL、NO C4 mL、O2 D3.6 mL、NO13（2008届广州市铁一中学高三期末）氢化铵（NH4H）与氯化铵的结构相似，又知NH4H与水反应有H2生成，下列叙述不正确的是 （ ）ANH4H是离子化合物 BNH4H溶于水，所形成的溶液显酸性CNH4H与水反应时，NH4H是氧化剂 DNH4H固体投入少量的水中，有两种气体生成14某金属单质与一定浓度的HNO3反应，假定只生成单一还原产物。当参加反应的单质与被还原HNO3的物质的量之比为21时，还原产物是 （ ）ANO2 BNO CN2O DN215（2008届如东、启东第一学期期中）膦（PH3）是一种无色有剧毒的气体，其还原能力比氨（NH3）强，是一种强还原剂，但膦在水中的溶解度远小于氨，微溶于水。某反应体系中存在下列物质：Cu、H2SO4、CuSO4、PH3、H3PO4、H2O。回答下列问题：（1）P在元素周期表中的位置是 ，PH3的电子式为 ；（2）上述反应体系中化学反应方程式为 ，氧化产物是 ；