第13讲 氮及氮的化合物文档格式.docx

1、锥形瓶（或烧瓶）、分液漏斗、带导管胶塞特别提醒：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，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

2、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

3、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 2NH33CuO3氨气的实验室制法（1）原理：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。制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中NH4NO3

4、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NH3NH3+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】

5、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NaOH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、NO2O

6、2、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

7、 ，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

8、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

9、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

10、】（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2CuO22HNO32C

11、u（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KMnO4Cl2Br2，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+2

12、H2O 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。【考点整合】参考答案1. 无 NO2 红棕 蓝 2.光化学烟雾 3（1）3Cu+8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2+2NO+4H2O 排水集气法Cu（NO3）2+2NO2+2H2O

13、向上排空气集气法 1无 刺激性 极易 越大 越小2（1）NH3、H2O、NH3H2O、NH4+、OH、H+ （2）白烟 （3）N26HCl 3CuN23H2O3（1）2NH4ClCa（OH） 2CaCl22NH32H2O （2）O2 （3）向下排空气法 （4）碱石灰 1无 H+得电子的能力不及硝酸中+5价的氮元素得电子的能力 2NO2 NO 硝酸盐 氧化性 酸性 AgNO3+NO2+H2O 3AgNO3+NO+2H2O3很强的氧化性 致密的氧化膜 钝化4氧化 NO2 4NO2+CO2+2H2O H2SO4+6NO2+2H2O5体积 王水【课时练习】一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共4

14、8分）1雷雨时不可能生成的氮的化合物是 （）ANO BNO2 CNH3 DHNO3【解析】雷雨时N2NONO2HNO3.2.（2008上海高考）已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快.如图所示为气体 扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环.下列关于物质甲、乙的判断正确的是 （）A甲是浓氨水，乙是浓硫酸； 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【解析】A项中浓H2SO4不是挥发性酸，不会产生白色烟环；B、C、D三项中由于NH3的摩尔质量小，扩散速度快，所以离白色烟环远的甲为浓氨水，故C正确。3能正确表示下列反应的离子方程式是 （）A向Fe（NO3）2稀

15、溶液中加入盐酸：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2OB铜片与浓HNO3：CuNO4H=Cu2NO2H2OC碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热：NHOH,NH3H2ODAlCl3溶液中滴加足量氨水：Al34NH3H2O=AlO4NH2H2O【解析】A项相当于HNO3氧化Fe2，B项生成NO2，C项缺少HCO与OH的反应，D项NH3H2O不能溶解Al（OH）3。4（2010常州模拟）氢化铵（NH4H）与氯化铵的结构相似，又知NH4H与水反应有H2生成.则下列叙述不正确的是 （）ANH4H是离子化合物；BNH4H固体投入少量的水中，有两种气体生成CNH4H与水反应时，NH4H是还原剂；DN

16、H4H溶于水，所形成的溶液显酸性【解析】氢化铵（NH4H）与氯化铵的结构相似，所以NH4H是离子化合物，A正确；根据题目所给信息，写出NH4H与水反应的方程式：NH4HH2O=NH3H2OH2，如果投入少量的水中，则生成浓氨水，会有氨气放出，所以有氢气和氨气两种气体放出，B正确；形成的溶液呈碱性，故D项错误；NH4H与水反应时，NH4H中的1价氢被氧化到0价，即NH4H作还原剂，C项正确。【答案】D5下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是 （）A B C D【解析】NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新反应生成NH4Cl，在此过程中还有可能出现堵塞导管的情况，因此不

17、能用的方法制取氨气，中试管口未向下倾斜，会导致液体倒流入试管而使试管炸裂，不可行.浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生CaO2NH3H2O=Ca（OH）22NH3，故可用的方法制取氨气.浓氨水受热产生氨气，通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH3，所以符合要求。6（2010西安模拟）下列对反应3NO2H2O=2HNO3NO的说法中正确的是（）A氧化剂与还原剂的质量比为12；B氧化产物与还原产物的物质的量之比为12CNO2是氧化剂，H2O是还原剂；D若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移【解析】该反应中电子转移情况为：3NO2H2O=2HN失2eO3N得2eO.氧化剂与还原剂的质量比

18、为12，A正确；氧化产物与还原产物的物质的量之比为21，B正确；NO2既是氧化剂又是还原剂，C错误；若有6 mol NO2参与反应，则转移电子4 mol，D错误。7（2010宜昌模拟）为了社会可持续发展，化工生产过程应尽量减少对环境的副作用.“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念，它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应，据此，由单质铜制取硝酸铜的下列衍变关系可行且符合“绿色化学”的是 （）ACuCu（NO3）2BCuCuOCu（NO3）2CCuCu（OH）2Cu（NO3）2DCuCuSO4【解析】A项中产生氮氧化物，污染环境；C项中CuO与H2O不反应；D项中产生SO2，污染环境；只有B

19、项，既不产生大气污染物， 又节省HNO3，故选B。【答案】B8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c呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶.则a和b分别是 （）a（干燥气体）b（液体）ABHCl4 mol/L NaHCO3溶液CCl2饱和NaCl溶液DNH31 mol/L盐酸【解析】A项中反应为3NO2H2O=2HNO3NO，故最终液体不能充满烧瓶；B项HCl易溶于水，但与NaHCO3反应生成CO2，能充满烧瓶；C项中Cl2难溶于饱和NaCl溶液，不会形成喷泉；D项中NH3极易溶于盐酸溶液，符合条件，所以D项正确。9将8 mL

20、NO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒，充分反应后，剩余气体为1 mL，则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为 （）A75 B37 C71 D17【解析】1 mL剩余气体可能为NO或O2。（1）若为NO，则由3NO2H2O=2HNO3NO，说明NO2和O2与水反应后剩余NO2 3mL，设原混合气体中O2的体积为x，则有：8 mL3 mLxx，求得x1 mLV（NO2）V（O2）（81） mL1 mL71.（2）若为O2，设原混合气体中NO2的体积为y，则有：4NO2O22H2O=4HNO3 ，求得y5.6 mLV（NO2）V（O2）5.6 mL（85.6） mL73.10（201

21、0南京模拟）某实验过程如图所示：则图的试管中的现象是 （）A无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应B铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色C铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体D铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色【解析】生成的Cu（NO3）2在H2SO4的酸性条件上相当于又有了HNO3，铜片会继续溶解生成NO。11红热的木炭与浓HNO3反应产生的气体气体 x mL气体y mL，假设气体体积均在相同状况下测定，不考虑气体的溶解，则x和y的关系是（）AxyByxCxy Dy【解析】由方程式C4HNO3（浓） CO24NO22H2O、3NO2H2O=2HNO3NO、HNO3NaH

22、CO3=NaNO3H2OCO2可知当产生3 mol NO2时，最终生成1 mol NO和2 mol CO2，再加上原来产生的mol CO2，共mol 气体，原气体总量为mol.所以xy.12将Mg、Cu组成的2.64 g混合物投入适量稀硝酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体0.896 L（标准状况），向反应后的溶液中加入2 mol/L的NaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全.则形成沉淀的质量为 （）A4.32 g B4.68 gC5.36 g D6.38 g【解析】Mg、Cu均为二价金属，2.64 g金属生成氢氧化物实际是增加了OH的质量，故m（OH）2 mol/L0.0

23、6 L17 g/mol2.04 g，所以沉淀的质量为2.64 g2.04 g4.68g。二、非选择题（本题包括4小题，共52分）13（14分）已知：A是一种正盐，D的相对分子质量比C的大16，E是酸；当X无论是强碱还是强酸时都有如下转化关系：当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均同时含有另一种元素.回答下列问题：（1）A是_，Y是_，Z是_。（2）当X是强碱时，B是_，C是_，D是_，E是_。（3）当X是强酸时，B是_，C是_，D是_，E是_。【解析】该题的突破口为“D的相对分子质量比C的大16”，所以Y为O2，B能连续被氧化.因E是酸，A是一种正盐

24、，且既能与强酸反应，又能与强碱反应，所以A是弱酸弱碱盐，综合分析得出A为（NH4）2S，Z为H2O。当X是强碱时，（NH4）2SNO2 HNO3；当X是强酸时，（NH4）2SH2SSO2SO3H2SO4。（1）（NH4）2SO2H2O；（2）NH3NONO2HNO3；（3）H2SSO2SO3H2SO414（10分）亚硝酸（HNO2）是一种比醋酸略强的弱酸，很不稳定，易发生自身氧化还原反应而分解。（1）低温下，将等物质的量的NO和NO2通入水中，可制得HNO2，反应的化学方程式为：_。 （2）NO既有氧化性又有还原性，其氧化产物或还原产物与溶液的pH的关系如下表所示：pH范围大于7小于7产物NO

25、、N2O、N2中的一种在碱性条件下，NaNO2溶液与NaClO溶液反应的离子方程式为：_。若HNO2与氢碘酸反应时按物质的量之比12进行，且I被氧化成I2，则产物中含氮的物质为_（填化学式）。（3）在冷冻的NaNO2溶液中加入或通入下列物质，不能制得HNO2的是_（填字母）。a稀H2SO4b稀HClcCO2 dSO2（1）NO与NO2发生归中反应生成HNO2。（2）碱性条件下NO被ClO氧化为NO；酸性条件下根据HNO2与HI的比例，再由电子守恒计算出HNO2中的氮元素降低2价，生成N2O。（3）根据强酸制弱酸原理知c、d符合题意。（1）NONO2H2O=2HNO2；（2）NOClO=NOClN2O；（3）cd15（16分）某化学课外活动小组设计了如图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”实验（固定装置略去）。（1）A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：碳酸钠，碳酸氢钠，碳酸氢铵，氯化铵，熟石灰，氢氧化钠若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品是_（填物质序号），并在图中空白处将实验装置图补充完整（使用下列简易装置图，固定装置省略；使用尺、规作图）（2）该装置补充完整后，仍