1、届江苏省高考化学一轮复习专题演练专题2非金属元素及其化合物10氮及其化合物苏教版Word版课时10 氮及其化合物(本课时对应学生用书第4347页)【课时导航】复习目标1. 了解氮及其化合物的主要性质和重要应用。2. 了解氮循环对生态平衡的重要作用。知识网络问题思考问题1如何鉴别NO2与溴蒸气?问题2“雷雨发庄稼”蕴含哪些化学反应?【自主学习】 考点1氮气及氮的氧化物【基础梳理】1. 氮元素的存在在自然界中，氮元素既有态，也有态，大部分氮元素以态的形式存在于空气中。2. 氮气的物理性质颜色：，状态：，气味：，水溶性：溶于水。3. 氮气的化学性质常温下，氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生化学反
2、应。写出下列反应的化学方程式。(1) 工业上合成NH3：。(2) N2和O2在放电条件下生成NO：。(3) Mg在N2中燃烧：。4. 氮的固定(1) 含义：将的氮转变为的氮。(2) 方式：、生物固氮、工业固氮。5. 氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比较：NONO2物理性质颜色毒性溶解性化学性质与O2反应2NO+O22NO2与H2O反应3NO2+H2O2HNO3+NO实验室制法(用化学方程式表示)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O注意：(1)
3、 氮的氧化物都是大气污染物。空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素(2) NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝【举题说法】例题1(2013上海高考)一定条件下，将0.1L CO、0.2L CO2、0.1L NO、0.2L NO2和0.2L NH3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【答案】AC【解析】洗气瓶排列顺序有6种，若第一
4、个洗气瓶装氢氧化钠溶液，则发生反应：CO2+2NaOHNa2CO3+H2O，NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O，这时出来的气体有CO、NH3，后面的2个洗气瓶无论顺序怎样，最后的气体为CO；若第一个洗气瓶装水，则这时出来的气体有CO、CO2、NO，后面的2个洗气瓶无论顺序怎样，最后的气体为CO、NO；若第一个洗气瓶装饱和碳酸氢钠溶液，则这时出来的气体有CO、CO2、NO，后面的2个洗气瓶无论顺序怎样，最后的气体为CO、NO。综上所述，A、C正确，B、D错误。变式1 (2013北京高考改编)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)
5、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：。(3) 通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下图所示。2 Pt电极上发生的是(填“氧化”或“还原”)反应。1 写出NiO电极的电极反应式：。【答案】(1) 3NO2+H2O2HNO3+NO(2) 2CO+2NON2+2CO2(3) 还原NO+O2-2e-NO2【解析】(1) 二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮。(2) 空气不足，尾气中NO被CO还原成N2，则CO被氧
6、化生成CO2。(3) 原电池中阴离子移向负极，所以NiO电极为负极，Pt电极为正极，发生还原反应。NO在NiO电极上失电子发生氧化反应。微课1书写减少氮氧化物排放的化学方程式 图1 图2 图3(1) 汽车排出的尾气中也含有氮氧化物，为避免污染，常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图1所示。写出净化过程中的总化学方程式： 。(2) TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH，OH能将NO、NO2氧化，如图2所示，OH与NO2反应的化学方程式为NO2+OHHNO3。写出OH与NO反应的化学方程式：。(3) 用乙烯作为还原剂将氮的氧化
7、物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NOx)技术。其脱硝机理如图3，写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式：。分析：三张图都是物质进出图，通过图中标有化学物质的进和出来书写化学方程式，解题共同点是需要确定反应物和生成物，根据得失电子守恒、化合价升降相等、质量守恒(原子守恒)、题干信息书写化学方程式。(1)图1中加入的物质是NO、O2、CO，出来的物质是CO2、N2，其中NO2为中间产物不列入化学方程式中，然后根据化合价升降相等配平化学方程式。(2) 图2中进入的物质是NO、NO2与OH，出来的物质是HNO3+H2O，其中TiO2为催化剂，根据原子守恒配平化学方程式。(3) 图3中乙烯和N
8、O2反应，出来的物质是CO2、N2、H2O，根据化合价升降相等配平化学方程式。答案：(1) 2NO+O2+4CO4CO2+N2(2) 3OH+NOHNO3+H2O(3) 2C2H4+6NO24CO2+3N2+4H2O 考点2氨气及铵盐【基础梳理】1. 氨气(1) 氨气的物理性质颜色：；气味：；密度：比空气；溶解性：溶于水(常温常压下，1体积水中大约可溶解体积氨气)；熔、沸点低，易液化。(2) 氨气的化学性质与水反应：NH3+H2ONH3H2O计算氨水浓度时通常将视作溶质，氨水的浓度越大，密度。弱碱性：NH3H2ON+OH-络合性：Ag+2NH3H2OAg(NH3)2+2H2O与酸反应：实质是N
9、H3+H+N与O2反应：4NH3+5O24NO+6H2O(3) NH3的用途液氨可用作。NH3是一种重要的化工原料，可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等。2. 铵盐 (1) 铵盐的物理性质：色晶体，溶于水。(2) 铵盐的化学性质热不稳定性NH4ClNH4HCO3与碱溶液的反应N+OH-，氨气能使试纸变色(可用于检验铵盐)。(3) N的检验未知液呈碱性湿润的色石蕊试纸变色，则证明含N。【举题说法】例题2下列说法正确的是 ()A. 氨气与氯气相遇可能冒白烟B. 氨气通入浓硫酸或浓硝酸中会被氧化C. 氨气可以由所有铵盐受热分解得到D. 氨气比PH3易液化是因为NH键的键能比PH键的键能大【答案】A【解
10、析】氨气和氯气反应的化学方程式为3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl，生成的白烟为氯化铵小颗粒，A正确；氨气为碱性气体，能被浓硫酸或浓硝酸吸收生成铵盐，而不是被浓硝酸或浓硫酸氧化，B错误；硝酸铵受热分解得不到氨气，C错误；氨气和PH3都属于同一主族的氢化物，分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比，但氨气中含有氢键，PH3不含氢键，氢键的存在导致氨气的沸点升高，D错误。变式2(2015南通一模)探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是 ()A. 将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水B. 将pH=11的氨水稀释1 000倍，测得pH8，说明NH3
11、H2O为弱碱C. 加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定D. 将红热的铂丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2【答案】D【解析】氨气极易溶于水，使试管内压强迅速降低，液体迅速充满试管，A正确；强碱稀释10n倍，pH减小n个单位，而将pH=11的氨水稀释1 000倍，测得pH8，说明NH3H2O为弱碱，B正确；加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明碳酸氢铵受热分解，不稳定，C正确；氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮，D错误。1. NH3的实验室制法(
12、1) 方法一：加热固态铵盐和碱的混合物。一般加热NH4Cl和Ca(OH)2 的混合物。原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O装置：固体+固体气体(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。收集：只能用向下排空气法。干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用CaCl2。验满：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。注意事项：收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速率，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。(2) 方法二：加热浓氨水。原理：NH3H2ONH3+H2O
13、装置：(3) 方法三：浓氨水中加固态碱性物质(如NaOH粉末)。原理：浓氨水中存在平衡NH3+H2ONH3H2ON+OH-，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3H2O的分解。装置：2. NH3的催化氧化反应4NH3+5O24NO+6H2O4NH3+6NO5N2+6H2O8NH3+6NO27N2+12H2O 考点3硝酸【基础梳理】1. 硝酸的性质(1) 硝酸的物理性质纯硝酸是色、有气味、易的液体，能跟水以互溶，常用浓硝酸的质量分数为，“发烟硝酸”的浓度为。(2) 硝酸的化学性质强酸性与CaCO3反应：CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+C
14、O2+H2O稀硝酸遇石蕊试液，(填现象)。浓硝酸遇石蕊试液，(填现象)。不稳定性HNO3受热或光照分解的化学方程式为。强氧化性常温下，Fe、Al遇冷、浓硝酸(填现象)。Cu与稀硝酸反应：Cu与浓硝酸反应：C与浓硝酸反应：2. 硝酸的用途硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造、等。【举题说法】例题3(2014山东高考)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()A. FeO B. Fe2O3 C. FeSO4 D. Fe3O4【答案】A【解析】Fe2O3与稀硝酸反应不能放出NO，1mol Fe3O4中含有1mol Fe2+，利用得失电子守恒可知生成1 mol NO需消耗FeO、F
15、eSO4、Fe3O4的物质的量均为3mol，FeO、FeSO4、Fe3O4的摩尔质量(gmol-1) 分别为72、152、232，所以等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是FeO。变式3(2013江苏学测)对于1L HNO3和H2SO4的混合溶液，若HNO3和H2SO4物质的量浓度存在如下关系：c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2molL-1。则理论上最多能溶解铜的物质的量为()A. 0.80mol B. 0.72mol C. 0.45mol D. 0.40mol【答案】B【解析】物质的量浓度为1.2molL-1属于稀溶液，而稀硫酸与铜不反应，溶解
16、铜的是稀硝酸，稀硫酸提供氢离子参与反应。溶解最多的铜，N被完全反应。假设1LHNO3和H2SO4的混合溶液中n(H2SO4)=xmol，n(HNO3)=ymol，x+y=1.2mol；铜被溶解的离子方程式是3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O8mol 2mol2x+y y则82=(2x+y)y。解得 x=0.72、y=0.48，根据 3Cu2N，被溶解的铜为0.72 mol。硝酸的工业生产1. 工业生产中的物质转化：NH3NONO2HNO32. 主要原料：氨气、空气、水3. 主要原理：(1) 4NH3+5O24NO+6H2O(2) 2NO+O22NO2(3) 3NO2+H2O2HNO3
17、+NO4. 尾气处理NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O【随堂检测】1. (2015南通三模)下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，其中能达到实验目的的是()A. 用装置甲制取氨气B. 用装置乙除去氨气中的水蒸气C. 用装置丙验证氨气具有还原性D. 用装置丁吸收尾气【答案】C【解析】氨气极易溶于水，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液反应，氨气很难逸出，A错误；氨气和浓硫酸反应，应用碱石灰干燥氨气，B错误；加热条件下，氨气与氧化铜发生氧化还原反应，根据氧化铜的颜色变化可判断是否发生氧化还原反应，C正确；氨气直接通入水中，不能防止倒吸，
18、应用四氯化碳，D错误。2. 一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是()A. 硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少B. 硝酸浓度不同，生成Fe(NO3)3的物质的量相同C. 硝酸浓度越大，产生的气体越少D. 用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同【答案】BD【解析】依据Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO+2H2O及Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2+3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，A错误；根据铁元素守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，B正确；根据化学方程式，硝酸浓度越大，产生的气体越
19、多，C错误；因3NO2+H2O2HNO3+NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，D正确。3. 红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为和两份，第份先通过适量蒸馏水，再导入少量石灰水；第份直接通入少量石灰水。则石灰水的变化最可能为()A. 不变浑浊，变乳白色 B. 变乳白色，不变浑浊C. 变乳白色，变乳白色 D. 不变浑浊，不变浑浊【答案】B【解析】碳与浓硝酸反应产生CO2和NO2的混合气体，混合气体先通过水，NO2可与水反应生成硝酸和NO，则剩余NO和CO2的混合气体，再通过石灰水会产生CaCO3沉淀；而混合气体直接通过石灰水，NO2可与水反应生成的硝酸为强酸，故会产生C
20、a(NO3)2溶液，难以得到CaCO3沉淀。4. 判断下列说法是否正确。(1) 分别加热盛有NH4Cl和单质碘的试管，管口均有固体凝结。 ()(2) 常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸。 ()(3) 常温下，浓硝酸不跟铁发生化学反应，可用铁制容器盛装浓硝酸。 ()(4) 液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂。 ()(5) 氨气显碱性，可用P2O5或无水CaCl2干燥。 ()(6) 氮气化学性质通常不活泼，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却。 ()(7) 向某稀溶液中加入少量NaOH溶液，未产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该溶液中一定不含N。 ()(8) 标准状况下，6.72L NO
21、2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA。 ()(9) 氨气具有氧化性，可用浓氨水检验氯气管道是否泄漏。 ()(10) 加入铝粉能放出氢气的溶液中一定能大量存在C、Al、I-、N等离子。 ()【答案】(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 【解析】(1) 单质碘能够升华，加热后在管口又冷却凝结，NH4Cl受热会分解，温度降低后氯化氢与氨气又在管口反应形成NH4Cl固体。(2) 常温下，浓硝酸会使铁表面钝化，生成致密氧化膜阻止反应继续进行，因此可用铁制容器贮运浓硝酸。(3) 常温下，浓硝酸会使铁表面钝化，钝化也是化学反应。(4) 液氨汽化形成气体时要吸收
22、外界大量的热，使温度降低，可用作制冷剂。(5) P2O5为酸性氧化物能与氨气、水反应生成磷酸铵，不能干燥氨气；CaCl2与NH3反应，不能干燥NH3。(6) 炽热的镁粉可与氮气反应生成氮化镁。(7) 稀溶液中N与NaOH溶液反应生成NH3H2O，加热时产生氨气，检验过程缺少加热条件。(8) 3NO2+H2O 2HNO3+NO，0.3mol NO2与水充分反应转移的电子数目为0.2NA。(9) 氯气和浓氨水反应产生白烟：3Cl2+8NH3 6NH4Cl+N2，氨气表现出还原性。(10) 与铝粉反应放出氢气的溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液，酸性条件下C、Al不能大量存在，I-、H+、N因发生
23、氧化还原反应而不能大量共存，且N(H+)溶液中加入铝粉不会放出氢气。【问题思考和基础梳理答案】【参考答案】问题思考问题1由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：均具有氧化性、溶于水均有酸生成、均可与碱反应、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：AgNO3溶液、CCl4溶液、用水洗法。问题2N2+O22NO、2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO，生成的硝酸和土壤中的物质反应生成硝酸盐，能被植物吸收。基础梳理考点11. 游离化合游离2. 无色气体无味难3. (1) N2+3H22NH3(2) N2+O22NO
24、(3) 3Mg+N2Mg3N24. (1) 游离态化合态(2) 自然固氮5. 无色红棕色有毒有毒不溶于水能溶于水考点21. (1) 无色刺激性气味小极易700(2) 氨气越小(3) 制冷剂2. (1) 白易(2) NH3+HClNH3+CO2+H2ONH3+H2O湿润的红色石蕊蓝(3) 红蓝考点31. (1) 无刺激性挥发任意比69%90%97.5%(2) 石蕊试液变红石蕊试液先变红后褪色4HNO34NO2+O2+2H2O钝化3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2OC+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O2.
25、氮肥染料塑料炸药硝酸盐趁热打铁，事半功倍。请老师布置同学们完成配套检测与评估中的练习第1718页。【课后检测】课时10氮及其化合物1. (2015盐城三模)下列装置应用于实验室制取NH3，并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝，最后回收氯化铵的实验，能达到实验目的的是()A. 用装置甲制取NH3B. 用装置乙吸收NH3制取Al(OH)3C. 用装置丙在不断搅拌下分离Al(OH)3和NH4Cl溶液D. 用装置丁蒸干NH4Cl溶液并灼烧制NH4Cl2. 相同质量的铜片分别与体积相同且过量的浓硝酸、稀硝酸反应，二者比较相等的是()A. 反应中氧化剂得到电子总数B. 铜片消耗完所需时间C. 反应后溶
26、液中铜离子的物质的量浓度(反应后溶液体积不变)D. 反应生成气体的体积(同温、同压)3. (2015北京理综)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、氧三种元素也参与了氮循环4. 物质的量之比为13的锌与稀硝酸混合，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，下列说法正确的是()A. 在此反应中硝酸体现强氧化性，全部被还原B. 向反应后的溶液中再加入金属铁，不再发生化学反应C. 该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为14D. 该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为15
27、5. 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2NO22NO+2O；2NO+O22NO2；O+O2O3。下列对该反应过程及产物的叙述正确的是()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互为同分异构体6. 铵盐是一类重要的氮的化合物，设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()A. 1 mol N含有的电子数为11NAB. N中N元素的化合价为-3，在氧化还原反应中常作氧化剂C. 0.1 L 3 molL-1NH4NO3溶液
28、中氮原子数等于0.6NAD. 硫酸铵中既含有离子键又含有共价键，而氯化铵中只含有离子键7. 判断下列说法是否正确(用“”或“”回答)。 (1)氯化铵、次氯酸都属于强电解质。 ()(2)制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。 ()(3)液氨用作制冷剂不涉及化学变化。 ()(4)浓氨水可检验氯气管道漏气。 ()(5)将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体。 ()(6)常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完。()(7)只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液。()(8)标准状况下，22.4 L氨水含有NA个NH3分子。 ()(9)通过灼热的镁粉除去N2中的O2。 ()(10)P2O5可用于干燥Cl2和NH3。 ()8. (2016湖北黄冈测试 )某校实验小组的同学利用下图所示实验装置探究氨与氧化铜的反应(图中夹持、固定装置均略去)。(1)按图设计组装好仪器，先，再装入药品。(2)A中分液漏斗内应装B中固体试剂为。(3)打开分液漏斗
