1、1氮及其化合物考点1 氮气及氮的氧化物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应。写出下列反应的化学方程式。(1) 工业上合成NH 3： 。(2) N2和O 2在放电条件下生成NO： 。(3) Mg在N 2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：N 2O、NO、N 2O3、NO 2、N 2O4、N 2O
2、5等。完成NO和NO 2的比较：NO NO2颜色 毒性 物理性质溶解性 与O 2反应 2NO+O2 2NO2化学性质 与H 2O反应 3NO2+H2O 2HNO3+NO实验室制法(用化学方程式表示)Cu+ HNO3(稀)Cu+ HNO3(浓)注意： (1) 氮的氧化物都是大气污染物。空气中NO 2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。NO 2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝例题1 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
3、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】 AC2变式1:NO x是汽车尾气中的主要污染物之一。(1) NOx能形成酸雨，写出NO 2转化为HNO 3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NO x的排放。当尾气中空气不足时，NO x在催化转化器中被还原成N 2排出。写出NO被CO还原的化学方程式： 。(3) 通过NO x传感器可监测NO x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”
4、或“还原”)反应。1 写出NiO电极的电极反应式： 。【答案】 (1) 3NO 2+H2O 2HNO3+NO (2) 2CO+2NO N2+2CO2(3) 还原 NO+O 2-2e- NO2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、NO 2氧化，如图2所示，OH与NO 2反应的化学方程式为NO 2+OH HNO3。写出O
5、H与NO反应的化学方程式： 。(3) 用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N 2是燃煤烟气的一种脱硝(除NO x)技术。其脱硝机理如图3，写出该脱硝过程中乙烯和NO 2反应的化学方程式： 。答案：(1) 2NO+O 2+4CO 4CO2+N2 (2) 3OH+NO HNO3+H2O (3) 2C2H4+6NO2 4CO2+3N2+4H2O 3考点2 氨气及铵盐 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：NH 3+H2O NH3H2O 计算氨水浓度时通常将
6、视作溶质，氨水的浓度越大，密度 。弱碱性：NH 3H2O N 4H+OH-络合性：Ag +2NH3H2O Ag(NH3)2+2H2O与酸反应：实质是NH 3+H+ N 4与O 2反应：4NH 3+5O2 4NO+6H2O(3) NH3的用途: 液氨可用作 。NH 3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NH4Cl NH4HCO3 与碱溶液的反应N 4H+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 4H。例题2 下
7、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PH 3易液化是因为NH键的键能比PH键的键能大 【答案】 A变式2 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NH 3H2O为弱碱4C. 加热NH 4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH 4HCO3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
8、，说明氨气的氧化产物为NO 2【答案】 D1. NH3的实验室制法(1) 方法一：加热固态铵盐和碱的混合物。一般加热NH 4Cl和Ca(OH) 2 的混合物。原理：2NH 4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H 2O装置：固体+固体 气体(与用KClO 3或KMnO 4制O 2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CaCl 2。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NH 3与空气的对流速率，收集到纯净的
9、NH 3，同时也可避免污染空气。(2) 方法二：加热浓氨水。原理：NH 3H2O NH3+H 2O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NH 3+H2O NH3H2O N 4H+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NH 3H2O的分解。5装置：2. NH3的催化氧化反应 4NH3+5O2 4NO+6H2O 4NH3+6NO 5N2+6H2O 8NH3+6NO2 7N2+12H2O考点3 硝酸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
10、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CaCO 3反应：CaCO 3+2HNO3 Ca(NO3)2+CO2+H 2O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:HNO 3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。例题3 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. Fe 2O3 C. FeSO4 D. Fe3O4 【
11、答案】 A变式3 对于1L HNO3和H 2SO4的混合溶液，若HNO 3和H 2SO4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】 B6【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-3O被完全反应。假设1LHNO 3和H 2SO4的混合溶液中 n(H2SO4)=xmol， n(HNO3)=ymol， x+y=1.2mol；铜被溶解的
12、离子方程式是3Cu+8H +2N-3O3Cu2+2NO+4H 2O8mol 2mol2 x+y y则82=(2 x+y) y。解得 x=0.72、 y=0.48，根据 3Cu2N-3，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：NH 3NONO 2HNO 32. 主要原料：氨气、空气、水3. 主要原理： (1) 4NH 3+5O2 4NO+6H2O (2) 2NO+O2 2NO2 (3) 3NO2+H2O 2HNO3+NO4. 尾气处理: NO+NO 2+2NaOH 2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O【随堂检测】1. 下列装置
13、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】 C2. 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(NO 3)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】 BD73. 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；
14、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CO 2和NO 2的混合气体，混合气体先通过水，NO 2可与水反应生成硝酸和NO，则剩余NO和CO 2的混合气体，再通过石灰水会产生CaCO 3沉淀；而混合气体直接通过石灰水，NO 2可与水反应生成的硝酸为强酸，故会产生Ca(NO 3)2溶液，难以得到CaCO 3沉淀。4. 判断下列说法是否正确(1) 分别加热盛有NH 4Cl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
15、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P 2O5或无水CaCl 2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 4H。 ( )(8) 标准状况下，6.72L NO 2与水充分反应转移的电子数目为0.1 NA。 ( )(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
16、定能大量存在C2-3O、Al-2、I -、N-3等离子。 ( )【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 【课后检测】1. 下列装置应用于实验室制取NH 3，并用AlCl 3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NH 3 B. 用装置乙吸收NH 3制取Al(OH) 3C. 用装置丙在不断搅拌下分离Al(OH) 3和NH 4Cl溶液 D. 用装置丁蒸干NH 4Cl溶液并灼烧制NH 4Cl2. 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( )8A. 反应中氧化剂得到
17、电子总数 B. 铜片消耗完所需时间C. 反应后溶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. 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N 2O，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
18、被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为155. 汽车排放的尾气中含有NO 2，NO 2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO 2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O 3，加重空气污染。反应过程为2NO 2 2NO+2O；2NO+O 2 2NO2；O+O 2 O3。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. O 3与O 2互为同分异构体6. 铵盐是一类重要的氮的化合物，设N A表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )A. 1 mol N 4H含有的电子数为11N AB. N 中N元素的化合价为
19、-3，在氧化还原反应中常作氧化剂C. 0.1 L 3 molL-1NH4NO3溶液中氮原子数等于0.6N AD. 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。 ( )9(4)浓氨水可检验氯气管道漏气。 ( )(5)将NH 4Cl溶液蒸干制备NH 4Cl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、AlCl 3、MgCl 2、
20、Na 2SO4四种溶液。( )(8)标准状况下，22.4 L氨水含有N A个NH 3分子。 ( )(9)通过灼热的镁粉除去N 2中的O 2。 ( )(10)P2O5可用于干燥Cl 2和NH 3。 ( )8. 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)打开分液漏斗活塞，加入试剂，点燃C处的酒精灯，一段时间后，观察到C中氧化铜全部转化成光亮的红色固体，F中集气瓶内收集到一种无色气态单质。写出装置C中反应的化学方程式： 。(4)E中浓硫酸的作用是 。(5)已知C
21、u 2O也是红色的。下表为实验前后C装置的质量，通过计算可知反应后的产物中 (填“有”、“无”或“无法确定”)Cu 2O。空玻璃管 实验前(样品+玻璃管) 实验后(样品+玻璃管)59.60 g 65.60 g 64.64 g9. 某小组对Cu与浓硝酸的反应进行研究。记录如下：装置 药品 现象实验10.64 g 铜片和20.0 mL浓硝酸铜片消失，得到绿色溶液A，放置较长时间后得到蓝色溶液B. Cu与浓硝酸反应的化学方程式是 。. 探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。(1)甲认为溶液呈绿色是由Cu 2+浓度较大引起的。10乙根据实验记录，认为此观点不正确，乙的依据是 。(2)乙认为溶液呈绿
22、色是由溶解的NO 2引起的。进行实验2：先将NO 2通入B中，再鼓入N 2。结果证实假设成立。则以上两步操作对应的现象分别是 、 。(3)为深入研究，丙查阅资料，有如下信息：. 溶有NO 2的浓硝酸呈黄色；水或稀硝酸中通少量NO 2溶液呈无色。. NO 2溶于水，会发生反应2NO 2+H2O HNO3+HNO2。HNO2是弱酸，只能稳定存在于冷、稀的溶液中，否则易分解。. N-O能与Cu 2+反应：Cu 2+(蓝色)+4N-2Cu(NO2-4)。据此，丙进一步假设：a. 可能是A中剩余的浓硝酸溶解了NO 2得到的黄色溶液与Cu(NO 3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色；b. 可能是A中生成了Cu
23、(NO 2-4)使溶液呈绿色。丙进行如下实验：操作 现象1. 配制与溶液A的c(H +)相同的HNO 3溶液，取20.0 mL，通入NO 2气体溶液呈黄色2. 再加0.01 mol Cu(NO 3)2固体搅拌至完全溶解 溶液变为绿色3. 加水稀释 溶液立即变为蓝色1. 向20.0 mL 0.5 molL-1Cu(NO3)2蓝色溶液中通入少量NO 2溶液呈绿色2. 加入稀硫酸有无色气体放出，遇空气变红棕色，溶液很快变为蓝色亚硝酸分解的化学方程式是 。请用平衡原理解释加入稀硫酸后绿色溶液变蓝的原因： 。(4)根据实验得出结论：实验1中溶液A呈绿色的主要原因是 ，请依据实验现象阐述理由： 。1. A
24、 【解析】 CaO与水反应增大氢氧根离子浓度，且放热，均可使氨气逸出，甲装置可制备氨气，A正确；氨气极易溶于水，导管在液面下，乙装置可发生倒吸，B错误；过滤时不能搅拌，易捣破滤纸，C错误；蒸干NH 4Cl溶液会使氯化铵分解，应用结晶法制NH 4Cl，D错误。112. AC 【解析】 因为m(Cu)相同，失电子总数相等，氧化剂得到电子总数相同，A正确；浓硝酸反应速率快，铜片消耗时间短，反应速率不相等，B错误；m(Cu)相同，因为溶液体积相同，所以c(Cu 2+)相等，C正确；因为3Cu+8HNO 3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H 2O、Cu+4HNO 3(浓) Cu(NO3)2+2NO
25、2+2H 2O，反应生成气体的体积不相等，D错误。3. A 【解析】 硝酸盐中氮元素的化合价为+5价，被细菌分解变成大气中氮单质，氮元素由+5价0价，被还原，A错误；工业合成氨是将N 2与H 2在一定条件下反应生成NH 3，属于人工固氮，B正确；氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，C正确；碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳元素，N 2转化为硝酸盐需要氧元素，人工固氮合成NH 3需要氢元素，D正确。4. D 【解析】 根据锌与硝酸反应的产物，可写出化学方程式： 4Zn+10HNO3 N2O+4Zn(NO 3)2+
26、5H2O，但本题所给n(Zn)n(HNO 3)=13，即412，所以该化学方程式又可看成4Zn+12HNO3 N2O+4Zn(NO 3)2+2HNO3+5H2O(即HNO 3有剩余)，A错误；由于有剩余HNO 3存在，所以可与铁反应，B错误；被还原的HNO 3与未被还原的硝酸之比为210=15，C错误，D正确。5. A 【解析】 反应过程+得O 2 2O，O+O 2 O3，NO 2起催化剂作用，反应过程中NO 2既是氧化剂又是还原剂，A正确，B、C错误；O 3与O 2的分子式不相同，不互为同分异构体，互为同素异形体，D错误。6. C 【解析】 1个N 4H中含有10个电子，A错误；N 4H中N
27、元素的化合价为-3价，化合价最低，在氧化还原反应中常作还原剂，B错误；0.1 L 3 molL -1NH4NO3溶液中的氮原子数为0.6N A，C正确；铵根离子中，氮与氢原子之间为共价键，D错误。7. (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 8. (1) 检查气密性 (2) 浓氨水 碱石灰 (3) 2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O (4) 吸收未反应的NH 3 (5) 有9. . Cu+4HNO 3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H 2O. (1) 溶液A和溶液B中c(Cu 2+) 基本相同 (2) 溶液由蓝变绿 溶液由绿变蓝、有红棕色
28、气体逸出(3) 3HNO 2 HNO3+2NO+H 2O 加入稀硫酸，抑制HNO 2的电离，并使HNO 2分解，c(N-2)降低，造成Cu2+(蓝色)+4N-Cu(NO2-4)平衡向逆反应方向移动，溶液由绿色变蓝色 (4) A中剩余的浓硝酸溶解了12NO2得到的黄色溶液与Cu(NO 3)2 的蓝色溶液混合而形成的绿色 实验4中加稀硫酸，溶液变为蓝色，说明酸性较强的A溶液中N-2O不能大量存在，因此在A溶液中，绿色的Cu(NO 2-4)不能大量存在，Cu 2+与N-2O反应生成Cu(NO 2-4)不是使溶液呈绿色的主要原因【解析】 . (1) 硝酸具有强氧化性，可与铜反应生成硝酸铜和二氧化氮气体
29、，反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H 2O。. (1) 乙的依据是溶液A和溶液B中c(Cu 2+)基本相同。(2) 乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO 2引起的，若假设成立，则先将NO 2通入B中，再鼓入N 2，以上两步操作对应的现象分别是溶液由蓝变绿，溶液由绿变蓝、有红棕色气体逸出。(3) 根据加入稀硫酸有无色气体放出，遇空气变红棕色，可知有一氧化氮生成，则亚硝酸歧化分解的化学方程式是3HNO 2 HNO3+2NO+H 2O。加入稀硫酸后，抑制HNO 2的电离，并使HNO 2分解，c(N-2)降低，造成 Cu 2+(蓝色)+4N-Cu(NO2-4)平衡向逆反应方向移动，溶液由绿色变蓝色。(4) 根据实验得出结论：实验1中溶液A呈绿色的主要原因是 A中剩余的浓硝酸溶解了NO 2得到的黄色溶液与Cu(NO 3)2 的蓝色溶液混合而形成的绿色；依据实验现象阐述理由：实验4中加稀硫酸，溶液变为蓝色，说明酸性较强的A溶液中N-2O不能大量存在，因此在A溶液中，绿色的Cu(NO2-)不能大量存在， Cu2+与N-2O反应生成Cu(NO 2-4)不是使溶液呈绿色的主要原因。
