1、- 1 -课时 4 氮及其重要化合物2018 备考最新考纲1掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。3.了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。考点一 氮气及氮的氧化物的性质(考点层次 B共研、理解、整合)1氮元素在自然界中的存在2氮气的性质写出有关反应的化学方程式：N 23Mg Mg3N2= = = = =点 燃 N 23H 2 2NH3(工业合成氨原理) 高 温 、 高 压 催 化 剂N 2O 2 2NO= = = = =放 电 3氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，如 N2O、NO、NO 2、N 2O4、N 2O3、N 2O5等，其中
2、属于酸性氧化物的是 N2O3、N 2O5；NO 2与 N2O4能相互转化 2NO2N 2O4(写方程式)。(2)NO 和 NO2的比较NO NO2颜色 无色 红棕色毒性 有毒 有毒溶解性 不溶于水 易溶于水与 O2反应 2NOO 2=2NO2与 H2O 反应 3NO2H 2O=2HNO3NO对人体、环 (1)与血红蛋白结合，使人中毒 形成酸雨、光化学烟雾- 2 -境的影响 (2)转化成 NO2形成酸雨、光化学烟雾提醒：氮的氧化物都有毒，其中 NO2与 N2O4存在下列平衡：2NO 2N 2O4，因此实验测得 NO2的平均相对分子质量总大于 46。NO 只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而
3、NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。验证某无色气体是 NO 的方法是向无色气体中通入 O2(或空气)，无色气体变为红棕色。教材 高考 VS 1(RJ 必修 1P953、P 964 改编)下列气体，不能用排空气法收集的是；不能用排水法收集的是；不会造成空气污染的是。N 2 NO NO 2 SO 2 CO NH 32(RJ 必修 1P967 改编)在 NO2与 H2O 的反应中( )ANO 2只是氧化剂BHNO 3为氧化产物C氧化剂与还原剂的物质的量之比为 11D1 mol NO 2与 H2O 完全反应转移电子为 2NA答案 B3(溯源题)(2015北京理综，8)判断下列关于自然界中氮
4、循环(如下图)的说法是否正确。(1)氮元素均被氧化()(2)工业合成氨属于人工固氮()(3)含氮无机物和含氮有机物可相互转化()(4)碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环()探源：本考题源于 RJ 必修 1 P99中“思考与交流”中“自然界中的氮循环” ，考查了多种形式的含氮物质的转化。- 3 -拓展性题组题组一 氮气及氮的氧化物的性质1判断正误，正确的打“” ，错误的打“”(1)食品袋中充氮气可用来防腐()(2)N2与氧气反应制 NO 从而制硝酸()(3)标准状况下，6.72 L NO 2与水充分反应转移的电子数目为 0.1NA()(4)制二氧化氮时，用水或 NaOH 溶液吸收尾气()(5)工业
5、上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应()(6)NO2与水反应的离子方程式：3NO 2H 2O=2H 2NO NO() 3(7)NO2通入 FeSO4溶液中始终无明显现象()(8)在实验室里，NO 和 NO2均可用排水法收集()(9)NO 能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒()(10)汽车尾气中排放的氮氧化合物主要是由游离态氮转化来的()2将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为两份，第份先通过适量蒸馏水后，再通入少量澄清石灰水中；第份直接通入少量澄清石灰水中。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，不变浑浊解析 碳与浓硝酸
6、反应生成的气体是 CO2和 NO2，而 NO2可与水反应生成硝酸，故混合气体直接通入澄清石灰水，会得到 Ca(NO3)2溶液，难以得到 CaCO3沉淀；混合气体先通过水，NO2可与水反应生成硝酸和 NO，则变为 NO 和 CO2的混合气体，再通入澄清石灰水会产生CaCO3沉淀。答案 B3(2016辽宁抚顺期末，8)将 NO2、CO 2的混合气体通过装有足量 Na2O2的容器后，再用干燥烧瓶收集得到混合气体 2.5 mol，然后倒立于水槽中，最后水充满整个烧瓶，则混合气体中 NO2的物质的量是( )A4 mol B3 mol C2 mol D1 mol解析 由于水能充满整个烧瓶，由反应 4NO2
7、O 22H 2O=4HNO3可知 n(NO2) 2.5 45mol2 mol。答案 C- 4 -【思维建模】氮氧化物与 O2、H 2O 反应的计算方法(1)电子守恒当 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。(2)原子守恒法4NO2O 2和 4NO3O 2从组成上均相当于 2N2O5的组成，都与 N2O5H 2O=2HNO3等效。当NO、NO 2、O 2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。拓展下列四组混合气体体积比为 V(NO2) V(O2)21； V(NO) V(O2)21； V(NH3)V(
8、O2)21； V(NO2) V(NO) V(O2)111，将分别盛满上述各种气体的容积相等的四支试管倒置于盛有水的水槽中，最后试管内液面由低到高顺序为。题组二 氮氧化物对环境的影响4汽车排放的尾气中含有 NO2，NO 2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2NO 2 2NO2O；2NOO 2 2NO 2；OO 2 O 3。下列有关该反应过程及产物的叙述正确的是( )ANO 2起催化剂作用BNO 起催化剂作用CNO 2只起氧化剂作用DO 3与 O2互为同分异构体解析 由反应过程得 O2 2O，OO 2 O
9、 3，由此可知 NO2起催化剂作用，反应过程中 NO2既作氧化剂又作还原剂，A 正确；B、C 错误；O 3与 O2互为同素异形体，D 错误。答案 A5随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是( )A反应中 NO 为氧化剂，N 2为氧化产物B汽车尾气的主要污染成分包括 CO、NO 和 N2- 5 -CNO 和 O2必须在催化剂表面才能反应D催化转化总化学方程式为 2NOO 24CO 4CO2N 2= = = = =催 化 剂 解析 反应过程中 NO、O 2为氧化剂，N 2为还原产物；汽车尾气中的 N2不
10、是污染物；NO和 O2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NOO 2=2NO2,2NO24CO= =N24CO 2，将两步反应式合并可得总化学方程式为 2NOO 24CO4CO2N 2。= = = = =催 化 剂 答案 D【练后归纳】氮氧化物对环境污染及防治1常见的污染类型(1)光化学烟雾：NO x在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。(2)酸雨：NO x排入大气中后，与水反应生成 HNO3和 HNO2，随雨雪降到地面。(3)破坏臭氧层：NO 2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。2常见的 NOx尾气处理方法(1
11、)碱液吸收法2NO22NaOH= =NaNO3NaNO 2H 2ONO2NO2NaOH= =2NaNO2H 2O(2)催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N 2)或 NOx与 CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2和 CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。拓展下面氮的氧化物的混合气体通过 NaOH 溶液后，能够全部被吸收的是。 V(NO) V(NO2)11 V(NO) V(NO2)12 V(NO) V(NO2)31 V(NO) V(NO2)21考点二 氨、铵盐(考点层次 B共研、理解、整合)1氨(1)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
12、(1700)，可由喷泉实验证明。(2)化学性质- 6 -还原性与氧气反应：4NH 35O 2 4NO6H 2O。= = = = =催 化 剂 与酸反应与氯化氢反应：NH 3HCl= =NH4Cl。现象：产生白烟。应用：用于 NH3与挥发性酸的互相检验。与水反应：NH 3H 2ONH 3H2O，NH 3H2ONH OH ，氨的水溶液叫氨水，呈 4弱碱性。(3)用途制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。2氨气的实验室制法3.铵盐(1)物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。(2)化学性质“三解”不稳定性(热解)aNH 4Cl 受热分解：NH 4Cl NH3HCl。= = = = = bNH 4HCO
13、3受热分解：NH 4HCO3 NH3CO 2H 2O。= = = = = - 7 -与碱反应(碱解)铵盐与碱溶液反应的离子方程式a在稀溶液中不加热：NH OH =NH3H2O。 4b加热时或浓溶液：NH OH NH3H 2O。 4 = = = = = 铵盐溶于水易水解(水解)：NH H 2ONH 3H2OH 。 4(3)NH 的检验： 4【模板】教材 高考 VS 1(RJ 必修 1P97实验 48 改编)教材 P97“氨的喷泉实验”体现了氨的哪些性质( )还原性 极易溶于水 有碱性物质生成 氧化性 氨易液化A B C D答案 B2(RJ 必修 1P1035 改编)某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷
14、洒一种溶液(保持湿润)，挂在铁架台上。另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方(如图)。过一会儿，发现纸蝴蝶变为红色。下表的组合中，能够实现上述变化的是。 纸蝴蝶上的喷洒液 石蕊 酚酞 酚酞 石蕊- 8 -小烧杯中的溶液 浓盐酸 浓氨水 NaOH 溶液 浓硫酸3.(溯源题)2016课标全国，26(1)氨气的制备(1)氨气的发生装置可以选择上图中的_，反应的化学方程式为_。(2)欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。答案 (1)A 2NH 4ClCa(OH) 2 CaCl22H 2O2NH 3(或 B NH 3H2O= = = = =
15、NH3H 2O)= = = = = (2)dcfei探源：本考题源于教材 LK 必修 1 P76和 P78“观察思考”及其拓展，对氨的实验室制法及氨的性质进行了考查。拓展性题组题组一 氨和铵盐的性质及应用1判断正误，正确的打“” ，错误的打“”(1)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂()(2)向 AgNO3溶液中滴加过量氨水，溶液澄清，Ag 与 NH3H2O 能大量共存()(3)浓氨水可检验氯气管道漏气()(4)分别充满 HCl、NH 3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明二者均易溶于水()(5)实验室用 NH4Cl 和 Ca(OH)2制备 NH3并不涉及氧化还原反应()(6)氨水能使酚酞
16、变红，氨气是碱()(7)所有铵盐受热均可以分解，但产物不一定有 NH3()(8)加热可除去 NH4Cl 中的少量 NaHCO3()(9)在盛有硫酸亚铁铵(NH 4)2Fe(SO4)2溶液的试管中，滴加少量 NaOH 溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝()(10)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性()2某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入 X、Y 两种无色气体，在胶头滴管中盛有含酚酞的 NaOH 溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可以看到甲烧瓶中的导管口- 9 -喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液
17、颜色逐渐变浅。若已知 X、Y 是HCl、NH 3、Cl 2、O 2、CH 4、SO 2、NO 气体中的两种，则下列判断中正确的是( )A.X 是 NH3，Y 是 HCl BX 是 Cl2，Y 是 NH3CX 是 SO2，Y 是 O2 DX 是 NO，Y 是 O2解析 根据题中已知的气体，能产生白烟的是 HCl 和 NH3或 Cl2和 NH3，再根据题中信息“甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅”可知 X 是 NH3，Y 是 HCl，故 A 项正确。答案 A3(2016沈阳三测)工业上常采用生物硝化法将 NH 转化为 NO 来处理氨氮废水， 4 3工作流程如图，下列说法错误的是( )A生物硝化法处理废水，
18、会导致水体 pH 逐渐下降：NH 2O 2=NO 2H H 2O 4 3B长期过量使用 NH4Cl 等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化C检验 NH 所需的试剂是浓 NaOH 溶液、湿润的蓝色石蕊试纸 4D微生物保持活性的 pH 范围为 79，可以加入石灰石来调节水体的 pH解析 根据流程图可知 A 项正确；NH 4Cl 水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B 项正确；检验 NH 应使用红色石蕊试纸，C 项错误；由选项 A 可 4知，生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与 H 反应来调节水体的 pH，D 项正确。答案 C【归纳反思】喷泉实验的原理及应用
19、(1)喷泉实验的原理使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。(2)形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体气体 HCl NH3CO2、Cl 2、SO2、H 2S NO2NO、O 2(43)NO2、O 2(41)吸收剂 水、NaOH 水 NaOH 水 水 水- 10 -溶液 溶液(3)喷泉实验的几种常见装置说明：装置中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。题组二 氨气的制取及实验探究4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 NH 4Cl 受热可产生 NH3和 HCl，但两者遇冷会重新凝结产生 NH4Cl，且可能出现堵塞导管的情况，中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管而使试管破裂，故符合题意。答案 D5(2016华南师大附中测试)某化学兴趣小组利用如下装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
