高考化学一轮复习 第四章 非金属及其化合物 4 氮及其重要化合物课件.ppt

第四节氮及其重要化合物 考点一氮及其氧化物 核心知识通关 1 氮在自然界中的存在与转化 1 氮元素的存在与氮的固定 人工固氮 2 n2的物理性质 无色 无味气体 密度比空气略小 难溶于水 3 n2的化学性质 与氧气反应 与氢气反应 与镁反应 n2 o22no n2 3h22nh3 3mg n2mg3n2 2 no与no2比较 无 红棕 3no2 h2o 2hno3 no 2no o2 2no2 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 排水 向上排空气 特别提醒 1 氮的氧化物都有毒 其中no2与n2o4存在下列平衡 2no2n2o4 因此实验测得no2的平均相对分子质量总大于46 2 no只能用排水法收集 不能用排空气法收集 而no2只能用向上排空气法收集 不能用排水法收集 3 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 4 no2 no可用碱液处理 如naoh溶液吸收原理为no2 no 2naoh 2nano2 h2o 2no2 2naoh nano3 nano2 h2o 方法规律 有关氮的氧化物溶于水的计算 1 no2和o2的混合气体溶于水时 由4no2 o2 2h2o 4hno3 可知 当体积比v no2 v o2 2 no和o2的混合气体溶于水时 其反应是2no o2 2no2 4no2 o2 2h2o 4hno3 总反应式为4no 3o2 2h2o 4hno3 可知 当体积比v no v o2 高考模拟精练 1 下列说法中正确的是 a 2015 全国卷 密闭容器中2molno与1molo2充分反应 产物的分子数为2nab 2014 天津高考 制取二氧化氮时 用水或naoh溶液吸收尾气 c 2014 重庆高考 用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别br2 g 和no2d 2013 江苏高考 标准状况下 6 72lno2与水充分反应转移的电子数目为0 2na 解析 选d no与氧气反应生成二氧化氮 但常温下 二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡 所以产物的分子数小于2na 故a错误 不能用水吸收no2尾气 因为no2与水反应生成硝酸和一氧化氮 一氧化氮不溶于水造成污染 故b错 br2和no2都能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 故c错 6 72lno2为0 3mol 发生反应3no2 h2o 2hno3 no 转移电子数目为0 2na 故d选项正确 2 2016 大连模拟 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 n2为氧化产物b 汽车尾气的主要污染成分包括co no和n2c no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2no o2 4co4co2 n2 解析 选d 反应过程中no o2为氧化剂 n2为还原产物 汽车尾气中的n2不是污染物 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 2no o2 2no2 2no2 4co n2 4co2 将两步反应式合并可得总化学方程式为2no o2 4co4co2 n2 3 2016 榆林模拟 室温时 在容积为aml的试管中充满no2气体 然后倒置在水中至管内水面不再上升时为止 再通入bmlo2 则管内液面又继续上升 测得试管内最后剩余气体为cml 且该气体不支持燃烧 则a b c的关系是 a a 4b 3cb a 4b cc a b 4 1d a b 4 3 解析 选a 剩余气体不支持燃烧 故为no气体 即相当于no2与o2混合作用于水时剩余3cmlno2 加固训练 1 no2可以用氢氧化钠溶液吸收 或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质 发生反应的化学方程式分别是2no2 2naoh m nano3 h2o 8nh3 6no2 7x 12h2o 则m x代表的物质的化学式分别是 a nano2 n2b hno2 n2c no hno3d n2 n2 解析 选a 根据题目所提供的化学方程式利用原子守恒定律可得m为nano2 x为n2 2 如图所示 试管中盛装的是红棕色气体 可能是混合物 当倒扣在盛有水的水槽中时 试管内水面上升 但不能充满试管 当向试管内鼓入氧气后 可以观察到试管中水柱继续上升 经过多次重复后 试管内完全被水充满 原来试管中盛装的气体是 a 可能是n2与no2的混合气体b 只能是o2与no2的混合气体c 可能是no与no2的混合气体d 只能是no2一种气体 解析 选c 解答本题要注意以下两点 1 明确氮气不溶于水 且常温下不与o2发生化学反应 2 no2可与水反应生成不溶于水的no no2和no分别与氧气按适当的比例可被水完全吸收 3 2016 赣州模拟 m n x y四种物质之间有如下转化关系 反应条件和其他产物已略去 下列选项不符合的是 a m n2x o2b m hno3x fec m sx o2d m nox o2 解析 选d 如果m是no x是氧气 则n是no2 但no2和氧气不反应 故选项d是不符合的 其余都是正确的 答案选d项 考点二氨与铵盐 核心知识通关 1 氨 1 物理性质 氨是无色有刺激性气味的气体 易液化可作制冷剂 氨极易溶于水 常温常压下 1体积的水大约可溶解700体积的氨气 2 氨的化学性质 与水的反应 与酸反应 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近 其现象为 将浓盐酸改为 也会出现相同的现象 化学方程式 有白烟生成 浓硝酸 hcl nh3 nh4cl nh3 hno3 nh4no3 nh3的还原性 化学方程式 其水溶液与盐溶液反应 4nh3 5o24no 6h2o 红褐 白色 2 铵盐及n的检验 1 铵盐的物理性质 铵盐都是白色固体 均易溶于水 2 铵盐的化学性质 不稳定性 a 氯化铵受热分解 b 碳酸氢铵受热分解 与碱反应 nh4clnh3 hcl nh4hco3nh3 co2 h2o oh nh3 h2o 3 的检验 变蓝 特别提醒 1 制氨时 选用的铵盐及碱都有一定的要求 选铵盐时 不选 nh4 2co3 nh4hco3 nh4no3等 因它们受热易分解 使产生的nh3中混有较多的杂质气体 另外nh4no3易爆炸 选碱时 用ca oh 2而不用naoh或koh 因naoh koh具有吸湿性 易结块 不利于产生氨 且在高温下均能腐蚀玻璃 2 干燥氨气不能用浓硫酸 也不能用无水cacl2 8nh3 cacl2 cacl2 8nh3 通常用碱石灰干燥氨气 3 氨气的还原性还表现在能被cl2 cuo 氮的氧化物 如no no2 等氧化 如2nh3 3cuo3cu n2 3h2o 典题技法归纳 2015 广东高考节选 nh3及其盐都是重要的化工原料 1 用nh4cl和ca oh 2制备nh3 反应发生 气体收集 和尾气处理装置 依次为 2 按图装置进行nh3性质实验 先打开旋塞1 b瓶中的现象 是 原因是 稳定后 关闭旋塞1 再打开旋塞2 b瓶中的现象 是 典题剖析 解析 1 氨气的实验室制取常采用固固加热装置 氨气密度比空气小且极易溶于水 所以选a c g 2 由于a中压强比b中大 所以当打开旋塞1 a中的hcl会进入b中与nh3反应生成氯化铵 产生大量的白烟 再打开旋塞2 由于氯化氢和氨气反应生成了固体氯化铵 所以会导致烧瓶内的压强减小 烧杯中的石蕊水溶液会倒流进入b瓶 答案 1 a c g 2 产生白烟氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒 氯化铵小颗粒形成白烟 烧杯中的石蕊水溶液会流入b瓶 归纳总结 氨气的制备 1 加热固态铵盐和碱的混合物 2 简易制法 nh3 h2onh3 h2o 高考模拟精练 1 下列说法正确的是 a 2014 福建高考 只滴加氨水鉴别nacl alcl3 mgcl2 na2so4四种溶液b 2014 福建高考 将nh4cl溶液蒸干制备nh4cl固体c 2014 广东高考 因为nh3能使酚酞溶液变红 nh3可用于设计喷泉实验d 2014 江苏高考 浓氨水可检验氯气管道是否漏气 解析 选d alcl3 mgcl2均能与氨水反应生成白色沉淀 而nacl na2so4与氨水均不能反应 a项错误 nh4cl受热会分解 得不到nh4cl固体 b项错误 nh3能使酚酞溶液变红是因为nh3溶于水后生成的nh3 h2o电离产生oh nh3用于喷泉实验利用了nh3极易溶于水的特性 二者无因果关系 c项错误 氯气和浓氨水反应产生白烟 d项正确 2 2016 石家庄模拟 氨气是一种重要化合物 在工农业生产 生活中有着重要应用 1 氨的催化氧化 是工业生产硝酸的重要步骤 某化学课外活动小组设计了如下装置模拟该实验过程 并用水吸收制取硝酸 固定装置略去 a装置的分液漏斗中盛放浓氨水 则烧瓶中盛放的药品应该是 填化学式 反应后 装置e中除存在较多的h 外 还可能存在的一种阳离子是 试设计实验证明这种离子的存在 下列哪个装置可以同时起到装置d和e的作用 填代号 2 若将氯气和氨气在集气瓶中混合 会出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结 另一生成物是空气的主要成分之一 请写出反应的化学方程式 该反应生成的还原产物的化学键类型是 解析 1 该实验中需要氧气和氨气 且该装置中的反应物是固液混合 所以液体是浓氨水 固体是过氧化钠 即烧瓶中盛放的药品是na2o2 4nh3 5o24no 6h2o 反应过程中氧气和氨气还有剩余 由2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no nh3 hno3 nh4no3知 e中有nh4no3 所以另一种阳离子是铵根离子 取e中少许溶液放入一支洁净试管中 化钠溶液 加热 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 证明溶液中含有 d e装置的作用是防止倒吸 制取硝酸 故选b 2 氯气和氨气能生成白烟 且生成空气的主要成分之一 根据氧化还原反应价态规律和元素守恒知 白烟是氯化铵 另一生成物是氮气 所以反应方程式为3cl2 8nh3 6nh4cl n2 还原产物是氯化铵 氯化铵中氯离子和铵根离子之间存在 离子键 铵根离子中氮原子和氢原子之间存在共价键 所以化学键类型是离子键和共价键 答案 1 na2o2 n取e中少许溶液放入一支洁净试管中 滴加氢氧化钠溶液 加热 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 证明溶液中含有n b 2 3cl2 8nh3 6nh4cl n2离子键 共价键 加固训练 1 有关氨气的实验较多 下列对这些实验或实验原理的分析中 正确的是 a 某同学将收集到的一大试管氨气倒扣在盛满水的烧杯中 充分吸收后试管中还有少量气体 该同学用红色石蕊试纸检验剩余气体中可能含有氨气b 氨水中滴入酚酞变红 是因为氨气能电离出oh c 因氨水中的氨主要以nh3 h2o的形式存在 故25 的氨水是指每100g氨水中含nh3 h2o25gd nh3 h2o的热不稳定性可以解释实验室中向浓氨水中加生石灰制取氨气的方法 解析 选d 氨气极易溶于水 常温下1体积的水溶解约700体积的氨气 故a项中剩余气体中不含氨气 错误 氨水显碱性的原因是氨气与水反应生成的nh3 h2o电离出oh b项错误 虽然氨在水溶液中主要以一水合氨的形式存在 但习惯上认为氨水的溶质是氨气 c项错误 nh3 h2o不稳定 受热容易分解 向浓氨水中加入氧化钙制取氨气的原因之一就是氧化钙与水反应消耗水及反应放热 d项正确 2 2016 湘潭模拟 nh3是一种重要的化工原料 可以制备一系列物质 如图 下列有关表述正确的是 a nh4cl和nahco3都是常用的化肥b nh4cl hno3和na2co3受热时都易分解c nh3和no2在一定条件下可发生氧化还原反应d 图中所涉及的盐类物质均可以水解 解析 选c nahco3不是化肥 a错 na2co3受热不易分解 b错 图中所涉及的盐类中nacl不能水解 d错 3 2016 长春模拟 某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质 装置如下图所示 其中装置a 未画出 为气体发生装置 a中所用的固体试剂要从下列物质中选取 a nh4hco3b nh4clc ca oh 2d naoh 检查装置的气密性后 先将c处的铂丝网加热至红热 再将a处产生的气体通过装置b 片刻后撤去c处的酒精灯 部分实验现象如下 铂丝继续保持红热 f处的铜片逐渐溶解 1 实验室在制取装置a中的气体时 若只选用一种试剂 该试剂是 填代表备选试剂的字母 此时装置a中主要用到的玻璃仪器有 填名称 2 装置c中发生催化氧化反应的化学方程式为 装置e中发生反应的化学方程式为 3 假设a b中的药品充足 装置f中可以观察到的现象是 4 指导老师从安全与环保角度考虑 指出该套装置中有两处明显的缺陷 请你提出修改建议 解析 1 装置a中既要产生nh3 也要产生能与na2o2反应产生o2的物质 故制备装置a中气体的试剂为nh4hco3固体 nh4hco3受热分解产生nh3 co2 h2o 所以需要的主要玻璃仪器是试管 酒精灯及导管 2 装置c中发生的是nh3的催化氧化反应 4nh3 5o24no 6h2o 在此过程中 部分nh3没有被氧化 导致进入装置d的气体中含有少量nh3 所以装置e中的浓硫酸用于吸收多余的nh3 2nh3 h2so4 nh4 2so4 3 no2气体进入装置f后 会与h2o反应生成hno3和no cu与稀硝酸反应生成cu no3 2和no no很容易被氧化为红棕色的no2 所以可以观察到装置f中铜片溶解 装置f的上部有红棕色气体 4 由于no2易与h2o发生反应 导致体系的压强降低出现倒吸现象 所以应在装置e f之间增加一个防倒吸的装置 装置f的导管直接与大气相连 有毒的 no2会逸入大气中导致环境污染 所以应在装置f的后面增加一个尾气吸收装置 答案 1 a试管 酒精灯 导管 不写导管也可 2 4nh3 5o24no 6h2o2nh3 h2so4 nh4 2so4 3 铜片逐渐溶解并产生气泡 溶液变为蓝色 在广口瓶的上方可以看到红棕色气体 4 在装置e f之间增加防倒吸装置 在装置f后面增加尾气吸收装置 考点三硝酸 核心知识通关 1 物理性质 硝酸是无色易挥发的液体 有刺激性气味 2 化学性质 1 不稳定性 4hno32h2o 4no2 o2 2 强氧化性 与金属反应 稀硝酸与铜反应 浓硝酸与铜反应 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 与非金属反应 与还原性化合物反应 硝酸可氧化h2s so2 na2so3 hi fe2 等还原性物质 如稀硝酸与feso4溶液反应的离子方程式为 3 颜色反应 蛋白质遇到浓硝酸时变黄色 c 4hno3 浓 co2 4no2 2h2o 特别提醒 1 浓 稀硝酸均具有强氧化性 浓度越大 氧化性越强 其还原产物的价态越高 还原产物一般为hno3 浓 no2 hno3 稀 no 2 浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红 后褪色 该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性 3 常温下 铁 铝遇浓硝酸能发生 钝化 并非不反应 4 纯净的硝酸是无色的液体 但实验室里的浓硝酸常显黄色 消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气 或o2 发生反应为4no2 o2 2h2o 4hno3 5 硝酸能与除au pt外的所有的金属反应 但不生成氢气 与变价金属反应时 金属能够被氧化为最高价态 典题技法归纳 考向1 硝酸的氧化性 2016 咸阳模拟 某学习小组探究浓 稀硝酸氧化性的相对强弱 按下图装置进行实验 夹持仪器已略去 实验表明浓硝酸能将no氧化成no2 而稀硝酸不能氧化no 由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 可选药品 浓硝酸 3mol l 1稀硝酸 蒸馏水 浓硫酸 氢氧化钠溶液及二氧化碳已知 氢氧化钠溶液不与no反应 能与no2反应 2no2 2naoh nano3 nano2 h2o 1 实验应避免有害气体排放到空气中 装置 中盛放的药品依次是 2 滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性 加入药品 打开弹簧夹后 3 装置 中发生反应的化学方程式是 4 装置 的作用是 发生反应的化学方程式是 5 该小组得出的结论所依据的实验现象是 6 实验结束后 同学们发现装置 中溶液呈绿色 而不显蓝色 甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致 而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体 同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确 这些方案中可行的是 选填序号字母 a 加热该绿色溶液 观察颜色变化b 加水稀释该绿色溶液 观察颜色变化c 向该绿色溶液中通入氮气 观察颜色变化d 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体 观察颜色变化 解析 实验题要先看目的 即要验证什么 由此再来理解或设计实验 本题要证明浓硝酸能将no氧化成no2 而稀硝酸不能氧化no 产生no2 而非no 所以 中应盛水 与no2反应生成no 而no极易与o2反应产生no2 故反应前应用co2将装置中的空气排尽 6 思路是从溶液中赶出no2 或在cu no3 2溶液中通入no2 不能采用稀释绿色溶液的方案 因为cu no3 2溶 液稀释后 颜色也会发生相应的变化 而不能得出正确的结论 充入n2无影响 n2本身无色且不参与反应 答案 1 3mol l 1稀硝酸 浓硝酸 氢氧化钠溶液 2 通入co2一段时间 关闭弹簧夹 将装置 中导管末端伸入倒置的烧瓶内 3 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 4 将no2转化为no3no2 h2o 2hno3 no 5 装置 中液面上方气体仍为无色 装置 中液面上方气体由无色变为红棕色 6 a d 母题变式 1 题中装置 易发生倒吸现象 下列装置能代替装置 的是 提示 b c 2 设计实验证明装置 中收集的无色气体为no的方法是 提示 向烧瓶中通入空气 若气体变为红棕色 则说明无色气体为no 考向2 硝酸与金属反应的计算 2016 淮南模拟 当硝酸与金属或非金属反应时 反应物或反应条件不同 硝酸被还原的产物也不同 请回答下列问题 1 金属zn与某浓度的硝酸反应时无气体产生 则硝酸的还原产物为 填化学式 2 某混酸由200ml3mol l 1的稀硝酸和200ml2 5mol l 1的稀硫酸均匀混合而成 忽略溶液的体积变化 将其分成两等份 分别与足量的铜和铁反应 还原产物只有no 则最多能溶解 molcu和 gfe 3 200ml16mol l 1的浓硝酸与3 2gcu反应 反应过程中还原产物只有no2 则反应结束后 产生气体的体积为 标准状况下 溶液中c h c 忽略hno3的挥发 解析 1 硝酸被还原 氮元素化合价降低 若无气体产生 则还原产物为nh4no3 或 2 设最多溶解xmolcu 一份溶液中n n 0 3mol n h 0 8mol 据3cu 8h 2 3cu2 2no 4h2o382x0 80 3 可知x 0 3 过量 因在反应中fe和cu的化合价变化均为 2价 则最多溶解fe的物质的量也是0 3mol 质量为56g mol 1 0 3mol 16 8g 3 据电子守恒 根据方程式 cu 4h 2 cu2 2no2 2h2o 可知 c h c n h n 3 2 0 2 3 2 0 1 30 31 答案 1 nh4no3 或 2 0 316 8 3 2 24l30 31 归纳总结 1 在酸性条件下的强氧化性 在酸性条件下具有强氧化性 往往作为隐含条件出现在试题中 在解题中往往被忽视而形成易错点 常见的隐含形式有 1 在离子共存问题中 在酸性条件下不与具有较强还原性的离子如s2 i fe2 等大量共存 2 的检验中不能用hno3酸化 不能用ba no3 2作沉淀剂 以防止的干扰 3 向ba no3 2溶液中通入还原性气体so2可得到baso4沉淀 4 向fe no3 2溶液中加入非氧化性酸 如盐酸 fe2 能被氧化为fe3 5 向过量铜与一定量硝酸反应后的混合物中加入非氧化性酸 铜能继续溶解 6 向含还原性离子的酸性溶液中加入硝酸盐 还原性离子可被氧化 2 硝酸与金属反应的计算的思维流程 高考模拟精练 1 下列有关硝酸的说法中 正确的是 a 2014 广东高考 将可调高度的铜丝伸入稀硝酸中 溶液变蓝 说明cu与稀硝酸发生置换反应b 2015 海南高考 稀硝酸可除去试管内壁的银镜c 2015 全国卷 常温下 将浓硝酸滴加到用砂纸打磨过的铝条上 会产生红棕色气体 d 2015 全国卷 将稀硝酸加入过量铁粉中 充分反应后滴加kscn溶液 则会有气体生成 溶液呈红色 说明稀硝酸将fe氧化为fe3 解析 选b cu与稀硝酸反应生成cu no3 2 no h2o 不是置换反应 为氧化还原反应 故a选项错误 3ag 4hno3 稀 3agno3 no 2h2o 故稀硝酸可除去试管内壁的银镜 b选项正确 常温下 将浓硝酸滴加到用砂纸打磨过的铝条上会钝化 故c选项错误 将稀硝酸加入过量铁粉中生成的是fe2 故d选项错误 2 2016 赣州模拟 一定质量的铜分别与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 假设产物气体只可能是no或no2 下列叙述一定正确的是 硝酸浓度越大 消耗的硝酸越少 硝酸浓度不同 生成的cu no3 3的物质的量相同 硝酸浓度越大 产生的气体越少 用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同a 只有 b c d 解析 选b 一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应 发生3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 等量的cu与酸反应 浓硝酸消耗得多 故 错误 等量的cu与酸反应 由铜原子守恒可知生成cu no3 2的物质的量相同 故 正确 等量的cu与酸反应 浓硝酸反应生成气体多 故 错误 因3no2 h2o 2hno3 no 最终收集气体均为no 由电子守恒可知 收集no的体积相等 故 正确 3 2016 铁岭模拟 某化学兴趣小组对废铁屑做如图所示的处理 相关分析正确的是 a 滤液的溶质是fe no3 2b 该实验中发生的反应都为氧化还原反应c 沉淀x为fe oh 2d 沉淀x受热分