【高中化学】一轮复习学案：4.4-氮及其重要化合物(必修1)27页

1、第四节 氮及其重要化合物【高考新动向】考点梳理1.了解氮单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响。【考纲全景透析】一、氮的单质及其氧化物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2氮气(1)物理性质颜色：无色；气味：无味；状态：气体；密度：比空气小；溶解性：难溶于水。(2)化学性质3.NO和NO2的性质比较NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化学性质与O2反应2NOO2=2NO2与H2O反应3NO2H2O=2HNO3NO实验室制法(填化学方程式)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(浓

2、)=Cu(NO3)22NO22H2O与人体、环境的关系与血红蛋白结合使人中毒转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾二、氨和铵盐1氨气物理性质无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）2. 氨气化学性质（1）与水反应：氨水呈碱性，原理：NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，常用此性质检验氨气。（2）与酸反应与挥发性酸(如浓盐酸、硝酸)的反应NH3+HCl=NH4Cl 现象：产生白烟 与硫酸反应：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4（3）与盐反应：向AlCl3溶液

3、中滴加氨水反应的离子方程式为：Al3+3 NH3H2O=Al(OH)3+3 NH4+（4）氨气的还原性NH3中的N呈3价，所以NH3具有还原性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物质氧化。3.实验室制法：2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。4用途：制HNO3、铵盐、纯碱、尿素，制冷剂等。5.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：不稳定性： NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2（30以上可分解）， NH4Cl NH3+ HCl与碱反应： a. 在稀溶液中不加热：b.加热时或浓溶液： （3）NH4+的检验：取少量样品，与碱混合于试管中，加热。

4、将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝色，说明样品中含有NH4+；也可以将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有NH4+。未知液呈碱性湿润红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。三、硝酸1、物理性质无色、易挥发（在空气中遇水蒸气呈白雾状），有刺激性气味的液体。2、化学性质（1）不稳定性市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。（2）强氧化性：硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强能与Au、Pt以外的所有金属反应，如Cu与浓、稀硝酸的反应方程式：Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O

5、、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O注意：有些金属(如Al、Fe等)在冷的浓硝酸中发生钝化。故可以用铁、铝容器运输冷的浓硝酸。与非金属的反应碳与浓硝酸反应的化学方程式：C+4HNO3 CO2+4NO2+2H2O与某些还原性物质反应（如FeO）化学方程式：3FeO+ 10HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO+5H2O3、NO3离子的检验：晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu共热时，若产生红棕色气体则含NO3；若为稀溶液则先浓缩。(3)与有机物反应硝化反应(与C6H6反应)：C6H6+HNO3浓硫酸C6H5NO2+H2O颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色3.用途：化工原料，

6、用于制化肥、染料、炸药等。【热点难点全析】一、氨气的实验室制法与性质1加热固态铵盐和碱的混合物(1)反应原理： 2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。 (2)装置：“固体固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。 (3)收集：只能用向下排空气法。(4)干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。(5)验满方法：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。(6)环保措施：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。2加热浓氨水(1)反应原理

7、：NH3H2ONH3H2O。(2)装置：右图3浓氨水中加固态碱性物质(1)原理： 浓氨水中存在以下平衡：NH3H2ONH3H2ONH OH，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)， 使平衡逆向移动，促进了NH3H2O的分解。(2)装置：特别提醒加热铵盐和碱制氨气时：(1)不宜选用NH4NO3和NH4HCO3，NH4NO3受热易爆炸，NH4HCO3受热易分解产生CO2。(2)Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH易吸湿，结块，不利于NH3的逸出。4.氨气的性质(1)氨气的催化氧化实验探究装置作用或现象提供氨气和氧气使氨气被催化氧化，红热状态的铂铑合金丝更加红热

8、吸收剩余的氨气和生成的水蒸气看到有红棕色的气体产生(2)氨气的溶解性实验问题喷泉实验的基本原理气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差(负压)，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。 形成喷泉的气体与液体组合a.NH3、HCl、SO2、NO2 与水组合能形成喷泉。 b.酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。 【典例1】实验室里可按下图所示的装置干燥、贮存某气体R，多余的气体可用水吸收，则R是()ANO2BHClCCH4 DNH3解析：由储气瓶的连接方式知，瓶内只能收集密度小于空气的气体，排除NO2、HCl；由尾气吸收装置知，该气体极易溶于水，排除CH4

9、。答案： D二、硝酸与金属、非金属反应的一般规律1硝酸与金属反应的一般规律(1)金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。(3)金属与HNO3反应的一般通式为金属浓硝酸金属硝酸盐NO2H2O反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。金属稀硝酸金属硝酸盐NOH2O反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。2硝酸与非金属反应的规律(1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物、二氧化

10、氮和水。(2)与非金属反应，HNO3表现强氧化性，不表现酸性。3计算中的守恒思想的应用(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)则有：c(NO)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。(4)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4

11、提供H的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。【典例2】1.92 g Cu投入一定量的浓HNO3溶液中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下的气体672 mL，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为()A504 mL B336 mLC224 mL D168 mL解析从整个反应来看，CuCu2；HNO3NO、NO2HNO3，O2H2O，N元素的化合价在整个反应前后没有变化，则Cu失去电子的物质的量等于氧气得到电

12、子的物质的量。所以O2在标准状况下的体积为22.4 L/mol103 mL/L336 mL。答案B【高考零距离】1、（2012上海高考1）今年3月修订的环境空气质量标准中新纳入的强制监测指标是 APM2.5 BNOx CSO2 D可吸入颗粒物【答案】A【解析】本题考查化学与生活，意在考查考生应用化学知识解释生活现象的能力。2011年3月修订的环境空气质量标准将PM2.5纳入强制检测指标，A项正确；氮氧化物、SO2、可吸入颗粒物已在检测指标中，不属于新增检测项目，故答案为：A。2、（2012福建高考11）11下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是A二氧化氮 B钠 C硫酸镁 D

13、二氧化硅【解题指南】解答本题时应明确“铵盐只有和碱反应才能能够生成氨气”。【解析】选B。钠和水反应生成NaOH和H2，NaOH和NH4Cl反应生成NH3，反应的化学方程式依次是：2Na+2H2O2NaOH+H2、NH4Cl+NaOHNH3+H2O+NaCl。3、（2012上海高考16）实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是A是氨气发生装置 B是氨气发生装置C是氨气吸收装置 D是氨气收集、检验装置【答案】B【解析】本题通过NH3的制取实验，意在考查考生实验分析、实验评价能力。装置在管口处又生成NH4Cl，无法制得NH3，A项错误；选用装置，使用浓氨水与CaO或NaOH作用，可制取NH

14、3，B项正确；作为NH3的吸收装置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，C项错误；利用收集NH3时，收集气体不纯，D项错误。4.（2012江苏高考1）1.化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极的作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是A.改进汽车性质尾气净化技术，减少大气污染物的排放B.开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用C.研发可降解高分子材料，减少“白色污染”D.过度开发矿物资源，促进地方经济发展【参考答案】D【分析】本题属于考核化学与社会问题中的节能减排、保护环境、资源利用等相关问题。A.汽车工业的发展可持续发展离不开技术的进步，改进汽车性质尾气净化技术，减少大

15、气污染物的排放是汽车工业发展必然要求。B.开发利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源，可以减少化石燃料的使用，减轻温室效应的压力，有得社会的可持续发展。C.“白色污染”在土壤和水体中富集可长期影响农作物的生长、海洋渔业等，研发可降解高分子材料，给塑料工业带来可持续发展的机遇。D.适度开发矿物资源，能促进地方经济发展；过度开发矿物资源，不利于地方经济发展的可持续发展，甚至资源浪费，环境污染。煤、石油、稀土等资源开发须有国家宏观控制，才能实现真正意义上的可持续发展。【解题指南】解答本题时应注意“资源利用、环境保护与社会可持续发展”的要求。【解析】选D。A项，汽车尾气中含有氮氧化物等有害气体，

16、改进净化技术，可以减少污染物的排放，有利于社会可持续发展；B项，化石燃料是不可再生资源，且化石燃料使用过程中易产生污染，减少化石燃料的使用有利于社会可持续发展；C项，“白色污染”是聚乙烯等难以降解的塑料产生的污染，研发使用可降解塑料有利于保护环境，可持续发展；D项，矿物资源大多为不可再生资源，且矿物资源开采使用过程中易导致污染，不利于社会可持续发展。5、（2012海南高考1）化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是 ACO2属于大气污染物B酸雨是pH小于7的雨水CCO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成D大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧【解析】CO2不属于大气污染物，酸雨pH”或“ ”

17、）。实际生产条件控制在250、1.3104kPa左右，选择此压强的理由是 。【答案】（1）3NO2H2O=NO2HNO3；6.72（2）41.8；b；8/3；（3）B.41，则会出现题中所述现象正确CNO与NO2按任意比混合都会出现题述现象正确D只有NO2时，溶液先充入试管的2/3，通入适量氧气后试管内可充满溶液正确3. 【答案】A4. 【答案】B5. 【答案】选B。【解析】溶液中同时存在H+和NO3-时就能够与Cu发生反应。该溶液中 H+ 实际为 0.06 mol，应该根据离子方程式进行计算，正确解答思路为：根据3Cu + 8H+ + 2NO3 - = 3Cu2+ +2NO +4H2O3 8

18、 2 30.03 mol 0.06 mol 0.04 mol X根据各物质量的关系可知， H+不足，应根据H+进行计算。X=30.06 mol8=0.0225 mol,因此，铜离子浓度为0.225 mol /L。6. 【答案】选D。【解析】不能用分液法分离碘酒中的碘和酒精，因为二者互溶。NH4Cl受热分解，冷却后又重新生成NH4Cl，故很难收集到NH3。C项中Cl2和HCl均可与NaOH反应，故不能用NaOH除去Cl2中的HCl，而应采用饱和食盐水除去Cl2中的HCl。7. 【答案】选A。【解析】铁、铝钝化可排除，再根据化学方程式计算。铁、铝遇浓硝酸钝化，铜、银与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+

19、4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2+2H2OAg+2HNO3(浓) = AgNO3+NO2+H2O，根据上述关系可知等质量的Cu、Ag、Fe、Al与足量浓硝酸反应，放出NO2最多的是Cu。8. 【解析】 因为极容易溶于水,水会进入烧瓶并充满烧瓶,设烧瓶体积是V,该条件下的摩尔体积为V则c=n/V=(V/V/V=1/V ; ,NO难溶于水, 溶入水时,生成的NO占了烧瓶的1/3体积,水进入2/3体积, c= (2V/3)/V/(2V/3)=1/V ,所以选C。 【答案】 C 9. 【解析】 根据题意属离子晶体可知,该晶体由和构成,故B、C项错误;与水反应实质上发生的是氢元素的归中反

20、应,A项正确;与乙醇发生的反应与其与水发生的反应类似,可知与乙醇中羟基上的氢发生归中反应被氧化,D项错误。 【答案】 A 10. 【解析】 溶入水生成硝酸和NO,气体颜色会由红棕色变成无色,生成的硝酸会氧化溶液由浅绿色变成棕黄色;通入溶液中会先出现白色沉淀,后沉淀消失;通入溶液中与水反应生成的氢离子和硝酸根离子会形成强氧化性环境,会氧化还原性较强的亚硫酸根离子,从而生成硫酸钡沉淀;通入溶液中无明显现象。 【答案】 B 11. 【答案】B【解析】使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3，由于整个转化过程中没有使用NH3或NH，故原溶液中一定有NH；若原溶液中含有SO或HSO，也能出现图示中的转化，原溶液不一定含有SO；由于第一步转化使用了HCl，既使