高考第一轮复习——氮及其化合物的性质（学案含答案）

1、.年 级高三学 科化学版 本苏教版内容标题高三第一轮复习：氮及其化合物的性质【本讲教育信息】一. 教学内容：氮及其化合物的性质二. 教学目的：理解氨的物理性质，掌握氨的化学性质；理解铵盐的性质；掌握铵根离子的检验方法。掌握NO、NO2的重要性质及其与环境的关系；理解氮的固定，掌握氮气的性质。认识硝酸的重要性质；理解浓、稀硝酸与金属反响的特点。三. 教学重点、难点：氨及铵盐、氮的氧化物和硝酸的性质四. 教学过程：一氨及铵盐的性质：1、氨是没有颜色、有刺激性气味的气体；密度比空气小；氨极易溶于水且能快速溶解，在常温、常压下1体积水能溶解700体积氨，氨很容易液化，液氨气化时要吸收热量，故液氨常用作

2、致冷剂。2、氨分子中氮的化合价为3价，分子中含有极性键，键角为105.5，分子构型为三角锥形，属于极性分子。3、氨溶于水时，大部分NH3与H2O结合，形成NH3H2O。NH3H2O可以部分电离生成NH4和OH，NH3H2ONH3H2ONH4OH所以氨水显碱性，它能使酚酞试液变红。4、氨具有复原性：能被Cl2、O2等物质氧化：2NH33Cl26HClN2当NH3过量时，也可生成NH4Cl；4NH35O24NO6H2O5、铵盐：常见的铵盐有：NH4HCO3、NH42CO3、NH4NO3、NH4Cl等。铵盐均为易溶于水的白色晶体，都能与碱反响，NH4OHNH3H2O，受热时产生NH3；铵盐受热均易分

3、解。6、NH3的实验室制法：实验室一般用生石灰或CaOH2与NH4Cl混合加热来制取氨气，CaOH22NH4ClCaCl22NH32H2O；反响属于“固固反响，故装置与实验室制取氧气的装置一样，但氨气必须用向下排气法搜集，并用潮湿的红色石蕊试纸检验氨所是否搜集满。7、化学氮肥：化学氮肥主要包括铵态氮肥主要成分为NH4、硝态氮肥主要成分为NO3和有机态氮肥尿素CONH22。说明1、喷泉形成的原理：容器内外存在较大的压强差。在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，形成喷泉。形成压强差的两类情况：容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反响。如：NH3、HCl等

4、溶于水；CO2、SO2、Cl2等与碱溶液的反响等；容器内的液体由于受热挥发如浓盐酸、浓氨水、酒精等或由于发生化学反响，容器内产生大量的气体，从而使容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。如：喷雾器、人造喷泉、火山喷发等。2、氨的实验室制法：加热固态铵盐一般为NH4Cl和碱一般为熟石灰的混合物反响；制取少量的氨气，可用浓氨水加热挥发的方法获取；也可以向浓氨水中参加固态碱性物质如：生石灰、NaOH、碱石灰等，促使平衡：NH3H2ONH3H2ONH4OH逆向挪动，同时加热，促进NH3的挥发。3、铵盐分解规律铵盐热稳定性差，受热均能分解。但请注意：未必有NH3产生，这由盐中对应酸

5、的稳定性、挥发性、氧化性等因素来决定。稳定易挥发酸成的铵盐NH3酸的挥发性物质稳定难挥发酸成的铵盐NH3酸如2NH3H2SO4不稳定且无强氧化性酸成的铵盐NH3酸的分解产物如2NH3H2OCO2 NH3H2OCO2由不稳定且有强氧化性酸HNO3成的盐例1. 某同学学习了氨的催化氧化反响后，想自己设计并做一个探究实验，探究氨在催化剂的作用下被空气中的氧气氧化的情况。经过仔细考虑，他设计了如下实验，请你认真分析他设计的实验，然后答复以下问题：实验方法：在锥形瓶中参加浓氨水，然后将铂丝加热到红热状态，将红热的铂丝插入锥形瓶中，观察现象。1该同学想探究氨的催化氧化，他为什么选择浓氨水？假设想快速看到实

6、验现象，应向浓氨水中参加什么物质或进展什么操作？2你推测他会看到什么现象？为什么？解析：浓氨水具有挥发性，挥发出氨气，氨在催化剂和加热的条件下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮与空气中的氧气反响生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮与水反响生成硝酸具有挥发性，硝酸遇到氨气产生大量的白烟。氨水除具有碱性外，还具有易挥发性，且浓度越大越易挥发，温度越高越易挥发。所以，氨水保存时要注意密封，且放到低温处保存。由于氨水具有易挥发性，因此，向浓氨水中参加氢氧化钠或加热是实验室中制备氨气的一种简便快捷的方法。答案：1浓氨水具有挥发性，可以挥发出氨气，进展氨的催化氧化实验；该同学可向浓氨水中参加氢氧化钠或加热来加快浓

7、氨水的挥发。2该同学会看到有红棕色气体出现，随后又消失，然后出现白烟；原因是氨在催化剂的加热的共同作用下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮与空气中的氧气反响生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮与水反响生成硝酸具有挥发性，硝酸遇到氨气产生大量的白烟。例2. 能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、NH42SO4四种溶液可以加热的一种试剂是：A. BaCl2 B. BaNO32 C. BaOH2 D. AgNO3解析：NH4的检验方法是：将待检物取出少量置于试管中，参加NaOH溶液后，加热，用潮湿的红色石蕊试纸在管口检验，假设试纸变蓝色，那么证明待检物中含铵盐NH4：NH4OHNH3H2O上述四种物质中

8、，有两种含NH4，另有两种含SO42，SO42的检验用Ba2，所以选择BaOH2来鉴别。将BaOH2溶液分别参加到上述四种溶液中的现象分别为：A只有白色沉淀；B为只有刺激性气味的气体；C无现象；D为既有白色沉淀又有刺激性气味的气体。答案：C例3. 在标准状况下，用以下气体做喷泉实验，请根据情况，填写烧瓶中溶液的物质的量浓度假设烧瓶中溶质不能扩散出来。1用氯化氢气体做喷泉实验，喷泉完毕后，水充满烧瓶，那么溶液的物质的量浓度为_；2用NH3做喷泉实验，喷泉完毕后，水充满烧瓶，那么溶液的物质的量浓度为_；解析：1由于HCl气体极易溶于水，最终所得溶液的体积和原HCl气体的体积相等，即相当于VL溶液中

9、溶解了HCl气体：设烧瓶体积为VL，溶液的物质的量浓度为：molL10.045molL1。2由于NH3也极易溶于水，最终所得溶液的体积和原NH3的体积是相等的。故所得溶液的物质的量浓度也为molL1，约为0.045molL1。答案：物质的量浓度均为：0.045molL1二氮及其氧化物的性质、硝酸的性质：1、氮气是一种双原子单质分子，性质很稳定，一般不与其他物质发生化学反响，故可用作保护气。但在特定的条件下，可以与氧气、氢气、镁等物质发生反响。N23H2 2NH3；3MgN2 Mg3N2N2O2 2NO2、氮的氧化物种类较多，主要有N2O笑气、NO、NO2、N2O4等。其中NO是一种无色不溶于水

10、的有毒气体，不溶于水，而NO2那么是一种红棕色有刺激性气味的有毒气体，能溶于水，溶于水生成HNO3和NO，NO2还易发生二聚反响。氮的氧化物是形成光化学烟雾的因素之一，对环境的危害极大。NO和NO2的互相转化关系为：2NOO22NO2；3NO2H2O2HNO3NONO2具有强氧化性，能与许多复原性物质反响，如：SO2、I等，NO2还能与碱溶液反响，生成硝酸盐和亚硝酸盐。如：NO2SO2NOSO3；2NO22NaOHNaNO3NaNO2H2O故可用碱液来吸收硝酸工业中产生的尾气。NO、NO2的制取实验室NO可用Cu与稀HNO3反响制取：3Cu8HNO3稀3CuNO322NO4H2O，由于NO极易

11、与空气中的氧气作用，故只能用排水法搜集。实验室NO2可用Cu与浓HNO3反响制取：Cu4HNO3浓CuNO322NO22H2O由于NO2可与水反响，故只能用排空气法搜集。3、硝酸的性质：纯洁的硝酸是无色易挥发，有刺激性气味的液体，能以任意比溶于水，常用浓硝酸的质量分数约为63%，质量分数98%的硝酸叫做发烟硝酸，硝酸是一种重要的化工原料。硝酸具有酸的通性，但硝酸与金属反响时一般无氢气产生。1不稳定性：硝酸在受热或光照条件下即可分解：4HNO34NO2O22H2O，常见浓硝酸显黄色，是由于硝酸分解产生的NO2气体溶解在其中，故浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，置于阴暗处。2强氧化性：<1>

12、与金属反响：硝酸和金属反响时，硝酸作为氧化剂，硝酸的浓度越高，其氧化性越强，复原产物的价态越低。A：常温下，浓硝酸可使Fe、Al外表形成致密的氧化膜而发生钝化，阻止反响的继续进展。B：一定条件下硝酸能与除铂以外的多数金属反响，通常浓硝酸反响后生成的气体主要是NO2，稀硝酸反响后生成的气体主要是NO，如：铜与浓、稀硝酸的反响：3Cu8HNO3稀3CuNO322NO4H2OCu4HNO3浓CuNO322NO22H2O变价金属与硝酸反响时，产物的价态那么要看硝酸与金属的物质的量的相对大小，假设金属过量，那么生成低价的金属硝酸盐，假设硝酸过量，那么生成高价的金属硝酸盐。如：铁与稀硝酸的反响：3Fe过量

13、8HNO3稀3FeNO322NO4H2OFe缺乏4HNO3浓FeNO33NO2H2O<2>硝酸不仅可与金属反响，还可与非金属单质反响：如：浓硝酸与单质碳反响的化学方程式：C4HNO3浓CO24NO22H2O非金属单质与浓硝酸反响时，一般生成高价的非金属氧化物或高价的含氧酸<3>硝酸与低价态化合物的反响硝酸能氧化很多低价态的化合物，如S2、SO32、I、Fe2等复原性物质，故在酸性条件下NO3与S2、SO32、I、Fe2等不能共存于同一溶液中，但在中性或碱性介质中，可以共存。3与有机物反响：在一定条件下硝酸可与某些有机物发生取代反响和颜色反响：如：浓硝酸与苯、苯酚等物质的

14、硝化反响、与醇的酯化反响、与某些蛋白质的颜色反响等。说明1、氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮的过程。可以通过生物固氮和人工固氮两种方法。2、Mg在空气中燃烧，除与O2反响外，还可与N2、CO2气体反响生成Mg3N2、MgO和C。可将产物溶于水，产生无色、有刺激性气味气体，那么证明生成了Mg3N2；假设将产物溶于酸，假设有黑色不溶物生成，那么证明有C产生。3、浓硝酸和浓盐酸均为无色，但常用的浓盐酸和浓硝酸均呈黄色。浓盐酸是由于其中溶解了FeCl3而显黄色；而浓硝酸那么是由于硝酸分解产生的NO2溶解在其中显黄色，此时，可向硝酸溶液中通入空气氧气，除去溶解在其中的NO2：4NO2O22H2O

15、4HNO3。4、NO不与水反响，NO2遇水反响产生NO气体，不能完全被水吸收。但在有氧气存在的情况下，两者都可以完全被水吸收生成硝酸：4NO3O22H2O4HNO3；4NO2O22H2O4HNO35、铁和铝遇浓的浓硝酸钝化，并不是指两者不反响，而是反响生成一薄层致密的氧化膜，阻止反响的继续进展。但在加热条件下，铁和铝也能与浓硝酸反响。硝酸与金属反响时既起氧化剂的作用，同时还起酸的作用。随着反响的进展，硝酸的浓度逐渐降低，氧化性逐渐减弱，复原产物的价态逐渐降低。6、NO3在中性和碱性溶液中不具有强氧化性，但在酸性介质中，NO3具有强氧化性，能氧化许多复原性物质。故复原性离子与NO3在中性和碱性介

16、质中可以共存，而在酸性介质中不能共存。7、硝酸与有机物所发生的反响大部分都是取代反响，此时硝酸HONO2提供OH，NO2硝基取代有机物中的H，形成硝基化合物或硝酸酯。8、NO3的检验，是将溶液蒸馏浓缩，再向溶液中参加铜片和浓硫酸，假设产生红棕色气体，那么证明有NO3，反之没有NO3。9、金属和硝酸反响时，随反响情况不同产物不同，有时甚至出现多种产物混合现象如NO、NO2混合，NO、NO2、N2O4混合，Fe2、Fe3混合等。假如采用一般的解题方法，根据化学方程式分步计算，计算步骤非常繁琐，甚至造成简单问题复杂化。但假设采用守恒法来解，常常可以使问题得到简化。此类题目的守恒通常根据两个方面：原子

17、守恒：硝酸的总物质的量和金属阳离子结合的NO3的物质的量复原产物中N原子的物质的量剩余HNO3的物质的量；电子守恒：金属失去电子的总物质的量氧化剂HNO3转化为复原产物氮的氧化物时所得到的电子的物质的量。例1. 将1.92gCu粉与一定量的浓硝酸反响，当Cu粉完全作用时，搜集到气体1.12L标况，那么所消耗硝酸的物质的量是：A. 0.12mol B. 0.11mol C. 0.09mol D. 0.08mol解析：消耗的硝酸分两部分，一部分起酸的作用，一部分做氧化剂，由守恒法可知，消耗的硝酸的物质的量应为这两部分的和，即为：1.92g/64g/mol×21.12L/22.4L/mol

18、0.11mol；应选B答案：B例2. 用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：1铜跟浓硝酸反响；2铜跟稀硝酸反响；3铜先跟氧气反响生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反响。以下表达中正确的选项是A. 三种途径所消耗的铜的物质的量相等B. 三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C. 所消耗的铜的物质的量是：途径3途径1途径2D. 所消耗的硝酸的物质的量是：途径1途径2途径3解析：此题是评价制备方案的优劣。从绿色化学角度看1要节约原料；2是副产品，对环境污染小。1Cu4HNO3浓CuNO322NO22H2O，23Cu8HNO3稀3CuNO322NO4H2O，32CuO22CuO，CuO2HNO3CuNO32H2O

19、。假设生成3molCuNO32，可得消耗原料量及生成污染物NOx的量见下表：CuNO32CuHNO3NOx13mol3mol12mol6mol23mol3mol8mol2mol33mol3mol6mol0mol由上表知：1耗HNO3最多，生成污染物最多；3耗HNO3最少，没有污染物。答案：AD例3. 某试剂厂有银含杂质铜和硝酸含杂质Fe3反响制取硝酸银。步骤如下根据上述步骤，完成以下填空：1溶解银的硝酸应该用 硝酸填浓或稀。原因是 填序号，下同a减少过程中产生NOX的量_b减少原料银的消耗量_c节省硝酸物质的量2步骤B加热保温的作用是_。a有利于加快反响速率b有利于未反响的硝酸挥发c有利于硝酸

20、充分反响，降低溶液中cH3步骤中是为了除去F3、Cu2等杂质，冲稀静置时发生的化学反响是_a置换反响b水解反响c氧化复原反响产生的沉淀物化学式 .解析：1根据反响方程式：Ag2HNO3浓AgNO3NO2H2O、3Ag4HNO3稀3AgNO3NO2H2O可知：每生成1molAgNO3，如用浓HNO3，消耗HNO32mol，产生1molNO2；如用稀HNO3，只需HNO34/3mol，放出NO1/3mol。故用稀硝酸比用浓硝酸好，原因为减少氮氧化物的排放量，从而节省硝酸的使用量，即理由为a、c。2根据温度对反响速率的影响，加热保温是使反响加快，促使HNO3与Ag反响，而不希望HNO3损失，因此其目

21、的是a、c。3由水解原理，溶液浓度小，促进水解，使F3、Cu2生成难溶的FeOH3、CuOH2而除去。答案：1稀，a、c2a、c3b，FeOH3、CuOH2例4. 1898年，曾有人创造了固氮的一种方法，该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反响是石灰石分解；第二步是使第一步反响产物和焦炭反响，在电炉中的高温下制得第三步反响起始物；第三步反响中另一反响物是空气，该反响也是在电炉中完成的，生成一种固体；第四步是使该固体和水蒸气反响制得氨气。又知该固体中有与N3互为等电子体的离子。1试写出四步反响的化学方程式；2试简评该固氮方法。解析：前二步反响分别是石灰石的分解和制造电石的反响：CaCO3CaOCO2；CaO3CCaC2CO第三步反响是CaC2在高温下与空气中的氮气反响，以获得固氮的效果。由于生成物与N3互为等电子体的离子，氮元素在此生成物中应为3价，后者与水反响才更有可能生成NH3。N3的等电子体有CN22、C2N3。假如N为3价，在CN22中C为4价，在C2N3中C