氮及其化合物的性质

第三节氮及其化合物第三章非金属及其化合物考纲·网络—掌控全局考纲点击网络构建1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。梳理·判断—突破点面梳理基础一、氮气及氮的氧化物1．存在及用途。N2在大气中的体积分数约为________；主要用作合成氨的原料气，以及填充气和保护气，液态氮可做________等。2．氮的固定。(1)定义：将空气中________的氮转化为____________的方法。78%冷冻剂游离态含氮化合物3．氮气。(1)物理性质。________色、________味、________体；密度比空气________，________水。(2)化学性质。自然高能人工仿生无无气略小不溶于4．氮的常见氧化物。NONO2颜色______色______色毒性______毒______毒溶解性______溶于水______溶于水与O2反应____________与H2O反应____________N2＋3H22NH3高温、高压催化剂无红棕有有不易2NO＋O22NO23NO2＋H2O2HNO3＋NONONO2与人体、环境的关系①与__________结合，使人中毒；②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成________、________特殊性NO2与N2O4的相互转化血红蛋白酸雨光化学烟雾二、氨及铵盐1．氨气。(1)物理性质。____色，________气味，密度比空气____，常温常压下，1体积水中溶解________体积氨。(2)化学性质。无有刺激性小700(3)制法。①实验室制法：________________________________________________________________________。②工业制法：

_________________________________。NH3＋H2ONH3·H2O产生大量白烟NH3＋HClNH4ClN2＋3H22NH3高温、高压催化剂(4)用途：制HNO3、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。2．铵盐。(1)构成：由__________和__________构成。(2)物理性质：都是白色或无色晶体，都______溶于水。(3)化学性质。①不稳定性。写出NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式：_______________________________________________；_____________________________________________。②与强碱反应。写出NH4Cl与NaOH反应并微热搅拌的离子方程式：__________________________________________。铵根离子酸根离子易三、硝酸1．物理性质。气味颜色挥发性溶解性____________色久置呈____色易______与水______2.化学性质。(1)强酸性：具有酸的通性。(2)不稳定性：_________________________________。变蓝刺激性无黄挥发互溶(3)强氧化性。(ⅰ)与金属反应。A．与除Au、Pt外大部分金属反应(如Cu)：__________________________________________________________________________________________________。B．常温下浓HNO3使Fe、Al________。(ⅱ)与非金属(如木炭)反应：____________________________________________________________________________________________________。A.Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O钝化判断正误正确的打“√”，错误的打“×”。1．(2011·安徽高考)过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色，稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋(

)2．(2011·安徽高考)用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，故浓氨水呈碱性(

)3．(2011·四川高考)向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体，HNO3分解生成了NO2(

)×√×4．(2011·山东高考)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在(

)5．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2＋还原成Cu(

)6．铁溶于稀硝酸，溶液变黄，是因为发生反应：3Fe＋8H＋＋2NO3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(

)7．(2012·天津武清一模)氮的固定不一定都要在高温、高压、催化剂的条件下才能实现(

)8．(2012·山东高考)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应(

)×××√×9．(2012·天津高考)NO2溶于水时发生氧化还原反应(

)10．(2012·汕头二模)常温下，向NH4Cl溶液中加入氨水至溶液的pH＝7，此时溶液中c(NH)>c(Cl—)(

)11．(2012·湛江一模)氨气是工业制取硝酸的重要原料(

)√×√【例1】将一干燥试管中充满等体积NO2和NO后倒置在水槽中，反应完毕，试管中液面上升的高度是多少？实验·操作—提高素养实验课题：氨气的实验室制法1．实验目的。实验室制备氨气。2．实验原理。(1)氨气易溶于水，NH3·H2O为弱碱，且氨气与H2O反应为可逆反应，要设计在无水环境中加热使铵盐与强碱反应制取氨气。(2)设法减少浓氨水中水的量，并且使氨水的温度升高可释放出NH3，如向浓氨水中加入CaO或碱石灰等。3．探究活动。(1)按如下图所示装置连接好仪器，并检验装置的气密性。(2)按图装好药品，点燃酒精灯，加热试管，发生反应，反应的化学方程式为：Ca(OH)2＋2NH4Cl

2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。(3)用向下排空气法收集氨气。(4)验满方法：可将湿润的红色石蕊试纸放在收集氨气的试管口，检验氨气是否已集满；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生，说明已收集满。4．操作提示。(1)固＋固

气体时，试管口应略向下倾斜。(2)消石灰和NH4Cl要在研钵中研细并混合均匀且均匀地撒在试管底部。(3)用酒精灯给试管均匀预热后，用外焰给试管中有药品处从前向后加热。(4)收集气体时，一般在试管口塞一团棉花，可减小NH3与空气的对流速度，以便收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。【例3】已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用如下示意图中的装置可以实现该反应。回答下列问题：(1)A中加入的物质是________________，发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(2)B中加入的物质是________，其作用是________________________________________________。(3)实验时在C中观察到的现象是________________________________________________________________________，发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(4)实验时在D中观察到的现象是____________，D中收集到的物质是________，检验该物质的方法和现象是____________________________________________。解析：由实验目的“氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜”并结合题干装置图可知，A装置提供NH3，且是固、固加热制备气体，则A中应加入固体NH4Cl和Ca(OH)2，发生反应：2NH4Cl＋Ca(OH)2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。B装置是干燥装置，除去NH3中的水蒸气，应加入碱石灰或CaO等碱性固体干燥剂。C装置中发生反应：2NH3＋3CuO

N2＋3H2O＋3Cu，则C中黑色粉末逐渐变为红色。反应生成的N2及水蒸气和未反应的NH3均会从C装置中进入D试管中，则D中收集到的是氨水，因为水蒸气在冰水中转化为液态水，氨气极易溶于水。E装置是气体收集装置，收集到的是N2。答案：(1)固体NH4Cl和Ca(OH)2

2NH4Cl＋Ca(OH)2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(其他合理答案也可以)(2)碱石灰(或CaO)除去NH3气流中的水蒸气(3)黑色粉末部分逐渐变为红色2NH3＋3CuO

N2＋3H2O＋3Cu(4)出现无色液体氨水用玻璃棒蘸取无色液体，滴在红色石蕊试纸上，试纸变蓝(或取少量无色液体，加入无水硫酸铜，无水硫酸铜变蓝)3．(2011·重庆高考)固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应。甲组同学用下图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。(1)仪器B的名称是________。(2)实验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则Ⅲ中的试剂为________；Ⅳ中发生反应的化学方程式为______________；Ⅴ中的试剂为________。(3)乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ－Ⅲ－Ⅳ－Ⅱ－Ⅴ－Ⅵ，此时Ⅱ中现象为________，原因是_________________________________________________________。(4)经上述反应，2.5g化合物A理论上可得0.56L(标准状况)M，则A的化学式为________。解析：(2)化合物A与水反应生成氨气，氨气经碱石灰干燥，与CuO反应生成红色的Cu，根据化合价守恒可知Cu的化合价降低，NH3中的N的化合价升高生成气体M(氮气)。(4)经浓硫酸吸收未反应的NH3，收集的氮气的物质的量为n(N2)＝＝0.025mol，所以A中含n(N)＝0.05mol，设A的化学式为Q3N或QN时其式量均为50，Q的相对原子质量分别为12或36，无意义；设A的化学式为Q3N2，其相对分子质量为100，Q的相对原子质量为24，所以A为Mg3N2。答案：(1)分液漏斗(2)碱石灰3CuO＋2NH3

3Cu＋N2＋3H2O浓硫酸(3)试纸变蓝CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气反应生成氨水，使红色石蕊试纸变蓝(4)Mg3N2巩固·演练—基础达标1．(2012·茂名二模)下列是某同学学习氨和铵盐的性质总结，相关实验操作正确且能达到目的的是(

)A．测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，比较氨水和NaOH碱性强弱B．将NH3·H2O溶液缓慢滴入AlCl3溶液中，研究Al2O3的两性C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近，观察产生的白烟D．加热除去NH4Cl中的少量NaHCO3解析：NH3·H2O是弱碱，不能完全电离，NaOH是强碱，完全电离，在同浓度时，NaOH碱性比氨水强，A方法可行。将NH3·H2O溶液缓慢滴入AlCl3溶液中，只能生成Al(OH)3沉淀，B不可行。浓硫酸没有挥发性，将蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近，不会产生白烟，C不可行；NH4Cl与NaHCO3均易分解，不能通过加热分离，D不可行。答案：A2．相同状况下，在容积相同的三个烧瓶内，分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体，然后分别做喷泉实验，若不考虑溶质扩散到烧瓶外的容器中，实验结束后，烧瓶内3种溶液的物质的量浓度之比为(

)A．3:3:2

B．1:1:1C．2:2:3D．无法比较2题变式2－1.(2011·江苏模拟)现有等体积混合而成的4组气体：①NO2＋NO、②NO2＋O2、③HCl＋N2、④Cl2＋SO2。现将其分别通入体积相同的试管中并立即倒立在足量水中，试管内水面上升的高度分别为h1、h2、h3、h4，则高度关系是(

)A．h4>h2>h3>h1B．h4>h3>h2>h1C．h2>h3>h1>h4D．h3>h2>h1>h4解析：气体通入试管中的有关反应为：3NO2＋H2O2HNO3＋NO,4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，Cl2＋SO2＋2H2O2HCl＋H2SO4，HCl极易溶于水，设各取每种气体4体积，则剩余气体①中为体积的NO，②中为3体积的O2，③中为4体积的N2，④中Cl2与SO2、H2O恰好完全反应，生成H2SO4和HCl，则剩余气体为0体积，所以试管内水面上升的高度为h4>h2>h3>h1。答案：A2－2.(2011·福建长乐侨中、福清二中联考)如右下图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y。若挤压滴管胶头，使液体Y滴入瓶中，振荡，过一会可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能是(

)A．X是NH3，Y是水B．X是SO2，Y是NaOH浓溶液C．X是CO2，Y是稀硫酸D．X是HCl，Y是NaNO3稀溶液解析：气球鼓起，说明锥形瓶内的压强减小，所以只要气体溶于液体或与液体反应使压强减小即可。A、D中NH3、HCl极易溶于水，B中SO2与NaOH反应。答案：C2－3.利用下图两套装置进行喷泉实验，请回答下列问题：(1)用图1所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是_________________________，该实验的原理是____________________________________。(2)如果仅提供图2所示的装置，请说明引发喷泉的方法______________________________________________。解析：喷泉形成的根本原因在于烧瓶内外有较大的气压差，对于装置1来说，只需将滴管内的水挤入烧瓶内，氨气极易溶于水，烧瓶内气压瞬时降低而形成内外气压差。对于装置2来说，没有滴管引发喷泉，可通过降温或升温改变烧瓶内压强，引发喷泉。答案：(1)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水氨极易溶解于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小(2)打开止水夹，用手或热毛巾等将烧瓶捂热，氨气受热气体膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即产生喷泉4．下列对硝酸的认识不正确的是(

)A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B．铜和稀硝酸的反应属于置换反应C．金属与硝酸反应一般不产生氢气D．常温下可用铝或铁制品盛装浓硝酸解析：硝酸是强氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A正确。由铜与浓、稀硝酸反应的方程式知，均不属于置换反应，B错误。因为硝酸是强氧化