氮及其化合物导学案

#氮及其化合物考点1氮气及氮的氧化物氮元素的存在在自然界中，氮元素既有态，也有态，大部分氮元素以态的形式存在于空气中。氮气的物理性质：颜色：，状态：，气味：，水溶性：溶于水。氮气的化学性质常温下，氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生化学反应。写出下列反应的化学方程式。TOC\o"1-5"\h\z工业上合成NH：。3%和02在放电条件下生成NO：。⑶Mg在N2中燃烧：。氮的固定含义：将的氮转变为的氮。方式：、生物固氮、工业固氮。氮的氧化物:氮有多种价态的氧化物：NO、NO、NO、NO、NO、NO等。完成NO和NO的比较：223224252NONO2颜色物理性质化学性质毒性溶解性与O反应2NO+O——2NO与HO反应2223NO+HO—2HNO+NO223实验室制法(用化学方程式表示)Cu+HNO（稀）—3Cu+HNO（浓）—3注意：(1)氮的氧化物都是大气污染物。空气中no2是造成光化学烟雾的主要因素(2)NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝例题1一定条件下，将0.1LCO、0.2LCO、0.1LNO、0.2LNO和0.2LNH混合，然后通过分别盛有足量23蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定)。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应，则尾气(已干燥)()可能是单一气体B.不可能含有一氧化碳C.可能存在原气体中的两种气体D.成分和洗气瓶的排列顺序无关【答案】AC

变式1:NO是汽车尾气中的主要污染物之一。xTOC\o"1-5"\h\z⑴NO能形成酸雨，写出NO转化为HNO的化学方程式：。x23(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NO的排放。当尾气中空气不足时，NO在催化转xx化器中被还原成N排出。写出NO被CO还原的化学方程式：通过NO传感器可监测NO的含量，其工作原理示意图如下图所示。xx1产迁移、囲捧电牌质Pt电极01Pt电极上发生的是(填“氧化”或“还原”)反应。厂N1产迁移、囲捧电牌质Pt电极01Pt电极上发生的是(填“氧化”或“还原”)反应。写出NiO电极的电极反应式:(1)3NO+HO——2HNO+NO223微课1(1)3NO+HO——2HNO+NO223微课1书写减少氮氧化物排放的化学方程式【答案】催化剂(2)2CO+2NON+2CO(3)2c①还原②NO+O2--2e-NO22图3汽车排出的尾气中也含有氮氧化物，为避免污染，常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图1所示。写出净化过程中的总化学方程TOC\o"1-5"\h\z式：。TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,OH能将NO、NO2氧化，如图2所示，OH与NO反应的化学方程式为NO+OH——HNO。写出OH与NO反应的化学方程式：。23用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N是燃煤烟气的一种脱硝(除NO)技术。其脱硝机理如图2x3,写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式：。“、/、催此剖/、/、答案：(1)2NO+O+4CO4CO+N(2)3OH+NO—HNO+HO(3)2CH+6NOFCO+3N+4HO2232242222考点2氨气及铵盐氨气氨气的物理性质颜色：;气味：;密度：比空气；溶解性：溶于水(常温常压下，1体积水中大约可溶解体积氨气)；熔、沸点低，易液化。氨气的化学性质与水反应：nh3+h2o=nh3・屯0计算氨水浓度时通常将视作溶质，氨水的浓度越大，密TOC\o"1-5"\h\z度。H€弱碱性：NH・HO=N4+OH-2络合性：Ag++2NH・H0—[Ag(NH)]++2H02322H€与酸反应：实质是NH3+H+—N4与0反应：4NH+50.4N0+6H02322NH3的用途：液氨可用作。NH3是一种重要的化工原料，可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等。铵盐铵盐的物理性质：色晶体，溶于水。铵盐的化学性质热不稳定性ANHCL4NHHCO—43与碱溶液的反应ANh：+0H-，氨气能使试纸变色(可用于检验铵盐)。Nh：的检验未知液•呈碱性」1湿润的色石蕊试纸变色，则证明含NH4。例题2下列说法正确的是()A.氨气与氯气相遇可能冒白烟B.氨气通入浓硫酸或浓硝酸中会被氧化氨气可以由所有铵盐受热分解得到氨气比PH3易液化是因为N—H键的键能比P—H键的键能大【答案】A变式2探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A.将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水

将pH=11的氨水稀释1000倍，测得pH〉8，说明NH3・屯0为弱碱加热NHHC0固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NHHC0受热不稳定343舍匸湫*旳将红热的铂丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2舍匸湫*旳【答案】D核心突破nh3的实验室制法方法一：加热固态铵盐和碱的混合物。一般加热NHCl和Ca(OH)的混合物。TOC\o"1-5"\h\z2原理：2NHCl+Ca(0H)二CaCl+2NHf+2H042232A装置：固体+固体一・、气体(与用KC1O或KMnO制0的装置相同)。42收集：只能用向下排空气法。干燥：用碱石灰(NaOH和Ca0固体的混合物)，不能用CaCl?。验满：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。注意事项：收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小nh3与空气的对流速率，收集到纯净的nh3，同时也可避免污染空气。方法二：加热浓氨水。原理：NH・HO=NHf+H03232装置：方法三：浓氨水中加固态碱性物质(如Na0H粉末)。H€原理：浓氨水中存在平衡NH3+H20=NH3・H20一N4+0H-,加入固态碱性物质（如CaO、NaOH、碱石灰等），使平衡逆向移动，同时反应放热，促进nh3・h2O的分解。2.NH的催化氧化反应4NH+5O332Pt•4NO+6HO2Pt4NH+6NO.5N+6HO322Pt8NH+6NO.7N+12HO3222考点3硝酸1.硝酸的性质（1）硝酸的物理性质：纯硝酸是色、有气味、易的液体，能跟水以TOC\o"1-5"\h\z互溶，常用浓硝酸的质量分数为，“发烟硝酸”的浓度为。（2）硝酸的化学性质强酸性与CaCO反应：CaCO+2HNOCa（NO）+COf+HO333222稀硝酸遇石蕊试液，（填现象）。浓硝酸遇石蕊试液，（填现象）。不稳定性:hno3受热或光照分解的化学方程式为。强氧化性:常温下，Fe、Al遇冷、浓硝酸（填现象）。Cu与稀硝酸反应：。Cu与浓硝酸反应：。C与浓硝酸反应：。硝酸的用途硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造、、、、等。例题3等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是（）FeOB.FeOC.FeSOD.FeO【答案】A3434变式3对于ILHNO和HSO的混合溶液，若HNO和HSO物质的量浓度存在如下关系：24324c（HSO）+c（HNO）=1.2mol・L-i。则理论上最多能溶解铜的物质的量为（）430.80molB.0.72molC.0.45molD.0.40mol【答案】B【解析】物质的量浓度为1.2mol・L-1属于稀溶液，而稀硫酸与铜不反应，溶解铜的是稀硝酸，稀O-硫酸提供氢离子参与反应。溶解最多的铜，N3被完全反应。假设1LHNO和HSO的混合溶液中324

O-n(HS0)=xmol,n(HN0)=ymol,x+y=1.2mol…①；铜被溶解的离子方程式是3Cu+8H++2N3——3Cw++2N0fTOC\o"1-5"\h\z243+4HO28mol2mol2x+yyO-则8:2=(2x+y):y…②。解①②得x=0.72、y=0.48，根据3Cu~2N3，被溶解的铜为0.72mol。核心突破硝酸的工业生产工业生产中的物质转化：NH—NO—NO—HNO23主要原料：氨气、空气、水主要原理：主要原料：氨气、空气、水主要原理：（1）4NH+5O4NO+6HO322尾气处理：NO+NO+2NaOH——2NaNO+HO22(2)2NO+O2NO(3)3NO+HO——2HNO+NO222232NO+2NaOH——NaNO+NaNO+HO23221.A.用装置甲制取氨气C.屮丙B.用装置乙除去氨气中的水蒸气用装置丙验证氨气具有还原性D.用装置丁吸收尾气【答案】1.A.用装置甲制取氨气C.屮丙B.用装置乙除去氨气中的水蒸气用装置丙验证氨气具有还原性D.用装置丁吸收尾气【答案】【随堂检测】F列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，其中能达到实验目的的是（2.2.一定质量的铁和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。下列叙述一定正确的是（）A.硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少B.硝酸浓度不同，生成Fe（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【答案】BD

红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再导入少量石灰水；第②份直接通入少量石灰水。则石灰水的变化最可能为()A.①不变浑浊，②变乳白色B.①变乳白色，②不变浑浊C.①变乳白色，②变乳白色D.①不变浑浊，②不变浑浊【答案】B【解析】碳与浓硝酸反应产生CO2和N02的混合气体，混合气体先通过水，N02可与水反应生成硝酸和NO,则剩余NO和CO2的混合气体，再通过石灰水会产生CaCO3沉淀；而混合气体直接通过石灰水，NO2可与水反应生成的硝酸为强酸，故会产生Ca(NO＞溶液，难以得到CaCO3沉淀。判断下列说法是否正确分别加热盛有NHCl和单质碘的试管，管口均有固体凝结。()4TOC\o"1-5"\h\z常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸。()常温下，浓硝酸不跟铁发生化学反应，可用铁制容器盛装浓硝酸。()液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂。()氨气显碱性，可用P2O5或无水CaCl2干燥。()氮气化学性质通常不活泼，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却。()向某稀溶液中加入少量NaOH溶液，未产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该溶液中一定不含H+/、N4。()标准状况下，6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为O.1NA。()氨气具有氧化性，可用浓氨水检验氯气管道是否泄漏。()O2-O-O-加入铝粉能放出氢气的溶液中一定能大量存在C3、Al2、I-、N3等离子。()【答案】⑴V(2)V(3)X(4)V(5)X(6)X(7)X(8)X(9)X(10)X【课后检测】下列装置应用于实验室制取NH3,并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝，最后回收氯化铵的实验，能达到实验目的的是(AICI-,亍溶液AICI-,亍溶液A.A.用装置甲制取NH3B-用装置乙吸收NH3制取Al(OH)3D.用装置丁蒸干NHCl溶液并灼烧制NHCl44D.用装置丁蒸干NHCl溶液并灼烧制NHCl444相同质量的铜片分别与体积相同且过量的浓硝酸、稀硝酸反应，二者比较相等的是()

A.反应中氧化剂得到电子总数B.铜片消耗完所需时间反应后溶液中铜离子的物质的量浓度（反应后溶液体积不变）反应生成气体的体积（同温、同压）妥咒申的卑.制造蚩白质<——/亚帕霞盐）妥咒申的卑.制造蚩白质<——/亚帕霞盐）=A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环物质的量之比为1：3的锌与稀硝酸混合，若硝酸被还原的产物为NO,反应结束后锌没有剩余，下列说2法正确的是（）在此反应中硝酸体现强氧化性，全部被还原向反应后的溶液中再加入金属铁，不再发生化学反应该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1：4该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1：55•汽车排放的尾气中含有NO2，NO2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03，加重空气污染。反应过程为①2NO2—2NO+2O；②2NO+O2一2NO2；③O+O2一03。下列对该反应过程及产物的叙述正确的是（）A.NO2起催化剂作用B.NO起催化剂作用C.NO2只起氧化剂作用D.03与02互为同分异构体铵盐是一类重要的氮的化合物，设N表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（）A1moln"4含有的电子数为11NAn"；中N元素的化合价为-3，在氧化还原反应中常作氧化剂0.1L3mol・L-1NHNO溶液中氮原子数等于0.6N3A硫酸铵中既含有离子键又含有共价键，而氯化铵中只含有离子键判断下列说法是否正确（用“厂或“X”回答）。（1）氯化铵、次氯酸都属于强电解质。（）（2）制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。（）（3）液氨用作制冷剂不涉及化学变化。（）TOC\o"1-5"\h\z浓氨水可检验氯气管道漏气。()⑸将NHCl溶液蒸干制备NHC1固体。()4(6)常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完。()⑺只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl、MgCl、NaS0四种溶液。()3224标准状况下，22.4L氨水含有NA个NH分子。()通过灼热的镁粉除去叫中的O2。()PO可用于干燥Cl和NH。()2523&某校实验小组的同学利用下图所示实验装置探究氨与氧化铜的反应(图中夹持、固定装置均略去)。按图设计组装好仪器，先，再装入药品。A中分液漏斗内应装B中固体试剂为。打开分液漏斗活塞，加入试剂，点燃C处的酒精灯，一段时间后，观察到C中氧化铜全部转化成光亮的红色固体，F中集气瓶内收集到一种无色气态单质。写出装置C中反应的化学方程式：。E中浓硫酸的作用是。已知Cu2O也是红色的。下表为实验前后C装置的质量，通过计算可知反应后的产物中(填“有”、“无”或“无法确定”)CuO。2空玻璃管实验前(样品+玻璃管)实验后(样品+玻璃管)59.60g65.60g64.64g9.某小组对Cu与浓硝酸的反应进行研究。记录如下:装置药品现象实验1A0.64g铜片和20.0mL浓硝酸铜片消失，得到绿色溶液A,放置较长时间后得到蓝色溶液B…I.Cu与浓硝酸反应的化学方程式是II.探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。(1)甲认为溶液呈绿色是由Cu2+浓度较大引起的。TOC\o"1-5"\h\z乙根据实验记录，认为此观点不正确，乙的依据是。乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO引起的。2进行实验2：先将NO2通入B中，再鼓入％。结果证实假设成立。则以上两步操作对应的现象分别是、。为深入研究，丙查阅资料，有如下信息：溶有NO2的浓硝酸呈黄色；水或稀硝酸中通少量NO2溶液呈无色。NO溶于水，会发生反应2NO+HO——HNO+HNO。22232hno2是弱酸，只能稳定存在于冷、稀的溶液中，否则易分解。O_O_)2-N2能与CU2+反应：Cu2+(蓝色)+4N2——Cu(NO丿4。2据此，丙进一步假设：可能是A中剩余的浓硝酸溶解了NO得到的黄色溶液与Cu(NO)的蓝色溶液混合而形成的绿色;232)2_可能是A中生成了Cu(N0)4使溶液呈绿色。2丙进行如下实验：操作现象实验3配制与溶液A的c(H+)相同的HNO3溶液，取20.0mL,通入NO气体2再加0.01molCu(NO3)2固体搅拌至完全溶解加水稀释溶液呈黄色溶液变为绿色溶液立即变为蓝色实验41.向20.0mL0.5mol・L-1Cu(NO)蓝色溶液中通32入少量NO2溶液呈绿色2.加入稀硫酸有无色气体放出，遇空气变红棕色，溶液很快变为蓝色TOC\o"1-5"\h\z亚硝酸分解的化学方程式是。请用平衡原理解释加入稀硫酸后绿色溶液变蓝的原因：。根据实验得出结论：实验1中溶液A呈绿色的主要原因是，请依据实验现象阐述理由：。1.A【解析】CaO与水反应增大氢氧根离子浓度，且放热，均可使氨气逸出，甲装置可制备氨气，A正确；氨气极易溶于水，导管在液面下，乙装置可发生倒吸，B错误；过滤时不能搅拌，易捣破滤纸，C错误；蒸干NHC1溶液会使氯化铵分解，应用结晶法制NHCl,D错误。4AC【解析】因为m(Cu)相同，失电子总数相等，氧化剂得到电子总数相同，A正确；浓硝酸反应速率快，铜片消耗时间短，反应速率不相等，B错误；m(Cu)相同，因为溶液体积相同，所以c(Cu2+)相等，C正确；因为3CU+8HN0(稀)——3Cu(N0)+2NOf+4H0、Cu+4HN0(浓)——Cu(NO)+2NOf+2HO，反应生成气332233222体的体积不相等，D错误。A【解析】硝酸盐中氮元素的化合价为+5价，被细菌分解变成大气中氮单质，氮元素由+5价一0价，被还原，A错误；工业合成氨是将叫与H2在一定条件下反应生成NH3,属于人工固氮，B正确；氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，C正确；碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳元素，N转化为硝酸盐需要氧元2素，人工固氮合成NH3需要氢元素，D正确。D【解析】根据锌与硝酸反应的产物，可写出化学方程式：4Zn+10HN0NOf+4Zn(N0)+5H0，TOC\o"1-5"\h\z32322但本题所给n(Zn):n(HN03)=1:3，即4:12,所以该化学方程式又可看成4Zn+12HN03—%0f+4Zn(N0)+2HN0+5H0(即HN0有剩余)，A错误；由于有剩余HNO存在，所以可与铁反应，B错误；被还原的323233HN0与未被还原的硝酸之比为2:10=1:5，C错误，D正确。3A【解析】反应过程①+②得0—20,③0+0—0,N0起催化剂作用，反应过程①中N0既是氧化22322剂又是还原剂，A正确，B、C错误；03与02的分子式不相同，不互为同分异构体，互为同素异形体，D错误。\o"CurrentDocument"H€H€C【解析】1个N4中含有10个电子，A错误；N4中N元素的化合价为-3价，化合价最低，在氧化还原反应中常作还原剂，B错误；0.1L3mol・L-1NHN0溶液中的氮原子数为0.6N,C正确；铵根离子3A中，氮与氢原子之间为共价键，D错误。(1)X(2)X(3)V(4)V(5)X(6)X⑺X(8)X(9)X(10)X△(1)检查气密性(2)浓氨水碱石灰(3)2NH+3Cu^—3Cu+N2+3H20(4)吸收未反应的NH3⑸有I.Cu+4HN0(浓)—Cu(N0)+2N0f+2H033222II.(1)溶液A和溶液B