高考化学讲义氮及其化合物(含解析)

与氧气反应：4NH+5O催化剂4NO+6HO。(工业制HNO的基础反应)(3)(3)与酸反应了解氮单质及其重要化合物(NH、铵盐、NOx、HNO等)的主要性质及应用。(高频)X了解氮及其重要化合物对环境质量的影响。氮及其氧化物氮及其氧化物与氯化氢反应：NH+HCl===NHCl，4现象：产生白烟。NONO2物理性质NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性难溶于水易溶于水化学性质与0反应22NO+O===2NO22与H0反应23NO+HO===2HNO+NO223与人体、环境的关系①与血红蛋白结合，使人中毒②转化成no2，形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾3•—氧化氮、二氧化氮2NH。8硝酸•自然界中氮的存在和氮的固定N的性质24无色无味的气体，占空气体积的=左右。—5—应用：用于NH与挥发性酸的互相检验。3•铵盐的性质铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水，属于离子化合物不稳定性：NHCl二△二去Ht+HClt,TOC\o"1-5"\h\z4△NHHCO=====NHt+COf+HO。43322与强碱反应：NHCl+NaOH二△二去日t+NaCl+HO。432应用于NH+的检验和NH的制取。43NH的制取原理3⑴工业制法：N+3H高催化剂压22催化齐U实验室制法:2NHCl+Ca(OH)=====CaCl+2NHf+2HO。__彳__£__2一_2

42232\Uly\\Uly\L氨、铵盐1•氨的性质硝酸是易挥发的有刺激性气味的液体，与水互溶。1•强氧化性无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1：700)。与水反应：NH+HO二'NH・HO二、NH++OH-,氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。与金属反应:与除Au、Pt外大部分金属反应(如Cu):Cu+4HNO(浓)===Cu(NO)+2NOt+2HO；QO9OO3Cu+8HN0(稀)===3Cu(NO)+2NOt+4H0。QQo£)常温下浓HNO使Fe、Al钝化。3与非金属(如木炭)反应：C+4HN0(浓)=^=C0t+4N0t+2H0。TOC\o"1-5"\h\zq???⑶与某些还原性化合物(如Fe2+、SO、I-等)反应。如FeCl与稀HN0反323应的离子方程式为3Fe2++4H++N0-===3Fe3++N0t+2H0。9_Q_不稳定性4HN0(浓)=^===4N0t+0t+2H03222故硝酸应保存在爸色试剂瓶中，并放在冷暗处。王水：浓HN0与浓盐酸的体积比为1：3,能溶解金、钳。3易误诊断(正确的打“V”，错误的打“X”)。NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集的理由是密度与空气接近()N0与H0反应中，N0只作氧化剂()222NH的水溶液呈碱性，故NH为碱()33浓氨水与所有浓酸相遇均能形成白烟()所有鞍盐受热易分解，但不一定均能生成NH()3硝酸的还原产物一定为NO或NO()2足量Cu与一定浓HN0反应，生成的气体中含有N0和N0气体()TOC\o"1-5"\h\z32【答案】(l)X(2)X(3)X(4)X(5)V(6)X(7)V写出下列反应的离子方程式N0通入水中：。2TOC\o"1-5"\h\zNH通入盐酸中：。3氨水与盐酸混合：-NaOH溶液与NHC1溶液混合共热：。4Cu投入浓HNO中：。3Cu投入稀HNO中：。3【答案】(l)3N0+H0===2H++2N0-+NO23NH+H+二二二NH+4NH•H0+H+二二二NH++H0242NH++OH-===4JHt+H032Cu+4H++2NO-===Cu2++2N0t+2H03223Cu+8H++2N0-===3Cm+2N0t+4H02(2014•厦门模拟)氨(NH)是重要的含氮化合物。为了在实验室制取干3燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如下图三套实验装置：甲乙丙⑴实验装置和所用药品都正确的是(填“甲”“乙”或“丙”)。不正确的理由是O(2)写出实验室制取氨气的化学方程式试管口棉花的作用是o【答案】(1)丙甲不正确是因为无干燥装置，乙不正确是因为浓HS024吸收NH,无法收集到NH33氨气的3个性质：①氨气的3个性质：①NH与HO②NH与酸③NH与O32332氮的氧化物和硝酸的主要性质及应用硝酸与非金属单质反应时非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或其对应2NHCl+Ca(OH)==^==CaCl+2NHt+2HO42232防止空气进入试管，避免NH与空气对流3氮及其化合物转化的一主线OOHONHNNH—-—NO—-—NO—―TNO———NHNO232343•铵盐与碱反应的2个应用实验室制NH3②检验铵盐或些存在硝酸的3个反应3Cu+8HNO(稀)===3Cu(NO)+2NOf+4HO,TOC\o"1-5"\h\z3322Cu+4HNO(浓)===Cu(NO)+2NOf+2HO,33222C+4HNO(浓)=2=COt+4NOf+2HO。32221•氮及其化合物的转化关系2•硝酸的强氧化性及其规律硝酸与非金属单质的反应的水化物，硝酸只表现为氧化性，完全转化为还原产物。如C+4HNO(浓)=仝=毛0t+4NOt+2HO3222S+6HNO(浓)=△二出SO+6NOt+2HO32422(2)硝酸与金属反应的一般规律硝酸与金属反应一般不产生氢气。浓硝酸+金属一硝酸盐+NO+HO,稀硝酸+金属一硝酸盐+NO+HO,222稀硝酸也可能被还原为N、NO、NH和NHNO等。22343硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。浓硝酸与铜反应时，若铜过量，反应开始时浓硝酸被还原为NO,但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物变为NO。铁与稀硝酸反应时，铁过量，氧化产物为Fe2+；铁不足，氧化产物为Fe3+；二者的量在一定范围内，可能生成Fe2+和Fe3+的混合物。•硝酸与金属反应的有关计算方法原子守恒：HNO与金属反应时，一部分HNO起酸的作用，以NO-的形式存在于溶液中;333一部分作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HNO中氮原子的物质的量。3电子守恒法：HNO与金属的反应属于氧化还原反应，HNO中氮原子得电子的物质的量等33于金属失电子的物质的量。根据离子方程式的计算方法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO-在HSO提供H+的条324件下能继续与金属反应，因此此类题目应根据离子方程式先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO-进行计算。3氮的氧化物都是大气污染物。空气中NO是造成光化学烟雾的主要因素。2空气中NO、NO主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。2NO既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO能使湿润的淀粉KI试22纸变蓝。UU(2013•上海高考)一定量CuS和CuS的混合物投入足量HNO23中，收集到气体VL(状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和SO2-)加入足量NaOH,4产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO12.0g,若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为1：1，则V可能为()9.0LB.13.5LC.15.7LD.16.8L【解析】若混合物全是CuS，其物质的量为12/80=0.15(mol)，电子转移数0.15X(6+2)=1.2(mol)。两者体积相等，设NOxmol，NOxmol，3x2+x=1.2,计算得x=0.3。气体体积V=0.6X22.4=13.44(L)；若混合物全是CuS，其物质的量为0.075mol，转移电子数0.075X10=0.75(mol),设NOx2mol，NOxmol,3x+x=0.75，计算得x=0.1875，气体体积0.375X22.4=28.4(L)，因此选A。【答案】A硝酸与金属反应的常见误区⑴一般情况，浓HNO和稀HNO的还原产物分别为NO和NO，当金属为活32泼金属时，还原产物中氮的化合价也可以是一3、0、+1、+3等。NO-的强氧化性是在H+存在下才表现的，中性、碱性条件氧化性很弱。3当足量不活泼金属与硝酸反应停止后，再加入其他酸(如HSO或盐酸)24反应能继续进行。考向1氮的氧化物的主要性质及污染防治方法1.(2013•北京高考节选)NO是汽车尾气中的主要污染物之一。x(1)NO能形成酸雨，写出NO转化为HNO的化学方程式：TOC\o"1-5"\h\zx23(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。x当尾气中空气不足时，NO在催化转化器中被还原成N排出。写出NO被x2CO还原的化学方程式：。当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NO生成盐。其x吸收能力顺序如下：MgO〈CaO<SrO<BaO。原因是，元素的金属12203856性逐渐增强，金属氧化物对NO的吸收能力逐渐增强。x【解析】(2)①利用氧化还原反应中得失电子守恒可得出。②根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数，得知它们均为IIA族元素，同一主族的元素，从上到下,原子半径逐渐增大。【答案】(1)3NO+HO===2HNO+NO223催化剂(2丿①2CO+2NO=====N+2CO②根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数，得知22它们均为IIA族元素。同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大考向2硝酸的氧化性实验探究2.(2014•浙江绍兴鲁迅中学高三期中)在如图所示装置中加入一定的铁粉，分液漏斗中加入一定体积浓度为12mol・L-1的HNO，加热并打开分液漏斗的3活塞，使其充分反应后，下列微粒在该装置中一定大量存在的是()

①NO-②Fe3+③H+④NO⑤NO32A・①B.①⑤C・②④⑤D.①②③⑤

腐蚀玻璃。（2）吸收氨气（或HCl）时要注意防止倒吸。可用于吸收氨气（或HCl）并能防倒吸的常用装置为:1.1.加热固态铵盐和碱的混合物制NH【解析】12mol・L-i的HNO属于浓硝酸，其和金属铁反应时，首先生成3NO、Fe（NO）和HO,故此①⑤一定存在，由于铁粉的量不确定，其他微粒可能2332存在，也可能不存在，B项正确。【答案】B氨气的实验室制法和性质探究32•加热浓氨水制NH3反应原理：NH•HO==^==NHt+HOTOC\o"1-5"\h\z3232装置（如图1）:图1图23•浓氨水中加入固态碱性物质制NH3反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH+HNH・HO3232、*NH++OH-，加入固态碱性物质（如CaO、NaOH、碱石灰等），使平衡4逆向移动，同时反应放热，促进NH・HO的分解。32装置（如图2）氨气实验室制法的注意事项（1）实验室用固体铵盐与碱共热制NH时，不能使用NHHCO、NHNO及NaOH34343固体，因为NHHCO受热分解产生CO，使制得的NH不纯；NHNO受热时易发生432343爆炸；NaOH容易吸水结块，不利于NH的产生和逸出，且加热条件下NaOH容易3

某化学课外活动小组在实验室设计了如下图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”实验。（1）A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：硝酸铵②碳酸铵③碳酸氢铵④氯化铵⑤熟石灰⑥氢氧化钠若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是（填选项编号），在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为（选填下列仪器编号，固定装置省略）。（2）该装置补充完整后，仍然存在一定缺陷，试从安全与环保的角度来考虑,对该装置进行改进：TOC\o"1-5"\h\z①;。（3）按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题：装置B的作用;写出C中发生反应的化学方程式：。若A、B处试剂足量,则装置D中可以观察到的实验现象有。【解析】（1）根据题意，A处只用一种试剂，完成氨的催化氧化，则可选取碳酸铵或碳酸氢铵，加热分解能产生氨气、二氧化碳和水，二氧化碳和水通过足量过氧化钠时，与过氧化钠反应生成氨的催化氧化所需的氧气，装置C中生成的NO与没反应的氧气同时通入水中，生成HNO3,与铜片反应。从安全角度考虑，在C、D之间加一个防倒吸的安全瓶，从环保角度应连一个尾气处理装置。A、B处试剂足量，说明0足量，NH足量，生成的HNO能完全溶解Cu233片，并且生成的NO被氧气氧化为NOo2【答案】(1)②或③e、f、g>h①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置②在D后增加一个尾气吸收装置①吸收CO和水蒸气，并生成022—Pt4NH+50三卡NN0+6H032咼温2铜片逐渐减少直至完全溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色考向1NH的制取与收集装置的选择3(2012-上海高考)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是()①是氨气发生装置③是氨气发生装置②是氨气吸收装置④是氨气收集、检验装置【解析】本题通过NH的制取实验，意在考查考生实验分析、实验评价3能力。①装置在管口处又生成NHC1,无法制得NH,A项错误；选用装置③，3使用浓氨水与CaO或NaOH作用，可制取NH,B项正确；②作为NH的吸收装置,33漏斗插入水中，不能防止倒吸，C项错误；利用④收集NH时，收集气体不纯，3D项错误。【答案】B考向2氨的性质实验探究如图利用培养皿探究氨气的性质。实验时向N&OH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是（）选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH与HC1反应牛成了NHC1固体34B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是A1C—溶液D干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝叫是一种可溶性碱【解析】挥发出的HC1与NH反应生成NHC1固体，产生白烟，A项正确。TOC\o"1-5"\h\z34NH与浓HSO反应，但因浓HSO难挥发故无明显现象，B项错。氨气溶于水，32424生成NH・H0,与NH・HO反应生成沉淀的金属阳离子不只有铝离子；干燥的3232红色石蕊试纸不变色，而湿润的红色石蕊试纸变蓝，可说明NH溶于水生成的3NH・H0为碱，但不能说NH是碱，D项错。323【答案】A氨气的实验室制法高考母题下列说法是否正确？（2012•安徽高考）用NHC1固体和Ca（0H）固体制备并收集NH,需要的423仪器有酒精灯、烧杯、导管、集气瓶。（）（2012•福建高考）用湿润的红色石蕊试纸检验氨气。（）（2010-广东高考）如图1的实验装置，实验开始后，可以看到烧杯中先出现白色沉淀，后溶解。（）出现白色沉淀，后溶解。（）管口，其作用是什