5.2氮及其化合物学案（原卷版）-《考点逐击》2023-2024学年高一下学期化学人教版

5.1氮及其化合物（学案）一、氮气与氮的固定（一）氮元素的位置、结构氮元素位于元素周期表的周期、第族。氮原子的最外电子层有电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过与其他原子相互结合构成物质（二）氮元素的存在既有游离态，又有化合态。氮元素在自然界中主要以的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%、总质量的75%)，部分氮元素存在于动植物体内的中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的和中（三）氮气1.物理性质通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水。2.化学性质氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，但在高温、放电等条件下，氮气也可以与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。写出氮气与下列物质反应的化学方程式。①金属镁：②氢气：③氧气：3.用途（1）氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。（2）氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。（3）液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。（四）氮的固定1.含义：将大气中的氮转化为的过程。(2)分类（3）自然界中氮的循环二、一氧化氮和二氧化氮（一）一氧化氮、二氧化氮的物理性质序号氧化物颜色状态气味水溶性毒性①NO气态均有毒②NO2气态（二）一氧化氮、二氧化氮的化学性质(1)实验探究装置操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器①打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹②振荡注射器现象无明显现象(2)实验结论及解释①NO不溶于水，也不与水反应，但能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，化学方程式：②NO2能与水反应生成无色的NO，化学方程式：。工业上利用这一原理生产硝酸。三．氨和铵盐（一）氨的性质1．物理性质颜色气味状态密度溶解性沸点气体极易溶于水(常温常压1∶700)较低，易液化2.化学性质(1)与水的反应①氨溶于水的水溶液称为氨水，其中大部分NH3与水结合成一水合氨(NH3·H2O)，NH3·H2O为弱电解质，只能部分电离成NH4＋和OH－：②氨水具有弱碱性，能使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色。氨水的浓度越大，密度而越小(是一种特殊情况)。NH3·H2O不稳定，故加热氨水时有氨气逸出(2)氨气与酸(盐酸、硝酸、硫酸等)反应，生成铵盐①蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象是，其原因是：反应的化学方程式：(产生白烟，可用于检验NH3)②将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象反应的化学方程式：(产生白烟，可用于检验NH3)③与硫酸反应：(浓硫酸没有挥发性，不能形成白烟，不能用浓硫酸干燥氨气)④与CO2、SO2等酸性氧化物反应：或(3)氨的催化氧化：氨气在催化剂（如铂等）、加热条件下，被氧气氧化生成NO和H2O。此反应是放热反应，叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化)，是工业制硝酸的反应原理之一，方程式(工业制硝酸的基础，也是工业上制NO的方法)3.氨气的实验室制法（1）原理：（化学方程式）（2）实验装置验满方法：尾气处理：4、氨的工业制法：N2＋3H22NH3四、铵盐的性质、NHeq\o\al(＋,4)的检验（一）铵盐1.概念：由铵根离子(NHeq\o\al(＋,4))和酸根离子构成的化合物，如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3等。铵盐是农业上常用的化肥。2.物理性质：绝大多数铵盐都是白色或无色晶体，且易溶于水。3.化学性质①受热易分解氯化铵受热分解：(生成的NH3和HCl遇冷又结合生成NH4Cl)；碳酸氢铵受热分解：。②与碱反应与碱溶液在不加热条件下反应：与碱溶液在加热条件下反应：如NH4Cl和Ca(OH)2在加热条件下反应的化学方程式为（二）．NHeq\o\al(＋,4)的检验1.实验探究实验操作[三支试管中分别盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液]实验现象三支试管中均有无色气体放出，湿润的红色石蕊试纸变蓝色实验原理离子方程式：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3↑＋H2O应用检验NHeq\o\al(＋,4)的存在和制取氨2.铵盐(NHeq\o\al(＋,4))的检验流程eq\x(铵盐NH\o\al(＋,4))eq\o(→,\s\up11(强碱),\s\do4(△))eq\x(无色气体NH3)eq\o(→,\s\up11(湿润的红色),\s\do4(石蕊试纸))eq\x(试纸变蓝)五、硝酸1．硝酸的物理性质硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。2．硝酸的化学性质(1)不稳定性：硝酸见光或受热易发生分解，HNO3越浓，越易分解，温度越高分解越快，光照越强分解越快其化学方程式长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。(2)酸性：属于强酸，溶于水完全电离：，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应CaCO3与HNO3反应：(若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2)【易错点】①稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)②硝酸具有酸的一些通性，但硝酸与活泼金属反应时无氢气产生(3)强氧化性：HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。还原产物一般为：HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3①硝酸与金属的反应：硝酸与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性（2）铜与浓、稀硝酸反应实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应实验装置向两支具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸实验现象浓HNO3：试管内产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细稀HNO3：试管内开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细化学方程式实验结论浓HNO3与金属铜反应生成NO2，稀HNO3与金属铜反应生成NO，浓HNO3的氧化性更强(3)钝化：与Fe、Al反应：常温下，浓硝酸能使Fe、A1发生钝化，这是因为浓硝酸将Fe、A1表面氧化，使Fe、A1的表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了反应的进一步进行。常温下，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。当加热时，加热时可以与Fe、Al发生反应（4）硝酸与非金属的反应：硝酸与非金属反应时，硝酸只表现出氧化性非金属单质＋浓硝酸最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O3．硝酸的工业制法写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应：④4．用途硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。六、酸雨及防治（一）．酸雨1.二氧化硫和氮氧化物的来源SO2：煤、石油和某些金属矿物的燃烧和冶炼；NOx：机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的N2与O2反应生成NOx。2.酸雨的形成二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6。（1）硫酸型酸雨的形成过程如图：写出图中标号所对应的化学方程式：（2）硝酸型酸雨的形成过程如图：汽车尾气→NOeq\o(→,\s\up11(O2),\s\do4(①))NO2eq\o(→,\s\up11(雨水),\s\do4(②))HNO3写出图中标号所对应的化学方程式：2．酸雨的危害与防治(1)危害：酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。(2)防治①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源。②对酸性物质的排放加以控制，对排放的二氧化硫、氮氧化物等物质采取吸收、回收处理等措施。1．（2023·福建习）下列不属于氮的固定过程的是A．工业合成氨B．雷雨天气中，N2与O2在闪电作用下转化为NOC．硝酸见光分解D．豆科植物根瘤菌吸收氮2．（2023·黑龙江）下列关于氮气性质的说法中正确的是A．点燃条件下，N2在氧气中燃烧生成NOB．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2作还原剂C．合成氨反应中，N2发生氧化反应D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合3．（2023下·高一课时练习）下列对NO和NO2的描述正确的是A．NO2与水的反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂B．NO是无色气体，可用向上排空气法收集C．NO2可由N2和O2直接化合得到D．从元素化合价角度看，NO只有还原性4．（2023上·高一课时练习）减少酸雨产生可采取的措施正确的是A．把工厂烟囱造高B．燃料脱硫C．在已酸化的土壤中加石灰水D．多用煤作燃料5．（2024广东云浮）为检验某无色溶液中是否含有NH，可选择的试剂是（）A．稀盐酸 B．浓NaOH溶液 C．BaCl2溶液 D．KSCN溶液6.（2022四川眉山·高一校考阶段练习）喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体与溶液，能出现喷泉现象的是气体溶液实验装置ANO稀盐酸BHCl稀氨水CCOH2ODCO2饱和NaHCO3溶液7．（2023·江西）按如图所示装置进行实验，起始时试管中装有24mLNO2，然后间歇缓慢地通入xmLO2，充分反应后，试管内剩余6mL气体，则在该条件下，下列说法正确的是①x可能等于1.5②x可能等于4.5③x可能等于12④剩余气体为红棕色气体⑤剩余气体为无色气体A．①③⑤ B．①②④ C．①②⑤ D．②③⑤8（2023安徽）在下列反应中，硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性的是（）A．H2S＋2HNO3=S↓＋2NO2↑＋2H2OB．CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2OC．3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OD．4HNO3Δ__4NO2↑＋O2↑＋2H9．（2024·上海）氮在自然界中的循环如图所示。(1)过程①称为_______，写出合成氨反应的化学方程式：_______，该反应中氮气显_______性(填“氧化”或“还原”)。(2)过程②称为_______，写出③中“雷电发庄稼”的化学方程式：_______。10（2023·宁夏石嘴山·）某学习小组欲制取氨气并探究其性质。请回答：(1)实验室利用固体与固体反应制取氨气的化学方程式是。(2)①如图是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是。②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是(用方程式表示)。(3)在上图的烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是___________。A．HCl和 B．和 C．和苯 D．和烧碱溶液。11．（2024下·高一课时练习）在浓硝酸中放入铜片，则：(1)开始反应的化学方程式为，实验现象为。(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为。(3)待反应停止后若有铜剩余，再加入少量质量分数为25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是。(4)若将12.8g铜与一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体5.6L(标准状况)，则所消耗的硝酸的物质的量是。12．（2023广东）回忆氮及其化合物的相关知识，完成下列各题。(1)氮气的性质是_______A．只有氧化性 B．只有还原性C．既有氧化性，又有还原性 D．既没有氧化性，又没有还原性(2)下列气体中，可溶于水的无色气体是；易液化，遇挥发性酸时冒白烟，而且适宜用作制冷剂的是。A．

B．NO

C．

D．(3)氨的喷泉实验体现了氨的哪些性质？_______A．还原性 B．极易溶于水C．与水反应生成碱性物质 D．氨气比空气轻(4)在实验室里，下列试剂须储存在棕色试剂瓶中的是_______A．浓硝酸 B．浓盐酸 C．浓硫酸 D．氯化钠(5)下列环境问题中，与二氧化氮的排放无关的是_______A．酸雨 B．光化学烟雾 C．白色污染 D．雾霾13．（2023·宁夏）完成下列问题(1)把盛满和的混合气体的试管倒立于水中。①若一段时间内水上升且充满试管，则原混合气体中和的体积比是，若假设生成的溶质不向外扩散，且为标准状况。则所得溶液的物质的量浓度应为。(保留二位有效数字)②若一段时间后上升的水只升到试管容积的一半，则剩余的气体为(用化学式表示)。原混合气体中，和的体积比是。(2)二氧化氮和氨气在一定条件下，充分反应，得到非常稳定的产物，其化学方程式为：，若和的混合气体在一