《生产生活中的含氮化合物》复习学案2

1/16第二单元生产生活中的含氮化合物【复习目标】1.掌握氮元素单质及其化合物的主要性质，了解其应用。2.了解氮元素单质及其化合物对环境质量的影响。3.掌握氨、铵盐、硝酸的主要化学性质。【基础知识梳理】一、氮气及氮的氧化物1.物理性质

颜色气味毒性密度溶解性N2NONO22.化学性质（1）氮气①与氧气反应②与氢气反应(2)NO与O2反应：(3)NO2与H2O反应：3．氮的氧化物对环境的影响(1)形成硝酸型酸雨。(2)形成光化学烟雾。(3)破坏臭氧层。二、氨和铵盐1．氨气（NH3）：（1）分子结构：由键形成的三角锥形的分子，N原子有一孤对电子；N-3价，为N元素的最低价态（2）物理性质：色、气味的气体，密度比空气，溶于水，液化（可作致冷剂）（3）化学性质：①与水反应：氨水呈碱性，原理：氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，常用此性质检验氨气。②与酸反应与挥发性酸(如浓盐酸、硝酸)的反应：现象：与硫酸反应：③与盐反应：向AlCl3溶液中滴加氨水反应的离子方程式为：④氨气的还原性NH3中的N呈—3价，所以NH3具有还原性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物质氧化。a.(工业制硝酸的基础)b.2NH3+3CuOc.3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl2．铵盐（1）物理性质：白色晶体，易溶于水（2）化学性质：①受热分解：NH4HCO3＝NH4Cl＝②与碱反应：Ca（OH）2+2NH4Cl＝铵盐与碱溶液反应的离子方程式：NH4++OH-＝（该性质可用于氨气的制取和铵根离子的检验）（3）NH4+的检验：取少量样品，与碱混合于试管中，加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝色，说明样品中含有NH4+；也可以将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有NH4+。三、硝酸1、物理性质无色、易挥发（在空气中遇水蒸气呈白雾状），有刺激性气味的液体。2、化学性质⑴强酸性：稀硝酸使紫色石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液。⑵不稳定性____________________________由于浓硝酸溶有分解出的NO2气体，所以浓硝酸一般为黄色，其保存方法是：棕色细口瓶置于冷暗处。⑶强氧化性①能与Au、Pt以外的所有金属反应，如Cu与浓、稀硝酸的反应方程式：注意：有些金属(如Al、Fe等)在冷的浓硝酸中发生钝化。故可以用铁、铝容器运输冷的浓硝酸。②与非金属的反应碳与浓硝酸反应的化学方程式：③与某些还原性物质反应（如FeO）化学方程式：3、NO3离子的检验：晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu共热时，若产生红棕色气体则含NO3；若为稀溶液则先浓缩。【要点名师透析】一、氨气的实验室制法1、实验室制法Ⅰ、⑴装置图(如右图)：⑵反应原理：⑶装置类型：固体+固体气体（与KClO3或KMnO4制O2相同）⑷收集：。⑸干燥：用碱石灰（NaOH和CaO固体的混合物）⑹检验：①用湿润的石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝色，说明氨已收集满了；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有产生，说明收集满了。⑺尾气处理①在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花团吸收多余的氨气。②用水或稀硫酸吸收多余的氨气（注意防倒吸，如图）Ⅱ、两种简易方法⑴加热浓氨水法①反应原理：NH3·H2ONH3↑+H2O②装置：如右图（1）⑵浓氨水中加固态碱性物质浓氨水中存在平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-加入碱性物质（如：NaOH、CaO、碱石灰等），使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。【提醒】：①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；b、在高温下能腐蚀大试管。③因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。④制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·H2ONH3↑+H2O原理制备。也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：烧碱溶于水为放热反应，促进NH3·H2O的分解，增大c(OH)使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。【典例1】某课外小组在实验室制备氨气，并进行有关氨气的性质探究。(1)该小组同学加热生石灰与氯化氨的混合物制取干燥的氨气。①应该选用的仪器及装置有________(填字母)。②生石灰与氯化铵反应生成氨气的化学方程式为____________。(2)该小组同学设计如图所示装置探究氨气的还原性。①氨催化氧化的化学方程式为_______________________________________。②若实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为________________。(3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。①甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。②写出检验产物中有NH4+的方法。二、金属与硝酸反应计算题的思维模型1.思维模型2.计算中的守恒思想的应用(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为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HNO3中氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：c(NO3-)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。(4)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3-在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO3-进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。【典例2】足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL【感悟高考真题】1.下列推断正确的是A．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色2.下列实验过程中，始终无明显现象的是A．NO2通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中C．NH3通入AlCl3溶液中D．SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中3.物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()A.1：4B.1：5C.2：3D.2：54.已知汽车尾气无害化处理反应为。下列说法不正确的是()A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率C．反应达到平衡后，N0的反应速率保持恒定D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡5.取五等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，ΔH＜0反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分量（NO2%），并作出其随反应温度（T）变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是()6.将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为()A．NO2B.N2O2C.N2OD.N2O47.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为。利用反应6NO2＋8NH37N2＋12H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是L。（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）ΔH=-196.6kJ·mol-1[2NO（g）+O2（g）2NO2（g）ΔH=-113.0kJ·mol-1则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=kJ·mol-1。一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是。a．体系压强保持不变b．混合气体颜色保持不变c．SO3和NO的体积比保持不变d．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6，则平衡常数K＝。（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH0（填“>”或“<”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是。8.已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：（1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是；（2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是；（3）R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式是；（4）这5个元素的氢化物分子中，①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化学式），其原因是；②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是；（5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCL气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是。9.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的，按下图装置进行试验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将氧化成，而稀硝酸不能氧化。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与反应，能与反应 实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中乘放的药品依次是滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后装置①中发生反应的化学方程式是装置②的作用是，发生反应的化学方程式是该小组得出的结论依据的试验现象是试验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）a加热该绿色溶液，观察颜色变化b加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气体，观察颜色变化10.已知A-O分别代表一种物质，它们之间的转化关系如下图所示（反应条件略去）。A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。B与冷水缓慢反应，与沸水迅速反应，放出氢气。D是一种离子化合物，其阴阳离子的个数比为2：3，且能与水反就应得到两种碱。C为淡黄色固体化合物，O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。请回答下列问题：组成B单质的元素位于周期表第______________周期，第_______________族。化合物C的电子式为_________________________。J的沸点比硒化氢（H2Se）的沸点高，其原因是_________________。写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式：________________。写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式：_____________________。上图中，在同一反应里一种物质作氧化剂，又作还原剂，这样的反应共有_______个。11.烟气中是NO和的混合物（不含）。（1）根据废气排放标准，烟气最高允许含400mg。若中NO质量分数为0.85，则烟气中最高允许含NO__________L（标准状况，保留2位小数）。（2）工业上通常用溶质质量分数为0.150的水溶液（密度1.16g/mL）作为吸收剂，该碳酸钠溶液物质的量浓度为____________mol/L（保留2位小数）。（3）已知：①②含2000mg的烟气用质量分数为0.150的碳酸钠溶液吸收。若吸收率为80%，吸收后的烟气_______排放标准（填“符合”或“不符合”），理由：____________________。（4）加入硝酸可改变烟气中NO和NO2的比，反应为：NO+2HNO3→3NO2+H2O当烟气中时，吸收率最高。烟气含2000mg，其中。计算：（i）为了达到最高吸收率，烟气需用硝酸的物质的量（保留3位小数）。（ii）烟气达到最高吸收率90%时，吸收后生成NaNO2的质量（假设上述吸收反应中，反应①比反应②迅速。计算结果保留1位小数）。【考点模拟演练】一、选择题1.将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为

（

）A．NO2

B．N2O2

C．N2O

D．N2O42.NO2是导致光化学烟雾的“罪魁祸首”之一。NO2可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下用氨气（NH3）与其反应使之转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是：2NO2+2NaOH=M+NaNO3+H2O，8NH3+6NO2=7X+12H2O。则M和X代表的物质的化学式是A．NaNO2、N2B．HNO2、N2C．NO、HNO3D．Na3NO4、3.在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是（）A．NO2是该过程的中间产物B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应C．汽车尾气的主要污染成分包括CO和NOD．催化转化总反应为：2NO+O2+4CO4CO2+N24.在某100mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.1mol/L,向该混合液中加入1.92g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子物质的量浓度是A.0.15mol/LB.0.225mol/LC.0.30mol/LD.0.45mol/L5.常温下，将等质量的铜片、银片铁片、铝片分别置于四个小烧杯中，然后分别加足量的浓硝酸，放出NO2气体最多的是()A.铜片B.银片C.铁片D.铝片6．将51.2gCu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.9mol，这些气体恰好能被500mL2mol/LNaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，其中NaNO3的物质的量为()A．0.2molB．0.4molC．0.8molD．0.9mol5.(2011·深圳模拟)下列实验装置中能达到实验目的的是()8．某同学为检验某溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了下图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是()A．原溶液中一定含有SO42-B．原溶液中一定含有NH4+C．原溶液中一定含有Cl－D．原溶液中一定含有Fe3＋9.二氧化氮（NO2）是重要的空气污染物，科学家正寻求合适的化合物G与适当的条件以进行如下反应，从而将二氧化氮转化为无毒的N2：NO2+G——N2+H2O+nY(反应未配平)上式中的n为系数，但也可以为0，而Y必须为任何无害的物质。从反应机理分析，上述反应式中的G肯定不可以是（）A．NH3 B．CO C．CH3CH2OH D．H2O210.能正确表示下列反应的离子方程式的是()A．向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．铜片与浓HNO3：Cu＋NO3－＋4H＋===Cu2＋＋NO↑＋2H2OC．氯化铵浓溶液跟浓NaOH溶液混合后加热：NH4＋＋OH－eq\o(=====,\s\up7(△))NH3·H2OD．碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热：NH4＋＋OH－eq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O11.．有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的浓度为2mol·L－1，含硝酸的浓度为1mol·L－1，现向其中加入0.96g铜粉，充分反应后(假设只生成NO气体)，最多可收集到标准状况下的气体的体积为()A．89.6mLB．112mLC．168mLD．224mL12.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述中正确的是()A．反应速率：两者相同B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少13.现有下列物质：①氯水②氨水③浓硝酸④氢氧化钠溶液⑤AgNO3溶液，其中必须保存在棕色试剂瓶里的是()A．①②③④⑤ B．①③⑤C．①③ D．①②④二、非选择题14．(2011·惠州月考)实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入5mol·L－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量关系如图K18－2所示。则图K18－2(1)B与A的差值为__________mol。(2)C点对应的溶液体积为________mL。(3)原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为________________