高三化学一轮复习课件3：氮及其化合物

第4讲氮及其化合物考

纲

解

读考

点

展

示1.了解N2、NO、NO2的性质。2.掌握HNO3的重要性质及用途。3.了解NO、NO2对环境的影响。４.了解氨气、铵盐的性质，掌握氨气的实验室制法和ＮＨ４＋的检验，通过对氨气的化学性质和实验室制法的学习。1.以不同价态氮元素的转化考查氧化还原反应。2.以NOx的制备考查HNO3、NOx的性质及有关计算。３.氨分子的结构、氨气的性质和用途。４.铵盐的性质和ＮＨ４＋的检验。５.NH3的实验室制法和工业制法。一、氮气及氮的氧化物1．(1)下列反应表示氮的固定作用的是(

)A．N2与H2在一定条件下合成NH3B．NH3经催化氧化生成NOC．NO和O2反应生成NO2D．由NH3制碳酸氢铵和尿素(2)用化学方程式表示“雷雨发庄稼”的原理。①_______________________________，②_______________________________，③_______________________________。雨水中的HNO3进入土壤与矿物质作用生成________，其中________被植物根系吸收。1．氮的固定(1)定义：

的方法。(2)分类：天然固氮和

。2．物理性质将N2转化为氮的化合物人工固氮3.化学性质(1)氮气(2)NO与O2反应：

。(3)NO2与H2O反应：

。4．氮氧化物对环境的影响(1)形成

酸雨。(2)形成

烟雾。2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO硝酸型光化学二、硝酸2．下列事实表现了HNO3的什么性质(1)浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色―→________(2)不能用稀硝酸与锌反应制氢气―→________(3)打开盛浓HNO3的瓶塞，瓶口有白雾―→________(4)要用棕色瓶盛装浓硝酸―→________(5)能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去―→________答案：(1)酸性和强氧化性(2)强氧化性(3)挥发性(4)不稳定性(见光易分解)(5)酸性1．物理性质(1)纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。浓硝酸一般为黄色，是由于溶有

的缘故。(2)硝酸沸点低(83℃)，

挥发，在空气中遇水蒸气呈白雾状。2．化学性质(1)强酸性：硝酸具有酸的通性。NO2易(2)不稳定性硝酸不稳定，

或

易分解，化学方程式为：

。硝酸的存放：存放于

试剂瓶中，置于

处。(3)强氧化性浓、稀HNO3均具有强氧化性。①与金属的反应a．Cu与浓、稀HNO3反应的化学方程式分别为：

，

。b．常温下，浓硫酸、浓硝酸使Fe、Al

。c．体积比为

的浓硝酸和浓盐酸的混合物叫王水，可溶解Pt和Au。见光受热棕色阴凉Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O钝化1∶3②与非金属反应红热的木炭与浓HNO3反应的化学方程式为：

。③与低价化合物反应硝酸可以氧化其他还原性化合物，如SO2、HBr、KI、Fe2＋、Na2SO3等；硝酸还可以氧化某些有机物。a.存放硝酸不能用

塞；b.硝酸对皮肤、衣物、纸张等都有

作用。橡胶腐蚀氮的氧化物溶于水的计算1．NO2及NO2、NO混合气溶于水：按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO利用差量法计算。2．NO2与O2混合气溶于水：按“4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3”计算。3．NO和O2同时通入水中时，其反应是：2NO＋O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，总反应式为：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。4．NO2、NO、O2三种混合气体通入水中(1)可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。(2)也可先将NO2和H2O反应转化为NO，按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。(3)还可以利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断：

(2011年湘潭模拟)将容积为50mL的量筒内充满二氧化氮和氧气的混合气体，倒置量筒在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是________或________。[思路点拨]

先分析剩余的5mL气体可能是什么？[听课记录]

(1)设剩余5mL气体为O2，则只发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3①参加反应的NO2和O2的总体积为：50mL－5mL＝45mL则原混合气里，NO2的体积为：45mL×4/5＝36mL，O2的体积为50mL－36mL＝14mL即NO2与O2的体积比为36∶14＝18∶7。(2)设剩余的5mL气体为NO，除发生上述反应①外，过量的NO2还发生反应：3NO2＋H2O===NO＋2HNO315mL

5mL即①式得过量的NO2体积为15mL，则发生反应①的NO2和O2的总体积为：50mL－15mL＝35mL则原混合气里，O2的体积为：35mL×1/5＝7mLNO2的体积为：50mL－7mL＝43mL即NO2与O2的体积比为43∶7。【答案】

18∶7

43∶71．将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是(

)①1.2mL

②2.4mL

③3.6mL

④4mLA．①④

B．②③C．①③

D．②④答案：A金属与硝酸的反应及有关计算

1．反应规律(1)HNO3与金属反应一般不生成H2。还原产物：浓HNO3―→NO2，稀HNO3―→NO(2)Cu与HNO3反应①Cu与浓HNO3反应时，若Cu足量，开始时还原产物为NO2，随反应进行，浓HNO3变稀，还原产物为NO，最终得到NO2与NO的混合气体。②反应现象：a.铜片逐渐溶解；b.溶液变蓝；c.产生红棕色气体(若为稀HNO3，则a、b相同，另外，开始产生无色气体，上部空间变为红棕色)。(3)Fe与稀HNO3反应Fe过量，氧化产物为Fe2＋；Fe不足，氧化产物为Fe3＋。与金属反应时，硝酸部分作氧化剂被还原，部分起酸的作用生成硝酸盐。2．计算方法金属与HNO3的反应运用“守恒法”求解，一般类型有(1)电子守恒金属失去的电子数＝生成气体时HNO3得到的电子数。(2)物料守恒耗HNO3的量＝盐中NO的量(表现酸性的HNO3)＋气体中的N原子(被还原的HNO3)的量。(3)电荷守恒HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：c(NO)＝c(H＋)＋n×c(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NO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NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。3．硝酸与变价金属氧化物反应如FeO与稀HNO3反应：3FeO＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O，反应中，硝酸既表现了氧化性，又表现了酸性。而不能错误的认为：FeO＋2HNO3===Fe(NO3)2＋H2O。

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．60mL

B．45mLC．30mLD．15mL[思路点拨]

[听课记录]

由题意可知：HNO3

由关系图分析可得：Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2×

＝0.15mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3mol，则V(NaOH)＝＝0.06L＝60mL。【答案】

A2．在100mL混合酸中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为0.4mol/L和0.1mol/L，向该混合液中加1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中的Cu2＋的物质的量浓度是(

)A．0.15mol/LB．0.225mol/LC．0.35mol/LD．0.45mol/L答案：B硫和氮的氧化物对大气的污染

1．主要来源(1)SO2：煤、石油产品的燃烧和某些金属矿物的冶炼。(2)氮的氧化物：燃烧时高温使N2与O2化合；汽车尾气。2．危害(1)污染空气，危害人体健康。(2)形成酸雨。(3)形成光化学烟雾。3．酸雨(1)概念：大气中的SO2和NO2溶于水，形成pH<5.6的雨水。我国的“酸雨”主要是由SO2引起的硫酸型。(2)形成原理：NO2→HNO3，SO2→SO3→H2SO4。

或：局部地区大气中的SO2的富集H2SO3

H2SO4，随雨水降下形成“酸雨”。4．光化学烟雾氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(通常指C1～C8可挥发的所有烃类)在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，生成一种新的二次污染物，统称光化学烟雾。5．城市空气质量日报包含的内容有：二氧化硫、氮的氧化物和可吸入的固体小颗粒(固体悬浮物)。6．其它环境问题(1)臭氧层的破坏破坏臭氧层的主要有害物质是氮氧化物和氯氟烃等。(2)温室效应引起温室效应的气体主要是CO2。(3)白色污染塑料制品引起的污染。(4)赤潮和水华主要由含磷洗衣粉引起水体富营养化，造成藻类疯长，使水体缺氧引起的水体污染。(1)写出上述两个反应的化学方程式

①SO2与CaCO3悬浊液反应_____________。②SO2与Ca(OH)2悬浊液反应____________。(2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清的石灰水的理由________。(3)在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地表面SO2浓度，在20世纪60～70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地表面SO2浓度却降低了30%之多。请你从全球保护的角度，分析这种方法是否可取？【答案】

(1)①2SO2＋O2＋2CaCO3===2CaSO4＋2CO2②2SO2＋O2＋2Ca(OH)2===2CaSO4＋2H2O(2)Ca(OH)2微溶于水，石灰水中Ca(OH)2浓度太小，不利于吸收SO2(3)不可取，因为SO2的排放总量并没有减少，形成酸雨仍会对环境造成危害3．下列有关环境问题的说法正确的是(

)A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康C．pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染解析：A项中，CaCO3CaO＋CO2↑，2CaO＋2SO2＋O2===2CaSO4；B项中，低空臭氧浓度过大对人体有害；C项中，酸雨的pH<5.6；D项中，水体含磷量高，会导致水体富营养化。答案：A三、氨1．判断下列说法是否正确(1)氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质(

)(2)实验室用浓氨水与NaOH固体可以制取氨气(

)(3)氨和酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟(

)(4)某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH(

)(5)氨水中含氮粒子中最多的粒子是(

)(6)NH3具有还原性(

)答案：(1)和(5)错，其余正确。1．结构与物理性质2.化学性质3．制法(1)实验室制法：(写出方程式)

。(2)工业制法：4．用途：制

、铵盐、纯碱、尿素、

等。

HNO3制冷剂四、铵盐2．下列说法不正确的是(

)A．凡是铵盐均能与苛性钠共热产生氨气B．碳酸氢铵受热分解产生的气体用碱石灰干燥后可得到纯净的氨气C．氨气溶于水后，水溶液中主要以铵根离子形式存在D．在一定条件下氨可以分解生成氮气和氢气解析：，氨气溶于水生成一水合氨能微弱电离，氨水中主要存在氨分子和部分一水合氨分子，也有少量铵根离子存在。答案：C1．物理性质：都是白色或无色晶体，都

溶于水。2．化学性质(三解：水解、碱解、加热分解)(1)水解反应离子方程式为：

(2)与碱共热分解产生NH3

。(3)受热分解写出NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式：

、

。易红

蓝

氨气的三种实验室制法1．加热固态铵盐和碱的混合物2．加热浓氨水(1)反应原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O。(2)装置：3．浓氨水中加固态碱性物质[特别提醒]

(1)制氨气选铵盐时，不可以选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3受热易爆炸。制氨气时，用消石灰而不用NaOH或KOH，是因为NaOH、KOH吸湿性强，易结块，不利于产生氨气，且在高温下对玻璃有强腐蚀性。(2)氨的干燥不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸，因为CaCl2能与NH3反应生成CaCl2·8NH3，P2O5能与H2O、NH3反应生成磷酸盐，浓硫酸能与NH3反应生成(NH4)2SO4。下列装置能达到实验目的的是(

)

A．①④

B．②④C．②③

D．①③[思路点拨]

从气体的溶解性及收集方法上分析。[听课记录]

①瓶口用塞子塞上，瓶内空气无法排出，故无法收集NH3；②可以防止倒吸，正确；③正确；④CO2密度比空气大，应用向上排空气法收集。改为从左边长导管通入CO2才行。【答案】

C1．某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。回答下列问题：(1)若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为__________；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是__________(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是___________________。(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试剂是_______，收集装置应选择______(填装置序号)。解析：(1)装置①适用于固­固加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3才行。(2)装置②是固­液反应，不需加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰作用。答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O

③⑦氨气难溶于该试剂，且该试剂不易挥发，不与氨气反应(2)CaO(或NaOH或碱石灰)浓氨水(或浓NH4Cl溶液)

⑥氨气和氨水的性质1．氨气(NH3)(1)极易溶于水，用水吸收制氨水时要注意防倒吸。(2)NH3中的N呈－3价，故NH3有还原性，可被Cl2、CuO、O2、NOx等氧化。2．氨水的成分与性质(1)成分三种分子：NH3、NH3·H2O、H2O；三种离子：、OH－、H＋；粒子浓度大小顺序为c(NH3·H2O)＞c(OH－)＞c()＞c(H＋)。(2)性质①易挥发，盛浓氨水的试剂瓶瓶口有白雾产生，久置后溶液质量减轻。②氨水质量分数越大，其密度越小，因此质量分数为x%的氨水与质量分数为3x%的氨水等体积混合后，所得氨水的质量分数小于2x%。③氨水中存在如下平衡：，氨水呈碱性。(3)计算氨水的浓度c(氨水)和w(NH3)时按开始通入的NH3计。

(2009年高考全国Ⅱ理综)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用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______。[思路点拨]

(1)通过审题，明确实验原理：“NH3＋CuON2＋Cu”；(2)分析各装置的作用，围绕实验目的答题。[听课记录]

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)2CaCl2＋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＋3CuON2＋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)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(其他合理答案也给分)(2)碱石灰(或CaO)除去NH3气流中的水蒸气(3)黑色粉末逐渐变为红色2NH3＋3CuO