清华附中2021高三一轮复习 氮及其化合物PPT107页

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氮及其化合物 高三化学 一轮复习讲义 第四章 非金属及其化合物 考纲要求 KAOGANGYAOQIU 1. 了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。 2. 了解氮的化合物对环境的影响。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 考点一　氮气及其氧化物 考点二　典型的氧化性酸 —— 硝酸 探究高考　明确考向 课时作业 考点三　氨、铵盐 考点四　氮及其重要化合物的综合应用 01 考点一 氮气 及其氧化物 1. 氮的固定 知识梳理 ZHISHISHULI 游离 化合 人工 2. 氮气 (1) 物理性质 ： 色 味 气体，密度比空气略小 ， 溶 于水。 无 无 难 (2) 化学性质 写出有关化学方程式： ① ； ② ； ③ 。 3. 氮的氧化物 (1) 氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋ 1 ～＋ 5 价都有对应的氧化物，如 N 2 O 、 、 N 2 O 3 、 NO 2 ( 或 ) 、 N 2 O 5 ，其中属于酸性氧化物的是 N 2 O 3 、 。 (2)NO 和 NO 2 的比较 性质 NO NO 2 色、态、味 _______________ _________________________ 溶解性 __________   毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 3NO 2 ＋ H 2 O == =2HNO 3 ＋ NO 与氧气反应 ________________ 不反应 对环境的影响 NO 与血红蛋白结合使人中毒， NO 、 NO 2 导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层 无色、无味气体 难溶于水 红棕色、有刺激性气味气体 NO N 2 O 4 N 2 O 5 NO ＋ O 2 == =2NO 2 (1) 固氮反应一定属于氧化还原反应 ( 　　 ) (2)NO 中的 NO 2 杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去 ( 　　 ) (3)CO 、 NO 、 NO 2 都是大气污染气体，在空气中都稳定存在 ( 　　 ) (4)N 2 与 O 2 在放电条件下直接化合成 NO 2 ( 　　 ) (5)NO 2 溶于水时， NO 2 是氧化剂，水是还原剂 ( 　　 ) ( 6) 可用 NO 2 与水反应制取硝酸，故 NO 2 是酸性氧化物 ( 　　 ) 辨析易错易 混 · 正误 判断 1. 汽车尾气主要含有 CO 2 、 CO 、 SO 2 、 NO x 等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。 (1) 汽车尾气中的 CO 来自于 __________________ ， NO 来自于 _______________ _______________________ 。汽车 尾气对环境的危害主要有 __ _ _____________ ___________________________________________( 至少填两种 ) 。 提升思维能力 · 深度思考 解析　 汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油燃烧不完全，会产生 CO ；当空气过量时， N 2 和 O 2 在放电或高温条件下反应生成 NO 。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。 导致 光化学烟雾、产生温室效应 ( 任填两种即可 ) 汽油的不完全燃烧 N 2 与 O 2 在 汽车 汽 缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、 (2) 汽车尾气中的 CO 、 NO x 在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出 NO 被 CO 还原的化学方程式 ： ___________________________ 。 解析　 CO 、 NO x 反应后生成的无毒气体为 CO 2 和 N 2 。 2. 氮氧化合物 ( 用 NO x 表示 ) 是大气污染的重要因素，根据 NO x 的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。 (1) 用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如， 4NH 3 ＋ 6NO 5N 2 ＋ 6H 2 O ， 写出氨气转化 NO 2 的化学方程式 _____________________________ ，氧 化产物 与 还原 产物的质量之比为 _______ 。 4 ∶ 3 (2) 工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。 ① NO 2 被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为 1 ∶ 1 ，写出该反应的化学方程式： _____________________________________ 。 2NO 2 ＋ 2NaOH == =NaNO 3 ＋ NaNO 2 ＋ H 2 O 解析　 生成两种钠盐，必须是 NO 2 的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为 NaNO 3 和 NaNO 2 。 ② NO 与 NO 2 按物质的量之比 1 ∶ 1 被足量 NaOH 溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是 ________ 。 NaNO 2 解析　 NO 中氮的化合价为＋ 2 价， NO 2 中氮的化合价为＋ 4 价，二者 1 ∶ 1 混合时与 NaOH 反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为＋ 3 ，即为 NaNO 2 。 氮氧化物对环境的污染及防治 (1) 常见的污染类型 ① 光化学烟雾： NO x 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ② 酸雨： NO x 排入大气中后，与水反应生成 HNO 3 和 HNO 2 ，随雨雪降到地面。 ③ 破坏臭氧层： NO 2 可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④ NO 与血红蛋白结合使人中毒。 归纳总结 (2) 常见的 NO x 尾气处理方法 ① 碱液吸收法 2NO 2 ＋ 2NaOH == =NaNO 3 ＋ NaNO 2 ＋ H 2 O NO 2 ＋ NO ＋ 2NaOH == =2NaNO 2 ＋ H 2 O NO 2 、 NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件 是 n (NO 2 ) ≥ n (NO) 。一般适合工业尾气中 NO x 的处理。 ② 催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体 (N 2 ) ，或 NO x 与 CO 在一定温度下催化转化为无毒气体 (N 2 和 CO 2 ) 。一般适用于汽车尾气的处理。 题组一　氮气及氧化物的性质和应用 1. 下列有关氮气用途的说法不正确的 是 A. 作焊接金属的保护气 B. 制硝酸和化肥的原料 C. 食品袋中充氮气来防腐 D. 与氧气反应制 NO 从而制硝酸 解题探究 JIETITANJIU 2.Murad 等三位教授提出 NO 在人体内有独特的功能，关于 NO 的叙述正确的是 ① NO 可以是某些含低价氮物质氧化的产物　 ② NO 是亚硝酸的酸酐　 ③ NO 可以是某些含高价氮物质还原的产物　 ④ NO 是无色气体，在空气中可变为红棕色 A. 全部 B . ①③④ C . ②③④ D . ①④ 3. 下图为装有活塞的密闭容器，内盛 22.4 mL 一氧化氮。若通入 11.2 mL 氧气 ( 气体体积均在标准状况下测定 ) ，保持温度、压强不变，则容器内物质的密度 为 A. 等于 1.369 g·L － 1 B. 等于 2.054 g·L － 1 C. 在 1.369 g·L － 1 和 2.054 g·L － 1 之间 D. 大于 2.054 g·L － 1 题组二　氮氧化物溶于水的定量判断 4.(NO x 与 H 2 O 反应计算 ) 如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满 NO 2 和 NO 气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比 为 A.1 ∶ 1 B.5 ∶ 7 C.7 ∶ 5 D.4 ∶ 3 5.( 2019· 丰台 模拟 ) 同温同压下，在 3 支相同体积的试管中分别充有等体积混合的 2 种气体，它们是 ① NO 和 NO 2 ， ② NO 2 和 O 2 ， ③ NH 3 和 N 2 。将 3 支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为 V 1 、 V 2 、 V 3 ，则下列的关系正确的是 A. V 1 ＞ V 2 ＞ V 3 B. V 1 ＞ V 3 ＞ V 2 C. V 2 ＞ V 3 ＞ V 1 D. V 3 ＞ V 1 ＞ V 2 氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体 (NO 2 ) ，还是 NO 、 NO 2 、 O 2 中的两者的混合气体，反应的实质是 3NO 2 ＋ H 2 O == =2HNO 3 ＋ NO,2NO ＋ O 2 == =2NO 2 ，故若有气体剩余只能是 NO 或 O 2 ，不可能是 NO 2 。 (1) 若 NO 和 O 2 通入水中，总关系式为 4NO ＋ 3O 2 ＋ 2H 2 O == =4HNO 3 (4 ∶ 3) 。 (2) 若 NO 2 和 O 2 通入水中，总关系式为 4NO 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O == =4HNO 3 (4 ∶ 1) 。 练后反思 02 考点二 典型 的氧化性酸 —— 硝酸 1. 物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。 2. 化学性质 知识梳理 ZHISHISHULI (1) 不稳定性 反应 ： 。 (2) 强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 按要求完成下列反应的方程式： ① 与金属反应： 稀硝酸与铜反应 ： ； 浓硝酸与铜反应 ： 。 ② 与非金属反应： 浓硝酸与 C 的反应 ： 。 3Cu ＋ 8HNO 3 ( 稀 ) == =3Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO ↑ ＋ 4H 2 O Cu ＋ 4HNO 3 ( 浓 ) == =Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO 2 ↑ ＋ 2H 2 O ③ 与还原性化合物反应： 硝酸可氧化 H 2 S 、 SO 2 、 Na 2 SO 3 、 HI 、 Fe 2 ＋ 等还原性物质。 稀硝酸与 FeSO 4 溶液反应的离子方程式 ： 。 (3) 与有机物反应 ① 硝化反应 ( 与 反应 ) ： ； ② 颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色 。 ＋ 2H 2 O (1) 常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化 ( 　　 ) (2) 可用稀硝酸与 FeS 固体反应制取 H 2 S( 　　 ) (3) 过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有 NO( 　　 ) (4) 浓硝酸在光照下久置，会变黄 ( 　　 ) 辨析易错易混 · 正误判断 1.(1) 浓 HNO 3 如何保存？ 提升思维能力 · 深度思考 (2) 硝酸具有强氧化性，硝酸与 Fe 反应一定生成 Fe 3 ＋ 吗？为什么？ 2. 用动态观点理解 Cu 与浓 HNO 3 的反应 在浓硝酸中放入 Cu 片， (1) 反应开始时的化学方程式为 _________________________________ ___ ____ ， 实验现象为 __________________________________ 。 (2) 若 Cu 片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式 为 __________ ___ _______ _________________________ 。 (3) 待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时 Cu 片上又有气泡产生，原因是 ____________________________________________________________ ___ _____ __________ 。 溶液 逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出 Cu ＋ 4HNO 3 ( 浓 ) == =Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 3Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO ↑ ＋ 4H 2 O 3Cu ＋ 8HNO 3 ( 稀 ) == = 加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜 反应 (1)HNO 3 与金属反应一般不能产生 H 2 。 (2) 还原产物一般为 HNO 3 ( 浓 ) → NO 2 ， HNO 3 ( 稀 ) → NO ；很稀的硝酸还原产物也可能为 N 2 O 、 N 2 或 NH 4 NO 3 。 (3) 硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性 。 (4) 涉及 HNO 3 的离子反应常见的易错问题 ② 在书写离子方程式时，忽视 HNO 3 的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应 。 易错警示 题组一　硝酸的性质及应用 1. 硝酸被称为 “ 国防工业之母 ” 是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是 A. 浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色 —— 酸性和强氧化性 B. 不能用稀硝酸与锌反应制氢气 —— 强氧化性 C. 要用棕色瓶盛装浓硝酸 —— 不稳定性 D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去 —— 强氧化性 解题探究 JIETITANJIU 2.( 2020· 石景山 期末 ) 硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的 是 A. 浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同 B. 将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成 C. 常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同 D. 浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变 黄 3.( 全面描述金属与硝酸反应的现象 ) 在如图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题： (1) 实验过程中，观察到的主要现象是 ① __________________________________________ ； ② ________________________________ ； ③ ___________________________________________ _ ； ④ __________________________________ 。 (2) 用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点 是 ___________________ _____________________ _ ____ 。 (3) 若要验证最终得到的气体生成物，最简便的操作及现象是 _______________ ____________________________________________________________________________ 。 现象描述答题模板 (1) 全面描述现象的程序 —— “ 海、陆、空 ” “ 海 ” —— 溶液有什么变化； “ 陆 ” —— 固体有什么变化； “ 空 ” —— 气体有什么变化。 (2) 规范描述现象的答题模板 如 ① 颜色： …… 由 …… ( 具体颜色 ) 变为 …… ( 具体颜色 ) ； ② 气体：溶液中产生 …… ( 颜色 ) 的气体， ( 或 ) 在固体表面产生 …… ( 颜色 ) 气体； ③ 沉淀：在 …… ( 颜色 ) 溶液中产生 …… ( 颜色 ) 的沉淀 ( 浑浊 ) 。 答题模板 题组二　金属与硝酸反应的定量分析 4. 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 ① 硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少 ② 硝酸浓度不同，生成的 Fe(NO 3 ) 3 的物质的量相同 ③ 硝酸浓度越大，产生的气体越少 ④ 用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同 A. 只有 ② B . ②④ C . ③④ D . ①②③ 5.( 2020 海淀模拟 ) 铜和镁的合金 4.6 g 完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生 4 480 mL 的 NO 2 气体和 336 mL 的 N 2 O 4 气体 ( 都已折算 到标准状况 ) ，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量 为 A.9.02 g B.8.51 g C.8.26 g D.7.04 g 6. 某稀溶液中含有 4 mol KNO 3 和 2.5 mol H 2 SO 4 ，向其中加入 1.5 mol Fe ，充分反应 ( 已知 被 还原为 NO) 。 下列说法正确的 是 A. 反应后生成 NO 的体积为 28 L B. 所得溶液中 c (Fe 2 ＋ ) ∶ c (Fe 3 ＋ ) ＝ 1 ∶ 1 C. 所得溶液中 c ( ) ＝ 2.75 mol·L － 1 D. 所得溶液中的溶质只有 FeSO 4 金属与硝酸反应的思维模型 方法指导 题组三　硝酸反应产物综合实验探究题 ( 教师用书独具 ) 7.( 2020 西城 高 三测试 ) 某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是 NO 而设计了下列实验，装置如图所示 ( 加热装置和固定装置均已略去 ) 。图中 K 为止水夹 ( 处于关闭状态 ) ， F 是一半空的注射器。请回答有关问题： (1) 设计装置 A 的目的是 ______________________________ ________ __________ ____________________ 。 (2) 在完成 (1) 中的 “ 操作 ” 后，将装置 B 中铜丝插入稀硝酸并微热之，观察到装置 B 中的现象是 _____________________________________________________ ； B 中反应的离子方程式为 __________________________________________ 。 (3) 装置 E 和 F 的作用是 _______________ ；为 实现此作用，其操作方法是 ___ _ ___ ____________________________________________________ 。 (4) 装置 D 的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有 _________ 的 功能 。 03 考点三 氨 、铵盐 知识梳理 ZHISHISHULI 1. 氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性   比 空气 ___ 强烈 性 气味 极易溶于水 (1 ∶ 700) 小 刺激 2. 氨的化学性质 (1) 氨与水的反应 NH 3 ＋ H 2 O  NH 3 ·H 2 O  ＋ OH － ，氨溶于水得氨水，氨水中含有的粒子 有 。 氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解： NH 3 ·H 2 O 。 NH 3 ↑ ＋ H 2 O (2) 氨与酸的反应：蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象 为 ， 将浓盐酸 改为 ， 也会出现相同的现象。 化学方程式 ： 。 (3) 与盐溶液的反应 如过量氨水与 AlCl 3 反应的离子方程式 ： 。 (4) 氨的还原性 —— 氨的催化氧化 化学方程式： 。 有白烟生成 浓硝酸 HCl ＋ NH 3 == =NH 4 Cl 、 NH 3 ＋ HNO 3 == = NH 4 NO 3 3. 氨的实验室制法 (1) 加热固态铵盐和碱的混合物 一般加热 NH 4 Cl 和 Ca(OH) 2 的混合物，化学方程式 ： _______________________ _______________________ 。 2NH 3 ↑ ＋ CaCl 2 ＋ 2H 2 O ① 装置： “ 固体＋ 固体 气体 ” ( 与用 KClO 3 或 KMnO 4 制 O 2 的装置相同 ) 。 ② 收集：只能 用 法 。 ③ 验满方法： a. 用湿润 的 ， 试纸变蓝色； b. 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象 是 。 ④ 尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小 NH 3 与空气的对流速度，收集到纯净的 NH 3 ，同时也可避免污染空气。 向下排空气 红色石蕊试纸置于试管口 有白烟产生 (2) 实验室制取氨的其他方法 方法 化学方程式 ( 或原理 ) 气体发生装置 加热浓氨水 浓氨水＋固体 NaOH NaOH 溶于水放热，促使氨水分解。且 OH － 浓度的增大有利于 NH 3 的生成 浓氨水＋固体 CaO CaO 与水反应，使溶剂 ( 水 ) 减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为 NH 3 ·H 2 O ＋ CaO == =NH 3 ↑ ＋ Ca(OH) 2 (1) 铵盐的物理性质 铵盐 都是 色 固体，均易溶于水。 (2) 铵盐的化学性质 白 CO 2 ↑ ＋ H 2 O 蓝 红 (1) 氨遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟 ( 　　 ) ( 2) 加热盛有 NH 4 Cl 固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明 NH 4 Cl 固体可以升华 ( 　　 ) (3) 氨水中含氮微粒中最多的微粒 是 ( 　　 ) (4) 铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性 ( 　　 ) ( 5) 现有 1 mol·L － 1 的氨水，则该溶液中 NH 3 ·H 2 O 的浓度是 1 mol·L － 1 ( 　　 ) 辨析易错易混 · 正误判断 氨及铵盐中－ 3 价 N 还原性的拓展应用 (1) 用于检验氯气是否泄露的原理，如下图，室温下将过量的氨推入试管，预测试管中可能出现的 现象 _____________________ ___ ____________________ _________________________ ，写出 反应过程的化学方程式： _____________ _______________ ______ ____________ 。 提升思维能力 · 深度思考 生成 白烟，而后凝结在试管内壁，试管内黄绿色气体颜色逐渐变浅至褪 去 3Cl 2 ＋ 2NH 3 == =6HCl ＋ N 2 、 HCl ＋ NH 3 == =NH 4 Cl (2) 氨在加热条件下可还原氧化铜，产生无污染气体和单质铜，可用于测定铜的相对原子质量，写出该反应的化学方程式： __________________________ ________ 。 (3) 氨在催化剂条件下可还原氮的氧化物，常用于消除汽车尾气产生的氮氧化物，以还原 NO 为例，分析氧化产物与还原产物的质量比 ______ 。 ＋ 3H 2 O 2 ∶ 3 (4) 实验室用饱和氯化铵 (NH 4 Cl) 与亚硝酸钠 (NaNO 2 ) 加热来制取氮气，气体发生装置应选用 ____ 。 反应原理的化学方程式为 ______________________________________ 。 A 题组一　氨、铵盐的性质实验 1.( 2020· 西城 高 三模拟 ) 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. 将集有氨的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管， 说明氨 极 易 溶 于水 B. 向氨水中加入浓氢氧化钠溶液，加热产生使湿润的红色 石蕊试纸 变 蓝的气体， 说明 氨水中 含有 C. 加热 NH 4 HCO 3 固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明 NH 4 HCO 3 具 有 热不稳定性 D. 将红热的 Pt 丝伸入上图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量的红棕色气体，说明氨 催 化 氧化的产物中有 NO 解题探究 JIETITANJIU 2. 如下图，利用培养皿探究氨的性质。实验时向 NaOH 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 3 与浓盐酸反应产生了 NH 4 Cl 固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH 3 与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是 AlCl 3 溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH 3 是一种可溶性碱 实验室用铂丝按下图进行氨的催化氧化实验，操作现象总结如下： (1) 空气通入氨水中：其作用是让氨易挥发出来，从而使氧气和氨充分混合。 (2) 锥形瓶中气体呈红棕色：这是因为 NH 3 被氧化为 NO ， NO 遇到空气中的 O 2 又迅速被氧化为红棕色的 NO 2 。 归纳总结 ( 3) 通常瓶内有白烟出现：这是由于锥形瓶里有水蒸气存在，水蒸气和 NO 2 反应生成了 HNO 3 ： 3NO 2 ＋ H 2 O == =2HNO 3 ＋ NO ， HNO 3 再跟 NH 3 反应生成微小的白色 NH 4 NO 3 晶体： NH 3 ＋ HNO 3 == =NH 4 NO 3 。 (4) 悬空铂丝总是呈红色：这是因为 NH 3 与 O 2 在铂丝的表面上进行的反应是放热反应，反应放出的热量足以使铂丝继续保持红热状态 。 题组二　氨制备与性质实验的综合 3.( 2019· 东城 一 模 ) 实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 A. 用装置甲制取氨 B. 用装置乙收集氨时气体应该从 a 口进 b 口出 C. 装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜 D. 可以用装置丁吸收氨，进行尾气处理 4.( 2020· 朝阳 模拟 ) 氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。 (1) 甲装置不需要加热即能同时产生氨和氧气，烧瓶内固体 X 为 __________ 。 (2) 乙装置的作用是 _________________ _ _____ ；写出受热时丙装置中发生 反应 的 化学方程式： _____________________________ 。 (3) 当戊中观察到 __________________ 现象，则说明已制得硝酸。某同学 按 下 图 组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是： _________________________________ ，如何 改进装置： ____________________________________________________________ 。 (4) 改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是 _____________________________________________________________________________________ 。 04 考点四 氮 及其重要化合物的综合应用 知识梳理 ZHISHISHULI 注意 　箭头指出可体现物质的性质，指向可寻找该物质的制备方法 。 题组一　氮及其化合物的转化 1.(2018· 贵阳模拟 ) 氮及其化合物的转化关系如图所示。 解题探究 JIETITANJIU 则下列说法不正确的是 A. 路线 ①②③ 是工业生产硝酸的主要途径 B. 路线 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C. 上述所有标号的反应都是氧化还原反应 D. 氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成 NO 2 2.( 2019· 石景山 复习 ) 一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。 回答下列问题： (1) 氮的原子结构示意图为 ______ 。 ( 2) 图中属于 “ 氮的固定 ” 的是 ______( 填字母，下同 ) ；转化过程中发生非氧化还原反应的是 _____ 。 (3) 若 “ 反应 h ” 是在 NO 2 和 H 2 O 的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 _____ 。 (4) 若 “ 反应 i ” 是在酸性条件下 由 与 Zn 的作用实现，则该反应的离子方程式为 _____________________________________ _ ___ 。 题组二　含氮物质的性质与实验综合 3.( 2020· 石景山模拟 ) 某学习小组设计实验探究 NO 与铜粉的反应并检验 NO ，实验装置如图所示 ( 夹持装置略 ) 。实验开始前，向装置中通入一段时间的 N 2 ，排尽装置内的空气 。 已知：在溶液中 FeSO 4 ＋ NO  [Fe(NO)] SO 4 ( 棕色 ) ， 该 反应可用于检验 NO 。 下列说法中不正确的是 A. 装置 F 、 I 中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液 B. 若观察到装置 H 中红色粉末变黑色，则 NO 与 Cu 发生了反应 C. 实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞 D. 装置 J 收集的气体中一定不含 NO 4. 某化学自主实验小组通过实验探究 NH 3 、 NO 2 的性质。 探究 Ⅰ ：利用如图所示装置探究 NO 2 能否被 NH 3 还原 (K 1 、 K 2 为止水夹，夹持固定装置略去 ) 。 (1)A 装置中制取 NH 3 的化学方程式是 _________________________________ 。 (2) 甲、乙分别是 ____( 填字母 ) 。 a. 浓硫酸、碱石灰 b . 碱石灰、碱石灰 c. 碱石灰、无水氯化钙 d . 五氧化二磷、五氧化二磷 (3) 若 NO 2 能够被 NH 3 还原，预期 C 装置中能观察到的现象是 ___________ _ ______ __________ 。 (4) 此实验装置存在一个明显的缺陷是 __________________ 。 探究 Ⅱ ：探究 NO 2 、 O 2 混合气体的喷泉实验。 ( 5) 请在 G 装置中的虚线上描出导管实线图。 (6)G 装置中浓硫酸有三种作用：混合 NO 2 、 O 2 气体；干燥 NO 2 、 O 2 ； __________ _____________________ _ _____ 。 (7) 将 G 装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为 ________ mol·L － 1 ( 保留两位有效数字 ) 。 05 探究高考 　 明确考向 1.( 2020 丰台模拟 ) 研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关 ( 如图 所示 ) 。下列叙述错误的 是 A. 雾和霾的分散剂相同 B. 雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH 3 是形成无机颗粒物的催化剂 D. 雾霾的形成与过度施用氮肥 有关 1 2 3 4 5 2.( 2020 ， 北京海淀期末 ) 某工业废气所含氮氧化物 (NO x ) 的氮氧质量比约为 7 ∶ 4 ，该 NO x 可表示 为 A.N 2 O B.NO C.N 2 O 3 D.NO 2 1 2 3 4 5 3.( 高考选项组合 ) 下列有关说法正确的是 A. 加热盛有少量 NH 4 HCO 3 固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸 ， 石蕊试纸 变蓝，说明 NH 4 HCO 3 显碱性 (2017· 全国卷 Ⅱ ， 13C) B. 用烧碱处理含 高浓度 的 废水并回收利用氨 (2017· 天津， 1D) C.NH 3 易溶于水，可用作制冷剂 (2017· 江苏， 3D) D. 氨气使 AlCl 3 溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原 (2017· 北京， 8D) 1 2 3 4 5 4.( 2019· 北京， 12) 下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 1 2 3 4 ① ② ③ A. 由 ① 中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B. 红棕色气体不能表明 ② 中木炭与浓硝酸产生了反应 C. 由 ③ 说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D. ③ 的气体产物中检测出 CO 2 ，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 5 5.(2016· 全国卷 Ⅰ ， 26) 氮的氧化物 (NO x ) 是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH 3 将 NO x 还原生成 N 2 。某同学在实验室中对 NH 3 与 NO 2 反应进行了探究。回答下列问题： (1) 氨气的制备 ① 氨气的发生装置可以选择上图中的 ____ ，反应的化学方程式 为 ____________ _________________________________________________ ___ _____________ 。 A 1 2 3 4 5 ② 欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置 → ______( 按气流方向，用小写字母表示 ) 。 1 2 3 4 5 (2) 氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的 NH 3 充入注射器 X 中，硬质玻璃管 Y 中加入少量催化剂，充入 NO 2 ( 两端用夹子 K 1 、 K 2 夹好 ) 。在一定温度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开 K 1 ，推动注射器活塞，使 X 中的气体缓慢通入 Y 管中 ① Y 管中 ___ ___ _ _ _____ _______ ② 反应的化学方程式 _____ ______ ____________ _____ 1 2 3 4 5 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 Y 管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开 K 2 ③ ___ ______ ______ _____________ _ ④ ______ ______ __ ___ _ __________________________ _ 1 2 3 4 5 06 课时作业 1. 下列关于自然界中氮循环 ( 如下图 ) 的说法不正确的是 A . 人工固氮可以得到硝酸盐 B. 雷电作用可将氮气直接转化为铵盐 C. 细菌对氮元素的循环有重要作用 D. 亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中，氮元素被氧 化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2. 起固氮作用的化学反应是 A.N 2 和 H 2 在一定条件下反应生成 NH 3 B.NO 遇 O 2 转化为 NO 2 C. 硝酸工厂用 NH 3 氧化制 NO D. 用 NH 3 制碳酸氢铵和硫酸铵 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 3. 关于氨的下列叙述中，错误的是 A. 液氨易汽化，因此可用来作制冷剂 B. 氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色 C. 氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定 ( 不容易 ) 分解 D. 氨可被氯气氧化生成 N 2 ，同时还可能产生白烟现象 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 4. 下列关于氨水的说法中，不正确的是 A. 氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物 B. 氨水中物质的量浓度最大的粒子是 NH 3 ·H 2 O( 水除外 ) C. 氨水显弱碱性，是弱电解质 D. 在 1 mol·L － 1 氨水中， NH 3 ·H 2 O 、 、 NH 3 的物质的量浓度之和为 1 mol·L － 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 5. 下列与碳、氮、氧、硫、硅等非金属元素及其化合物有关的说法不正确的是 A. 工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅可得到含杂质的粗硅 B. 氮的氧化物是形成光化学烟雾的主要物质，硫的氧化物是形成酸雨的 主 要 物 质 C.NO 2 、 CO 2 和 SO 2 溶于水均可导电，它们都是电解质 D. 将 SO 2 通入酸化的 Ba(NO 3 ) 2 溶液中会出现白色沉淀 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 6. 最新病毒学研究证实，一氧化氮对 SARS 病毒有直接的抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是 A. 一氧化氮是一种红棕色的气体 B. 常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C. 一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D. 一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 7.(2018· 兰州高三质量检测 ) 下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是 A. 常温下都用铜制容器贮存 B. 露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻 C. 常温下都能与铜较快地反应 D. 露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 8. 如图所示是 NH 3 的两个性质实验，下列有关说法中正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 A. 两个实验均表现了 NH 3 易溶于水 B. 两个实验均表现了 NH 3 易挥发 C. 两个实验均表现了 NH 3 是碱性气体 D. 两个实验均表现了 NH 3 是还原性气体 9. 某实验过程如图所示，则图 ③ 的试管中的现象是 A. 无明显现象，因稀 H 2 SO 4 不与铜反应 B. 铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色 C. 铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体 D. 铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 10.( 2020· 朝阳 联 考 ) 某兴趣小组设计用铁粉将 NO 还原为 N 2 ( 同时生成 FeO) ，下列说法不正确的是 13 已知： ① 浓硝酸可氧化 NO ； ② NaOH 溶液能吸收 NO 2 ，不吸收 NO 。 A. 装置的连接顺序为 a → f → e → j → i → h → g( 或 g → h) → b → c → d B. 装置 E 中发生反应的化学方程式 为 2NO ＋ 2Fe 2FeO ＋ N 2 C. 装置 D 的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的 NO 2 D. 装置 B 的作用是干燥，防止水蒸气进入 E 中干扰反应 11. [ 2020· 海淀期中 ] 常温下，将一定量的铁粉加入 50 mL 10 mol·L － 1 硝酸 ( ① ) 中，待其充分反应后，收集到的气体换算成标准状况下的体积为 4.2 L ( ② ) ，所得溶液能够使淀粉碘化钾溶液变蓝 ( ③ ) ，该溶液也能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ( ④ ) 。下列说法中正确的是 A. ① 中数据表明，硝酸是浓硝酸，因此 Fe 已经钝化 B. ② 中数据表明，生成的气体中只有 NO 2 C. ③ 中现象表明，硝酸一定有剩余 D. ④ 中现象表明，溶液中一定含有 Fe 2 ＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 12. 如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题： (1) 写出 N 2 的一种用途： __________________ ________ _____________ 。 (2) 从 N 元素化合价分析， N 2 具有氧化性和还原性。各举一例说明 ( 用化学方程式表示 ) 氧化性： _________________________________________________ 。 还原性 ： _______________________ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 (3)HNO 3 与下图中的物质 C 常用于检验 Cl － 的存在，则 C 的化学式为 _________ 。 (4) 实验室制取物质 B 的化学方程式为 ____________________________________ ________ 。 (5)NO 2 与水反应生成物质 A 的化学方程式为 __________________________ 。 (6) 浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为 ______________________ _______________________ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 13.(2018· 河北邢台质量检测 ) 氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题： (1) 实验室 可用 右 图 所示装置合成氨。 ① 亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式 为 ____________________________ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 ② 锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后，锥形瓶中溶液变红，则气体 X 的成分为 N 2 、水蒸气、 _____ 和 ______( 填化学式 ) 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 (2) 最近斯坦福大学研究人员发明了一种 SUNCAT 的锂循环系统，可持续合成氨，其原理如图所示。 ① 图中反应 Ⅱ 属于 ________________ ( 填 “ 氧化还原反应 ” 或 “ 非氧化还原反应 ” ) 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 ② 反应 Ⅲ 中能量转化的方式是 __________________( 填 “ 电能转化为化学能 ” 或 “ 化学能转化为电能 ” ) 。 14. 甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 文献记载： ⅰ . 在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋ 4 、＋ 2 、－ 3 价等氮的化合物。 ⅱ .FeSO 4 ＋ NO  Fe(NO)SO 4 ( 棕色 )(Δ H <0) 。 ⅲ .NO 2 和 NO 都能被 KMnO 4 氧化吸收。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 甲的实验操作和现象记录如下： 实验操作 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间 CO 2 ，关闭弹簧夹   打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞 无明显现象 加热烧瓶，反应开始后停止加热 ① A 中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅； B 中溶液变棕色； C 中溶液紫色变浅 ② 反应停止后， A 中无固体剩余 请回答下列问题： (1) 滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是 ______________ _ _______________ _________________________________________ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 (2) 检验是否生成－ 3 价氮的化合物，应进行的实验操作是 __ _ ________________ _________________________________________________________________________ __ ______________________________ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 (3) 甲取少量 B 中溶液，加热，实验现象是 _________________________ _ _______ _____________________________ 。请 用平衡移动原理解释原因： ______ _ ____ ______________________________________________ _ _____________________ 。 甲依据该现象得出的结论是 A 中有 NO 生成。 13 (4) 乙认为甲得出 A 中有 NO 生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙 作出 的改变是 __________________ ，证明有 NO 生成的实验现象是 ______________________________________ _ __ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 本课 结束 谢谢您的参与