南方凤凰台版高考化学一轮复习专题二非金属元素及其化合物课时10氮及其化合物导学案新Word下载.docx
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溶于水。
3.氮气的化学性质
常温下,氮气的化学性质稳定,通常情况下不易发生化学反应。
写出下列反应的化学方程式。
(1)工业上合成NH3:
。
(2)N2和O2在放电条件下生成NO:
(3)Mg在N2中燃烧:
4.氮的固定
(1)含义:
将 的氮转变为 的氮。
(2)方式:
、生物固氮、工业固氮。
5.氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物:
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
完成NO和NO2的比较:
NO
NO2
物理
性质
颜色
毒性
溶解性
化学
与O2反应
2NO+O22NO2
与H2O反应
3NO2+H2O2HNO3+NO
实验室制法(用化学方程式表示)
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓)
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
注意:
(1)氮的氧化物都是大气污染物。
空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素
(2)NO2既有氧化性又有还原性,以氧化性为主。
NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
【举题说法】
例题1 (2013·
上海高考)一定条件下,将0.1LCO、0.2LCO2、0.1LNO、0.2LNO2和0.2LNH3混合,然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定)。
假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应,则尾气(已干燥)( )
A.可能是单一气体
B.不可能含有一氧化碳
C.可能存在原气体中的两种气体
D.成分和洗气瓶的排列顺序无关
【答案】 AC
【解析】 洗气瓶排列顺序有6种,若第一个洗气瓶装氢氧化钠溶液,则发生反应:
CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O,这时出来的气体有CO、NH3,后面的2个洗气瓶无论顺序怎样,最后的气体为CO;
若第一个洗气瓶装水,则这时出来的气体有CO、CO2、NO,后面的2个洗气瓶无论顺序怎样,最后的气体为CO、NO;
若第一个洗气瓶装饱和碳酸氢钠溶液,则这时出来的气体有CO、CO2、NO,后面的2个洗气瓶无论顺序怎样,最后的气体为CO、NO。
综上所述,A、C正确,B、D错误。
变式1 (2013·
北京高考改编)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:
(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。
当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。
写出NO被CO还原的化学方程式:
。
(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下图所示。
2Pt电极上发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应。
1写出NiO电极的电极反应式:
【答案】
(1)3NO2+H2O2HNO3+NO
(2)2CO+2NON2+2CO2
(3)①还原 ②NO+O2--2e-NO2
【解析】
(1)二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮。
(2)空气不足,尾气中NO被CO还原成N2,则CO被氧化生成CO2。
(3)原电池中阴离子移向负极,所以NiO电极为负极,Pt电极为正极,发生还原反应。
②NO在NiO电极上失电子发生氧化反应。
微课1 书写减少氮氧化物排放的化学方程式
图1图2图3
(1)汽车排出的尾气中也含有氮氧化物,为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置。
净化装置里装有催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图1所示。
写出净化过程中的总化学方程式:
。
(2)TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,OH能将NO、NO2氧化,如图2所示,OH与NO2反应的化学方程式为NO2+OHHNO3。
写出OH与NO反应的化学方程式:
。
(3)用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NOx)技术。
其脱硝机理如图3,写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式:
。
分析:
三张图都是物质进出图,通过图中标有化学物质的进和出来书写化学方程式,解题共同点是需要确定反应物和生成物,根据得失电子守恒、化合价升降相等、质量守恒(原子守恒)、题干信息书写化学方程式。
(1)图1中加入的物质是NO、O2、CO,出来的物质是CO2、N2,其中NO2为中间产物不列入化学方程式中,然后根据化合价升降相等配平化学方程式。
(2)图2中进入的物质是NO、NO2与OH,出来的物质是HNO3+H2O,其中TiO2为催化剂,根据原子守恒配平化学方程式。
(3)图3中乙烯和NO2反应,出来的物质是CO2、N2、H2O,根据化合价升降相等配平化学方程式。
答案:
(1)2NO+O2+4CO4CO2+N2
(2)3OH+NOHNO3+H2O
(3)2C2H4+6NO24CO2+3N2+4H2O
考点2 氨气及铵盐
1.氨气
(1)氨气的物理性质
;
气味:
密度:
比空气 ;
溶解性:
溶于水(常温常压下,1体积水中大约可溶解 体积氨气);
熔、沸点低,易液化。
(2)氨气的化学性质
①与水反应:
NH3+H2ONH3·
H2O
计算氨水浓度时通常将 视作溶质,氨水的浓度越大,密度 。
弱碱性:
NH3·
H2ON+OH-
络合性:
Ag++2NH3·
H2O[Ag(NH3)2]++2H2O
②与酸反应:
实质是NH3+H+N
③与O2反应:
4NH3+5O24NO+6H2O
(3)NH3的用途
液氨可用作 。
NH3是一种重要的化工原料,可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等。
2.铵盐
(1)铵盐的物理性质:
色晶体, 溶于水。
(2)铵盐的化学性质
①热不稳定性
NH4Cl
NH4HCO3
②与碱溶液的反应
N+OH- ,氨气能使 试纸变 色(可用于检验铵盐)。
(3)N的检验
未知液呈碱性湿润的 色石蕊试纸变 色,则证明含N。
例题2 下列说法正确的是( )
A.氨气与氯气相遇可能冒白烟
B.氨气通入浓硫酸或浓硝酸中会被氧化
C.氨气可以由所有铵盐受热分解得到
D.氨气比PH3易液化是因为N—H键的键能比P—H键的键能大
【答案】 A
【解析】 氨气和氯气反应的化学方程式为3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl,生成的白烟为氯化铵小颗粒,A正确;
氨气为碱性气体,能被浓硫酸或浓硝酸吸收生成铵盐,而不是被浓硝酸或浓硫酸氧化,B错误;
硝酸铵受热分解得不到氨气,C错误;
氨气和PH3都属于同一主族的氢化物,分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比,但氨气中含有氢键,PH3不含氢键,氢键的存在导致氨气的沸点升高,D错误。
变式2 (2015·
南通一模)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.将集有氨气的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,说明氨气极易溶于水
B.将pH=11的氨水稀释1000倍,测得pH>
8,说明NH3·
H2O为弱碱
C.加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3受热不稳定
D.将红热的铂丝伸入右图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量红棕色气体,说明氨气的氧化产物为NO2
【答案】 D
【解析】 氨气极易溶于水,使试管内压强迅速降低,液体迅速充满试管,A正确;
强碱稀释10n倍,pH减小n个单位,而将pH=11的氨水稀释1000倍,测得pH>
H2O为弱碱,B正确;
加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明碳酸氢铵受热分解,不稳定,C正确;
氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮,D错误。
1.NH3的实验室制法
(1)方法一:
加热固态铵盐和碱的混合物。
一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物。
原理:
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
装置:
固体+固体气体(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。
收集:
只能用向下排空气法。
干燥:
用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物),不能用CaCl2。
验满:
用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;
或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。
注意事项:
收集时,一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速率,收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气。
(2)方法二:
加热浓氨水。
H2ONH3↑+H2O
(3)方法三:
浓氨水中加固态碱性物质(如NaOH粉末)。
浓氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·
H2ON+OH-,加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等),使平衡逆向移动,同时反应放热,促进NH3·
H2O的分解。
2.NH3的催化氧化反应
4NH3+6NO5N2+6H2O
8NH3+6NO27N2+12H2O
考点3 硝酸
1.硝酸的性质
(1)硝酸的物理性质
纯硝酸是 色、有 气味、易 的液体,能跟水以 互溶,常用浓硝酸的质量分数为 ,“发烟硝酸”的浓度为 。
(2)硝酸的化学性质
①强酸性
与CaCO3反应:
CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
稀硝酸遇石蕊试液, (填现象)。
浓硝酸遇石蕊试液, (填现象)。
②不稳定性
HNO3受热或光照分解的化学方程式为 。
③强氧化性
常温下,Fe、Al遇冷、浓硝酸 (填现象)。
Cu与稀硝酸反应:
Cu与浓硝酸反应:
C与浓硝酸反应:
2.硝酸的用途
硝酸是一种重要的化工原料,常用来制造 、 、 、 、 等。
例题3 (2014·
山东高考)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是( )
A.FeO B.Fe2O3C.FeSO4 D.Fe3O4
【解析】 Fe2O3与稀硝酸反应不能放出NO,1molFe3O4中含有1molFe2+,利用得失电子守恒可知生成1molNO需消耗FeO、FeSO4、Fe3O4的物质的量均为3mol,FeO、FeSO4、Fe3O
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