第13天 氮磷及其化合物全国重点中学高考化学考前赢分30天 Word版含答案Word格式文档下载.docx

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4NO+3O2+2H2O=4HNO3

NO、NO2、O2三种混合气体溶于水时，可先按

求出NO2与水反应生成NO的体积，再加上原混合气体中的NO按

方法进行计算。

三、硝酸的物理性质

纯净的硝酸是无色易挥发有刺激性气味的液体，密度为1.50g／cm3，沸点83℃，凝固点—42℃，能与水以任意比例互溶，有腐蚀性。

常用浓硝酸质量分数为69％左右，质量分数为98％以上的硝酸极易在潮湿的空气中形成白色酸雾，因此被称为发烟硝酸。

四、硝酸的化学性质

⒈硝酸是一元强酸HNO3=H＋＋NO3－,具有酸的通性

⑴可使紫色石蕊试液变色

⑵与碱的反应:

NaOH＋HNO3=NaNO3＋H2O

⑶与碱性氧化物的反应:

CuO＋2HNO3=Cu（NO3）2＋H2O

⑷与某些盐的反应:

CaCO3＋2HNO3=Ca（NO3）2＋CO2↑＋H2O

⒉硝酸的不稳定性

4HNO3（浓）

4NO2↑+O2↑+2H2O（硝酸越浓越易分解）

⒊硝酸的强氧化性

⑴与金属的反应

①除Au、Pt外，大部分金属都能与硝酸反应，反应时不生成H2，生成硝酸盐、氮的降价产物和水。

Cu与浓硝酸反应：

Cu+4HNO3（浓）==Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

Cu与稀硝酸反应：

3Cu+8HNO3（稀）==3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

②浓硝酸在常温下能使Fe、Al钝化，故可用铁、铝容器运输冷的浓硝酸。

五、硝酸的制法

（1）实验室制法NaNO3+H2SO4（浓）

NaHSO4+HNO3↑

一般情况下，该反应不需高温，以防HNO3受热分解（这一点跟实验室制氯化氢气体有差异）。

（2）工业制法——氨的催化氧化法

①4NH3+5O2

4NO+6H2O

②2NO+O2=2NO2

③3NO2+H2O=2HNO3+NO

六、硝酸的保存

硝酸要密闭存放在棕色细口试剂瓶中，并置于黑暗且温度低的地方，盛硝酸的试剂瓶一定要用玻璃塞，而不能用软木塞或橡皮塞。

七、有硝酸参与的氧化还原反应的计算

有硝酸参与的氧化还原反应的计算：

正确运用两个守恒原理：

一是原子守恒；

二是得失电子守恒，这样会使解题既快速又准确。

1．单质与硝酸的反应，分析讨论是金属还是非金属，若为金属参加的反应，硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。

若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。

2．Cu与HNO3的反应中随着反应的进行浓度逐渐变小，产物由NO2变成NO，最终为混合气体。

可以这样理解并分析：

反应的硝酸在产物中共两部分：

Cu（NO3）2

HNO3—

可以看出：

被还原的硝酸无论生成NO还是NO2均为一个N原子与一个HNO3的比例关系，即：

被还原的硝酸与气体的物质的量相等。

而未被还原的硝酸总是生成最高价金属的硝酸盐〔如Cu（NO3）2〕，一个金属离子与金属离子最高价数个HNO3成比例关系，即未被还原的HNO3与金属离子的最高价态数相等。

八、氨

1．分子结构：

分子式为：

NH3，电子式为：

，结构式为：

，分子构型为：

三角锥形，氨分子是极性分子。

2．氨的物理性质：

氨是无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水，常温下1体积水能溶解700体积的NH3，NH3比空气的密度小，易液化。

3．化学性质

（1）与水反应：

氨气与水反应的方程式为：

NH3+H2O

NH3·

H2O

NH4++OH－。

氨气溶于水时，大部分氨气与水反应生成一水合氨，只有少部分一水合氨电离成NH4+和OH-，所以氨水呈弱碱性。

（2）与酸的反应：

①氨气与盐酸（或HCl气体）的反应方程式为：

NH3+HCl===NH4Cl。

（与HCl气体反应时有白烟生成，常用于NH3和HCl的相互检验。

）

②氨气与硫酸反应的方程式为：

2NH3+H2SO4==（NH4）2SO4

③氨气与盐酸或稀硫酸反应的离子方程式为：

NH3+H+==NH4+

（3）与盐溶液的反应：

①氨气通入氯化铁溶液的离子反应方程式为：

3NH3+3H2O+Fe3+===Fe（OH）3↓+3NH4+

②氨气通入硫酸铝溶液的离子反应方程式为：

3NH3+3H2O+Al3+===Al（OH）3↓+3NH4+

（4）还原性：

①氨气与氧气的反应：

4NH3+5O2

4NO+6H2O；

此反应叫氨的催化氧化，是工业上制取硝酸的基础，其实验现象为：

铂丝继续保持红热，产生红棕色气体。

②氨气与氯气的反应：

2NH3+3Cl2===6HCl+N2（Cl2足量）；

2NH3+8Cl2===6NH4Cl+N2（Cl2不足，有白烟产生，可用于氯气泄露的检验）。

③氨气与氧化铜的反应：

2NH3+3CuO

3Cu+N2+3H2O。

4．实验室制法

（1）原理：

实验室常用氯化铵与消石灰混合加热来制取氨气，反应方程式为：

2NH4Cl+Ca（OH）2

CaCl2+2NH3↑+2H2O。

（2）反应装置：

固体与固体加热来制取气体的主要发生装置为：

大试管、单孔塞、导气管，与制取O2、CH4等气体的发生装置完全相同。

（3）收集方法：

由于氨气极易溶于水，密度小于空气，故只能用向下排空气法。

（4）验满方法：

①湿润的红色石蕊试纸置于瓶口，变蓝色。

②将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口，有白烟。

（5）干燥方法：

常用碱石灰（NaOH与CaO的混合物），不能使用浓硫酸等酸性干燥剂，也不能用无水CaCl2干燥NH3，因为氨气和氯化钙反应。

九、铵盐

1．物理性质：

铵盐均为白色易溶于水的晶体。

2．化学性质：

（1）受热分解：

一般规律是：

若为非氧化性酸形成的铵盐，受热分解成NH3和对应的酸；

（若酸不稳定继续分解）如：

氯化铵受热分解NH4Cl

NH3↑+HCl↑，

碳酸氢铵受热分解NH4HCO3

NH3↑+H2O+CO2↑。

若为氧化性酸形成的铵盐，受热分解发生氧化还原反应，产物复杂一般不要求同学们掌握，铵盐均受热易分解，但不都产生氨气。

（2）与碱的反应：

①铵盐均可与碱反应放出氨气，该性质可用于实验室制取氨气以及铵根离子的检验。

②写出下列情况的离子反应方程式：

浓铵盐溶液与浓强碱溶液不加热：

NH4++OH－

NH3↑+H2O

稀铵盐溶液与稀强碱溶液加热：

NH3↑+H2O

稀铵盐溶液与稀强碱溶液不加热：

NH3·

H2O

3．铵根离子（NH4+）的检验：

向待测液中加入浓碱溶液并加热，生成有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有NH4+（在中学阶段，认为气体溶于水，溶液呈碱性的只有氨气）。

十、喷泉实验

1.形成原因：

喷泉现象的形成是由压强差引起的，产生喷泉的情况有两种：

一是减小容器内的压强（教材中的实验），在大气压的作用下将外部液体喷入容器；

二是容器内的液体由于受热挥发（如：

浓盐酸、浓氨水、酒精等）或发生反应使容器内压强迅速增大，使容器内的液体迅速向外喷出形成喷泉（如：

人工喷泉）。

2.喷泉的引发（教材中的实验，以下同）：

打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，将滴管内的水或某溶液喷入烧瓶。

3.常见能形成喷泉实验的组合：

气体

HCl

NH3

CO2、SO2、Cl2

烧杯中溶液

NaOH

胶管内溶液

（1）某气体只要能溶于水或某溶液造成烧瓶内压强迅速减小就能用来做喷泉实验，不只是易溶于水的气体才可以。

（2）通过加入指示剂或物质间的反应可得到不同颜色的喷泉（如：

氯化氢与硝酸银溶液可形成白色喷泉，硫化氢与硫酸铜溶液可形成黑色喷泉）。

十二、氨气的实验室制法

1.铵盐与碱共热制取氨气:

使用此方法制取氨气需注意以下几个问题：

（1）所用铵盐不能用硝酸铵、碳铵。

因为加热过程中硝酸铵可能发生爆炸性的分解反应，易出现危险；

而碳铵受热极易分解产生二氧化碳，使制得的氨气中混有大量的二氧化碳杂质。

（2）消石灰不能用NaOH、KOH代替，因为它们具有吸湿性，易结块，不利于氨气产生，并且它们在加热的条件下能腐蚀试管。

2.加热浓氨水来制取氨气：

3.用浓氨水与固体烧碱（或生石灰）混合制取氨气：

（1）浓氨水与固体烧碱制取氨气的原理：

在浓氨水中存在NH3+H2O

NH4++OH－等平衡体系，固体烧碱溶于氨水时放出大量的热且溶液中c（OH-）增大，使上述平衡体系均向左移动，从而制得氨气。

（2）浓氨水与生石灰制取氨气的原理：

氧化钙与水反应放出大量的热促使NH3·

H2O分解放出氨气，所发生的反应可表示为：

CaO+NH3·

NH3↑+Ca（OH）2。

（3）主要发生装置：

烧瓶、分液漏斗、双孔塞、导气管。

例1、38.4mg的铜与适量浓硝酸反应，铜全部作用后。

共收集到22．4mL（标准状况）气体，反应消耗硝酸的物质的量可能是（）

A．1．0×

10—3mol

B．1．6×

10—3molC．2．2×

10—3molD．2．4×

10—3mol

例2、常温下，下列各组气体等体积混合，充满试管倒立在水槽中，试管内气体体积由

大到小的是（）

①

②

③

④

⑤

NO、O2

Cl2、SO2

NO2、O2

CO、O2

HCl、O2

NO2、N2

A．②＞④＞

＞⑤＞③＞①B．④=①＞③＞

＞⑤＞②

C．④＞

＞⑤＞③＞①＞②D．④＞

＞⑤＞①＞③＞②

例3、关于硝酸的说法正确的是（）

A．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮得电子

B．浓HNO3与浓HCl按3∶1的体积比所得的混合物叫王水

C．硝酸电离出的H＋离子，能被Zn、Fe等金属还原成H2

D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体

答案：

A

例5、喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。

（1）图甲为化学教材中所用的喷泉实验装置。

在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中

盛有液体。

下列组合中不能形成喷泉的是（）

A．HCl和H2OB.O2和H2OC.NH3和H2OD.CO2和NaOH溶液

（2）某同学积极思考产生喷泉的其他方法,并设计了图乙所示的装置。

①在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后能产生喷泉的是（）

A．Cu与稀盐酸B.NaHCO3与NaOH溶液

C.CaCO3与浓硫酸D.NH4HCO3与稀盐酸

②在图乙锥形瓶外放一水槽，锥形瓶中放入酒精，水槽中加入冷水，再加入足量下列物质，结果也产生了喷泉。

水槽中加入的物质可以是（）

A.浓硫酸B.食盐C.硝酸钾D.硫酸铜

（3）城市中常见的人造喷泉及火山喷发与上述（填“甲”或“乙”）装置的原理相似。

例6、实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示：

（1）实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是。

检查C装置气密性是否良好的操作方法是

；

（2）气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。

下列性质与收集方法无关的是（填序号，下同）；

①密度②颜色③溶解性④热稳定性⑤与氧气反应

（3）若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可能是下列气体中的。

①CO2②NO③Cl2④NH3

1．（2014届陕西省长安一中等五校高三第二次联考理综化学试卷）

4.6g铜镁合金完全溶解于100ml密度为1.40g/ml、质量分数为63%的浓硝酸中，得到4480mlNO2和336mlN2O4的混合气体（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液至离子恰好全部沉淀时，下列说法不正确的是 

（） 

A．该合金中铜与镁的物质的量之比是46:

69

B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L

C．产生沉淀8.51g

D．离子恰好完全沉淀时，加入NaOH溶液的体积是230mL

2．（2014年江苏省南通市高二普通高中学业水平测试化学试卷）

设空气中O2的体积分数为0.2，N2的体积分数为0.8。

在有水存在的条件下，某氮的氧化物（NO与NO2形成的混合物）和一定量空气混合恰好完全反应生成硝酸，反应后气体体积减少了一半（相同条件下）。

则该氮的氧化物中NO与NO2的体积比可能是

A．1∶5B．1∶4

C．1∶3D．任意比

3．（2014届湖北省八校高三第二次联考理综化学试卷）

向一洁净干燥的烧杯中加入44.4gAl粉与Fe粉混合物，然后加入过量的盐酸，产生标况下气体26.88L。

若将该混合物加入500mL14mol·

L-1的HNO3中（不考虑发生钝化），产生的气体（标准状况下测定）如图所示，假设HNO3的还原产物为NO与NO2，那么理论上从哪一时刻开始产生NO气体?

（假设浓度小于9mol/L为稀HNO3）

A．t1B．t2C．t3D．t4

4．（2014届吉林省九校联合体高三第二次摸底考试理综化学试卷）

某金属和硝酸反应，已知参加反应的被还原的硝酸和参加反应的硝酸的物质的量之比为1∶6，若已知还原产物唯一，则还原产物为

A．N2B．N2OC．NOD．NO2

5．（2014届东北三省三校高三第一次联合模拟考试理综化学试卷）

6gMg、Cu合金与一定量的硝酸恰好完全反应，收集到标准状况下VLNO和NO2的混合气体。

向反应后的溶液中加入足量NaOH溶液，得到沉淀12.12g。

则V的值可能是

A．2.688B．4.48C．8.064D．8.96

6．（2014届甘肃河西五市部分普通高中高三第一次联合考试化学试卷）

1.76克铜镁合金完全溶解于50mL、密度为1.40g/cm3、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2气体1792mL（标准状况），向反应后的溶液中加入适量的1.0mol/LNaOH溶液,恰使溶液中的金属离子全部沉淀。

下列说法不正确的是（）

A．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L

B．加入NaOH溶液的体积是50mL

C．浓硝酸在与合金反应中起了酸性和氧化性的双重作用，且起氧化性的硝酸的物质的量为0.08mol

D．得到的金属氢氧化物的沉淀为3.12克

7．（2014届广东省深圳市直属六校高三第二次联考（2月）理综化学试卷）

下列说法中，不正确的是

A．利用铁加入硫酸铜溶液中的反应不可以比较Cu、Fe2+的还原性：

B．足量的铜跟一定量的浓硝酸反应只产生一种气体

C．氮的固定不一定只有在高温、高压、催化剂的条件下才能实现

D．用苯萃取溴水中的Br2时，有机层从分液漏斗的下端放出

8．（2014届江西省重点中学协作体高三第一次联考理综化学试卷）

常温下，某200mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液最多能溶解19.2g铜粉（已知硝酸只被还原为NO气体），若再取等体积的该混合酸向其中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。

下列有关分析错误的是

A．原混合酸中NO3—的物质的量为0．2mol

B．原混合酸中H2SO4物质的量浓度为2mol/L

C．取25mL原混合酸加水稀释至1L后溶液的pH=1

D．OA段与BC段反应中电子转移的物质的量之比为3:

9．（2014届上海市闵行区高三上学期期末教学质量检测化学试卷）

有关氨气的说法正确的是

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键能大

10．（2014届陕西省宝鸡市高三质检

（一）理综化学试卷）

将6．85gFe和Al的混合物溶于200mL浓度为Cmol/L的HNO3溶液中，得到标准状况下的NO、N2O混合气体共3．36L，测得反应后溶液的pH为0，再向所得溶液中加入过量NaOH溶液充分反应后生成沉淀质量为5．35g。

若不考虑反应前后溶液体积变化，则下列有关判断正确的是（）。

A．Fe与Al的物质的量之比为1:

B．混合气体中NO为0．03mol,N2O为0．12mol

C．原HNO3溶液的浓度C=4．9mol/L

D．反应中被还原的HNO3为0．15mol

11．（2014届江西省新余市高三上学期期末质量检测化学试卷）某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。

向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g（已知

硝酸只被还原为NO气体）。

向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。

下列分析或结果错误的是（）

A．H2SO4浓度为2.5mol·

L－1

B．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段产生氢气

C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4

D．混合酸中NO3－物质的量为0.4mol

12．（2014届吉林省吉林市高三下学期第二次模拟考试理综化学试卷）

工业上制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：

（1）在上述工业制硝酸的生产中，B设备的名称是，其中发生反应的化学方程式为。

（2）此生产过程中，N2与H2合成NH3所用的催化剂是。

1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德·

埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：

分别表示N2、H2、NH3。

图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是、。

（3）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是；

在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是。

（4）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：

碱液吸收法：

NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O

NH3还原法：

8NH3＋6NO2

7N2＋12H2O（NO也有类似的反应）

以上两种方法中，符合绿色化学的是。

（5）某化肥厂用NH3制备NH4NO3。

已知：

由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其它损耗）的　%。

（6）硝酸铵是一种常用的氮肥，在贮存和使用该化肥时，应注意的事项及理由是：

注意事项

理由

13．（2014届湖北省八市高三三月联考理综化学试卷）

氮元素及其化合物在国防科学技术生产中有重要应用。

（1）写出实验室制NH3的化学反应方程式　　　　　　　　　　　　　　　

（2）工业合成氨的原料是氮气和氢气。

氮气是从空气中分离出来的，氢气的来源是水和碳氢化合物，写出以天然气为原料制取氢气的化学反应方程式　　　　　　　　　　　　　。

（3）在合成氨的原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：

CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）△H＜0，反应达到平衡后，为提高CO的转化率，可采取的措施有　　　　　　，已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化率超过90%，则起始物中，c（H2O）﹕c（CO）不低于　　　　　　，

（4）在容积为2L容器中发生反应CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g），已知c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ

若在t0时刻将容器的体积扩大至4L，请在答题卡图中绘出c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅱ

（5）工业上尿素CO（NH2）2由CO2和NH3在一定条件下合成，其化学反应方程式为　　　　　　　　

（6）合成尿素时，当氨碳比

=4，CO2的转化率随时间的变化关系如右图所示．

　①A点的逆反应速率v逆（CO2）　B点的正反应速率为v正（CO2）（填“＞”、“＜”或“＝”）

　②NH3的平衡转化率为　　　　　　。

14．（2014届天津市五区县高三上学期期末考试化学试卷）

某同学实验探究氨气的还原性并进行系列实验。

（1）将光亮的紫红色铜丝绕几圈后，在酒精灯火焰上加热，等铜丝变黑后，趁热将铜丝插入疏松的氯化铵晶体里，即刻发现有白色烟雾生成，拿出铜丝后，铜丝又转变为光亮的紫红色。

在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜即利用了该原理，请完成该反应：

（2）利用下列装置，进行与金属氧化物MxOy反应生成M、H2、H2O，通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。

a中试剂是浓氨水。

①仪器a的名称为__________，仪器b中装人的试剂可以是____________.

②按气流方向正确的装置连接顺序为（填序号，装置可重复使用）：

___________。

③实验结束时，应首先__________（填序号）。

I．熄灭A装置的酒精灯

II．停止从a中滴加液体

④若实验中准确称取金属氧化物的质量为mg，完全反应后，测得生成水的质量为ng，则M的相对原子质量为__________（用含X、y、m、n的式子表示）。

（3）若金属氧化物MxOy为Fe2O3，将反应后固体溶于稀硫酸，然后滴加KSCN溶液没发生明显变化。

推测该固体成分可能是（将化学式填人下表，你认为有几种可能填几种）。

15．（2014届广东省茂名市高三