高三化学复习氮10.docx
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高三化学复习氮10
高中化学专题复习(第一轮)知识点总结与经典试题
十、氮及其重要化合物
重点内容---知识点
1、N2化学性质--有一个对应例题与多个练习
2、氮的氧化物---性质与计算应有有一个对应例题与多个练习
3、HNO3强氧化性----对应例题1-2个与练习多个
4、实验室制取氨气---应有有一个对应例题与多个练习
(1)、知识点总结与提炼
◆◆氮气物理性质
通常情况下,N2为无色无味的气体,难溶于水。
◆◆N2化学性质
(1)与O2反应N2+O2
2NO
(2)工业合成氨。
N2+3H2
2NH3反应
(3)与Mg反应。
3Mg+N2
Mg3N2
知识拓展N2与活活泼金属反应(K.Ca,Na.Mg)如3Mg+N2
Mg3N2
Mg3N2电子式__________________
Mg3N2是否是盐________________
Mg3N2与水发生水解反应方程式_____________________
Mg3N2在空气中燃烧主要产物是什么_________次要产物是什么____________
为什么______________________________________
考查该知识点对应例题
(2011海南)镁化合物具有广泛用途,请回答有关镁的下列问题:
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的______________,还生成少量的______________(填化学式);
(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成剂,其中镁的化合价是_____________,该
化合物水解的化学方程式为_________________;
(3)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。
下列选项中正确的是_______________(填序号)。
①MgI2中Mg2+与I-间的作用力小于MgF2中Mg2+与F-间的作用力
②Mg与F2的反应是放热反应
③MgBr2与Cl2反应的△H<0
④化合物的热稳定性顺序为MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
题目陷阱:
CH3MgCl水解的化学方程式为
◆◆氮的氧化物
1、物理性质
颜色
气味
毒性
密度
溶解性
NO
无色
无味
有毒
比空气稍大
不溶于水
NO2
红棕色
有刺激性气味
有毒
比空气大
与水发生反应
2、化学性质
NO与O2反应:
2NO+O2===2NO2。
NO2与H2O反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO。
3.氮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。
知识拓展
氮的氧化物---计算
例·在标准状况下,将NO2、NO、O2混合后充满
容器,倒置在水中,完全溶解,无气体剩余,若产物不扩散,则所
得溶液物质的量浓度的数值范围是()
A.0 B.1/39.2 C.1/39.2 D.1/28 ◆◆硝酸化学性质 1.物理性质 颜色: 无色,挥发性: 易挥发,气味: 刺激性气味,溶解性: 和水以任意比互溶。 2.化学性质 (1)酸的通性,但与活泼金属反应时不生成H2。 (2)不稳定性。 化学方程式为: 4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O 久置的浓硝酸呈黄色,原因是: 硝酸分解生成的NO2溶于HNO3,实验室保存浓HNO3时,应注意放在低温阴凉处 (3)强氧化性。 ①能与Pt、Au以外的所有金属反应,如Cu与浓、稀HNO3均可反应,化学方程式 分别为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 有些金属(如Fe、Al等)在冷的浓HNO3中发生钝化。 ②与不活泼的木炭反应的化学方程式为: C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。 ③与某些还原性化合物(如FeO等)反应的化学方程式为: 3FeO+10HNO3===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。 ④浓硝酸与浓盐酸按1: 3混合配制成王水,它的氧化性比硝酸更强,能溶解金铂等金属。 知识拓展 1、HNO3强氧化性 Fe(NO3)2溶液中滴人足量的稀硫酸,离子反应方程式为_____________________ 2、HNO3反应规律应用 例.38.4mg铜与适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到气体22.4mL(标准状况)。 反应消耗的HNO3的物质的量可能是( ) A.1.0×10-3molB.1.6×10-3mol C.2.2×10-3molD.2.4×10-3mol 考查该知识点对应例题: 【典例4·较难】 题目陷阱: 产生气体与HNO3守恒 的物质的量 ◆◆氨气 1.物理性质 颜色: 无色,气味: 刺激性气味,密度: 比空气小,溶解性: 常温常压下,1体积水中溶解700体积氨。 2.化学性质 (1)与水反应。 氨水显碱性,反应原理为 (2)与酸反应。 与浓盐酸的反应为NH3+HCl===NH4Cl。 现象产生大量白烟 (3)与盐反应。 向AlCl3溶液中滴加氨水,反应的离子方程式为 。 (4)与氧气反应。 ◆◆氨气的实验室制法 1.加热固态盐和碱的混合物 一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物: 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O。 (1)装置: “固体+固体 气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。 (2)收集: 只能用向下排空气法。 (3)干燥: 用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。 (4)验满方法: ①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。 (5)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NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气。 知识拓展 实验室制取氨气的其他方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2O NH3↑+H2O 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NH3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: NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2 考查该知识点对应例题 (仿2013广东高考,33)某化学兴趣小组为了探究某些气体的性质,设计了如图所示的实验装置。 实验时将A、D中产生的气体同时通入C中。 (K为止水夹,部分夹持仪器已略去) 回答下列问题: (1)简述实验前检查A部分装置的气密性的方法__________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (2)仪器E的名称是________,锥形瓶内小试管F的作用是________________________________________。 (3)若b是生石灰,a是________时,在C中有白烟产生,写出生成白烟的化学方程式_____________________________________________。 (4)从环保的角度出发,上述实验装置中需要改进的是__________________。 答案 (1)关闭止水夹K,经分液漏斗向蒸馏烧瓶加水,稍后若水不能加入,说明A的气密性良好(或向B中加适量水,将A的导管出口浸入水中,关闭分液漏斗活塞,用酒精灯或手给蒸馏烧瓶微热,若B中导管出口有气泡逸出,熄灭酒精灯或松开手后,导管内有高出液面的水柱,一段时间不下降,说明气密性良好) (2)蒸馏烧瓶 减少液体用量并形成液封,防止气体逸出(3)浓氨水 3Cl2+8NH3===6NH4Cl+N2(分步写化学方程式也可) (4)在C管口外接尾气处理装置,防止污染空气 题目难点: 在C中有白烟产生,写出生成白烟的化学方程式__________________________ 工业制法N2+3H2 2NH3 ◆◆铵盐 1.物理性质 铵盐是由铵离子和酸根离子构成的化合物,都是白色或无色晶体,都易溶于水。 2.化学性质 (1)受热分解。 NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式分 (2)与强碱反应。 NH4NO3与NaOH反应的化学方程式为 久置的浓HNO3常显黄色,如何除去黄色? (2)、经典例题(供选用) 【典例1·基础】、把3体积NO2气体依次通过①NaHCO3溶液(饱和);②浓H2SO4;③Na2O2后(假设每一步的反应都是充分的),再用排水收集残留气体,则收集至的气体是( ) A.1体积NOB.1体积NO2和0.5体积O2 C.0.25体积O2D.1/3体积NO 解析: 3体积的NO2通过饱和NaHCO3溶液,发生的反应有3NO2+2NaHCO3===2NaNO3+H2O+NO+2CO2,剩余气体通过浓硫酸后除去H2O,通过Na2O2时发生反应2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,此时剩余气体为1体积O2和1体积NO,排水法收集气体时发生反应4NO+3O2+2H2O===4HNO3,显然O2过量,剩余0.25体积O2。 答案: C 【典例2·基础】、已知A、B、C、D为气体,E、F为固体,G是氯化钙,它们之间的转换关系如下图所示: (1)D的化学式(分子式)是________,E的化学式(分子式)是________。 (2)A和B反应生成C的化学方程式是 ________________________________________________________________________。 (3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析: 仔细观察分析E、G为此题突破口。 A、B、C、D均为气体,生成的E却为固体,E与F反应的产物中又出现D;G为CaCl2,可知CaCl2中的Cl元素来自反应物E中,根据中学化学元素及化合物知识可确定E为盐类,由非金属元素原子组成的盐即为NH4Cl,则D为NH3,根据氨的实验室制法可知F为Ca(OH)2,H为H2O,C为HCl。 答案: (1)NH3 NH4Cl (2)H2+Cl2 2HCl (3)(3)2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+2H2O+CaCl2 【典例3·中档】、将红热的固体单质甲放入久置呈黄色的溶液乙中,剧烈反应产生混合气体A,A在常温下不与空气反应,且有以下变化: 请回答下列问题: (1)甲________、乙________、丙________、B________(填化学式)。 (2)甲与乙反应的化学方程式为_________________________。 (3)乙与丙也能反应,写出离子方程式_____________________________________。 (4)若常温下A的体积是5.6L,则相同条件下从澄清石灰水中挥发出的B的体积约为________L。 解析: 由溶液乙久置呈黄色可知乙为浓硝酸,从而知甲为炭,气体A为CO2和NO2混合气体,B为NO;由C为蓝色溶液可推知C中含有Cu2+,即丙为铜。 答案: (1)C HNO3 Cu NO (2)C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O (3)Cu+4H++2NO3-===Cu2++2NO2↑+2H2O (4)1.49 【典例4·较难】、在浓硝酸中放入铜片: (1)开始反应的化学方程式为 ___________________________________________________________________。 (2)若铜有剩余,则反应将要结束时的反应化学方程式是_____________________。 (3)待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因和离子方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生气体5.6L(标准状况),则所消耗的硝酸的物质的量是________,所得气体的平均相对分子质量为__________。 解析: (4)运用电子守恒列式得 解得 则消耗的HNO3为: mol×2+ mol=0.65mol。 (气体)= g/mol=41.2g/mol,即 (气体)=41.2。 答案: (1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (3)H2SO4提供H+,NO3-继续与Cu发生反应: 3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O (4)0.65mol 41.2 (3)经典练习 1.下列现象的产生与人为排放大气污染物氮的氧化物无关的是( ) A.闪电B.光化学烟雾 C.酸雨D.臭氧层空洞 解析: B、C、D选项是常见的大气污染的结果,均与人为排放的氮的氧化物有关。 而A选项则是一种自然现象。 答案: A 2.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.①②③④⑤B.①③⑤ C.①③D.①②④ 解析: 见光易变质的试剂一般保存在棕色试剂瓶中。 答案: B 3.已知NH3难溶于CCl4,如下图所示,下列装置中,不宜用于吸收氨气的是( ) 解析: NH3极易溶于水,所以导管直接插入水中吸收NH3时易产生倒吸现象,A项,D项有效地防止倒吸现象的产生;NH3难溶于CCl4,所以C项也避免了倒吸现象的产生;而B项易产生倒吸现象,故B项不宜用于NH3的吸收。 答案: B 4.下列装置能达到实验目的的是( ) A.①④B.②④ C.②③D.①③ 解析: ①项收集NH3装置中无棉花;②项NH3通入CCl4中,NH3不溶于CCl4,不会产生倒吸,逸出的NH3又可被稀H2SO4吸收;③项向长颈漏斗中加一定量水,没过长颈漏斗的下端,关闭止水夹,再加一定量的水,液面停止在某一高度不下降,可说明气密性良好,反之,气密性不好;④项,收集比空气重的气体应长进短出。 答案: C 5.如图利用培养皿探究氨气的性质。 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 NH3与HCl反应生成了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 解析: B项现象正确,解释错误,NH3应与H2SO4反应,只是因为H2SO4不具有挥发性,观察不到现象;C项解释错误,除AlCl3可能外,像CuCl2、FeCl3也符合现象;D项解释错误,NH3不属于碱,NH3溶于水后生成碱(NH3·H2O)。 答案: A 6.(2014·山东)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 A.FeOB.Fe2O3C.FeSO4D、Fe3O4 7.(2013上海卷)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】若混合气体先通入NaOH溶液,然后再依次通入饱和碳酸氢钠溶液、水(或水、饱和碳酸氢钠溶液)则最后得到尾气为CO;若混合气体先通过饱和碳酸氢钠溶液、水(或水、饱和碳酸氢钠溶液),最后通入NaOH溶液,则尾气为CO和NO,由此可知尾气中一定含有CO,故答案为: AC。 8.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的体积和剩余的2mL气体分别是( ) A.1.2mL,NOB.2.4mL,O2 C.3.5mL,O2D.4mL,NO 解析: 解题依据的化学反应原理为: 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 3NO2+H2O===2HNO3+NO 设O2的体积为x,剩余的气体有两种可能: ①若剩O2,则V剩=x- (12mL-x)=2mL, 解得x=4mL,选项B、C不正确。 ②若剩NO,则V剩= [(12mL-x)-4x]=2mL, 解得x=1.2mL,选项D不正确,选项A正确。 答案: A 9.某元素的单质与足量浓HNO3反应时,参加反应的单质与HNO3的物质的量之比为1∶4,则反应后的产物中,该元素的价态可能为( ) A.+1B.+5 C.+3D.+4 解析: 设参加反应的单质、HNO3分别为1mol、4mol。 若单质为金属,设反应后金属为+x价,表现酸性的HNO3为xmol,被还原的HNO3为(4-x)mol,还原产物为NO2,由电荷守恒,x=(4-x)×1,x=2。 若单质为非金属,则4molHNO3全被还原,由电荷守恒,x=4×1,x=4。 答案: D 10.把3体积NO2气体依次通过①NaHCO3溶液(饱和);②浓H2SO4;③Na2O2后(假设每一步的反应都是充分的),再用排水收集残留气体,则收集至的气体是( ) A.1体积NOB.1体积NO2和0.5体积O2 C.0.25体积O2D.1/3体积NO 解析: 3体积的NO2通过饱和NaHCO3溶液,发生的反应有3NO2+2NaHCO3===2NaNO3+H2O+NO+2CO2,剩余气体通过浓硫酸后除去H2O,通过Na2O2时发生反应2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,此时剩余气体为1体积O2和1体积NO,排水法收集气体时发生反应4NO+3O2+2H2O===4HNO3,显然O2过量,剩余0.25体积O2。 答案: C 11.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)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。 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 下图是某学生设计的收集气体的几种装置,其中不可行的是________。 (3)若用A装置与D装置相连制取并收集X气体,则X可以是下列气体中的________。 ①CO2 ②NO ③Cl2 ④H2 其中在D装置中连接小烧杯的目的是__________________________________。 答案: (1)浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等) 关闭分液漏斗活塞,将导气管通入水槽中,用手或热毛巾捂住圆底烧瓶,如导气管口处有气泡产生,松开手或热毛巾后,导气管末端形成一段稳定的液柱,则说明气密性良好 (2)②④ bc (3)③ 吸收尾气,防止污染环境 12.某兴趣小组设计出如右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验,以探究化学实验的绿色化。 (1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c。 其目的是_____________________________________________________________。 (2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式_______________________________________________________。 再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是 ________________________________________________________________________。 (3)表中是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是____________,理由是_______________________________________________________________________。 方案 反应物 甲 Cu、浓硝酸 乙 Cu、稀硝酸 丙 Cu、O2、稀硝酸 (4)该兴趣小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2,操作步骤为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, 实验现象为___________________________________________________________; 但此实验的不足之处是_________________________________________________。 解析: (1)制取气体或许多验证气体性质的实验,实验前都需要检验装置的气密性; (2)由题意知实验开始是铜与浓硝酸反应,产生红棕色NO2,加水后是铜与稀硝酸反应,产生无色的NO;(3)绿色化学理念是原料利用率高,不产生污染,分析三个方案,可看出,甲方案用硝酸最多,产生有毒气体NO2,乙方案产生有毒气体NO,丙方案用硝酸最少,不产生有毒气体;(4)若证明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性,利用KMnO4和浓盐酸反应产生Cl2,将Cl2通入KBr溶液中,根据反应及现象,可得出结论。 但此装置没有尾气吸收装置,多余的Cl2会污染空气。 答案: (1)检查装置气密性 (2)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 反应变慢,气体颜色变淡 (3)丙 硝酸耗量少,无污染 (4)向d中
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- 化学 复习 10
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