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氮与氮化合物知识点
第四讲氮及氮的化合物
(1)氮
1.氮元素的存在
既有游离态又有化合态。
它以双原子分子(N2)存在于大气中,约占空气总体积的78%或总质量的75%氮是生命物质中的重要组成元素,是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素。
是农作物生长所必需的元素.充足的氮肥使植物枝叶茂盛.叶片增大,从而提高农作物的产量和质量。
2.氮气的结构和性质
(1)物理性质
纯净的氮气是一种无色、无味、密度比空气稍小的气体,熔点为—209.86'C。
沸点为—195.8'C,难溶于水。
(思考
N2的收集方法?
)
(2)结构:
电子式为:
结构式为,氮氮叁键的键能高达946kJ•mol—1,键能大,分子结构
稳定,化学性质不活泼。
(3)化学性质
常温下,Nb的化学性质很不活泼,可代替稀有气体做保护气,但在高温、放电、点燃等条件下,Nb能与HL、O2等发
生化学反应。
1NL+3H2NH(可逆反应)是工业上合成氨的反应原理。
2与Q反应:
3
与Mg反应:
N2+3MgMg3N2;
3.氮气的用途与工业制法
(1)氮气的用途:
合成氨;制硝酸;用作保护气;保护农副产品;液氮可作冷冻剂。
(2)氮气的工业制法:
工业上从液态空气中,利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气。
4.氮的固定
将空气中游离的氮气转变为氮的化合物的方法,统称为氮的固定。
氮的固定有三种途径:
N2转化为NQN2+02放电2NO
N2和H2人工合成氨。
N+3H2NH(可逆反应)
(2)自然固氮:
天空中打雷闪电时,
(3)工业固氮:
在一定的条件下,
(2)氮的氧化物
各种价态氮氧化物:
12345
N(N2O)、N(NO、N(N2O)、N(NO、INO)、N(INO),其中MQ和NbQ分别是HNO和
HNO的酸酐。
气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质,在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。
1、NO和NO性质比较
(1)物理性质
NO:
无色、无味的气体,难溶于水,有毒。
NQ:
红棕色、有刺激性气味的气体,有毒。
(2)化学性质
NO:
不与水反应,易被氧气氧化为NO。
2NO+。
2===2NQ
NC2:
①易与水反应生成硝酸和NO在工业上利用这一反应制取硝酸。
3NO2+H2O=2HN0NO
2有较强的氧化性,可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
3氮氧化物溶于水计算方法
涉及的可能相关化学反应方程式分别为:
3NQ+H2OU2HN0NO、4NO+3&2HQ=4HNQ、4N^+^+2HtO=4HN3:
K
NC+NO+€>IHO=2HNQ
(3)氨
氨的物理性质
1、氨是无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易液化.极易溶于水,常温常压下1体积水能溶解约700体积的氨.
2、分子结构
化学式NH;电子式;结构式:
氨分子为三角锥形
3、氨的化学性质
(1)氨与水反应氨溶于水的水溶液称为氨水,其部分NH与水结合成一水合氨(NH・HO,但氨水的溶质仍然为NH.
一水合氨可以部分电离成”』和0H「,故氨水显弱碱性,能使酚酞试液变红。
NH・HO受热又容易分解为NH和HLQ氨水的
密度小于1g・mL「1,且溶质的质量分数越大,溶液的密度越小。
NH是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,
常用此性质检验NH的存在。
NH3+H2ONH•
honH+OH「
(2)
氨与酸反应
a.
氨与氯化氢反应
NH3+HCI===NHCI
(产生大量白烟)
b.
氨与硫酸反应
2NH3+HSO===(NH)
2SQ
c.
氨与硝酸反应
NH3+HNO===NH4NQ
(产生大量白烟)
※⑴可用浓盐酸检验氨气
⑵氨气与挥发性酸反应有白烟产生,遇难挥发性酸无此现象
具有还原性
4NH3+5O26H2O+4NO
(氨的催化氧化,是工业上制硝酸的基础,也是工业上制NO的方法)
2NH3+3Cl2=N2+6HCI;8Nf+3Cl2=IN+6NH4CI
2NH3+3CuON2+3CU+3HO
4、液氨与氨水的区别
液氨
氨水
形成
氨气液化
氨气溶于水
物质分类
纯净物
混合物
微粒种类
NH3
NH、NH3•H2QH2ONH+、QH、H+
存在条件
常温常压下不能存在
常温常压下可存在
5、氨的用途与保存
(1)用途:
1氨是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱等的重要原料。
2氨也是有机合成工业的常用原料(如制尿素合成纤维、染料等)。
3氨还可用作制冷剂。
(2)保存:
氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、瓷坛或涂沥青的铁桶。
6、氨的实验室制法
(1)实验原理:
用铵盐与碱共热。
2NH4CI+Ca(OH2CaCb+2NH3f+2HO
(2)装置:
(见下图)
(3)收集:
向下排空气法。
(4)检验:
1用红色的石蕊试纸检验是否变蓝。
2用粘有浓盐酸的玻璃棒检验,产生白烟。
(5)干燥:
用碱石灰干燥。
注意:
也可用浓氨水与强碱混合;或向浓氨水中加生石灰:
2NH•HO+CaO=C(OH2+2NHf+H2O
(4)铵盐
1、铵盐的含义和物理性质
氨与盐酸反应的产物是NHCI,像NHCI这样由铵根离子和酸根离子构成的化合物叫做铵盐。
铵盐都是晶体,并且都易溶于水。
2、铵盐的化学性质
①铵盐受热分解氯化铵受热分解的实验探究
实验步骤:
将少量NHCI固体放入试管中,在酒精灯上加热并观察实验现象。
实验现象:
加热后不久,在试管上端的壁上有白色固体附着。
实验结论:
受热时NHCI会分解,生成NH和HCI,冷却时NH和HCI又重新结合,生成NHCI。
NH4CI加热NH3
分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是()
A、Cu与稀盐酸B、NaHCO和NaOH溶液C、CaCQ溶液与稀HLSQD、NHHCO与稀盐酸
【例题】
1•将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。
下图中能实现人工固氮的是()
①幕布的着火点升高②幕布的质量增加
③氯化铵分解吸收热量,降低了温度④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A.①②B.③④C.③④D.②④
7.最新研究表明:
NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况,缓解病情。
病毒学研究同时证实,NO对SARS病毒
有直接抑制作用。
下列关于NO的叙述正确的是
参考答案:
1.答案:
D
解析:
氮分子中存在N-N,键能很大,非常牢固,通常情况下很难断裂N三N键成为氮原子与其他物质反应,如果氮分
子能与这种物质容易反应,只可能是氮分子不必先分解为氮原子这种情况;另外化学反应中放热反应一般比较容易发
生。
综上所述正确选项应为C选项
3.答案:
A
解析:
大气固氮是指在放电条件下将游离态的氮气转化为一氧化氮的过程,氮元素被氧化。
硝酸银分解过程中氮元素化合价
降低,被还原。
实验室制氨气的反应不属于氧化还原反应,故A项正确。
4.答案:
A
解析:
本题是“同素异形体”、“同分异构体”等基本概念的考查,以及“摩尔质量”单位及其有关计算的考查,是考生应掌
N4和N2都是氮元素形成的单质,故A
;C项中相同质量的N4和Nh中所含原子个
1:
1;D项中摩尔质量的单位应是
握的基础知识。
A项考查“同素异形体”概念:
同种元素形成的不同单质之间的互称,
正确;B项中N4和N2很显然组成分子的原子的个数不同,故不可能是“同分子式”数比应是:
总质量除以氮原子的摩尔质量之比,因总质量相同、摩尔质量相同,故应是
g•mol-1;故选A。
5.答案:
AC
解析:
NHCI固体受热分解生成NH和HCI,而当温度降低时,NH和HCI又重新化合成固体NHCI,气体进入干燥管的机会不多,A项错误;向CaO中滴加浓氨水,CaC遇水生成Ca(OH》,同时放出大量热量,使浓氨水分解出氨气,B项正确;固体加
热制气体时,试管口应略向下倾斜,使产生的水能够流出,以免损坏试管,C项错误;对于D项,浓氨水加热制取NH的方
法和试剂都是正确的。
6•答案:
C
解析:
氯化铵分解吸收热量,能降低火焰温度,并且分解产物氯化氢和氨气能隔绝空气,均破坏了可燃物的燃烧条件,故能使幕布不宜着火。
7•答案:
C
解析:
NO是一种无色难溶于水的气体,可以用排水法收集。
常温常压下,NO容易与氧气直接化合生成NQ
8答案:
A
解析:
NO中氮的化合价处于中间价态,它可以是还原产物,如HNC^NQ也可以是氧化产物,如NH—NQHNO的酸酐是MQ;
NO是无色气体。
所以,所给的几种说法都正确。
一、选择题:
1•下列关于浓硫酸的叙述中,正确的是()
A•浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
D•浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属形成氧化膜而钝化
2•将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是
5.关于氨的下列叙述中,错误的是()
A•氨易液化,因此可用来作制冷剂
B・氨易溶解于水,因此可用来作喷泉实验
C氨极易溶解于水,因此氨水比较稳定(不容易分解)
D.氨溶解于水显弱碱性,因此可使酚酞试剂变为红色
6.下列反应属于氮的固定的是()
A.空气在雷电作用下所产生NOB.NO和O2生成NO2
C.铜与浓硝酸反应产生NO2D.NH4CI与Ca(OH)2反应生成NH3
二、选择题(不定向选)
7.有关硫酸的下列化学反应中,不是表现硫酸氧化性的是
A•浓硫酸与铝的反应B.浓硫酸与木炭的反应
D.稀硫酸与纯碱的反应
C.稀硫酸与锌的反应
8.下列叙述或操作正确的是()
A.浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸无氧化性
B•浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用布拭去,再用水冲洗
C.稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢地注入盛有水的烧杯中,并不断搅拌
D•浓硫酸与铜的反应中,浓硫酸仅表现强氧化性
9.右图小试管中盛有几毫升水,与大试管连通的U型细玻璃管放有少量水已染成红色。
如沿小试管壁小心地慢慢注入3mL浓硫酸,静置片刻后,U型细玻璃管中可观察到的液面现象是
B.左低右高
A•左高右低
10.下列各组离子,在强碱性溶液中可以大量共存的是
(
)
A.Na+、Ba2+、CI-、SO42-
B.
Na+、Ba2+、AIO2-、NO3-
C.NH4+、K+、CI-、NO3-
D.
Na+、K+、NO3-、SiO32-
C.左右一样高
D.来回振动
11.有Na2SO3、BaCl2、Na2SO4、NaHCO3等四瓶溶液,只用一种试剂进行鉴别,应选用的试剂是
A.Na2CO3溶液B.硝酸C.硫酸D.AgN03溶液
12.检验某未知溶液中是否含有SO42「的下列操作中,合理的是()
A.先加硝酸酸化,再加氯化钡溶液B.先加硝酸酸化,再加硝酸钡溶液
C.先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液D.先加盐酸酸化,再加硝酸钡溶液
13.铜锌合金的颜色酷似金的颜色,所以近来用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。
要检验市面上的金首饰
是否为纯金或者真金,可取样品与一种试剂进行反应,根据现象即可判断,所取的试剂是
A.硫酸B.“王水”C.盐酸D.硝酸
14.对于硫酸和硝酸的比较中,下列叙述不正确的是中()
A.冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装
B.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
C.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
D.硫酸和硝酸都是重要的化工原料
15.有关氨气的实验较多,下面对这些实验的实验原理的分析中,正确的是()
A.氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验
B.氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验
C.铵盐的水溶性大是实验室中用NH4CI和Ca(0H)2的混合物制取氨气的原因
D.NH3•H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气
16.将湿润的红色石蕊试纸放在进行下列实验的试管口,试纸变蓝色的有()
A.加热浓氨水
B.加热NH4CI固体
D.加热饱和NH4CI溶液
C.加热NH4CI和Ca(OH)2的混合物
三、填空题(42分)
17.(10分)某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验:
(1)在试管中注入某红色溶液,加热试管,溶液颜色逐渐变浅,冷却后
恢复红色,则原溶液可能是溶液;加热时溶液由红色
逐渐变浅的原因是:
。
(2)在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液变为红色,冷却后恢复无色,
则此溶液可能是溶液;加热时溶液由无色变为红色的原因是:
18.(12分)硫酸的性质有:
A.高沸点;B.强酸性;C.吸水性;D.脱水性;E.强氧化性。
在下列硫酸的用途或化学反应中,硫酸可能表现上述的一个或者多个性质,试用字母填空:
(1)实验室制取氢气;
(2)实验室干燥氢气;
(3)浓硫酸与金属铜的反应;
(4)实际生产中,浓硫酸可用钢瓶贮运
(5)浓硫酸使蔗糖变黑,且有刺激性气味的气体产生
19.(10分)a、b、c、d、e是含有一种相同元素的五种物质,可发生如下转化:
ac——d——e
其中:
a是单质;b是气体;c、d是氧化物;e是最高价氧化物对应的水化物。
(1)如果a是一种淡黄色粉末固体,试推断这五种物质(用名称表示):
a;b;c;d;e。
(2)如果a是一种常见气体,试推断这五种物质(用化学式表示):
a;b;c;d;e。
20.(10分)将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和N02混合气体在标准状况下的体积为11.2L。
(1)NO的体积为多少?
(2)NO2的体积为多少?
参考答案
一、选择题1.D2.C3.B4.B5.C6.A
二、选择题7.D8.BC9.B10.BD11.C12.C13.D14.B15.AD16.AC
三、填空题
17.
(1)稀氨水和酚酞;稀氨水中的NH3气逸出,所以溶液的颜色变浅
(2)溶有SO2的品红;SO2气体逸出,品红溶液恢复红色
18.
(1)B;
(2)C;(3)BE;(4)E;(5)DE(提示:
浓硫酸使蔗糖脱水炭化的同时,生成的单质碳在
该环境下,与浓硫酸继续发生氧化还原反应,生成具有刺激性气味的SO2气体)
19.
(1)硫;硫化氢;二氧化硫;三氧化硫;硫酸
(2)N2;NH3;NO;NO2;HNO3
20解:
设混合物气体中NO的物质的量为a,NO2的物质的量为b。
(1)4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2T+2出。
随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐减小,进行下列的反应
(2)8HNO3(稀)+3Cu=3Cu(NO3)2+2NOT+4H2O
由两个反应方程式中NO2与Cu,NO与Cu的计量关系,及已知数据可列方程组:
a+b=11.2L/22.4L•moJ1…①
3a/2+b/2=32.64g/64g•mol1….②
解①②两个方程,得:
a=0.26mol
b=0.24mol
所以NO的体积为:
0.26molX22.4L•mol1=5.8L
NO2的体积为:
0.24molX22.4L•mol1=5.4L
【总复习】
1•下列反应表示氮的固定作用的是
B.NH3经催化氧化生成NO
D•由NH3制碳酸氢铵和尿素
A.N2与H2在一定条件下合成NH3
2.取三蓝色石蕊试纸放在玻璃板上,色是
C.NO和O2反应生成NO2
然后按顺序分别滴加65%的HNO3、98.3%的H2SO4和新制的氯水,三纸最后呈现的颜
()
A.白、红、白B.红、黑、红C.红、红、红D.白、黑、白
3•化学与工农业生产、环境保护、日常生活等方面有广泛联系,下列叙述正确的是
A•纯净水几乎不含任何杂质,喝纯净水比喝矿泉水对人体更有营养
B.二氧化硫的大量排放是造成光化学烟雾的主要原因
C.某雨水样品放置一段时间后,pH由4.68变为4.28,是因为雨水中溶解了较多的CO2
D.光缆在信息产业中有广泛应用,制造光缆的主要材料是二氧化硅
4.工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。
为了节约原料和防止污染环境,宜采取的方法是
A.Cu+HNO3(浓)—>Cu(NO3)2B.Cu+HNO3(稀)—Cu(NO»2
C.Cu——>CuO—>Cu(NO3)2D.Cu——>CuSO4—>Cu(NO3)2
5.为了更简便制取干燥NH3,下列方法中适合的是()
A.NH4Cl与H2SO4(浓)混合加热,生成的气体用碱石灰进行干燥
B.N2+3H22NH3,用烧碱干燥
C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥
D.加热NH4CI用RO5干燥
6.下列离子组在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是()
A、H+、NO3-、Fe2+、Na+B、K+、Ba2+、OH-、SO42-
C、Ag+、NO3-、CI-、K+D、Cu2+、NH4+、Br-、OH-
7.向硝酸钠溶液中加入铜粉不发生反应,若加入某种盐,则铜粉可以逐渐溶解,符合此条件的是
A.Fe(NO3)2B.ZnSO4
C.NaHCO3D.NaHSO4
8.将浓硫酸与下列物质作用时,既表现氧化性,又表现酸性的是()
①红热的木炭②H2S气体③Cu④FeO⑤NH3
⑥使木材炭化⑦CuSO45H2O⑧对铁、铝的钝化
A.③④B.①②⑤⑧
C.①②③④⑦D.以上答案均不正确
9.下列物质中既能跟稀硫酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是()
①NaHCO3②(NH4)2SO3③Al2O3④AI(OH)3⑤Al⑥NaHSO4⑦AICI3⑧NazSiOs
A.全部B.①②③④⑤
C.③④⑤⑥⑦D.②③④⑤⑧
10.50mI18.4moI/L硫酸与足量的铜片加热反应,被还原的硫酸的物质的量是()
A.0.92molB.大于0.46mol,小于0.92molC.0.46molD.小于0.46mol
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