高中化学人教版特色专题营第2讲光化学烟雾是什么氮及其化合物《讲义教师版》.docx

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高中化学人教版特色专题营第2讲光化学烟雾是什么氮及其化合物《讲义教师版》

第2讲光化学烟雾是什么——氮及其化合物

学习目标

1.掌握氮及其化合物的性质及相关知识

2.掌握硝酸的性质及相关实验

 3.掌握氨、铵盐的相关知识

入门测

单选题

练习1.下列关于硫的叙述中，正确的是（　　）

A．硫的非金属性较强，故只能以化合态存在于自然界中

B．能与Cu、Fe、O2等物质反应，S作氧化剂

C．硫燃烧得SO3，可以制得硫酸

D．S与Cu反应生成Cu2S，而不能生成CuS

【答案】D

【解析】

题干解析:

A、自然界中硫元素可以以游离态形式存在，如火山口处有硫单质，故A错误；

B、硫与金属Cu、Fe反应表现氧化性，与氧气反应表现还原性，故B错误；

C、硫燃烧只能得到二氧化硫，不能生成三氧化硫，二氧化硫催化氧化反应生成三氧化硫，故C错误；

D、硫单质的氧化性较弱，和变价金属反应生成低价化合物，则S与Cu反应生成Cu2S，而不能生成CuS，故D正确；

练习2.下列褪色现象中，其中一项与其他三项褪色原理不同的是（　　）

A．二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色

B．氯水能使甲基橙褪色

C．浓硝酸能使石蕊试液褪色

D．臭氧能使品红溶液褪色

【答案】A

【解析】

题干解析:

A．二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色，高锰酸钾是强氧化剂把二氧化硫氧化为硫酸，5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO24+2MnSO4 +2H2SO2，二氧化硫具有还原性；

B．氯水中含有次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能漂白有色物质，所以氯水能使甲基橙褪色；

C．浓硝酸中氮为+5价，具有强氧化性，能使石蕊试液褪色；

D．臭氧具有强氧化性和漂白性，可使品红褪色；

综上A二氧化硫具有还原性褪色，其它为氧化性漂白褪色，

练习3.将SO2气体分别通入下列四种溶液中，有关现象及结论的说法正确的是（　　）

A．试管①中有淡黄色沉淀生成，说明SO2有氧化性

B．试管②中溶液褪色，说明SO2有漂白性

C．试管③中能产生白色沉淀，说明SO2有酸性

D．试管④中溶液颜色变浅，说明SO2有还原性

【答案】D

【解析】

题干解析:

A．SO2与与氯水发生氧化还原反应不产生淡黄色沉淀，故A错误；

B．试管②中溶液褪色，因为SO2与KMnO4酸性溶液发生氧化还原反应，表现了SO2的还原性，故B错误；

C．SO2与BaCl2溶液不反应，试管③中不能产生白色沉，故C错误；

D．SO2与氯化铁溶液反应，二氧化硫被氧化生成生成硫酸，铁离子被还原生成亚铁离子，溶液颜色变浅，说明SO2有还原性，故D正确；

练习4.下列关于硫及其化合物的叙述，正确的是（　　）

A．硫黄是一种易溶于水的黄色晶体

B．SO2的水溶液显酸性

C．SO2是黄色易溶于水的有毒气体

D．SO2不稳定，极易转化为SO3

【答案】B

【解析】

题干解析:

A.硫单质是一种难溶于水的黄色固体，故A错误；

B.二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸电离出氢离子，溶液呈酸性，故B正确；

C.二氧化硫是无色易溶于水的有毒气体；，故C错误

D.二氧化硫需要催化剂加热或浮尘催化发生反应生成三氧化硫，故D错误；

情景导入

知识集结

知识元

氮气的理化性质

知识讲解

1．物理性质：

无色、无味的气体，密度比空气略小，在水中溶解度很小（体积比=1：

0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。

2．化学性质：

（1）通常状况下很难与其它物质发生化学反应

（2）在一定条件下，能与一些物质发生化学反应

 ①与H2反应：

②与某些金属反应：

③与O2反应：

在通常情况下，与O2不发生反应，但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO。

（闪电、汽车引擎中发生的反应）

NO为无色无味有毒的难溶于水的气体，NO很容易在常温下与空气中的O2化合，生成NO2。

2NO+O2==2NO2，NO2为红棕色、有刺激性气味，有毒的气体，易溶于水并发生反应：

3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO、NO2为大气污染物

 3．工业制法：

（1）分离液态空气：

（2）耗氧法：

 4．用途：

工业原料，合成氨，制化肥，HNO3，保护气，致冷剂

例题精讲

氮气的理化性质

例1.下列关于氮的叙述中不正确的是（　　）

A．氮气是空气中的主要成分

B．氮气的性质活泼，在常温下能与H2、O2等非金属反应

C．液氮可作冷冻剂

D．氮有多种化合价

【答案】B

【解析】

题干解析:

A．氮气为空气的主要成分，约占空气的五分之四，故A正确；

B．氮气性质较稳定，在催化剂条件下与氢气反应生成氨气，在高温或放电的条件下与氧气反应，故错误；

C．氮气易液化，无毒，变为气体吸收大量的热，可做冷冻剂，故C正确；

D．氮元素的化合价有﹣3、0、+1、+2、+3、+4、+5等多种化合价，故D正确．

例2.

（2021秋∙秦州区校级月考）下列反应属于人工固氮的是（　）

A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3

B．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO

C．用NH3和CO2合成尿素

D．用硫酸吸收氨气得到硫酸铵

【答案】A

【解析】

题干解析:

A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3，指工业合成氨N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，故A正确；

B．N2和O2在雷电的作用下生成NO，属于自然固氮，故B错误；

C．用NH3和CO2合成尿素，是氮的化合物之间的转化过程，不属于氮的固定，故C错误；

D．用硫酸吸收氨气得到硫酸铵，是氮的化合物之间的转化过程，不属于氮的固定，故D错误；

例3.

（2021∙浦东新区学业考试）下列变化属于固氮的是（　）

A．NH3→NO

B．N2→NH3

C．NO→NO2

D．NO2→HNO3

【答案】B

【解析】

题干解析:

A．NH3→NO氮元素从化合态转为化合态，不属于固氮，故A错误；

B．N2→NH3氮元素从游离态的氮转化为化合态氮，属于固氮，故B正确；

C．NO→NO2氮元素从化合态转化为化合态，不属于固氮，故C错误；

D．NO2→HNO3氮元素从化合态转化为化合态，不属于固氮，故D错误；

例4.

（2021∙西湖区校级模拟）常温常压下，下列各组气体不能共存的是（　）

A．N2与O2

B．N2与H2

C．NH3与O2

D．NH3与HCl

【答案】D

【解析】

题干解析:

A．N2与O2在常温下不反应，能够共存，故A不选；

B．N2与H2在常温下不反应，能够共存，故B不选；

C．NH3与O2在常温下不反应，能够共存，故C不选；

D．NH3与HCl在常温下能够反应生成氯化铵，二者不能共存，故D选；

例5.

（2021春∙枣庄期末）下列转化不能通过一步反应完成的是（　）

①N2→NO2

②NO2→NO

③NH3→NO

④Cu→Cu（NO3）2

⑤HNO3→NO2

A．①②

B．①

C．②③

D．④⑤

【答案】B

【解析】

题干解析:

①N2和氧气放电条件反应生成NO，NO和氧气反应生成二氧化氮，不能一步反应生成NO2，故①符合；

②3NO2+H2O=HNO3+NO，能一步实现反应，故②不符合；

③4NH3+5O2

4NO+6H2O，能一步实现反应，故③不符合；

④3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，能一步实现反应，故④不符合；

⑤4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O，能一步实现反应，故⑤不符合；

例6.

（2021春∙阳春市期末）下列关于物质性质的说法正确的是（　）

A．通常状况下，NO2是无色气体

B．N2和O2在常温下可以发生反应

C．加热时，单质碳与浓硝酸不发生反应

D．二氧化氯具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒

【答案】D

【解析】

题干解析:

A．NO2为红棕色气体，NO为无色气体，故A错误；

B．N2和O2在常温下不反应，高温或放电条件下生成NO，故B错误；

C．加热时，单质碳与浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，故C错误；

D．具有强氧化性的物质可杀菌消毒，则二氧化氯具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，故D正确；

氮的氧化物

知识讲解

二氧化氮和一氧化氮的比较

NO

NO2

物

理

性

质

色态味

无色、无味、气体

红棕色、刺激性气味、气体

密度

密度略大于空气

密度比空气大

熔沸点

很低

低，易液化

溶解性

不溶

易溶

化

学

性质

毒性

有毒

有毒

与水

不反应

3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO2既是氧化剂，又是还原剂

与碱

不反应

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

NO＋NO2 ＋2NaOH=2NaNO2 +H2O

氧化性

2NO+2CO=2CO2+N2

2NO2+2KI=I2+2KNO2

还原性

2NO+O2=2NO2

可使KMnO4褪色

可使KMnO4褪色

与O2混合，通入水中

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

实验室制取

3Cu+8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2 +2NO↑+4H2O

Cu+4HNO3（浓）===Cu（NO3）2+2NO2 ↑+2H2O

收集方法

排水法

向上排空气法

例题精讲

氮的氧化物

例1.上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用．下列关于NO的说法不正确的是（　　）

A．NO分子中有极性共价键

B．NO是造成光化学烟雾的因素之一

C．NO是汽车尾气的有害成分之一

D．NO分子所含电子总数为偶数

【答案】D

【解析】

题干解析:

A．NO中N、O元素属于不同非金属元素，所以它们之间形成的化学键是极性键，故A正确；

B．碳氢化合物（HC）和氮氧化物是形成光化学烟雾的成分，NO属于氮氧化物，所以是造成光化学烟雾的因素之一，故B正确；

C．在火花塞打火的条件下，氮气和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮有毒，一氧化氮不稳定易被氧气氧化生成有毒的二氧化氮，一氧化氮和二氧化氮对空气有污染，所以NO是汽车尾气的有害成分之一，故C正确；

D．NO分子中电子数=8+7=15，为奇数，故D错误；

例2.将体积为VmL的试管充满NO气体，按如图所示进行实验．当通入相同条件下O249mL时，液面仍在原来位置，则试管体积V为（　　）

A．49mL

B．28mL

C．30mL

D．24.5mL

【答案】B

【解析】

题干解析:

通入氧气发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3，

如NO过量，发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3，则体积不可能与原来相等，应为氧气过量，

则4NO+3O2+2H2O=4HNO3，

  V    

 V

49﹣

V=V，

V=28

例3.在一定条件下，将等体积的NO和O2 的混和气体置于试管中，并将试管倒立于水槽的水中，充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的（　　）

A．

B．

C．

D．

【答案】C

【解析】

题干解析:

解：

假定的N2和NO2体积分别为V，设V体积的二氧化氮和水反应生成一氧化氮的体积为x，

3NO2+H2O=2HNO3+NO

3                  1

V                  x

x=

，

则剩余气体的体积约为V+

=

，

剩余气体的体积约为原总体积的

=

，

故选C．

例4.四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如图所示，其中原试管充满NO2的是（　　）

A．

B．

C．

D．

【答案】B

【解析】

题干解析:

NO不溶于水，如图D所示；

SO2与水发生SO2+H2O=H2SO3，水充满试管，如图A所示；

NO2与水发生3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以液体会充满试管体积的三分之二，三分之一的部分被NO占有，图B符合；

Cl2与水发生Cl2+H2O⇌HCl+HClO，氯气微溶于水，选项中现象不符合

例5.将装有60mLNO2、NO混合气的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为40mL，则混合气体中NO2和NO的体积比是（　　）

A．5：

3

B．2：

3

C．1：

1

D．2：

1

【答案】C

【解析】

题干解析:

60mlNO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中发生反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，剩余40ml气体，反应前后气体体积减少20ml，设二氧化氮气体的体积为V，

3NO2+H2O=2HNO3+NO     △V（气体体积减少）

3                         2

V（NO2）               20ml

3：

2=V（NO2）：

20mL，

V（NO2）==30ml，

原气体中V（NO）=60ml﹣30mL=30mL，

所以原混合气体中NO和NO2的体积比为为V（NO2）：

V（NO）=30ml：

30ml=1：

1

氨、氨的性质、氨的合成

知识讲解

1.物理性质：

无色，有刺激性气味的气体，比空气轻，密度0.77g/L（标况下），极易溶于水得到氨水，常温下，1体积水能溶解700体积氨，易液化，得到液氨，可作制冷剂。

2.化学性质：

（1）氨气是碱性气体，溶于水与水结合生成一水合氨。

（2）与酸反应生成铵盐，铵盐都易溶于水，受热易分解，与碱反应时放出氨。

例题精讲

氨、氨的性质、氨的合成

例1.氨气在水中的溶解度（　　）

A．极易溶于水

B．能溶于水

C．可溶于水 

D．难溶于水

【答案】A

【解析】

题干解析:

例2.下列能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是（　　）

A．NH3 

B．SO3

C．HCl 

D．CO2

【答案】A

【解析】

题干解析:

例3.在某温度下，在体积一定的密闭容器中有适量的NH3和Cl2，恰好完全反应，若生成物只有N2气体和NH4Cl固体，则反应前后容器中的压强之比应接近于（  ）

A．8：

3

B．11：

1

C．11：

7

D．7：

11

【答案】B

【解析】

题干解析:

由题意可知，反应方程式

，可知反应前后气体体积比例为11：

1

例4.下列性质不属于氨气的物理性质的是（　　）

A．易液化

B．极易溶于水

C．水溶液显碱性

D．有刺激性气味

【答案】C

【解析】

题干解析:

A．挤压胶头滴管，NO2和H2O反应，气体减少，外压大于内压，形成喷泉。

B．挤压胶头滴管，SO2和NaOH溶液，气体减少，外压大于内压，形成喷泉。

C．氨气极易溶于水，则挤压胶头滴管，体减少，外压大于内压，形成喷泉。

D．CH4、Cl2混合气体均难溶于饱和食盐水，不产生内外压强差，无法形成喷泉。

氨气的实验室制备

知识讲解

∙氨的实验室制法

实验装置图：

实验原理：

铵盐都易溶于水，受热易分解，与碱反应时放出氨。

发生装置：

使用“固体+固体—→气体”的装置。

收集方法：

向下排空气法。

（塞一团棉花—以防止氨气与空气对流，确保收集到纯净的氨气，同时可以吸收多余的氨气，防止污染环境。

）

验满方式：

a.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝。

b.用沾有浓盐酸的玻璃棒放在试管口，产生白烟。

干燥：

用碱石灰干燥，既不能用酸性干燥剂浓H2SO4，也不能用无水CaCl2，因为CaCl2与NH3反应。

∙氨的工业制法

制备原理：

工业上氨是以哈伯法通过N2和H2在高温高压和催化剂存在下直接化合而制成。

合成氨解决了地球上因粮食不足导致的饥饿死亡问题，德国化学家哈伯因在合成氨方面的重大贡献，1918年获得诺贝尔奖。

例题精讲

氨气的实验室制备

例1.检验氨气可选用（　   ）

A．湿润的蓝色石蕊试纸　

B．干燥的红色石蕊试纸

C．干燥的蓝色石蕊试纸

D．湿润的红色石蕊试纸

【答案】D

【解析】

题干解析:

氨气显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝

例2.

（2021春∙红岗区校级期中）实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置中，其中正确的是（　）

A．①是氨气的发生装置

B．②是氨气的收集装置

C．③是氨气的发生装置

D．④是氨气的收集检验装置

【答案】C

【解析】

题干解析:

A．氯化铵分解后，在试管口化合生成氯化铵，不能制备氨气，应选铵盐与碱加热制备，故A错误；

B．氨气极易溶于水，倒扣的漏斗在液面下，不能防止倒吸，故B错误；

C．图中为固液反应不加热制备气体的装置，可选浓氨水与CaO制备氨气，故C正确；

D．应在试管口处塞一团棉花，防止与空气对流，故D错误；

例3.

（2021秋∙武侯区校级月考）下列有关氨气的制备、干燥、收集和尾气处理错误的是（　）

A．图甲：

实验室制氨气

B．图乙：

干燥氨气

C．图丙：

收集氨气

D．图丁：

实验室制氨气的尾气处理

【答案】D

【解析】

题干解析:

A．氯化铵与氢氧化钙加热可生成氨气，图中固体加热装置可制备氨气，故A正确；

B．碱石灰可吸收水，与氨气不反应，可干燥氨气，故B正确；

C．氨气的密度比空气密度小，导管短进长出可收集氨气，故C正确；

D．倒扣的漏斗在液面下，易发生倒吸，漏斗口应在液面上，故D错误；

例4.

（2021春∙南通期末）下列氨气的制取、收集并验证其部分性质的装置和原理不能达到实验目的是（　）

A．用甲装置制取少量氨气

B．用乙装置收集氨气

C．用丙装置验证氨气溶于水呈碱性

D．用丁装置验证氨气极易溶于水

【答案】C

【解析】

题干解析:

A．氢氧化钙与氯化铵加热反应生成氯化钙、氨气和水，可利用图示装置制取少量氨气，故A不选；

B．氨气的密度比空气大，可采用向下排空气法收集，即导管采用“长进短出”的方式，图示收集方法合理，故B不选；

C．氨气不能使蓝色石蕊试纸变色，检验氨气应该用红色石蕊试纸，故C选；

D．挤压胶头滴管，气球变大，说明圆底烧瓶中压强减小，可证明氨气极易溶于水，故D不选；

铵盐、铵根离子的检验

硝酸的理化性质

知识讲解

1.物理性质：

硝酸是一种无色的、易挥发、有刺激性气味的液体。

2.化学性质：

①强酸性：

②不稳定性：

 保存方法：

细口棕色试剂瓶，冷暗处。

③强氧化性

3.制法：

①实验室：

由浓硫酸与硝酸钠共热制取

例题精讲

硝酸的理化性质

例1.关于硝酸的性质，叙述错误的是（　　）

A．无色、易挥发，有刺激性气味的液体

B．浓度为98%以上的浓硝酸叫发烟硝酸，具有脱水性

C．浓硝酸通常显黄色，因为溶解了少量的二氧化氮

D．硝酸不稳定，浓度越大越易分解

【答案】B

【解析】

题干解析:

A、纯硝酸是无色油状液体，开盖时有烟雾，挥发性酸。

B、浓度为98%以上的浓硝酸叫发烟硝酸，硝酸不具有脱水性，具有不稳定性和强氧化性。

C、硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。

D、HNO3见光或受热发生分解，HNO3越浓，越易分解。

例2.下列关于浓硝酸的说法正确的是（　　）

A．保存在棕色瓶中

B．不易挥发

C．与铜不反应

D．受热不分解

【答案】A

【解析】

题干解析:

A．浓硝酸见光易分解，所以保存在棕色瓶中，故A正确；

B．浓硝酸易挥发，故B错误；

C．浓硝酸为强氧化性酸，常温下可与铜反应，故C错误；

D．浓硝酸见光易分解，故D常温．

例3.将1.92gCu和一定量的浓HNO3反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12L（标准状况），则反应中消耗HNO3的物质的量为（　 　）

A．1mol

B．0.05mol

C．1.05mol

D．0.11mol

【答案】D

【解析】

题干解析:

1.92gCu（0.03mol）完全反应，可知反应HNO,0.06mol。

生成气体有NO和NO21.12L,可知反应HNO,0.05mol，共计0.11mol

例4.

（2021春∙榆林期末）下列有关硝酸和氨气的说法正确的是（　）

A．浓硝酸常保存在棕色的广口瓶中，并放在阴凉处

B．充满NH3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明NH3易溶于水

C．Fe与稀HNO3反应有气泡产生，说明Fe与稀HNO3发生了置换反应

D．常温下，可用铁质容器盛放浓硝酸，因为两者不发生反应

【答案】B

【解析】

题干解析:

解；A、浓硝酸是溶液，应保存在细口瓶中，故A错误；

B．1体积水中溶解700体积氨气，所以充满NH3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明NH3易溶于水，故B正确；

C．铁与稀硝酸反应生成NO，没有生成氢气，不是置换反应，故C错误；

D、铁在浓硝酸中发生钝化，而不是不反应，故D错误；

例5.

（2021春∙淄博期末）在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是（　）

A．H2S+2HNO3（浓）═S↓+2NO2↑+2H2O

B．Fe2O3+6HNO3═2Fe（NO3）3+3H2O

C．4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O

D．3Cu+8HNO3═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

【答案】D

【解析】

题干解析:

A．反应中硝酸只表现为氧化性，故A错误；

B．硝酸只表现为酸性，不是氧化还原反应，故B错误；

C．硝酸分解，既表现出氧化性，又表现出还原性，不表现出酸性，故C错误；

D．硝酸被还原生成NO，表现为氧化性，生成硝酸铁，表现为酸性，故D正确；

例6.

（2021∙西湖区校级模拟）下列有关氮及其化合物的说法正确的是（　）

A．硝酸氧化性强，不能用铁制容器贮运

B．实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气

C．氮的固定只有在高温、高压、有催化剂存在的条件下才能实现

D．氮氧化合物与“光化学烟雾”、“臭氧空洞”的形成有关

【答案】D

【解析】

题干解析:

A．常温下Fe遇浓硝酸发生钝化，浓硝酸能用铁制容器贮运，故A错误；

B．NH4Cl和石灰水生成一水合氨，实验室用氯化铵与碱石灰加热制备，故B错误；

C．氮的固定可由生物固氮、自然固氮实现，或人工固氮实现，故C错误；

D．氮氧化合物为常见的大气污染物，与“光化学烟雾”、“臭氧空洞”的形成有关，故D正确；

例7.

（2021春∙河南期末）下列有关实验操作错误的是（　）

A．将浓硝酸保存在密闭的棕色试剂瓶中，并置于阴暗处

B．将盐酸点在一小块干燥pH试纸中央，测定该盐酸的pH

C．金属钠或金属钾着火时，应立即使用干燥的沙土盖灭

D．只用容量瓶、烧杯、玻璃棒配制质量分数为10%的NaCl溶液

【答案】D

【解析