第4讲生产生活中的含氮化合物.DOC

1、第 4 讲 生产生活中的含 氮化合物 【 2019备考】 最新考纲 ： 1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。 3.了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。 考点一 氮气及其氧化物 (频数： 难度： ) 1 氮元素在自然界中的存在 2 氮气的性质 写出有关反应的化学方程式： N2 3Mg=点燃 Mg3N2 N2 3H2 2NH3(工业合成氨原理 ) N2 O2=放电 2NO 3 氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物，如 N2O、 NO、 NO2、 N2O4、 N2O3、 N2O5 等，其中属于酸性氧化物的是 N2O3、 N2O5；

2、NO2 与 N2O4 能相互转化 2NO2 N2O4(写方程式 )。 (2)NO 和 NO2 的比较 NO NO2 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 易溶于水 与 O2反应 2NO O2=2NO2 与 H2O反应 3NO2 H2O=2HNO3 NO 对人体、环 境的影响 与血红蛋白结合，使人中毒 转化成 NO2 形成酸 雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 常见的 NOx尾气处理方法 碱液吸收法 2NO2 2NaOH=NaNO3 NaNO2 H2O NO2 NO 2NaOH=2NaNO2 H2O NO2、 NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2) n

3、(NO)。一般适合工业尾气中 NOx的处理。 催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体 (N2)或 NOx与 CO 在一定温度下催化转化为无毒气体 (N2 和 CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 1 (RJ必修 1P953、 P964改 编 )下列气体，不能用排空气法收集的是 _； 不能用排水法收集的是 _； 不会造成空气污染的是 _。 N2 NO NO2 SO2 CO NH3 答案 2教材知识拓展探究 溴蒸气和 NO2 都为红棕色气体，用湿润的淀粉 试纸或 NaOH 溶液能鉴别它们吗？为什么？若不能，请你设计一种简单的方法，区别溴蒸气和 NO2。 答案 不能鉴别。因为

4、这两种气体都有氧化性，都可以把 KI中的 I 氧化成 I2，使试纸变蓝色。 NaOH 溶液可以吸收溴蒸气和 NO2 而形成无色 溶液。方法： 用AgNO3 溶液， Br2 可与 AgNO3 溶液反应生成浅黄色沉淀 AgBr； 用水，溶于水后有颜色的是 Br2，无颜色的是 NO2。 3教材图解与考题印证 RJ必修 1P100图 4 30 自然界中氮的循环 (1)写出 “ 雷雨发庄稼 ” 三反应 _ _ _ (2)(2015北京理综， 8)下列关于自然界中氮循环 (如图 )的说法不正确的是 (图像为教材上述原图 )( ) A氮元素均被氧化 B工业合成氨属于人工固氮 C含氮无机物和含氮有机物可相互转

5、化 D碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环 答案 (1) N2 O2 =放电或高温 2NO 2NO O2=2NO2 3NO2 H2O=2HNO3 NO (2)A题组一 氮的单质及常见氧化物的性质 1判断正误，正确的打 “” ，错误的打 “” (1)食品袋中充氮气可用来防腐 ( ) (2)N2 与氧气反应制 NO 从而制硝酸 ( ) (3)标准状况下， 6.72 L NO2 与水充分反应转移的电子数目为 0.1NA( ) (4)制二氧化氮时，用水或 NaOH 溶液吸收尾气 ( ) (5)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应 ( ) (6)NO2 与水反应的离子方程式： 3NO2 H2O=2H

6、 2NO3 NO( ) (7)NO2 通入 FeSO4 溶液中始终无明显现象 ( ) (8)在实验室里， NO 和 NO2 均可用排 水法收集 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 2 Murad 等三位教授提出 NO 在人体内有独特的功能，关于 NO 的叙述正确的是 ( ) NO 可以是某些含低价氮物质氧化的产物 NO 是亚硝酸的酸酐 NO 可以是某些含高价氮物质还原的产物 NO 是无色气体，在空气中可变为红棕色 A全部 B C D 解析 NO 中氮 的化合价处于中间价态，它可以是还原 产物，如 HNO3 NO，也可以是氧化产物，如 NH3 NO； H

7、NO2 的酸酐是 N2O3； NO 是无色气体，可被空气中的氧气氧化为红棕色的 NO2。 答案 B 3用三支导管同时将 NO、 NO2、 O2 三种气体通入到盛满水且倒立在水槽 (也盛有水 )中的集气瓶中，最后集气瓶内仍充满水，则通入的三种气体的体积 (同温同压下 )比不可能是 ( ) A 1 1 1 B 2 6 3 C 1 4 2 D 3 7 4 解析 由题中条件知气体恰好反应完，依据得失电子守恒原理有 3V(NO) V(NO2) 4V(O2)，将四个选项代入上述 等式中，只有 C 项不能使等式成立。 答案 C 【方法总结】 巧用守恒、速解 NOx溶于水的计算 对于 “ NO NO2 O2

8、H2O” 型，当反应 后，无气体剩余，则 N 均被氧化为 5价 (存在于 HNO3 中 )， O 被还原为 2 价 (存在于 HNO3 中 )，得失电子情况如下： NO2 e HNO3， NO 3e HNO3， O2 4e HNO3。 根据得失电子守恒知， n(NO2) 3n(NO) 4n(O2)。因实际应用中，气体量通常用体积表示，由阿伏加德罗定律推论知，同温同压下气体体积比等于气体物质的量比。故又有 V(NO2) 3V(NO) 4V(O2)。 上述公式具有广泛地适用性，若体系中没有 NO，则 V(NO) 0，由此有 V(NO2) 4V(O2)；当体积中没有 NO2 时，则有 3V(NO)

9、4V(O2)。 题组二 氮的氧化物对环境的影响 4随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是( ) A反应中 NO 为氧化剂， N2 为氧化产物 B汽车尾气的主要污染成分包括 CO、 NO 和 N2 C NO 和 O2 必须在催化剂表面才能反应 D催化转化总化 学方程式为 2NO O2 4CO =催化剂 4CO2 N2 解析 反应过程中 NO、 O2 为氧化剂， N2 为还原产物；汽车尾气中的 N2 不是污染物； NO 和 O2 的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将 反应的过程分成如下两步写： 2N

10、O O2=2NO2， 2NO2 4CO=N2 4CO2，将两步反应式合并可得总化学方程式为 2NO O2 4CO =催化剂 4CO2 N2。 答案 D 5汽车尾气主要含有 CO2、 CO、 SO2、 NOx 等物质，这 种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。 (1)汽车尾气中的 CO 来自于 _， NO 来自于 _。 汽车尾气对环境的危害主要有 _(至少填两种 )。 (2)NOx能形成酸雨，写出 NO2 转化为 HNO3的化学方程式： _ _。 (3)汽车尾气中的 CO、 NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出 NO 被 CO 还原的化学方程式

11、： _ _。 (4)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知 4NH3 6NO =催化剂 5N2 6H2O，8NH3 6NO2 =催化剂 7N2 12H2O。同温同压下， 3.5 L NH3 恰好将 3.0 L NO 和 NO2的混合气体完全转化为 N2，则原混合气体中 NO 和 NO2 的体积之比是 _。 解析 (1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生 CO；当空气过量时， N2 和 O2 在放电或高温条件下反应生成 NO。汽车尾气对环境的危 害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。 (3)CO、 NOx反应后生成的无毒气体为 CO2和 N

12、2。 (4)设 NO 的体积为 V(NO)，NO2 的体积为 V(NO2)，依据方程式知，处理 NO 需 V(NH3) 23V(NO)，处理 NO2需 V(NH3) 43V(NO2)，则 V（ NO） V（ NO2） 3.0 L23V（ NO）43V（ NO2） 3.5 L解得 V(NO) 0.75 L V(NO2) 2.25 L V(NO) V(NO2) 1 3。 答案 (1)汽油的不完全燃烧 N2与 O2在汽车汽 缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应 (任填两种即可 ) (2)3NO2 H2O=2HNO3 NO (3)2CO 2NO =催化剂 N2 2CO2

13、 (4)1 3 考点二 氨、铵盐 (频数： 难度： ) 1 氨的物理性质与 喷泉实验 (1)物理性质 无色有 刺激性 气味的气体，密度比空气 小 ， 易 液化。 极易 溶于水 (1 700)，可由喷泉实验 证明。 (2)喷泉实验 喷泉实验的原理 因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小 ，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉 。 常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如下表： 气体 HCl NH3 CO2、 SO2、 Cl2、 H2S NO2 O2 吸收剂 水或 NaOH 溶液 水或 盐酸 浓 NaOH 溶液 水 2 氨的化学性质 (1)还原性 与氧气反应： 4NH3 5O2

14、 =催化剂 4NO 6H2O。 (2)与酸反应 与氯化氢反应： NH3 HCl=NH4Cl。 现象： 产生白烟 。 应用：用于 NH3 与挥发性酸的互相检验。 (3)与水反应： NH3 H2O NH3H 2O， NH3H 2O NH4 OH ，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。 3 氨气的实验室制法 4 用途 制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。 5 铵盐 (1)物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。 (2)化学性质 “ 三解 ” 不稳定性 (热解 ) a NH4Cl受热分解： NH4Cl= NH3 HCl 。 b NH4HCO3 受热分解： NH4HCO3= NH3 CO2 H2O。 与碱反应

15、(碱解 ) 铵盐与碱溶液反应的离子方程式 a在稀溶液中不加热： NH4 OH =NH3H 2O。 b加热时或浓溶液： NH4 OH = NH3 H2O。 铵盐溶于水易水解 (水解 )： NH4 H2O NH3H 2O H 。 (3)NH4的检验： 1.(SJ必修 1P98“观察与思考”拓展 )某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液 (保持湿润 )，挂在铁架台上。另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方 (如图 )。过一会儿，发现纸蝴蝶变为红色。下表的组合中，能够实现上述变化的是 _。 纸蝴蝶上的喷洒液 石蕊 酚酞 酚酞 石蕊 小烧杯中的溶液 浓盐酸 浓氨水 NaOH 溶液 浓硫酸 答案 2

16、 (溯源题 )(2015广东高考节选 )NH3 及其盐都是重要的化工原料。 (1)用 NH4Cl和 Ca(OH)2 制备 NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_。 (2)按下图装置进行 NH3 性质实验。 先打开旋塞 1， B瓶中的现象是 _，原因是 _ _ _， 稳定后，关闭旋塞 1。 再打开旋塞 2， B瓶中的现象是 _。 答案 (1)A、 C、 G (2) 有白烟生成 A 瓶中的氯化氢扩散到 B瓶 中，与 B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟 液体进入 B瓶中，溶液的颜色变红 探源： 本考题源于教材 LK 必修 1 P76 和 P78“ 观察 思考 ” 及其拓展，对氨的实验室制法及氨的性质进行了考查。 题组一 氨和铵盐的性质及应用 1判断正误，正确的打 “” ，错误的打 “” (1)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂 ( ) (2)向 AgNO3 溶液中滴加过量氨水，溶液澄清， Ag 与 NH3H 2O 能大量共存 ( ) (3)浓 氨水可检验氯气管道漏气 ( ) (4)分别充满 HCl、 NH3 的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明二者均易溶于水( ) (5)实验室用 NH4Cl和 Ca(OH)2 制备 NH3 并不涉及氧化还原反应 ( )