高考第一轮复习——氮及其化合物.doc

1、第 1 页 版权所有 不得复制年 级 高三 学 科 化学 版 本 人教新课标版课程标题 高考第一轮复习氮及其化合物编稿老师 刘学超一校 张琦锋 二校 黄楠 审核 张美玲一、考纲要求1. 了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用2. 了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响二、考题规律：本专题内容，涉及化合物数量众多，且与其他知识联系密切，近几年在高考命题中常以氮、磷及其化合物知识为载体，与化学基本概念、基本理论、化学实验与化学计算有机结合，综合考查学生分析问题、解决问题的能力。主要考查的知识点有：N 2、NH 3 的分子结构与性质，NO、NO 2 的混合气体溶于水的有关计算，HNO 3

2、 的酸性、不稳定性、强氧化性及工业制法，NH 4 的检验，铵盐的性质，NH 3 的实验室和工业制法，NH 3 溶于水的有关计算。结合生活实际考查环境保护的相关知识。三、考向预测：对本专题内容的考查形式多种多样，且与其他板块的知识联合考查，但仍以元素推断题和实验题为主，预计明年高考中对元素化合物知识的考查仍是重点。以氮及其化合物为知识背景，考查化学基本概念、基本理论、实验操作及化学计算，将是近年高考的一大特色，注重硝酸工业与环境保护问题，培养学生爱护环境、保护环境的意识，也是近年高考命题的重要方向。一、氮及其化合物转化关系：二、氨气及铵盐1. 氨气的制备第 2 页 版权所有 不得复制（1）用铵盐

3、制取反应原理（化学方程式）：Ca（OH） 22NH 4Cl CaCl22NH 32H 2O= = = = = 实验装置（如图） 验满方法：a. 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明氨气已收集满。b. 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生，说明氨气已收集满。干燥方法：通过以下任一装置。注意不能用无水 CaCl2 干燥 NH3，因为二者能发生反应。 棉花的作用：减缓 NH3 与空气对流，收集纯净的 NH3。（2）用浓氨水来制取加热浓氨水a. 反应原理：NH 3H2O NH3H 2O= = = = = b. 装置图： 利用浓氨水与固体强碱或生石灰来制取 NH3。a. 实验装置（如图

4、） 。b. 反应原理：NH 3H2OCaOCa（OH） 2NH 3NH3H2O H2ONH 32. 铵盐的性质铵盐中含有离子键、共价键，铵盐一般为离子化合物，都易溶于水，NH 4 能发生水解。（1）受热易分解，放出氨气；第 3 页 版权所有 不得复制（2）干燥的铵盐固体能与碱固体混合加热反应生成氨气，利用这个性质可以制备氨气。3. NH 的检验 4铵盐（NH 4 ）浓溶液或晶体 无 色 气 体 NH3试 纸 变 蓝三、硝酸的化学性质1. HNO3 特性（1）浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色。（2）硝酸能够与几乎所有的金属反应（除 Au、Pt 外） ，但不生成氢气；与变价金属反应时，金属能够被氧

5、化为最高价态。（3）与具有还原性的弱酸盐（如 Na2SO3 等） 、碱性氧化物、碱，以及其他还原剂反应时，优先发生氧化还原反应。（4）与其他非氧化性酸不同，硝酸还能够与一些具有还原性的酸（如H2S、HBr、HI、H 2SO3 等） 、酸性氧化物（如 SO2 等）发生氧化还原反应。2. 氧化性强弱比较及还原产物的判断（1）氧化性强弱的比较HNO3 的氧化性强弱是由氮原子得电子的难易程度决定的，与得电子的多少无关，一般说来，硝酸的浓度越大，氧化性越强，浓度越小，氧化性越弱。（2）还原产物的判断HNO3 的氧化性越强，还原产物价态越高，反之，价态越低，如浓硝酸的还原产物一般为 NO2，稀硝酸的还原产

6、物一般为 NO，浓度很小的硝酸还原产物也可能是 N2 或NH4NO3。3. 金属单质与硝酸反应的有关计算（1）金属与 HNO3 反应的一般通式金属浓硝酸金属硝酸盐NO 2H 2O金属稀硝酸金属硝酸盐NOH 2O最常用到的反应是 Cu 与 HNO3 的反应，在反应过程中，HNO 3 的作用如下图所示（2）计算方法原子守恒法HNO3 与金属反应时，一部分 HNO3 起酸的作用，以 NO3 的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的 HNO3 中氮原子的物质的量。关系式：n（HNO 3）2n（Cu 2 ）n（气体）得失电子守恒法第 4 页 版权所有

7、 不得复制HNO3 与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 3 中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。关系式：2n（Cu 2 ）3n（NO）n（NO 2）聚焦热点 1：氮的氧化物例 1 据媒体报道，近年来安徽省巢湖由于蓝藻的大量繁殖导致水质严重恶化，水体呈碱性。污染的主要原因是水中氨氮及含磷化合物等超标。下列有关说法正确的是（ ）A. 氨氮及含磷化合物只来自于工业废水B. 最好的处理方法是把氨氮提取出来用于制取氮肥C. 氨氮超标造成的 pH 变化可以加酸中和D. 防治最有效的措施应是从源头上进行控制分析：氨氮及含磷化合物不仅来自于工业废水，还来自于生活污水等，A 错；由于水体中的氨氮

8、含量低，提取制取氮肥耗费的财力大，B 错；由于水体量太大，如果加酸中和需要消耗的酸过多，需要的费用过多，且会带来新的污染，C 错。答案：D点评：含氮的物质对环境的影响比较严重：氮的氧化物可以形成酸雨和光化学烟雾。大量的含氮、磷的物质进入海水中会引起海水的富营养化，使一些藻类植物疯长，出现赤潮现象。进入淡水将会造成水华。例 2 试管中盛装红棕色气体（可能是混合物） ，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，对于原来试管中盛装的气体不可能是（ ）A. 可能是 N2 与 NO2 的混合气体 B.

9、 可能是 O2 与 NO2 的混合气体C. 可能是 NO 与 NO2 的混合气体 D. 可能是 NO2 一种气体分析：根据方程式 4NO22H 2OO 24HNO 3 和 4NO2H 2O3O 24HNO 3 可以看出一氧化氮与氧气按体积比 43 可以使试管被水完全充满，二氧化氮与氧气按体积比 41 可以使试管被水完全充满。但若有氮气，则水一定不会充满试管。答案：A点评：本题的关键是熟悉两个综合方程式 4NO22H 2OO 24HNO 3 和4NO2H 2O3O 24HNO 3，若对这些掌握得较为熟练，则本题即可快速地选出正确选项A 项，因为无论通入什么气体，化学性质稳定的 N2 都不会参加反

10、应进入溶液中。例 3 无色的混合气体甲中可能含 NO、CO 2、NO 2、NH 3、N 2 中的几种。将 100 mL 气体甲经过如图实验处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲的组成可能为（ ）A. NH3、NO 2、N 2 B. NH3、NO、CO 2 C. NH3、NO 2、CO 2 D. NO、CO 2、N 2第 5 页 版权所有 不得复制分析：N 2 在整个过程中不可能参加反应， A、D 不正确；由于气体呈无色，C 不正确；选项 B 符合题目要求。答案：B点评：这道题要求具有较强的审题能力和逻辑思维能力。在做题的过程中一定要抓住关键词语。如：无色、通过过氧化钠后显红棕色、最

11、后没有其他剩余等。聚焦热点 2：氨气和铵盐例 1 有关氨的说法不正确的是 （ ）A. NH3 是 4 核 10 电子极性分子，三角锥形，具有还原性B. NH3 极易溶于水，可做喷泉实验，氨气易液化，液氨可用作制冷剂C. 氨气是非电解质，氨水是电解质D. 蘸有浓盐酸的玻璃棒遇氨气可产生白烟分析：由 NH3 的结构和性质知 A、D 正确；又由相似相溶原理知极性分子 NH3 易溶于极性溶剂 H2O，且氨的蒸发热很大，可作制冷剂；B 正确；电解质和非电解质都指的是化合物，而氨水是混合物，故 C 不正确。答案：C点评：物质的结构决定物质的性质，NH 3 中 N 显3 价，决定了 NH3 具有还原性。在N

12、H3 中容易形成氢键，所以 NH3 易液化。电解质是指在水溶液中或熔融状态下本身能电离的化合物，氨气溶于水时氨水发生了电离，所以氨气不是电解质，而是非电解质。例 2 已知 NH3 难溶于 CCl4，如图所示，下列装置中，不宜用于氨气吸收的是（ ）分析：A、D 两项可防止倒吸；C 项，NH 3 不与 H2O 直接接触，可有效防止倒吸；B项不能防止倒吸。答案：B点评：对于极易溶于水的尾气要采用防倒吸装置，如 NH3、HCl 等。B 装置常用于吸收溶解度较小的气体，如 Cl2。例 3 氢化铵（NH 4H）与氯化铵的结构相似，又知 NH4H 与水反应有 H2 生成，下列叙述不正确的是（ ）A. NH4

13、H 是离子化合物，固态时属离子晶体B. NH4H 溶于水，所形成的溶液显碱性C. NH4H 固体投入少量的水中，有两种气体产生D. NH4H 与水反应时，NH 4H 是氧化剂分析：NH 4H 与 NH4Cl 结构相似，固态时属于离子晶体，NH 4H 溶于水会与水发生反应：NH 4HH 2O H2NH 3H2O，NH 4H 中1 价的氢被氧化为 H2，水溶液显碱性，若水很少，也会有 NH3 放出。答案：D第 6 页 版权所有 不得复制点评：该题是一道信息迁移的题目，关键词是“氢化铵（NH 4H）与氯化铵的结构相似”。所以就应该将氢化铵作为铵盐来对待。聚焦热点 3：硝酸例 1 一种酸性较强的溶液中

14、，可能存在 NO3 、I 、Cl 和 Fe3 中的一种或几种，向该溶液中加入溴水后，溴单质被还原，由此可推知这种溶液中（ ）A. 含 I ，不能确定是否含 Cl B. 含 C. 含 I 、NO 3 、Cl D. 含 Fe3NO分析：由题意溴单质被还原说明溶液中含有还原性离子 I ，而在酸性条件下 NO3 具有强氧化性，不能与 I 共存， Fe3 与 I 也不能共存。答案：A 点评：NO 3 只在酸性条件下才能表现出强氧化性，在中性或碱性条件下不表现氧化性，因此在进行离子共存判断时，中性或碱性条件下，几乎所有离子都能与 NO3 大量共存。例 2 把 22.4 g 铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如

15、反应只收集到 0.3 mol NO2 和 0.2 molNO ，下列说法正确的是（ ）A. 反应后生成的盐只有 Fe（ NO3） 3B. 反应后生成的盐只有 Fe（ NO3） 2C. 反应后生成的盐为 Fe（NO 3） 3 和 Fe（NO 3） 2，其物质的量之比为 13D. 反应后生成的盐为 Fe（NO 3） 3 和 Fe（NO 3） 2，其物质的量之比为 31解析：因产生 0.3 mol NO2 和 0.2 mol NO 时硝酸得到电子的物质的量为 0.9 mol，所以铁失去电子的物质的量也为 0.9 mol，而铁的物质的量为 0.4 mol，所以产物中既有 Fe2又有 Fe3 ， 由 n

16、（Fe 2 ） n（Fe 3 ） 0.4 mol， 2n（Fe 2 ） 3n（Fe 3 ） 0.9 mol ，可得 n（Fe 3 ）0.1 mol，n（Fe 2 ）0.3 mol， n（Fe 3 ） n（Fe 2 ）13。答案：C点评：这道题目要利用电子守恒和原子守恒来解答。在有金属和硝酸发生的氧化还原反应中往往要借助于这两个守恒解题。当然也可以按照铁和浓硝酸、稀硝酸的两个反应，设未知数、列方程组来解题。例 3 若将 12.8 g 铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体 5.6 L（标准状况）。则所消耗的硝酸的物质的量是 ；所得 NO 的体积为 L，NO2 的体积为 L。分析：n（NO

17、x） 0.25 mol，故消耗 HNO3：n（HNO 3）2n（Cu）5.6 L22.4 Lmol 1n（NO x） 2 0.25 mol0.65 mol。设产生 NO2 的物质的量为 x，则 NO 的12.8 g64 gmol 1物质的量为（0.25 molx） 。根据得失电子守恒，得 x1（0.25 molx）3 212.8 g64 gmol 1解得：x0.175 mol， V（NO 2）0.175 mol22.4L/mol3.92L，V（NO）5.63.921.68L答案：0.65 mol 1.68L 3.92L点评：中学化学中，凡是与 HNO3 有关的计算，全部可以使用守恒的方法求解，

18、计算时一方面要注意电子守恒的应用，另一方面要注意原子守恒的应用，尤其是在选择题中，第 7 页 版权所有 不得复制运用守恒法可以进行巧解巧算，既培养了思维能力，又可提高解题速度。 一、NO x与 O2、H 2O 的反应及计算1. NO2、NO（或 N2）混合气体通入水中，一般利用 3NO2H 2O2HNO 3NO，再根据差量法计算。2. NO2、O 2 混合气体通入水中，由 3NO2H 2O2HNO 3NO 和 2NOO 22NO 2 可得总反应式：4NO 2O 22H 2O4HNO 3，由此可知，当体积比： 4 1时 ， 恰 好 完 全 反 应 ， 无 剩 余 气 体 )(:(22V 4 1时

19、 ， NO2过 量 ， 剩 余 气 体 为 NO 3. NO、O 2 混合气体通入水中，根据总反应式：4NO 3O22H 2O4HNO 3，可得出，当体积比： 4 3时 ， 无 剩 余 气 体 )(:2VN 4 3时 ， 剩 余 气 体 为 过 量 的 4 3时 ， 剩 余 气 体 为 过 量 的 2 4. 、 、 混合气体通入水中，可先求出 和 反应生成的 的体积，O2 NOHNO然后按上述方法进行分析计算。二、氨和氨水1. 氨水、液氨、一水合氨比较 物 质 知 识 氨 水 液 氨 一 水 合 氨 分 类 混 合 物 化 合 物 化 合 物 ， 一 元 弱 碱 组 成 微 粒 NH3、 NH

20、32O、 H2O、4 、 O 、 NH3 NH32O 是 否 是 电 解 质 既 不 是 电 解 质 也 不 是非 电 解 质 非 电 解 质 弱 电 解 质 主 要 性 质 导 电 ， 具 有 碱 性 ， 受热 挥 发 不 导 电 ， 不 能 使 干 燥的 红 色 石 蕊 试 纸 变 蓝 ，可 与 水 、 酸 反 应 本 身 不 能 导 电 ， 水 溶 液具 有 碱 性 2. 有关氨水的小结第 8 页 版权所有 不得复制（1）氨水的密度氨气或液氨溶于水得氨水，氨水的密度比水小，并且氨水越浓密度越小，计算氨水浓度时，溶质均按 NH3 计算。（2）涉及氨水的离子方程式的书写氨水作反应物：用分子式

21、 NH3H2O 表示。生成氨水时：若使用的反应物为浓溶液或在加热条件下，用下式表示：NH4 OH NH3H 2O若使用的反应物为稀溶液，则 NH4 OH NH 3H2O（3）氨水是混合物氨水是氨的水溶液，由于氨与水发生反应生成 NH3H2O，NH 3H2O 是弱电解质，发生部分电离，故氨水中成分比较复杂，有 NH3、NH 3H2O、 NH4 、OH ，考虑水的电离还有 H ，考虑溶剂还有 H2O 分子，氨水能导电。而液氨是氨经液化得到的液态氨。液氨为纯净物，又由于液氨中只有分子而无自由离子，故液氨不导电。（4）氨水与酸可反应生成铵盐，浓氨水与挥发性酸（如浓盐酸和浓硝酸）相遇会产生白烟。（5）氨

22、水是很好的沉淀剂，可使多种阳离子Mg 2 、Al 3 、Fe 2 、Fe 3 等生成沉淀。下一讲我们所要复习的内容是常见的有机化合物：重点来复习典型的有机化合物的组成、结构和性质。如 CH4、CH 2CH 2、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂和蛋白质的有关知识。同时还要复习同分异构体和取代反应、加成反应的概念。（答题时间：60 分钟）一、选择题（每小题仅有一个正确选项）1. 下列对于硝酸的认识，不正确的是 （ ）A. 浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 B. 铜与 HNO3 的反应属于置换反应C. 金属与 HNO3 反应不产生氢气 D. 可用铁和铝制容器盛装浓硝酸2. 能正确表示下列反应的离子方程式的是（

23、）A. 向 Fe（NO 3） 2 稀溶液中加入盐酸：3Fe 2 4H NO 3 3Fe3 NO 2H 2OB. 铜片与浓硝酸：CuNO 3 4H Cu2 NO2H 2OC. 氯化铵浓溶液跟 NaOH 浓溶液混合后加热：NH 4 OH NH3H2O= = = = = D. 碳酸氢铵溶液与足量的 NaOH 溶液混合后加热：NH4 OH NH3H 2O= = = = = 3. 从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用如图所示装置进行的是（ ）第 9 页 版权所有 不得复制A. 不同浓度的硝酸与铜反应B. 稀硫酸与纯碱或小苏打反应C. 铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应D. H2O2 在不同催化剂作用下分解*4.

24、 如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满 NO2 和 NO 气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通入边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为（ ）A. 11 B. 57 C. 75 D. 435. 用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是（ ）幕布的着火点升高 幕布的质量增加 氯化铵分解吸收热量，降低了温度 氯化铵分解产生的气体隔绝了空气A. B. C. D. 6. 为了更简便地制取干燥的 NH3，下列方法中适合的是（ ）A. N23H 2 2NH3，用烧碱进行干燥B. 加热 NH4HCO3，气

25、体用五氧化二磷干燥C. 加热浓氨水，气体用碱石灰干燥D. Mg3N26H 2O3Mg（OH） 22NH 3，气体用无水氯化钙干燥7. 碳和浓硫酸共热产生的气体 X 和铜跟稀硝酸反应产生的气体 Y 同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图所示装置） ，下列有关说法错误的是（ ）A. 洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B. 洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡C. 在 Z 导管口可能有红棕色的气体出现D. 在 Z 导管口出现的气体中含有二氧化碳*8. 锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成 1 mol 硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（ ）A. 2 mol B. 1 mol C. 0.5 mol D.

26、 0.25 mol*9. 将 22.4 g 铁粉逐渐加入到含 HNO3 0.8 mol 的硝酸溶液中，反应生成的气体的物质的量（x） （假设 HNO3 的还原产物只有 NO）随消耗铁粉的物质的量（y）变化关系应为下列中的（ ）第 10 页 版权所有 不得复制A B C D10. 下列说法不正确的是（ ）氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质 实验室用浓氨水与 NaOH 固体制取氨气 氨和酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟 某晶体与 NaOH 共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有 NH 氨水中含氮微粒中最多的微粒 4是 NH 把 NH3 通入稀硝酸中，当溶液的 pH 等于

27、 7 时，溶液中 NH3 和 HNO3 等物质的 4量反应 A. B. C. D. 11. 只用一种试剂，将 NH4Cl、 （NH 4） 2SO4、NaCl、Na 2SO4 四种溶液分开，这种试剂是（ ）A. NaOH 溶液 B. AgNO3 溶液 C. BaCl2 溶液 D. Ba（OH ） 2 溶液*12. 某工厂用 CaSO4、NH 3、H 2O、CO 2 制备（NH 4） 2SO4，其工艺流程如下：下列推断不合理的是（ ）A. 直接蒸干滤液得到纯净的（ NH4） 2SO4 B. 生成 1 mol （NH 4） 2SO4 至少消耗 2 mol NH3C. CO2 可被循环使用 D. 往甲

28、中通适量 CO2 有利于（NH 4） 2SO4 生成二、非选择题13. 已知 A、B、C、D 为气体，E、F 为固体，G 是氯化钙，它们之间的转化关系如下图所示：（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_。*14. 铁与 HNO3 作用时，还原产物除与 HNO3 的浓度有关外，还与温度有关。已知在与冷的稀硝酸反应时，主要还原产物为 NO 气体；在与热的稀硝酸作用时，主要还原产物为N2O 气体；当硝酸浓度更小时，其主要还原产物是 NH 。现有铁与稀硝酸的作用如下图 4所示，据此回答有关问题。