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：N 23Mg Mg3N2= = = = =点 燃 N 23H 2 2NH3(工业合成氨原理)N 2O 2 2NO= = = = =放 电 3氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，如 N2O、NO、NO 2、N 2O4、N 2O3、N 2O5 等，其中属于酸性氧化物的是 N2O3、N 2O5；N

2、O 2 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 2NOO 2=2NO2与 H2O 反应 3NO2H 2O=2HNO3NO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2NO22NaOH =NaNO3NaNO 2H 2ONO2NO2NaOH =2NaNO2H 2ONO2、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(NO)。一般适合工业尾气中 NOx的处理。

3、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(N 2)或 NOx与 CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2 和 CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。1(RJ 必修 1P953、P 964 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_。N 2 NO NO 2 SO 2 CO NH 3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 KI 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。因为这两种气体都有氧化性，都可以把 KI 中的 I 氧化成I

4、2，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，Br 2 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 430 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化D碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环答案 (1)N 2O 2 2NO= = = = =放 电 或 高

5、 温 2NOO 2=2NO23NO 2H 2O=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 NO 2 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：3NO 2H 2O=2H 2NO NO( ) 3(7)NO2 通入 FeSO4 溶液中始终无明显现象( )(8)在实验室里，NO 和

6、 NO2 均可用排水法收集( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)2Murad 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 HNO3NO，也可以是氧化产物，如 NH3NO；HNO 2 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 B3用三支导管同时将 NO、NO 2、O 2 三种

7、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( )A111 B26 3C1 42 D374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(NO 2)4V(O 2)，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“NONO 2O 2H 2O”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：NO2e HNO3，NO3e HNO 3，O2

8、4e HNO 3。根据得失电子守恒知，n(NO 2)3n(NO)4n(O 2)。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(O 2)。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(O 2)；当体积中没有 NO2时，则有 3V(NO)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，N 2 为氧

9、化产物B汽车尾气的主要污染成分包括 CO、NO 和 N2CNO 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 2NOO 24CO 4CO2N 2= = = = =催 化 剂 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：2NOO 2=2NO2，2NO24CO= =N24CO 2，将两步反应式合并可得总化学方程式为 2NOO 24CO 4CO2N 2。= = = = =催 化 剂 答案 D5汽车尾气主要含有 CO2、CO、SO 2、NO x等物质，这种尾气逐渐

10、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、NO x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：_。(4)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知4NH36NO 5N26H 2O，8NH 36NO 2 7N212H 2O。同= = = = =催 化 剂 = = = = =催 化 剂 温同压下，3.5 L NH3 恰好将 3.0 L NO 和 NO

11、2 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，N 2 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 N2。(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) V(NO)，处理 NO223需 V(NH3) V(NO2)，则43V（NO） V（NO2） 3.0 L2

12、3V（NO） 43V（NO2） 3.5 L)解得 V(NO)0.75 LV(NO2)2.25 LV(NO)V(NO 2)13。答案 (1)汽油的不完全燃烧 N 2 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)3NO2H 2O=2HNO3NO(3)2CO2NO N22CO 2= = = = =催 化 剂 (4)13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(1700)，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

13、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、Cl 2、H 2S NO2O 2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：4NH 35O 2 4NO6H 2O。= = = = =催 化 剂 (2)与酸反应与氯化氢反应：NH 3HCl= =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：NH 3H 2O NH3H2O，NH 3H2O NH OH ，氨的水 4溶液叫氨水，呈弱碱性。3氨气的实验室制法4用途制硝

14、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)aNH 4Cl 受热分解：NH 4Cl NH3HCl。= = = = = bNH 4HCO3 受热分解：NH 4HCO3 NH3CO 2H 2O。= = = = = 与碱反应(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： NH OH =NH3H2O。 4b加热时或浓溶液：NH OH NH3H 2O。 4 = = = = = 铵盐溶于水易水解(水解)：NH H 2O NH3H2OH 。 4(3)NH 的检验： 41.(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(溯源 题) (2015广东高考节选)NH 3 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_。