《2020届高考化学一轮知识梳理训练：第4章第4讲氮及其化合物》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考化学一轮知识梳理训练：第4章第4讲氮及其化合物（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 4 讲氮及其化合物 考纲要求 1. 了解 NO 、NO2的性质。2. 掌握硝酸的性质和用途，结合 金属与 HNO3的反应，掌握守恒法的计算技巧。3. 了解氮的氧化物对环 境及人类健康的影响。4. 了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的 实验室制法。 5. 掌握铵根离子的检验。 考点一氮气及其氧化物 1氮气 2氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物：N2O 、NO 、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 完成 NO和 NO2的比较表： NO NO2 物理性 质 颜色无色红棕色 毒性有毒有毒 溶解性不溶能溶 化学性 质 与 O2反应2NO O2=2NO2 与 H2O反 应 3NO2H2O=2HN
2、O3NO 与人体、 环境的关系 与血红蛋白结合使人 中毒 转化成 NO2形成酸雨、 形成酸雨、光化学烟雾 光化学烟雾 特别提醒(1) 氮的氧化物都是大气污染物。 (2) 空气中 NO 2是造成光化学烟雾的主要因素。 (3) 空气中 NO 、NO 2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂 等。 (4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉 -KI 试纸变蓝。 深度思考 1根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属元 素，为什么氮气很稳定？ 答案氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮 气分子中的 NN键，键能很大，分子结构稳定，故氮气很稳
3、定。 2俗话说“雷雨发庄稼” ，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化 合态的氮，请同学们写出三个有关的化学方程式： (1)_ _ ； (2)_ _ ； (3)_ _ 。 答案(1)N2O2= 放电或高温 2NO (2)2NOO2=2NO2 (3)3NO2H2O=2HNO3NO 3如何鉴别 NO2与溴蒸气？ 答案由于 NO2和 Br2在性质上有不少相似性：均具有氧化性；溶 于水均有酸生成；均可与碱反应；均为红棕色等。所以不能用淀 粉-KI 试纸、 pH试纸、NaOH 溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以 用下列方法鉴别： AgNO3溶液； CCl4溶液；用水洗法。 题组一NO 、NO2的性质及对
4、环境的影响 1NO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 ( ) ANO是一种红棕色气体 B常温常压下， NO不能与空气中的氧气直接化合 C含等质量的氧元素的NO和 CO的质量相等 DNO难溶于水，可以用排水法收集 答案D 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易与氧气直接化合生成NO2。 2 汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一， 在日光照射下， NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生 O3，加重空气污染。反应过
5、程为 2NO22NO 2O ， 2NO O22NO2， O O2O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是( ) ANO2起催化剂作用 BNO起催化剂作用 CNO2只起氧化剂作用DO3与 O2为同分异构体 答案A 解析反应过程得O22O ，O O2O3，NO2起催化剂作用， 反应过程中 NO2作氧化剂， A项正确，B、C项错误； O3与 O2的相对分子 质量不相同，不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。 3汽车尾气主要含有CO 2、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
6、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：_ _ _ 。 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)3NO2H2O=2HNO3NO (3)2CO2NO= 催化剂 N22CO2 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
7、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 N2。 氮氧化物对环境的污染及防治 1常见的污染类型 (1) 光化学烟雾： NO x在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化 学反应，产生的一种有毒的烟雾。 (2) 酸雨： NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和 HNO2，随雨雪降到 地面。 (3) 破坏臭氧层： NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射 量增加。 2常见的 NOx尾气处理方法 (1) 碱液
8、吸收法 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O NO2NO 2NaOH=2NaNO2H2O 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(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 (2) 催化转化：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。 题组二有关氮的氧化物的简单计算 4将 22.4L 某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体 积变为 11.2L( 体积均在相同条件下测定)， 则该氮氧化合物的化学式为 ( ) ANO2BN2O3
9、CN2OD N2O4 答案A 解析本题考查氧化还原反应和阿伏加德罗定律及元素化合物知识， 意在考查学生利用有关定律进行数据处理的能力。氮氧化合物与铜粉 反应生成 CuO和 N2，结合题中气体体积和阿伏加德罗定律可推知该氮 的氧化物分子中只含有一个氮原子，结合选项知A正确。 5在一定条件下， 将 NO 2和 O2的混合气体 12mL通入足量水中， 充分反 应后剩余 2mL气体(同温同压下 ) ， 则原混合气体中氧气的体积为( ) A1.2mL B2.4mL C3mL D 4mL 答案AD 解析首先分析剩余的 2mL气体有两种可能。如果剩余 2mLO2， 则 V(NO2) 4 5(122) mL8
10、mL ，则混合气中： V(O 2)12mL 8mL 4mL 。若剩 余的 2mL气体是 NO ， 则混合气中的 V(O2) (12mL2mL 3) 1 51.2mL。 6氮氧化合物 (用 NOx表示) 是大气污染的重要因素， 根据 NOx的性质特 点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。 (1) 用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH36NO= 催化剂 5N2 6H2O,8NH36NO2= 催化剂 7N212H2O 。同温同压下，3.5LNH3恰好将 3.0LNO 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_。 (2) 工业尾气中氮的氧化物常采
11、用碱液吸收法处理。 NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比11，写出 该反应的化学方程式： _ 。 NO与 NO2按物质的量之比11 被足量 NaOH 溶液完全吸收后只得到 一种钠盐，该钠盐的化学式是_。 (3) 纯碱溶液也能用于处理氮氧化合物废气，反应原理与上述 (2) 类似， 同时产生 CO2。 请写出纯碱溶液吸收NO2的化学方程式： _。 现有一定量的某工业废气，其中含有3.36LNO2、1.12LNO(已换算为 标准状况，假设不含N2O4)，恰好被 200mL碳酸钠溶液吸收，所得盐的 物质的量分别为 _、_，该碳酸钠溶液的物质的量浓度 为_mol L 1。 答案(1)1
12、3 (2) 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O NaNO2 (3) Na2CO32NO2=NaNO3NaNO2CO2 NaNO3：0.05mol NaNO2：0.15mol 0.5molL 1 解析(1) 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NH3： 2 3 V(NO)， 处 理NO2需NH3： 4 3 V(NO2) ， 则 V(NO)V(NO2)3.0L 2 3 V(NO) 4 3V(NO 2) 3.5L 解得 V(NO)0.75L V(NO2) 2.25L V(NO)V(NO2)13。 (2) 生成两种钠盐，必然是NO2的
13、歧化反应，依据量的关系可知两种 盐分别为 NaNO3和 NaNO2。 NO中氮的化合价为 2 价，NO2中氮的化合物为 4 价，二者 11 混 合时与 NaOH 反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合 价为3，即为 NaNO2。 (3) n(NO2)0.15mol ，n(NO)0.05mol Na 2CO3 0.05mol NO 2 0.05mol NO 0.05mol =2NaNO 2 0.1mol CO 2 则单独与 Na2CO3反应的 NO2为 0.15mol 0.05mol0.1mol Na2CO3 0.05mol 2NO2 0.1mol =NaNO3 0.05mol Na
14、NO2 0.05mol CO2 所以共生成 NaNO 3：0.05mol，NaNO2：0.15mol c(Na2CO3)0.1mol 0.2L 0.5molL 1。 1解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理 无论是单一气体 (NO2) ，还是 NO 、NO 2、O2中的两者或三者的混合气体， 反应的实质是 3NO 2H2O=2HNO3NO,2NO O2=2NO2， 故若有气体剩余 只能是 NO或 O 2，不可能是 NO2。 (1) 若 NO和 O2通入水中，总关系式为4NO 3O22H2O=4HNO3。 (2) 若 NO2和 O2通入水中，总关系式为4NO2O22H2O=4HNO3。 2注
15、意原子守恒和得失电子守恒的运用 有关氮的氧化物的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。可以从得 失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化计算过程。 如 NO x与 O2、H2O 转化为硝酸的计算，则反应中O2得到的电子数与NO x失去的电子数相 等。 考点二硝酸的性质及应用 1物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。 2化学性质 (1) 不稳定性 反应：4HNO3( 浓) = 或光照 2H2O 4NO2O2。 (2) 强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。 按要求完成下列反应的方程式： 与金属反应： 稀硝酸与铜反应： 3Cu 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22N
16、O 4H2O ； 浓硝酸与铜反应： Cu 4HNO3( 浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 。 与非金属反应： 浓硝酸与 C的反应： C4HNO3( 浓)=CO24NO22H2O ； 与还原性化合物反应： 硝酸可氧化 H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe 2等还原性物质。 稀硝酸与 FeSO4溶液反应的离子方程式： 3Fe 24HNO 3=3Fe 3NO 2H 2O 。 (3) 与有机物反应 硝化反应 ( 与 C6H6反应)： C6H6HNO 3 浓硫酸 C6H5NO 2H2O ； 颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 深度思考 1久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存浓硝酸？ 答案浓硝酸显黄色是由于浓硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2 溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2( 或空气 )，使其发生反应 4NO2O22H2O=4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉 处。 2常温下，铝和铁在浓硝酸中“钝化”是化学变化吗？ 答案是化学变化，钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保 护膜，阻止了金属与硝酸的进一步反应。 题组一硝酸的酸性和强氧化性 1下列有关硝酸化学
