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1、新编高考化学备考资料第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.了解氮的氧化物及含磷洗涤剂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：NONO2物理性质来源:颜色来源:来源:来源:无色来源:数理化网来源:来源:来源:红棕色来源:毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化学性质与O2反应2NOO2=2NO2与H2O反应3NO
2、2H2O=2HNO3NO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、光化学烟雾形成酸雨、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NO2是造成光化学烟雾的主要因素。(3)空气中NO、NO2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，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，故氮气很稳定。2.俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有
3、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)N2O22NO(2)2NOO2=2NO2(3)3NO2H2O=2HNO3NO3.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的性质及对环境的影响1.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
4、反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为2NO22NO2O，2NOO22NO2，OO2O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是()A.NO2起催化剂作用B.NO起催化剂作用C.NO2只起氧化剂作用D.O3与O2为同分异构体答案A解析反应过程得O22O，OO2O3，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。2.氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必须进行处理。(1)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。汽车尾气中的CO来自于
5、_，NO来自于_。汽车尾气对环境的危害主要有_(至少填两种)。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。反应的化学方程式可表示为_。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH36NO5N26H2O,8NH36NO27N212H2O。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_。(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比11被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是_。答案(1)汽油的不完全燃烧N2与O
6、2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)2xCO2NOx2xCO2N2(2)13(3)NaNO2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。CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。(2)V(NO)V(NO2)3.0 L V(NO)V(NO2)3.5 L则V(NO)0.75 LV(NO2)2.25 LV(NO)V(NO2)13。(3)NO中氮的化合价为2价，NO2
7、中氮的化合物为4价，二者11混合时与NaOH反应生成盐的化合价必然为3，即为NaNO2。氮氧化物对环境的影响1.常见的污染类型(1)光化学烟雾：NOx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)碱液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2ONO2、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
8、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计算类试题3.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(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，原来试管中盛装的气体是()A.可能是N2与NO2的混合气体B.只能是O2与NO2的混合气体C.可能是NO与NO2的混合气体D.只能是NO2一种气体答案C解析解答本题要注意以下两点：(1)
9、明确氮气不溶于水，且常温下不与其他物质发生化学反应；(2)NO2可与水反应生成不溶于水的NO，NO2和NO分别与氧气按适当的比例可被水完全吸收。4.将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是_或_。答案187437解析NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来。2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO由2得4NO2O22H2O=4HNO3由324NO3O22H2O=4HNO3、两式就是平时计算经常用到的关系式。设剩余的5 mL气体为O2
10、，则参加反应的NO2和O2的总体积为50 mL5 mL45 mL则原混合气体里，NO2的体积为45 mL4/536 mLO2的体积为50 mL36 mL14 mL即NO2与O2的体积比为3614187。设剩余的5 mL气体为NO，由式得过量的NO2体积为15 mL，则发生反应的NO2和O2的总体积为50 mL15 mL35 mL则原混合气体里，O2的体积为35 mL1/57 mL，NO2的体积为50 mL7 mL43 mL即NO2与O2的体积比为437。NOx和O2混合型计算题的规律总结1.关系式法(1)NO和O2混合气体通入水中由2NOO2=2NO2和3NO2H2O=2HNO3NO得总反应为
11、4NO3O22H2O=4HNO3(2)NO2和O2混合气体通入水中由3NO2H2O=2HNO3NO和2NOO2=2NO2得总反应为4NO2O22H2O=4HNO3(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中先按3NO2H2O=2HNO3NO计算出生成的NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算。2.电子守恒法当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx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：4HNO32H2O4NO2O2。(2)强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧
12、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：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；浓硝酸与铜反应：Cu4HNO3(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、Fe2等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。(3)与有机物反应硝化反应(与C6H6反应)：C6H6HNO3C6H5NO2H2O；颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。深度思考1.久置的硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存硝酸？答案硝酸显黄色是由于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.下列有关硝酸化学性质的叙述中，正
