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1、考试大纲考点2016全国2015全国1.了解常见非金属元素(N)单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。2.了解常见非金属元素(N)单质及其重要化合物对环境的影响。3.以上各部分知识的综合应用。氮气、氮氧化物的性质及应用【25%】全国,26(2)全国,8,6分氨及铵盐的性质及应用【25%】全国,26(1)硝酸及其盐的性质及应用【15%】全国,13,6分考试大纲考点2014全国自主命题地区1.了解常见非金属元素(N)单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。2.了解常见非金属元素(N)单质及其重要化合物对环境的影响。3.以上各部分知识的综合应用。氮气、氮氧化物的性质及应
2、用【25%】2015北京,8,6分2015江苏,20,14分氨及铵盐的性质及应用【25%】2016浙江,13,6分2015海南,16,8分2015上海,18,4分2015上海,22,4分2014上海,24,2分2014北京,11,6分硝酸及其盐的性质及应用【15%】全国,13,6分2015上海,2,2分31.热点预测氮氧化物的性质及其相关计算、氨的制备及性质、硝酸的强氧化性是考查的重点,在选择题和非选择题中都会出现,分值为215分。2.趋势分析预计在今后的高考中,会以化工生产和环境保护为背景,综合考查氮及其化合物的性质以及与此相关的实验和计算等。4一氮气1.氮的循环1一氮气物理性质无色无味,难
3、溶于水,密度比空气稍小分子结构电子式为NN,结构式为NN化学性质与O2反应N2+O22NO与H2反应N2+3H22NH3与Mg反应N2+3MgMg3N2用途作保护气;医疗上用作冷冻麻醉剂;合成氨等2.氮气的性质2一氮气(1)N2约占空气总体积的78%、总质量的75%。(2)N2中氮元素处于中间价态,既可表现还原性,又可表现氧化性。(3)N2可作保护气,是因为在通常情况下N2的化学性质很稳定,不与O2、酸、碱等发生反应;性质稳定是由N2分子内氮氮三键的键能大决定的。【拓展延伸】3二氮的氧化物1.氮的氧化物氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。注意：N2O3和
4、N2O5是酸性氧化物,而N2O、NO、NO2、N2O4均不是酸性氧化物。氮的氧化物NONO2物理性质颜色无色红棕色溶解性不溶于水易溶于水化学性质毒性有毒有毒与O2反应2NO+O22NO2与H2O反应3NO2+H2O2HNO3+NO2.NO与NO24二氮的氧化物氮的氧化物NONO2实验室制法3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,只能用排水法收集Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,只能用向上排空气法收集与人体、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5二氮的氧化物【特别提醒】(1)NO2虽然与水反应生成H
5、NO3,但不是硝酸的酸酐。NO2既有氧化性又有还原性,但以氧化性为主。如NO2能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝。(2)NO2气体存在平衡:2NO2N2O4,故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体。(3)含氮物质的连续氧化NH3NONO2HNO3N2NONO2HNO36二氮的氧化物7二氮的氧化物(5)常见的NOx尾气处理方法碱液吸收法: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。2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O催化转化:在催化剂、一定温度下,NOx可与氨反应转化为无毒气体
6、(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。8三氨和铵盐物理性质无色、有刺激性气味的气体,比空气轻,极易溶于水(体积比 1 700),易液化(液氨常作制冷剂)化学性质与水反应与酸反应NH3+HClNH4Cl现象:有白烟生成催化氧化反应4NH3+5O24NO+6H2O与某些盐溶液反应1.氨的性质、制备和用途9制取方法实验室制法2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O(固体+固体 气体)NH3H2O(浓氨水)NH3+H2OCaO+NH3H2O(浓)Ca(OH)2+NH3工业制法N2+3H22NH3用途(1)制造硝酸、铵盐;(2)用作制冷
7、剂三氨和铵盐10三氨和铵盐【规律总结】11三氨和铵盐概念由铵根离子和酸根离子构成的化合物物理性质都易溶于水化学性质受热易分解(NH4)2SO42NH3+H2SO4(不易挥发的酸)NH4ClNH3+HCl(易挥发的酸)与碱反应2.铵盐(1)铵盐的性质12三氨和铵盐【误区警示】13四硝酸物理性质纯硝酸无色,易挥发,有刺激性气味,液体,易溶于水,密度比水大化学性质酸的通性稀HNO3使紫色石蕊溶液变红;与金属单质反应,不产生H2;与金属氧化物反应;与碱反应;与某些盐反应不稳定性4HNO34NO2+O2+2H2O(保存在棕色瓶中,放置在阴凉处)强氧化性铝、铁在冷的浓硝酸中发生钝化,因此常温下铝、铁制品可
8、以盛放冷的浓硝酸与非金属反应:C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O1.硝酸的性质14(1)硝酸浓度越大,越容易分解。长期存放的浓硝酸呈黄色,原因是HNO3分解产生的NO2又溶于硝酸。工业盐酸中常混有FeCl3,也呈黄色。(2)浓、稀硝酸均有强氧化性,浓度越大,氧化性越强。(3)浓硝酸能使紫色石蕊溶液变红,加热褪色。在这一反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性,可将红色物质氧化成无色物质。四硝酸【拓展延伸】15一氮的氧化物与O2、H2O反应的计算【考法透析】1一氮的氧化物与O2、H2O反应的计算【考法透析】2一氮的氧化物与O2、H2O反应的计算【考法透析】(5)“NO+NO2+O2+H
9、2O”型由4NO2+O2+2H2O4HNO3,4NO+3O2+2H2O4HNO3可知:先假设发生反应3一氮的氧化物与O2、H2O反应的计算【考法透析】4一氮的氧化物与O2、H2O反应的计算【考法透析】2.得失电子守恒法对于“NO+NO2+O2+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
10、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)=4V(O2)。若将有关物质的已知量代入上述公式后能使等式成立,则气体恰好反应完全;若不能使等式成立,则数值较大的一侧对应的物质过量。应注意的是,无论何种体系,最终剩余的气体不可能是NO2。5一氮的氧化物与O2、H2O反应的计算【考法示例】1在一支13mL的试管中充满NO2和O2,将其倒立在盛有足量水的水槽中,若完全反应后,试管内剩余气体为1mL(同温同压),则混合气中NO2与O2的体积分别是。思路分析最后剩余
11、的气体可能是O2也可能是NO,若剩余的气体是NO,则在4NO2+O2+2H2O4HNO3反应结束时NO2剩余3mL。答案9.6mL、3.4mL或11mL、2mL解析关系式法:设混合气体中NO2为xmL、O2为ymL。若剩余的气体为O2,则NO2消耗完。由4NO2+O2+2H2O4HNO3得消耗的O2体积为0.25xmL,0.25x+x+1=13,x=9.6、y=3.4;若剩余的气体是NO,则O2消耗完,反应4NO2+O2+2H2O4HNO3消耗的NO2为4ymL,又由3NO2+H2O2HNO3+NO知,此步反应消耗3mLNO2,故有y+4y+3=13,y=2、x=11。得失电子守恒法:设混合气
12、体中NO2体积为xmL。若剩余的气体是NO,则由3NO2+H2O2HNO3+NO知,该反应结束时NO2过量3mL。(x-3)=4(13-x),解得x=11,O2体积为2mL。若剩余气体是O2,此时NO2反应完,故有4(13-x-1)=x,x=9.6,O2体积为3.4mL。6一氮的氧化物与O2、H2O反应的计算【考法示例】2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.111B.263C.142D.374答案C思路分析由于NO、NO2数量关系未知,故无法利用方程式进行计算,但依据
13、得失电子守恒原理可快速解题。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。7二氨的实验室制法【考法透析】1.加热固态铵盐和碱的混合物8二氨的实验室制法【考法透析】方法化学方程式(或原理)发生装置加热浓氨水NH3H2ONH3+H2O2.实验室制取氨的其他方法9二氨的实验室制法【考法透析】方法化学方程式(或原理)发生装置浓氨水+固体NaOHNaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水+固体CaOCaO与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热,促使氨水分解。化学方程式为NH
14、3H2O+CaONH3+Ca(OH)210二氨的实验室制法【考法示例】3某同学用下列装置(固定及夹持装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验探究。请回答下列问题:(1)若用装置制取NH3,其反应的化学方程式为;若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是(填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是。(2)若用装置制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是,分液漏斗中装的试剂是,收集装置应选择(填装置序号)。11二氨的实验室制法【考法示例】答案(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O氨气难溶于该试剂,且该试剂不易挥发,不与氨气反应(2)CaO(或NaOH或碱石灰)固
15、体浓氨水(或浓NH4Cl溶液)解析(1)装置适用于“固+固”加热制取气体,制取NH3时试剂选用NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积,必须用排液体法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法,所用的液体必须不与NH3反应也不溶解NH3才行。(2)装置是“固+液”不需加热的制气装置,制取NH3时,可用浓氨水和碱石灰等作用。12二氨的实验室制法【突破攻略】(1)制取氨时所用的铵盐不宜用硝酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵。因为在加热过程中,NH4NO3可能发生爆炸;而(NH4)2CO3、NH4HCO3受热易分解产生CO2,使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替,一方面C
16、a(OH)2比NaOH便宜,另一方面NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。(3)氨是碱性气体,不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5)干燥,也不能用CaCl2干燥,因为CaCl2可以吸收NH3生成CaCl28NH3。13三金属与HNO3反应的规律和相关计算【考法透析】1.思维模型2.反应规律(1)硝酸氧化性很强,除Pt、Au外,几乎所有金属都能被硝酸氧化。(2)与金属反应时,盐酸和稀硫酸中起氧化作用的是H+,所以能放出H2;而硝酸中的+5价N、浓硫酸中的+6价S的氧化性远大于H+的氧化性,所以硝酸、浓硫酸与金属反应不放出H2。(3)浓硝酸、浓硫酸遇Fe、A
17、l等,常温钝化(在金属表面生成一层薄而致密的氧化膜),所以常用铝槽车运输浓硝酸、浓硫酸;但加热或稀释时,仍会发生反应。注意：钝化的实质是发生了氧化还原反应。14三金属与HNO3反应的规律和相关计算【考法透析】15三金属与HNO3反应的规律和相关计算【考法透析】16三金属与HNO3反应的规律和相关计算【考法示例】17三金属与HNO3反应的规律和相关计算【考法示例】18【专题探究】喷泉实验的形成原理气体HClNH3CO2、Cl2、H2S、SO2NO2+O2CH2 CH2吸收剂水或氢氧化钠溶液水或盐酸氢氧化钠溶液水溴水1.形成喷泉的原理形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在较大的压强差。当烧瓶内气体溶于液
18、体或与之反应时,瓶内气体大量减少,压强减小,外界的大气压将液体压入烧瓶内。2.常见喷泉的形成主要有以下两类(1)极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉;(2)一些酸性气体与NaOH(aq)也能形成喷泉。13.喷泉实验成功的关键(1)盛气体的烧瓶必须干燥;(2)气体要充满烧瓶;(3)装置不能漏气(实验前应先检查装置的气密性);(4)所用气体能大量快速溶于所用液体或气体与液体能快速反应。4.常见的喷泉实验装置喷泉实验的本质是形成较大的压强差而引发液体上喷,为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来产生喷泉。喷泉实验的形成原理2
19、装置:打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,使少量水进入烧瓶,导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。装置:挤压气球,即可使少量的酚酞溶液沿导管进入烧瓶,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生“红色”喷泉。装置:去掉了胶头滴管。打开止水夹,用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水)装置:在锥形瓶中加入能产生气体的物质,使锥形瓶内气体的压强明显增大,将液体压入烧瓶而产生喷泉。装置:在水槽中加入使水温度升高的物质,致使锥形瓶内酒精因升温而挥发,锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置:向烧瓶中通入
20、H2S(或SO2),然后通入SO2(或H2S),有淡黄色粉末状物质生成,瓶内壁附有水珠,NaOH溶液喷到烧瓶内。喷泉实验的形成原理3喷泉实验的形成原理4喷泉实验的形成原理【考法示例】5某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。如图所示,在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体,胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶中,然后打开弹簧夹,便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅最后褪为无色。则X、Y分别为A.NH3和HClB.HCl和NH3C.SO2和HClD.NO和HCl5喷泉实验的形成原理答案A思路分析不管是“喷泉”还是“喷烟”,利用的都是气体溶解或反应造成压强减小,形成压强差,抓住实质就可轻松解题。解析要想产生“喷烟”现象,应具备两个条件:一是形成压强差,二是两种气体反应会生成白烟,排除C、D项。甲中溶液颜色发生变化,结合题给条件“胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知,甲中气体显碱性,即X为NH3,故Y为HCl,选A。6
