高中化學第1輪總復習 第4章 第13講 氮和氮的化合物 C（化學人教版）全國版

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1、考點考點1 氨和銨鹽氨和銨鹽1氨氣和氨水 氨氣是無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化，極易溶于水(常溫常壓下，1體積水約能溶解700體積的氨氣)。氨氣能與水、氯化氫、氧氣等物質發(fā)生反應，其中與水反應的產物NH3H2O是一種弱堿。(1)濃氨水易揮發(fā)，具有強烈的刺激性氣味。(2)不穩(wěn)定性，受熱易分解(氨水應密封于玻璃瓶中，置于冷暗處保存)。(3)有腐蝕性，對眼睛黏膜有強烈的刺激性，使用時要特別小心。萬一濺入眼睛，應用水清洗。(4)氨水密度小于水，當把氨水稀釋時，隨質量分數(shù)的減小，氨水的密度增大。 氨水的性質：氨水是氨氣溶于水形成的混合物，純凈的氨水是無色液體。電離方程式：NH3+H2ON

2、H3H2O +OH-。+4NH(5)弱堿性，具有堿的通性： (與易揮發(fā)的酸反應產生白煙，可用于檢驗氨氣、氨水的存在)。氨水是很好的沉淀劑，能使Al3+、Fe3+、Mg2+分別轉化成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液開始出現(xiàn)沉淀AgOH，繼續(xù)滴加沉淀即溶解生成銀氨溶液。氨水遇酸、酸性氧化物可以成鹽，根據(jù)氨水與酸的量關系分別得到正鹽和酸式鹽。如：氨水中通入過量二氧化硫的離子方程式為： 。324NHH ONHOH322NHH OSO43NHHSO2銨鹽與銨根離子的檢驗 NH3獲取1個H+形成 ，所有銨鹽都是離子晶體，都易溶于水，銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解(銨鹽的分

3、解比較復雜，并非都生成對應的酸和氨氣)；銨鹽與強堿反應生成NH3H2O，加熱放出NH3(能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍)，該原理可用于 的檢驗。+4NH+4NH例例1 制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置均已略去)。 (1)寫出實驗室制取氨氣的化學方程式_。2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O (2)收集氨氣應使用_法，要得到干燥的氨氣可選用_做干燥劑。堿石灰 向下排空氣法例例1 制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置均已略去)。 _。(4)如果只提供如圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。打開止水夾，用手(熱手巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導管內的空氣，氨氣與水接觸，

4、即發(fā)生噴泉 【解析】 (1)實驗室制氨氣的常用方法是用氯化銨與消石灰共熱。(2)收集氨氣只能用向下排空氣法，干燥也只能用堿石灰等堿性干燥劑，不能用濃硫酸和無水CaCl2。(3)引發(fā)噴泉的原理是氨極易溶于水，使燒瓶內氣壓迅速減小。sup7() sup7() 【點評】 噴泉實驗的原理是容器內外存在較大的壓強差。使容器內外產生較大的壓強差的方法有：1減小容器內壓強(1)容器內氣體極易溶于水；(2)容器內氣體易與溶液中的某種成分發(fā)生化學反應而被吸收。例如氨氣溶于水、CO2溶于濃NaOH等。2增大容器內壓強例如人造噴泉等?？键c考點2 實驗室制實驗室制NH3的方法的方法實驗室制備氨氣時應注意的問題(1)制

5、氨氣所用的銨鹽不能用硝銨、碳銨。因為加熱過程中NH4NO3可能發(fā)生爆炸性的分解反應，發(fā)生危險，且產物復雜；而碳銨受熱極易分解產生CO2，使生成的NH3中混有CO2雜質。(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因：在高溫下NaOH、KOH能腐蝕試管。NaOH、KOH具有吸濕性，易結塊，不利于產生NH3。(3)多余的氨要吸收掉(可在導管口放一團用水或鹽酸浸濕的棉花球)，避免污染空氣。 (4)氨的干燥劑不能選用濃H2SO4、無水CaCl2、P2O5等，它們均能與NH3發(fā)生反應。 (5)NH3極易溶于水，在制備收集、過程中，應盡可能地不與水接觸，以減少損失和防止倒吸現(xiàn)象。 (6)檢驗氨氣時紅色石蕊試

6、紙要濕潤，因為氨氣溶于水后： 產生的OH-，表現(xiàn)堿性。 (一)制取氨氣(1)實驗室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合_。(2)實驗室還可在_(填一種試劑)中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣。物來制取氨氣，寫出反應的化學方程式：例例2(2011江蘇省揚州中學月考江蘇省揚州中學月考)某校化學研究性學習小組的同學在學習了氨的性質后討論：運用類比的思想，既然氨氣具有還原性，能否像H2那樣還原CuO呢？他們設計實驗制取氨氣并探究上述問題。請你參與該小組的活動并完成下列研究：2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O 氫氧化鈉固體(或生石灰或堿石灰)(二)實驗探究該小組成員設計實驗探

7、究氨氣還原性及其產物，實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)圖如下：(1)該裝置在設計上有一定的缺陷，為確保實驗結果的準確性，你對該裝置的改進措 施 是_。在裝置A和B之間增加裝有堿石灰的干燥管 (二)實驗探究該小組成員設計實驗探究氨氣還原性及其產物，實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)圖如下：(2)利用改進后的裝置進行實驗，觀察到CuO變?yōu)榧t色物質，無水CuSO4變藍，同時生成一種無污染的氣體。請寫出NH3與CuO反應的化學方程式：_。3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O(三)問題討論(1)有同學認為：NH3與CuO反應生成的紅色物質中可能含有Cu2O。已知Cu2O是紅色粉末，是一種堿性

8、氧化物，在酸性溶液中，Cu+能自身發(fā)生氧化還原反應生成Cu2+和Cu。請你設計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質中是否含有Cu2O：_。取少量樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍色，說明紅色物質中含有Cu2O，反之，則沒有(2)在解決了問題(1)后，又有同學提出：Cu2O與CuO的熱穩(wěn)定性哪個更強？于是他們進行了如下實驗：取98 g Cu(OH)2固體，加熱到80 100 時，得到黑色固體粉末，繼續(xù)加熱到1000 以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A。冷卻后稱量，A的質量為72 g。據(jù)此可推得A為_，由此得到的結論是_。CuO比Cu2O的熱穩(wěn)定性差 Cu2O 【解析】 在NH3中氮元素顯-3價，處于最低

9、價，因此具有較強還原性，能被O2、Cl2等強氧化劑反應，也能被CuO等較弱氧化劑氧化。CuO在常溫下比較穩(wěn)定，但加熱到高溫時，分解生成Cu2O，說明高溫下Cu2O比CuO穩(wěn)定。 【點評】 氨氣的性質是重要的考點，內容較多，如溶于水、與酸反應、還原性、實驗性制法等?？键c考點3 氮的氧化物氮的氧化物1氮的氧化物及其對大氣的污染NO是無色、難溶于水的氣體，在常溫下它很容易與空氣中的O2化合生成NO2。NO2是紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水。它與水反應生成HNO3和NO，工業(yè)上利用這一反應制硝酸；常溫下，NO2部分迅速二聚為無色的N2O4。NO和NO2都是大氣污染物，空氣中的NO和NO2污染

10、物主要來自石油產品和煤燃燒的產物、汽車尾氣、制硝酸工廠的廢氣?？諝庵械腘O2是造成光化學煙霧的主要因素。22NO2N2O4DH0的應用通?！凹儍簟钡腘O2和N2O4并不純，因為常溫、常壓下能發(fā)生反應：2NO2N2O4，由于此反應可逆，導致一些物理量發(fā)生改變。例如：(1)收集NO2 1 mol時在標準狀況下的體積應小于22.4 L。(2)標準狀況下22.4 L NO2的質量大于46 g。(3)NO與O2混合后，相對分子質量應大于按體積比求得的數(shù)值。(4)溫度影響“2NO2N2O4”平衡體系，其他條件不變，體系顏色隨溫度改變而改變。升高溫度，氣體顏色變深；降低溫度，氣體顏色變淺。(5)當NO2、N

11、2O4溶于水時，要考慮平衡移動。3有關NO、NO2和O2的混合氣體與水反應的計算：組合類型 反應原理 NO2、N2； NO、O2組合3NO2+H2O=2HNO3+NO NO、O2組合 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 即無論NO或O2過量均為：4NO+3O2+2H2O=4HNO3 NO2、O2組合3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO+O2=2NO2 若O2過量：4NO2+O2+2H2O=4HNO3 若NO2過量：先討論4NO2+O2+2H2O=4HNO3 后討論3NO2+H2O=2HNO3+NO 續(xù)表組合類型 反應原理 NO、NO2、 O2組合 由2NO+O2=

12、2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO可得： 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3也可得： aNO+bNO2+(3a/4+b/4)O2+ (a+b)/2H2O =(a+b)HNO3特別地：a=bNO+NO2+O2+H2O=2HNO3 注意得失電子守恒在解題中的運用。例例3 將V mL NO和NO2的混合氣體通過水吸收后得到a mL無色氣體A，將此無色氣體A與等體積氧氣混合，再通過水充分吸收后，收集到5 mL無色氣體B。(1)A氣體是_，B氣體是_。(2)A氣體的體積是_mL。(3)V值的范圍是_。NOO22020V60 【解析】 NO、NO2混合氣體

13、通過水吸收后生成的氣體為NO，當NO與O2等體積混合并通過水時，由反應4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知此時O2過量，取值范圍的討論通常用極限法倒推，當氣體全部為NO或NO2時，V分別等于多少。 【點評】 NO、NO2、O2與水反應的有關題型的解題思路抓住兩點：1利用兩個總關系式；2確定剩余氣體是NO還是O2。考點考點4 硝酸硝酸金屬與硝酸反應計算的常用方法1原子守恒法HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，以 的形式存在于溶液中；一部分作氧化劑轉化為還原產物，這兩部分中氮原子的總物質的量等于反應消耗的HNO3中氮原子的物質的量。2電子守恒法HNO3與金屬的反應屬氧化還原反應，H

14、NO3中氮原子得電子的物質的量等于金屬失電子的物質的量。依據(jù)電子守恒法來解題，是解決氧化還原反應計算題的重要方法之一。3NO3離子方程式計算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，由于硝酸鹽中 在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應，因此此類題目應用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應的金屬或H+或NO進行相關計算。3NO例例4 足量銅與一定量濃硝酸反應得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5molL-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaO

15、H溶液的體積是() A60 mL B45 mL C30 mL D15 mLA【解析】 根據(jù)題意可知將題中的反應過程表示如下： 從中我們可以看出：在整個反應過程中失電子的物質為Cu，而得電子的物質為O2，HNO3中的N元素在整個過程中最終沒有變價(即反應前與反應后的價態(tài)相同)。因此利用氧化還原反應中得失電子守恒規(guī)律得出： n(Cu)2=n(O2)4，n(Cu)=2n(O2)=2 =0.15 mol。11.6822.4LL mol然 后 加 氫 氧 化 鈉 溶 液 時 發(fā) 生 C u2 + 2 O H-=Cu(OH)2，所以n(OH-)=2n(Cu2+)，因此V(NaOH)=0.06 L=60 m

16、L。 【點評】 有關氧化還原反應的解題要抓住本質電子得失守恒，再依據(jù)原子守恒計算。3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+3H2O，NO+3NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；NO+2HNO3=3NO2+H2O等。要特別重視。氮元素有多種化合價，-3，+1，+2，+3，+4，+5，N元素顯負價的化合物有氨氣和銨鹽，顯正價的有氧化物、HNO3、HNO2和硝酸鹽、亞硝酸鹽。由于低價具有還原性，高價具有氧化性，所以其中有一些歧化和歸中反應，1.(2011江蘇省前黃高級中學江蘇省前黃高級中學)在相同狀況下，將下列四種混合氣體：體積比為3 1的NH3和N2

17、；體積比為1 1的NO2和N2；體積比為1 1的NO2和O2；體積比為4 1的NO2和O2，分別置于相同的四支試管中并倒置于水槽中，充分反應后液面上升高度分別為h1、h2、h3、h4，下列關系正確的是( ) Ah1h2h3h4 Bh4h3h2h1 Ch4h1h3h2 Dh2h3h1h4C2.(2011岳陽市一中質量檢測岳陽市一中質量檢測)一定量的鐵與一定量的濃HNO3反應，得到硝酸鐵溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與3.36 L O2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸鐵溶液中加入2 molL-1的NaOH溶液至Fe3+恰好沉淀，則消耗NaOH

18、溶液的體積是( ) A300 mL B150 mL C120 mL D90 mLA3.(2011湖北大冶實驗高中月考湖北大冶實驗高中月考)把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)樽攸S色，這時若滴入BaCl2溶液，會產生白色沉淀。在上述一系列變化過程中，最終被還原的是( ) ASO2 BCl- CFe3+ DD3NO4.(2011河南焦作十一中期中考試河南焦作十一中期中考試)下圖中A、B、C分別是某課外活動小組設計的制取氨氣并進行噴泉實驗的三組裝置示意圖，制取NH3選用試劑如圖所示，回答下列問題：_。(1)用A圖所示的裝置可制備干燥的NH3：反應的化學方程式為：裝

19、置中收集NH3的試管口放置棉花團的作用是干燥管中干燥劑能否改用無水CaCl2 _ ，理由是_。破壞空氣對流使NH3充滿試管不能CaCl2+8NH3=CaCl28NH3_。2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O_。(2)用B圖所示的裝置可快速制取較大量NH3擬作噴泉實驗。根據(jù)B圖所示的裝置及試劑回答下列問題：用化學方程式表示濃氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的過程：_CaO+H2O=Ca(OH)2，反應放熱，NH3H2O NH3+H2O檢驗NH3是否收集滿的實驗方法是_。 用玻璃棒蘸取少許濃鹽酸靠近收集NH3的試管口，若產生白煙，說明試管已收集滿NH3，反之，則沒有收集滿；

20、或用濕潤的紅色石蕊試紙靠近收集NH3的試管口，若濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則說明NH3已收集滿，反之，則沒有收集滿(3)用C圖所示的裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已充滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是_，該實驗的原理是_。若測得C裝置燒瓶中NH3的質量是相同狀況下相同體積H2質量的10倍，則噴泉實驗完畢后，燒瓶中水可上升至燒瓶容積的_(填“幾分之幾”)。 NH3極易溶解于水，致使燒瓶內壓強 迅速減小3/4打開止水夾擠出膠頭滴管中的水1.(2011湖北省孝感高中綜合測試湖北省孝感高中綜合測試)如圖在同溫同壓下，兩個等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿：NH3NO2進行噴泉實驗。經充分反應后，瓶內溶液的物質的量濃

21、度的比較關系為( )BA B=C D不能確定2.(2011安徽省屯溪一中期中安徽省屯溪一中期中)X、Y、Z、W、Q均為含氮的化合物，我們不了解它們的化學式，但知道它們在一定條件下有如下轉換關系(未配平)：(1)XW+O2；(2)Z+Y+NaOHH2O+W(3)Y+SO2Z+SO3(4)Q+YZ+H2O(5)X+Cu+H2SO4(濃)Cu2+Y+ 則這五種化合物中氮的化合價由高到低的順序為( )AX Y Z W Q BX Z Y Q WCX Y W Z Q DW X Z Q YC2-4SO3.將相同質量的銅片分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應，下列敘述正確的是( )A反應速率，兩者相同B消耗硝酸的物質的量：前者多，后者少C反應生成氣體的顏色：前者淺，后者深D反應中轉移的電子總數(shù)：前者多，后者少B 【解析】 銅片與濃、稀HNO3的反應方程式分別為:Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 因濃度越大反應速率越大，所以A錯；又因NO2為紅棕色，NO為無色，所以C錯；因兩種酸都過量，銅完全溶解，所以轉移電子數(shù)相等，D錯；由方程式不難看出，同質量的銅消耗濃HNO3多，故選B。