2019年高考化學一輪總復習 考點掃描 專題13 氮及其化合物學案.doc

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專題13 氮及其化合物【復習目標】1.了解氮及其氧化物的主要性質。2.了解氮的氧化物對大氣的污染及其防治。3.了解氨的性質，用途及制法。4.了解銨鹽的主要性質，認識它在生產中的應用。5.掌握硝酸的強氧化性?！究记榉治觥康捌浠衔锏目疾橐园睔?、氨水、銨鹽、一氧化氮、二氧化氮與硝酸等物質的性質為重點，突出考查反應方程式的書寫和相關氧化還原反應，其題目新穎、知識覆蓋面廣、思維跨度大?？疾樾问届`活多樣，題型多變，大多以選擇、綜合實驗、計算題的形式出現。近五年高考新課標卷考查氮的氧化物和硝酸2次，考查氨和銨鹽3次?！究键c過關】考點一 氮氣和氮的氧化物1.氮氣自然界存在氮元素在元素周期表中位于第二周期A族。在自然界中,氮元素既有態(tài),也有化合態(tài),大部分氮元素以游離態(tài)的形式存在于空氣中。將空氣中游離的氮轉變成氮的化合物的方法叫做氮的固定，氮的固定的方式有自然固氮、生物固氮、工業(yè)固氮物理性質N2是無色、無味氣體，密度比空氣略小，難溶于水化學性質穩(wěn)定性常溫下,氮氣化學性質穩(wěn)定(氮氮三鍵的鍵能大),通常情況下不易發(fā)生化學反應氧化性3MgN2Mg3N2N23H22NH3還原性N2O22NO2.一氧化氮和二氧化氮一氧化氮一氧化氮在標準狀況下為無色無味的有毒(跟血紅蛋白結合)氣體，液態(tài)、固態(tài)呈藍色，不溶于水NO在常溫下易與空氣中的氧氣結合：2NOO2=2NO2（收集NO用排水法）二氧化氮二氧化氮為棕紅色有刺激性氣味的有毒氣體，易液化，易溶于水NO2溶于水時生成HNO3和NO：3NO2H2O=2HNO3NO(收集NO2用向上排空氣法)通常情況下與四氧化二氮混合存在：2NO2 （紅棕色） N2O4（無色）制法3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O危害空氣中NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等，空氣中NO、NO2是形成酸雨、光化學煙霧的主要因素，NO與血紅蛋白結合使人中毒【考點演練】下列說法正確的是 。用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應產生的NO密閉容器中2 mol NO與1 mol O2充分反應，產物的分子數為2NA燃料的脫硫脫氮、SO2的回收利用和NOx的催化轉化都是減少酸雨產生的措施氮元素有負化合價，正化合價和零價，因而常溫下，N2既能與氧氣反應，又能與H2反應1 mol N2與4 mol H2反應生成的NH3分子數為2NANO可以是某些含低價氮物質氧化的產物NO是亞硝酸的酸酐氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化學煙霧，又是形成酸雨的主要物質工業(yè)合成氨屬于人工固氮制二氧化氮時，用水或NaOH溶液吸收尾氣用濕潤的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2N、Si、S的單質均能和氧氣反應，生成的產物分別是NO2、SiO2和SO2答案：考點二 硝酸物理性質純硝酸為無色、刺激性氣味、易揮發(fā)液體，能與水以任意比例互溶，常用濃硝酸的質量分數大約為69%不穩(wěn)定性濃硝酸遇光遇熱易分解產生的NO2，濃硝酸貯存在棕色試劑瓶中，避光保存放置于陰涼處。4HNO3(濃)2H2O4NO2O2強氧化性常溫下，濃硝酸、濃硫酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而鈍化，用鐵、鋁容器貯存冷的濃HNO3無論濃稀硝酸均具有強氧化性，與金屬反應時不放出氫氣Au和Pt不能被濃HNO3溶解，卻可以溶解在王水中（王水是濃硝酸和濃鹽酸按1：3的體積比配制成的的混和溶液）Au + HNO3 + 4HCl =HAuCl4+NO+2H2O 3Pt + 4HNO3 + 18HCl =3H2PtCl4 +4NO+ 8H2OCu與濃HNO3反應：Cu + 4HNO3（濃） Cu（NO3）2 + 2NO2 + 2H2OCu與稀HNO3反應：3Cu + 8HNO3（?。?3Cu（NO3）2 + 2NO + 4H2O碳與濃HNO3反應：C4HNO3(濃)CO24NO22H2O與某些還原性化合物或離子（H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2等）反應，如3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O有機反應濃硝酸與苯及其同系物發(fā)生硝化反應，與醇發(fā)生酯化反應，與蛋白質發(fā)生顏色反應等HNO3H2O工業(yè)制法4NH35O24NO6H2O2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO用途用于制炸藥、染料、塑料、硝酸鹽【考點演練】下列說法正確的是 。1 mol Fe溶于過量硝酸，電子轉移數為2NA A將銅絲插入稀硝酸中：Cu4H2NO=Cu22NO2H2O將鐵屑放入稀HNO3中證明Fe比H2活潑向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SO2H=SO2H2OSO2和SO3混合氣體通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4將可調高度的銅絲伸入稀HNO3中，溶液變藍，說明銅與稀HNO3發(fā)生置換反應稀硝酸可除去試管內壁的銀鏡過量的銅與濃硝酸反應，產物中一定有NO將相同質量的銅分別與足量的濃硝酸、稀硝酸反應，硝酸濃度越大消耗的硝酸越少，產生的有毒氣體也越少Fe2、Mg2、Cl、NO能大量共存于pH0的溶液中向Fe(NO3)2溶液中滴加稀鹽酸，無明顯變化在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固體，銅粉仍不溶解答案：考點三 氨氣和銨鹽1.氨氣的性質分子結構，氨氣由極性鍵形成的三角錐形的極性分子，N原子有一孤對電子；N -3價，為N元素的最低價態(tài)物理性質無色、刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水，常溫常壓下1體積水能溶解700體積的氨氣，易液化（可作致冷劑）噴泉實驗噴泉實驗的原理：氣體在溶液中溶解度大或者可與液體發(fā)生劇烈反應，且不再產生新的氣體或者氣體體積急劇減小，造成燒瓶內外壓強差較大，即可發(fā)生“噴泉”現象噴泉實驗的操作要點：燒瓶中充滿干燥氣體，擠出膠頭滴管中的水，打開止水夾噴泉實驗成功的關鍵：收集氨氣的燒瓶要干燥；收集的氨氣要全充滿；裝置要密閉不漏氣；玻璃管的長度不能過長；實驗不可能實現全充滿化學性質與水反應氨氣溶于水，大部分與水結合成一水合氨（NH3H2O），一水合氨少部分電離，因此氨水顯弱堿性。而NH3H2O不穩(wěn)定，受熱極易生成NH3和H2O NH3H2O NH3H2ONH4+OHNH3H2ONH3+H2O 與酸反應NH3HClNH4Cl（產生白煙，可用于檢驗NH3）NH3HNO3NH4NO3（產生白煙）2NH3H2SO4(NH4)2SO4（吸收NH3的方法）與鹽溶液的反應如過量氨水與AlCl3反應的離子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH催化氧化4NH35O24NO6H2ONH3中的氮元素的價態(tài)為-3價，因此NH3不僅能被催化氧化生成NO，在純氧中燃燒能生成N2。在一定條件下，NH3還能被Cl2、CuO等氧化檢驗NH3是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，可用于氨氣的檢驗用途制硝酸、銨鹽、純堿、尿素、制冷劑等2.氨氣的實驗室制法反應原理2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O制取裝置收集方法只能用向下排空氣法收集，并在收集的試管口塞上棉花，防止生成的NH3和空氣對流，確保收集到純凈的氨氣驗滿方法用濕潤的紅色石蕊試紙(變藍)；用蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口(白煙)氣體干燥用堿石灰（NaOH與CaO的混合物）或生石灰在干燥管或U型管中干燥，不能用濃硫酸、硅膠、五氧化二磷、氯化鈣干燥其它方法用濃氨水加固體NaOH（氧化鈣）或加熱濃氨水快速制取氨氣3.銨鹽晶體組成由銨離子和酸根離子構成的鹽，叫銨鹽物理性質所有的銨鹽都是無色晶體，都能溶于水化學性質水解性在水溶液中銨根離子水解NH4+H2O NH3H2O+H+與強堿反應銨鹽與強堿反應產生氨氣NH4+OH-NH3+H2O熱穩(wěn)定性NH4ClNH3HClNH4HCO3NH3CO2H2ONH的檢驗未知液呈堿性濕潤的紅色石蕊試紙變藍色，則證明含NH【考點演練】下列說法正確的是 。因為NH4HCO3受熱易分解，故可用作氮肥A下列物質間的轉化能夠實現：N2NH3NH4Cl(aq)H4Cl溶液與Ca(OH)2溶液混合的離子方程式為HOH=H2O用生石灰與濃氨水制得的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，說明NH3為堿性氣體(檢驗溶液中是否含有NH：取少量試液于試管中，加入NaOH溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗產生的氣體加熱盛有NH4Cl的試管，試管底部有固體消失，試管口有晶體凝結，說明NH4Cl固體可以升華實驗室制取氨氣：施肥時，草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用，是因為K2CO3與NH4Cl反應生成氨氣會降低肥效加熱NH4Cl和Ca(OH)2混合物，并將產生的氣體通入酚酞溶液中，酚酞溶液變成紅色測0.1mol/L氨水的pH為11的，氨水的電離方程式：NH3H2ONH4+OH-向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水的離子方程式：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+NH3、O2和HNO3三種物質中，任意兩種物質在一定條件下均能發(fā)生反應答案：【過關練習】1. (沈陽2017屆高三調考)如下圖，利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實驗現象所做的解釋正確的是()選項實驗現象解釋A濃鹽酸附近產生白煙NH3與濃鹽酸反應產生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現象NH3與濃硫酸不發(fā)生反應C氯化物溶液變渾濁該溶液一定是AlCl3溶液D干燥紅色石蕊試紙不變色，濕潤紅色石蕊試紙變藍NH3是一種可溶性堿解析：NH3能與HCl發(fā)生化合反應，生成NH4Cl白色固體；NH3也能與H2SO4發(fā)生化合反應，生成(NH4)2SO4；NH3與氯化物溶液反應生成氫氧化物沉淀，該氯化物可以是氯化鋁、氯化鎂等；NH3溶于水生成NH3H2O，NH3H2O是一種可溶性堿，NH3是氫化物。答案：A 2.(唐山2017屆模擬)“綠色化學實驗”已走進課堂，下列做法符合“綠色化學”的是 ()實驗室收集氨氣采用圖1所示裝置實驗室中做氯氣與鈉的反應實驗時采用圖2所示裝置實驗室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸生成銨鹽的實驗實驗室中采用圖3所示裝置進行銅與稀硝酸的反應AB C D 3.(松江2017屆調考)某同學探究氨和銨鹽的性質，對相關實驗操作及現象描述正確的是( ）A室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH，比較氨水和NaOH堿性強弱B將氨水緩慢滴入AlCl3溶液中，研究Al(OH)3的兩性C將蘸有濃氨水和濃硫酸的玻璃棒靠近，觀察到白煙D加熱除去NH4Cl中的少量NaHCO3解析：氨水的主要成分NH3H2O是弱電解質，氫氧化鈉是強電解質，前者部分電離，后者完全電離，故通過室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH，可比較氨水和NaOH堿性強弱，A正確；由于NH3H2O是弱堿，Al(OH)3不能溶于氨水中，故無法驗證Al(OH)3的酸性，B錯誤；濃硫酸無揮發(fā)性，無法觀察到白煙，C錯誤；NH4Cl受熱也會分解，故不可采用加熱法除雜，D錯誤。答案：A4.(江西師大附中2017屆月考一)隨著我國汽車年銷量的大幅增加，同時也帶來了嚴重的空氣污染。汽車尾氣裝置里，氣體在催化劑表面吸附與催化作用的過程如圖所示，下列說法正確的是()A反應中NO為氧化劑，N2為氧化產物B汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2CNO和O2必須在催化劑表面才能反應D催化轉化總化學方程式為2NOO24CO4CO2N2 5.(沈陽2017屆質檢)工業(yè)上常采用生物硝化法將NH轉化為NO來處理氨氮廢水，工作流程如圖，下列說法錯誤的是()A生物硝化法處理廢水，會導致水體pH逐漸下降：NH2O2=NO2HH2OB長期過量使用NH4Cl等銨態(tài)化肥，易導致土壤酸化，水體富營養(yǎng)化C檢驗NH所需的試劑是濃NaOH溶液、濕潤的藍色石蕊試紙D微生物保持活性的pH范圍為79，可以加入石灰石來調節(jié)水體的pH解析：根據流程圖可知A項正確；NH4Cl水解呈酸性，長期過量使用會導致土壤酸化，也會導致水體富營養(yǎng)化，B項正確；檢驗NH應使用紅色石蕊試紙，C項錯誤；由選項A可知，生物硝化法處理廢水會使水體呈酸性，可以加入石灰石與H反應來調節(jié)水體的pH，D項正確。答案：C6.（2017年高考北京卷）下述實驗中均有紅棕色氣體產生，對比分析所得結論不正確的是A由中的紅棕色氣體，推斷產生的氣體一定是混合氣體B紅棕色氣體不能表明中木炭與濃硝酸產生了反應C由說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產物D的氣體產物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應解析：有紅棕色氣體產生可能是因為濃硝酸受熱分解生成了二氧化氮和氧氣，而有二氧化碳生成，說明碳的化合價升高，有氧化還原反應規(guī)律，濃硝酸中的氮元素化合價必然降低生成紅棕色二氧化氮氣體，故答案選D。答案：D 7.(南通2017屆調研)下列裝置適用于實驗室制氨氣并驗證氨氣的某化學性質，其中能達到實驗目的的是()A用裝置甲制取氨氣 B用裝置乙除去氨氣中的水蒸氣C用裝置丙驗證氨氣具有還原性 D用裝置丁吸收尾氣 8.（2017年高考全國卷）凱氏定氨法是測定蛋白質中氮含量的經典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機氮轉化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測量。已知：NH3+H3BO3=NH3H3BO3；NH3H3BO3+HCl= NH4Cl+ H3BO3。回答下列問題：（1）a的作用是_。（2）b中放入少量碎瓷片的目的是_，f的名稱是_。（3）清洗儀器：g中加蒸餾水，打開k1，關閉k2、k3，加熱b，蒸氣充滿管路：停止加熱，關閉k1，g中蒸餾水倒吸進入c，原因是_；打開k2放掉水，重復操作23次。（4）儀器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示劑，銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關閉k1，d中保留少量水，打開k1，加熱b，使水蒸氣進入e。d中保留少量水的目的是_。e中主要反應的離子方程式為_，e采用中空雙層玻璃瓶的作用是_。（5）取某甘氨酸（C2H3NO2）樣品m 克進行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為cmolL-1的鹽酸V mL，則樣品中氮的質量分數為_%，樣品的純度_%。中空雙層玻璃瓶的作用是減少熱量損失，有利于銨根轉化為氨氣逸出。（5）由題意可知甘氨酸中n（C2H3NO2）=n（N）= n（HCl）=cV103mol，則樣品中氮的質量分數為，樣品的純度。答案：（1）安全管，燒瓶內氣壓過大，水會進入a管中維持壓強平衡（2）防止暴沸 直型冷凝管（3）c、e及其所連接的管道內水蒸氣冷凝為水后，氣壓遠小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，錐形瓶內的蒸餾水被倒吸入c中（4）防漏氣，便于檢驗d氨是否完全蒸餾出來 NH4+OH-NH3+H2O，減少熱量損失，有利于銨根轉化為氨氣逸出（5） ，9.（2017年高考北京卷） SCR和NSR技術可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NOx排放。（1）SCR（選擇性催化還原）工作原理：尿素CO(NH2)2水溶液熱分解為NH3和CO2，該反應的化學方程式：_。反應器中NH3還原NO2的化學方程式：_。當燃油中含硫量較高時，尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4，使催化劑中毒。用化學方程式表示(NH4)2SO4的形成：_。尿素溶液濃度影響NO2的轉化，測定溶液中尿素（M=60 mgL1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，將所含氮完全轉化為NH3，所得NH3用過量的v1 mL c1 molL1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 molL1 NaOH溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質的質量分數是_。（2）NSR（NOx儲存還原）工作原理：NOx的儲存和還原在不同時段交替進行，如圖a所示。通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉化實驗NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質是_。用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程，該過程分兩步進行，圖b表示該過程相關物質濃度隨時間的變化關系。第一步反應消耗的H2與Ba(NO3)2的物質的量之比是_。還原過程中，有時會產生笑氣（N2O）。用同位素示蹤法研究發(fā)現笑氣的產生與NO有關。在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應時，得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應的化學方程式補充完整：_15NNO+H2O反應物有15NO與NH3，結合產物中有水，可知還有另一反應物O2，且NH3是還原劑，15NO與O2是氧化劑，因產物均為15NNO，則15NO與NH3以1:1參加反應，結合電子守恒和原子守恒可得此反應的化學方程式415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。答案：（1）CO(NH2)2+H2O2NH3+CO28NH3+6NO27N2+12H2O2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4（2）BaO81415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O 10.亞硝酸鈉(NaNO2)在纖維紡織品的染色和漂白、照相、生產橡膠、制藥等領域有廣泛應用，也常用于魚類、肉類等食品的染色和防腐。但因其有毒，所以在食品行業(yè)用量有嚴格限制?，F用下圖所示儀器(夾持裝置已省略)及藥品，探究亞硝酸鈉與硫酸反應及氣體產物的成分。已知：NONO22OH=2NOH2O氣體液化的溫度：NO2為21 ，NO為152 (1)為了檢驗裝置A中生成的氣體產物，儀器的連接順序(按左右連接)為A、C、_、_、_。(2)反應前應打開彈簧夾，先通入一段時間氮氣，排除裝置中的空氣，目的是_。(3)在關閉彈簧夾、打開分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中產生紅棕色氣體。確認A中產生的氣體含有NO，依據的現象是_。裝置E的作用是_。(4)如果向D中通入過量O2，則裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為_。如果沒有裝置C，對實驗結論造成的影響是_。(5)通過上述實驗探究過程，可得出裝置A中反應的化學方程式是_。答案：(1)EDB(2)防止可能產生的NO被氧化成NO2，造成對A中反應產物檢驗的干擾(3)裝置D中通入氧氣后出現紅棕色氣體冷凝，使NO2完全液化(4)4NO2O24NaOH=4NaNO32H2O水蒸氣會與NO2反應產生NO，造成對NO的來源認識不清(5)2NaNO2H2SO4=Na2SO4NO2NOH2O11.某小組的同學欲探究NH3經一系列反應得到HNO3和NH4NO3的過程。NH3的轉化過程如圖所示。甲、乙兩同學分別按下圖所示裝置進行實驗。用于A、B裝置中的可選藥品：濃氨水、30% H2O2溶液、蒸餾水、NaOH固體、MnO2。(1)裝置A的圓底燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為_。裝置E有多種作用，下列關于裝置E的作用或其中所盛液體的說法中，不正確的是_(填字母)。a使氨氣和氧氣充分混合b控制通入氨氣和氧氣的體積比c平衡裝置內的壓強d錐形瓶內液體是飽和食鹽水(2)甲同學先點燃酒精燈，再打開K1、K2、K3、K4，反應一段時間后，成功模擬了反應過程，并將實驗中產生的氣體持續(xù)通入裝置H一段時間后，H中的溶液變成藍色，則其中銅片所參與反應的離子方程式為_，若制得的氨氣僅按的順序完全轉化為硝酸，欲使裝置H中所得溶液為純凈的CuSO4溶液(忽略Cu2的水解)，理論上所需氨氣在標準狀況下的體積為_L(假設硝酸與銅反應產生的還原產物全部排出反應裝置)。(3)乙同學為模擬過程的反應，在甲同學操作的基礎上對該裝置進行了下列各項中的一項操作，使G處圓底燒瓶中產生大量白煙，你認為這項操作是_(填字母)。a關閉K3并熄滅酒精燈b關閉K4并熄滅酒精燈c關閉K3、K4并熄滅酒精燈(4)丙同學認為該系列實驗裝置存在一處明顯的設計缺陷，你認為該設計缺陷是_。答案：(1)2H2O22H2OO2d(2)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O2.24(3)a(4)缺少尾氣處理裝置