2022年高三化学一轮成套优秀复习讲义-氮族元素.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 第四节 氮族元素【学问网络】+ AgNH 32O2高温、催化剂 Cu、Fe 2+、I- H2O Cu HNO3 AgNO3 NH 3.H2O NH3Cl2、CuO N2 O2放电 NO O2NO2 H2O H2加热加压NH3SO2 NaOH HCl H2ONaOH 硝化反应：C6H6 酯化反应：C3H5OH3NH4Cl HCl Mg3N2Mg NaNO2 N2O4不稳固性强氧化性与金属反应:Cu 有机物4HNO 3浓=4NO 2 +2H2O+O 2与非金属反应：C、S Fe、Al 在冷、浓HNO 3 钝化Pt、Au能溶解于王水浓 HNO 3: 浓 HCl=1:3）与仍原性化合物反应：Fe2+、SO2、H2S、HI 【易错指津】1氨水显弱碱性的懂得不全面；氨气溶于水形成氨水,氨水少部分电离出 OH-、NH 4 +,所以氨水具有弱碱性；留意以下两点：（1）氨水遇 Al 3+、Fe 3+、Mg 2+分别可以生成 AlOH 3、FeOH3、MgOH2 沉淀,但氨水中滴加 Ag +溶液开头显现沉淀 AgOH,连续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液；（2）氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐,又依据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸式盐；如：用氨水吸取少量二氧化硫的离子方程式 NH3.H2O+SO2=NH4 +HSO3-是错误的；2NO、O2被水吸取的分析错误；NO、O2被水吸取实质上发生如下反应： 2NO+O2=2NO2,3NO2+2H2O=2HNO3+NO；生成NO 仍可以连续氧化,生成 NO2再溶于水,这是一个循环反应；如无任何气体剩余,最终产物应为 HNO3,恰好反应的量的关系： 4NO+3O2+2H2O=4HNO3,实际反应中可以有 NO 或 O2剩余,但不能两者兼有之；3氮可以形成多种氧化物； NO2可以与水反应生成硝酸,但 NO2不是硝酸的酸酐；把握酸酐的判定方法；NO2与溴蒸气不能用潮湿的 KI 淀粉试纸检验；4NO 3-在酸性溶液中具有强氧化性, 可以将 Fe 2+氧化为 Fe 3+、SO3 2-氧化为 SO4 2-,将 I-、Br-、S 2-氧化为 I2、Br2、S；5检验 NH4 +离子,可加入烧碱溶液后,必需加热,再用潮湿的红色石蕊试纸检验 NH3,否就不肯定有 NH 3放出；【典型例题评析】例 1 Murad 等三位教授最早提出 NO 分子在人体内有特殊功能,近年来此领域讨论有很大进展,因此这三位教授荣获了 1998 年诺贝尔医学及生理学奖；以下关于 NO 的表达不正确选项名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1999年全国高考题）A.NO 可以是某些含低价 N 物质氧化产物 C.NO 可以是某些含高价 N 物质的仍原产物B.NO 不是亚硝酸酐 D.NO 是棕色气体思路分析：此题看似很深奥,实际不然,考查的落点是中学化学常见物质 NO 的有关性质；依据 NO 中氮元素的化合价（ +2）处于氮元素中间价态,应用氧化仍原反应原理可推知： NO 既可能是低价含 N 物质的氧化产物,又可能是高价含 N 物质的仍原产物；依据酸酐概念亚硝酸酸酐应是 N2O3；NO 应是无色气体；答案：D 方法要领：要答好这类“ 高起点,低落点” 试题,第一要克服心理障碍,找准题中化学学问运用的着落点,其次,要把握好重要基本概念和基本理论；这类试题所涉及的基本理论通常是结构理论（包括原子结构中的质量数 =中子数+质子数,质子数、核电荷数、核外电子数之间关系等）、分子结构中微粒成键规律、氧化仍原反应规律；所涉及的概念通常是原子相对原子质量、 同位素、同素异形体等；例 2 右图为装有活塞的密闭容器,内盛 22.4mL一氧化氮；如通入 11.2mL氧气（气体体积均在标准状况下测定）,保持温度、压强不变,就容器内的密度（ 1993年上海高考题）A.等于 1.369g/L B.等于 2.054g/L. C.在 1.369g/L和 2.054g/L之间 D.大于 2.054g/L 思路分析： 题给的密闭容器中通入 O2后发生 2 个化学反应：2NO+O2=2NO2 NO 2NO2 N2O4；为便于运算和推导,可将题给 22.4mLNO 转换为 22.4LNO,将题 给 11.2mLO2转换为 11.2LO2,即容器内盛有 1molNO,充入 0.5molO2；依据质量守恒定律,容器内的总质量为：1mol×30g/mol+0.5mol ×32g/mol=46g；假定 1molNO 与 0.5molO2恰好完全反应,就生成 1molNO2；在标准状况下 1molNO2的体积为 22.4L,此时混合气体的密度为 46g/22.4L=2.054g/L；但是,由于反应 2NO2 N2O4的存在,且 保持温度、压强不变,因此使平稳混合气体的体积小于 22.4L,故其密度必定大于 2.054g/L；答案：D 方法要领： 解此题时最简洁忽视 2NO2 N2O4的平稳（这是一个隐含的平稳）,而误选 B；在涉及到的 NO2或 N2O4 有关量的运算问题,一般要考虑可逆反应 2NO2 N2O4的存在对有 关量（气体物质的量、体积、密度、式量等）的影响,这是同学们应重视的一个学问点；例 3 已知磷酸分子 中的三个氢原子都可以跟重水分子 D2O中的 D 原子发 生氢交换,又知次磷酸H3PO2也可跟 D2O 进行氢交换,但次磷酸钠NaH2PO2却不再能跟 D2O 发 生氢交换；又此可推断出 H3PO2的分子结构是（ 1994年全国高考题）思路分析：由 H3PO4在有三个氢原子可以与 D2O 发生氢交换及题给 H3PO2分子结构知：-OH 中的 H 原子能与D2O 发生 H交换；现H3PO2能与 D2O发生 H交换而 NaH2PO2就不能说明NaH2PO2 分子中没有羟基 H 原子,可以类推出 H3PO2中只有一个-OH,从而选 B；答案：B 名师归纳总结 方法要领：此题题给信息的实质是：含氧酸分子中的 H 原子,只有与氧原子结合形成羟基-OH第 2 页,共 6 页结构时,才有酸性；由于次磷酸 H3PO2只能电离出一个 H+,它是一元酸；NaH2PO2中的 H 原子- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 不能电离,也不能与碱反应, NaH2PO2属于正盐；同理 CH3COOH 分子中只有一个-OH,乙酸是一元酸；因此“ 含氧酸分子中含有几个 H 原子,就是几元酸” 的说法是错误的；此题为信息赐予题,它以一般同学没有接触过的学问实例作为原型 （磷酸分子中 3 个-OH 中的 H 可 D2O 发生 H 交换）,要求同学在原型的启示下求解； 这类题一般思路为：分析原型找出规律 只有活泼的氢（能电离的 H）才能发生氢交换 比较问题和原型建立联系应用规律完成迁移；例 4 用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：（1996年高考化学试测题）（1）铜跟浓硝酸反应；（2）铜跟稀硝酸反应；（3）铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟硝酸反应；以下表达中正确选项A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C.所消耗的铜的物质的量是：途径（ 3）>途径（1）>途径（2）D.所消耗的硝酸的物质的量是：途径（ 1）>途径（2）>途径（3）思路分析： 此题是评判制备方案的优劣；从绿色化学角度看（ 1）要节约原料；（2）是副产品对环境污染小；（1）Cu+4HNO 3 浓=CuNO 3 2+2NO 2 +2H2O,23Cu+8HNO 3 稀=3CuNO 3 2+2NO+4H2O,32Cu+O2=2CuO,CuO+2HNO 3=CuNO 3 2+H2O；如生成 3molCuNO 3 2,可得消耗原料量及生成污染物 NO x的量（见下表）：CuNO 3 2 Cu HNO NO（1）3mol 3mol 12mol 6mol （2）3mol 3mol 8mol 2mol （3）3mol 3mol 6mol 0mol 由上表知：（1）耗 HNO 3最多,生成污染物最多；（3）耗 HNO 3最少,没有污染物；答案：A、D 方法要领：此题考查对硝酸性质、用途的懂得及氧化仍原反应学问, 通过分析比较挑选出最佳途径的才能；从不同浓度硝酸与铜的反应可以看出, 在硝酸与铜的反应中,硝酸充当了氧化剂和供应硝酸根两种作用,因稀硝酸与铜反应时,氮元素的化合价由 +5 降为+2 价,故作为氧化剂消耗的硝酸较少,而（3）中氧气为氧化剂,硝酸全部用供应酸根用,故消耗硝酸的为 1>2>3；例 5 在下图装置中,烧瓶中布满干燥气体 a,将滴管中的液体 b 挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹 f,烧杯中的液体 b 呈喷泉状喷出,最终几乎布满烧瓶；就 a 和 b 分别是（1995年全国高考题）思路分析：产生喷泉的条件：气体在液体中的溶解度很大, 产生足够的压强差（负压）；CO在水中溶解度不大,不能产生喷泉,但在 NaOH溶液中因发生 CO 2+2NaOH=Na 2CO 3+H2O,其溶解度显著增大,此时形成喷泉；题干要求液体布满烧瓶；答案：B、D 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 方法要领：中学阶段,在水中能形成喷泉现象常见的有 NH 3、HCl、HBr、HI、SO 2等溶解度大的气体；CO 2、H2S、Cl2等在水中溶解度不大的气体, 不能形成喷泉,但如将水改成 NaOH溶液,这些气体在碱性溶液中溶解度显著增大,从而形成喷泉；此外,喷泉试验装置如发生转变,也可能使原来不能形成喷泉的气体形成喷泉,因此,要从产生喷泉的条件熟悉形成喷泉的本质；例 6 同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别布满 NH3,NO2,进行喷泉试验,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度为（ 1998年上海高考题）A.> B.< C.= D.不能确定思路分析：设圆底烧瓶的体积为 VL ,所含气体的物质的量为 xmol；就：cNH3=x/Vmol/L 而 3NO2+H2O=2HNO3+NO,cHNO3=2/3xmol 2/3VL= x/V mol/L；答案：C 方法要领： 只要在同温同压下,单一气体（或某一气体中混有空气）如进行喷泉试验（在H2O 中）后所得溶液的浓度均相同；它与液体上上升度无关；如是标准状况就浓度为 1/22.4mol/L；留意：如误以为 NO 2与 H2O 生成 HNO3 的物质的量为 2/3x,而忽视了溶液的体积也是 2V/3L的话,就会得出两者浓度不等的结论；例 7 某试剂厂有银含杂质铜和硝酸含杂质 Fe 3+反应制取硝酸银 .步骤如下（1996年上海高考题）吸取装置HNO 3 NOx NOx 通入过量热的水蒸气银过量 原料混合A 加热保温 B 冲稀静置 C 过滤 D 过量银循环使用AgNO3晶体 冷却结晶F 蒸发 E 依据上述步骤,完成以下填空：1溶解银的硝酸应当用 硝酸填浓或稀；缘由是 填序号,下同 a削减过程中产生 NO X的量 b削减原料银的消耗量 c节约硝酸物质的量2步骤 B 加热保温的作用是 . a有利于加快反应速率b有利于未反应的硝酸挥发c有利于硝酸充分反应 ,降低溶液中H + 3步骤中是为了除去 F 3+、Cu 2+等杂质,冲稀静置时发生的化学反应是a置换反应 .b水解反应c氧化仍原反应产生的沉淀物化学式思路分析：（1）依据反应方程式：Ag+2 HNO3（浓）=AgNO3+NO2 +H2O、3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO +2H2O 可知：每生成 1molAgNO3,如用浓 HNO3,消耗 HNO32mol,产生 1molNO2；如用稀 HNO3,只需 HNO34/3mol,放出 NO1/3mol；故用稀硝酸比用浓硝酸好, 缘由为（a）、c；（2）依据温度对反应速率的影响, 加热保温是使反应加快,促使 HNO 3与 Ag 反应,而不希望 HNO3 缺失,因此其目的是（ a）、c；（3）由水解原理,溶液浓度小,促进水解,使而除去；F 3+、Cu 2+生成难溶的 FeOH3、CuOH2答案：（1）稀,（a）、c （2）（a）、c （3）（b）,FeOH3、CuOH2方法要领：联系工业生产流程,运用化学学问, 懂得化学原懂得答生产中的问题是高考的热名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 点；用到的化学原理有：反应速率；水解反应；物质分别和提纯的方法；试题的才能要求较高,立意新；考生应第一将整个流程看懂,在懂得每一操作步骤的目的和作用的同时,须联系各步骤的相互关系和作用；明确前一操作是后一操作过程的基础和条件；如：过量的 Ag 与稀 HNO 3混 合其目的是使 HNO3充分反应,步骤 B 加热保温的缘由也是为这一目的而设置的； 它使 NOx不断 逸出,降低酸度,有利于下一步用水冲稀,使杂质离子水解完全,并通过静置而沉降；以上三个 步骤一环紧扣一环；此题通过 AgNO 3生产的步骤、过程,考查考生对金属（ Ag、Fe、Cu）与 HNO 3反应的懂得 程度；在步骤 C 中,虽然 Ag +也参加水解,但 AgOH 很不稳固分解：AgOHAg2O,合并于过量 银中循环使用；题中给出了生产的过程图,供应明白题线索；解题时应依据银与不同浓度 HNO 3的反应及产生,考虑生产实际中的价值及产物对社会环境的影响,不难挑选问题（ 1）中的答案为稀 HNO 3及其原 因；借助化学反应的原理及条件,离子的性质等学问,从而顺当解答出问题（ 2）和（3）；例8 试验室用氨气仍原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量 , 反应的化学方程式为 : 2NH 3+3CuO N2+3Cu+3H 2O（1996年上海高考题）试回答:1 假如选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量mCuO、mH2O 时,请用以下仪器 设计一个简洁的试验方案；仪器连接的次序 用字母编号表示, 仪器可重复使用 ；d中浓硫酸的作用是,；试验完毕时观看到 a中的现象是；列出运算Cu的相对原子质量的表达式以下情形将使测定结果偏大的是 号填写 ； 以下挑选填空不限 1个正确答案,均用字母编aCuO未全部仍原为Cu bCuO受潮 cCuO中混有Cu 2 假如仍采纳上述仪器装置 , 其他方案可选用测定的物理量有 amCu和mCuO bmN2 和mH2O cmCu和mH2O dmNH3 和mH2O 思路分析：依据此题的意图是需要测定反应物氧化铜和生成物水的质量,从而利用氨和加热条件下的氧化铜在化学反应中的关系求出铜的相对原子质量；氧化铜的质量可直接从所取的药品称量中得知,测反应生成的水的质量时,应考虑制得的氨气中混有的水蒸气对测量有干扰作用,应予以排除,反应后的气体中必定夹杂着未反应完的氨气,吸取水蒸气时也要考虑不能用浓硫酸作吸取剂,否就会同时吸入水蒸气和氨气,造成测量数据偏大；（1）NH 4Cl 和 CaOH2 反应可生成 NH3,经碱石灰干燥后（不能用浓 H2SO4 干燥）,由于 浓 H2SO4 要吸取 NH3）把 NH3通入 a装置发生主体反应,将反应后生成的水蒸气用 C 吸取（不能 用浓 H2SO4 吸取）,由于仍有未反应的 NH 3也可被浓 H2SO4 吸取,这样测量水的质量就偏大,多 余的 NH3用浓 H2SO4吸取,同时也防止空气中的水蒸气进入其次个 C 装置中；2NH3+3CuO=N2+3Cu+3H2O（设铜的相对原子质量为 x）名师归纳总结 3x+16 3×18 x=18 mCuO/ mH2O-16 第 5 页,共 6 页mCuO mH2O - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 或考虑运算铜的相对原子质量的思路是：nCuO=mH 2O/18 MCuO=mCuO/nH2O=18mCuO/mH 2O MCu=MCuO-16假如测量反 应前后硬质玻璃管的质量,就可测出反应生成的铜的质量,从测得的氧化铜的质量可运算铜的相 对原子质量为：MCu=mCu/nCuO=18mCu/mH 2O；从测得的生成的水的质量,也可运算铜的相对原子质量为：偏大MCu=mCu/nH2O=18mCu/mH 2O；（b）导致 mH2O要使测定结果偏大,就 mH2Om 要偏小,其中（a）导致 mH2O偏小（c）相当于 mH2O偏小；应选 a、c；（2）由于气体的质量难于测量,也难于收集,所以（ b）（d）是不行选用的；答案：1 b c a c d 吸取未反应的氨防止空气中水分进入固体由黑色转变为红色18m CuO16a、c 2a 、cm H2O方法要领：此题意在考查定量测定的才能和运用信息的才能； 仪器的挑选要从生成反应物及 能够精确测量生成物来考虑, B装置产生混有水蒸气的氨气,因试验中要测定后一反应产生的水 蒸气,故应先将氨气中的水蒸气除去,通过 C得纯NH 3后再通过A与CuO反应,因要测定生成的水的 量,故再通过一次和 C相同的装置（不是同一装置）只吸取水蒸气而不吸取余外的氨气, NH 3有污 染,不能排放到大气中,同时为防止空气中的水蒸气进入干燥管、 确保试验精确性,故最终再通 过浓H2SO 4,这是此类定量试验中应亲密留意的,问题、关系式法不难得到结论,问题（2）中b和d均与Cu或关系,无法运算；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页