高考复习第四章第17讲氮及其氧化物、氢化物和铵盐.pdf
第17讲氮及其氧化物、氢化物和铉盐【复习目标】1.了解氮及其氧化物的主要性质及应用。2.了解N%、N 2 H八钱盐的性 质 及 应 用。3.了解含氮化合物对环境的影响。考点一氮及其氧化物归纳整合夯 实 必 备 知 识1.氮的固定J游离态|电(占空气体积的五分之四左右)元 言，-分为自然固氮和工固氮素 _ _ _F|化合 动植物体内、土壤和水体中2 .氮气(1)物理性质：无 色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。(2)化 学性质条件：放电或高温工业合成氨条件：高温、高压、催化剂离子化合物.遇水强烈水解氮的固定写出有关化学方程式:3M g+N 23=M g3N 2：Z5XX T I nil 高温、高压2 N H3；N2+O22N。(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质?文物馆将贵重文物保存在氮气中。氮气是合成氨工业的重要原料。雷电是自然界重要的固氮方式。医 疗 上，液氮是常见的冷冻剂。答案 N 2的稳定性 N 2的氧化性 N 2的还原性N 2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收热量3 .氮的氧化物（1）氮有多种价态的氧化物，氮元素从+1-+5 价都有对应的氧化物，如 N 2 O、N O,N 2 O 3、N O M 或 N 2 O 4）、N2O5,其中属于酸性氧化物的是N 2 O 3、N2O5（2）NO和 N O 2 的比较性质N ON O 2色、味、态无色、无味的气体红棕色、有刺激性气味的气体溶解性不溶于水-毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应3 N O2+H2O=2H NO3+N O与氧气反应2 N O+O 2=2 N C h不反应提醒 N O?与 N 2 O 4 存在下列平衡：2 N O 2 N2O4,因此实验测得N O 2 的平均相对分子质量总大于4 6。验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入。2（或空气），无色气体变为红棕色。4 .氮氧化物对环境的污染及防治（1）常见的污染类型光化学烟雾：N O,在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。酸雨：N Q、.排入大气中后，与水反应生成H N C h 和 HN C h，随雨雪降到地面。破坏臭氧层：N C h 可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。NO与血红蛋白结合使人中毒。（2）常见的N O.”尾气处理方法碱液吸收法工业尾气中N O,常用碱液吸收处理，N O?、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n（N O2）n（N O）催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体（N 2）,或 N O*与 CO在一定温度下催化转化为无毒气体（用 和 C O2）一般适用于汽车尾气的处理。r易错辨析i.固氮反应一定属于氧化还原反应（）2.N 2与 0 2在放电条件下直接化合成N C 2（）3 .用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体（）4 .N C h 溶于水时，N O 2是氧化剂，水是还原剂（）5 .可用N O?与水反应制取硝酸，故 N O?是酸性氧化物（）6.利用AgNCh、CCL和蒸镭水均可鉴别NCh和澳蒸气()7.NCh通入FeSCh溶液中始终无明显现象()答案 1.V 2.X 3.X 4.X 5.X 6 7 7.X专项突破一、含氮化合物对环境的污染及防治1.工业上常采用生物硝化法将NH；转化为NO来处理氨氮废水，工业流程如图所示。O,I,含 NH；废水T 微生制-NO.；(1)生物硝化法处理废水，会导致水体pH 逐渐下降，试用离子方程式表示。(2)微生物保持活性的pH 范围为7 8,可以加入 来调节溶液的pHo答 案(DNH；+2O2=N O；+2H +H2O(2)石灰石(只要合理均可)2.(1)汽车尾气中的CO、NO、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。写出NO被 CO 还原的化学方程式：(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如 4NH3+6NO强 里 5冲+6比0,写出氨气转化NO?的化学方程式：，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为.(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO?被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1 ：1,写出该反应的化学方程式：。NO与 NO2按物质的量之比为1 ：1 被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式是 o答 案(1)2CO+2 N O N2+2CO2(2)8NH3+6NO2=7 N2+12H2O 4：3(3)2NCh+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NaNCh-归纳总结NO,的常用处理方法(l)NaOH溶液吸收法NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H202NO2+2NaOH=NaNO3+NaNCh+H2O(2)氨气吸收法一定条件8NH3+6NO2-7N2+12H2O一定条件4NH3+6N O=5N 2+6H2O(3)汽车尾气转换器2C0+2N O=2CO2+N2二、氮的氧化物与。2、H z O反应的计算方法3.有一充有20 mL NO和 NO?混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有12 m L 无色气体，则原混合气体中N O 和 NO2体 积 比 为(气 体 体 积 均 在 相 同 状 况 下测得)。答 案 2:3解析 二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化贰和水不反应，所以剩余的气体为一氧化氮，设混合气体中二氧化氮的体积为V,则：3NO2+H2O=2H N O3+NO 气体体积减少3 1 2V8 mL所 以 y=3 X：mL=2 m L,即二氧化氮的体积为12 m L,则原混合气体中一氧化氮的体积为20 m L-12m L=8 m L,则原混合气体中NO和 NO2体积比为8 mL：12 mL=2：3。4.将 盛 有 12 mLNCh和 O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。(1)若 剩 余 的 气 体 是,则N O 2、0 2的 体 积 分 别 是。(2)若 剩 余 的 气 体 是,则N t h、C h的体积分别是 o答 案(1)0?8 mL 4 mL(2)NO 10.8 mL、1.2 mL解析 解题依据的化学方程式：4NO2+O2+2H2O=4H N O3;3NO2+H2O=2HNO3+NO。设。2的体积为X,剩余的气体有两种可能：(1)若剩余。2,则 V，,=x-；X(1 2 m L-x)=2 m L,解得 x=4 m L,则 NCh 的体积是 8mL;(2)若剩余 N O,则 V*i=1x(12m L-x)-4x=2m L,解得x=1.2m L,则 NO2体积是 10.8 mL。考点二氮的氢化物（NH3和 N2H4）和钱盐归纳整合夯实必备知识（一）氨1 .氨的分子结构和物理性质电子式密度H：N：HH比空气小气味水溶性刺激性气味极易溶于水（1 ：7 0 0）2.氨的化学性质溶于水碱|遇 酸JI盐溶液N H 3+H Q N H：H/O N H；+O H-N H3+H C 1 =N H.C 1 (魔棒生烟)N H：,+H+=N H A ru+3 N H;i H?O =A 1(O H).J+3 N H：还原性卜催化氧化:4 N H:t+5 O2=4NO+6 H,O提 醒N H 3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。氨水呈碱性，NHTHZO属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按N H 3进行计算。3 .氨的实验室制法（1）加热固态镂盐和碱的混合物净化装置用碱石灰干燥用向下排空气法。收集时，一般在试管口收集装置|一塞一团棉花球,可减小N H 3与空气的对流速率，收集到纯净的N%-将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝；史将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生（2）实验室制取氨的其他方法方法化学方程式（或原理）气体发生装置加热浓氨水N H3H2O-N H3 t+H2O11浓氨水+固体NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解。且 O H 浓度的增大有利于NH3的生成 4的工艺流程如下：下列说法正确的是（）A.通入N H3和C O2的顺序可以互换B.操作2为将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤，可得（N H5 S O 4C.步骤中反应的离子方程式为C a 2+2N H3+C O 2+H2O=C a C C 3 I +2N H；D.通入的N H3和C O 2均应过量，且工艺流程中C O 2可循环利用答 案B解析 由于C O 2微溶于水，N H3易溶于水，应先通入足量N H3,使溶液呈碱性，然后再通入适 量C C h,通 入N%和C O 2的顺序不可以互换，故A错误；步骤中反应的离子方程式为C a S O4+2NH3+C O2+H2O=C a C O3+2NH t+S O F,故C错误；反应过程中二氧化碳参与反应生成硫酸麦和碳酸钙，碳酸钙分解生成二氧化碳，工艺流程中产生的C O 2可循环利用，应通适量二氧化碳，否则碳酸钙溶解，故D错误。14.某化学自主实验小组通过实验探究NH 3、NO 2的性质。探 究I：利用如图所示装置探究NO?能否被N E还原（K i、K?为止水夹，夹持及固定装置略去）。(1)A 装置中制取N H3的化学方程式是。(2)甲、乙 分 别 是(填 字 母)。a.浓硫酸、碱石灰b.碱石灰、碱石灰c.碱石灰、无水氯化钙d.五氧化二磷、五氧化二磷 若 N 02能够被N H3还原，预期C装置中能观察到的现象是(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是。探究n：探究NO?、t h 混合气体的喷泉实验。F G H(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。(6)G 装置中浓硫酸有三种作用：混合Nt h、。2气体；干燥NC h、02;o(7)将 G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为 mo 卜 L(保留两位有效数字)。答 案(l)NH r H 2O+C a O=NH 3 t +C a(0H)2(2)c (3)C 装置中混合气体颜色变浅(4)缺少尾气吸收装置(5)W(进气管短，出 气 管 长)(6)观察气泡的速率，控制混合气体的 比 例(7)0.036解 析(7)烧瓶中充满溶液，则反应4 N O 2+C h+2 H 2 O=4 H N O 3 恰好发生，H N C h 的物质的量4是恰好完全反应的NC 2和 02(体积比4 ：1)总物质的量的予溶液体积等于烧瓶体积，设烧瓶_V L 4.-22.4 L mo l 1 5 1 4体积为YL,则溶液的物质的量浓度为-V7-=另二义三molL 1 0.036 mol-L
