《第二节氮及其化合物》知识梳理与同步练习.pdf
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1、 第 二 节 氮 及 其 化 合 物 知 识 梳 理【氮 气 氮 的 氧 化 物】氮 的 原 子 结 构 氮 元 素 位 于 第 二 周 期、第 VA族。氮 原 子 最 外 电 子 层 有 5 个 电 子,既 不 容 易 得 到 3 个 电 子,也 不 容 易 失 去 5 个 电 子。因 此 氮 原 子 一 般 通 过 共 用 电 子 对 与 其 它 原 子 相 互 结 合 构 成 物 质。氮 的 原 子 结 构 常 见 的 化 合 价 有+1+2+3+4+5 3,其 氧 化 物 有 域、N O N N 02 0,0 5 共 有 六 种,其 中 0.、是 H N Q,的 酸 好,N。是 H N
2、 0 Z的 酸 好(氮 的 氧 化 物 都 有 毒)。2.自 然 界 中 的 存 在 形 态 a.游 离 态:以 氮 分 子 的 形 式 存 在 于 空 气 中。b.化 合 态:存 在 于 动 植 物 体 内 的 蛋 白 质 中,以 及 土 壤、海 洋 里 的 硝 酸 盐 和 核 盐 中。氮 气 1.物 理 性 质 纯 净 的 冲 是 种 无 色 无 味 的 气 体,难 溶 于 水,在 空 气 中 约 占 五 分 之 四 左 右。2.化 学 性 质(1)常 温 下,的 化 学 性 质 丕 活 泼,可 代 替 稀 有 气 体 作 保 护 气 体。原 因:氮 分 子 内 两 个 氮 原 子 间 以
3、 共 价 三 键 结 合,断 开 该 化 学 键 需 要 较 多 的 能 量,所 以 氮 气 的 化 学 性 质 很 稳 定,通 常 难 以 与 其 它 物 质 反 应。(2)在 放 电 条 件 或 高 温 下 氮 气 跟 氧 气 化 合 生 成 一 氧 化 氮 z 丄 放 电 或 高 温 0、.+02-2M)占 燃(3)镁 在 氮 气 中 燃 烧:3Mg+M 全 億 2;(4)人 工 合 成 氨:+3 同 齡 給 2NL;二.氮 的 固 定 和 循 环 笋 兀 素 游 离 态 一 N2(大 气 中,体 积 分 数 约 为 0.78)曾 一 分 为 自 然 固 氮 和 人 工 固 氮,囿 定-
4、化 合 态 动 植 物 体 内、土 壤 和 水 体 中 1.氮 的 固 定 将 游 离 态 氮 转 变 为 化 合 态 氮 的 过 程 叫 氮 的 固 定。(1)自 然 固 氮 雷 雨 天 产 生 N0气 体 豆 科 植 物 根 瘤 菌 固 氮(2)人 工 固 氮:工 业 合 成 氨。2.氮 的 循 环 自 然 固 氮 雷 电 作 用 豆 科 植 物 的 根 痛 固 氮 动 物 排 泄 物 及 遗 体 植 物 遗 体 雕 化 肥 生 产 等 三.二 氧 化 氮 和 一 氧 化 氮 氮 的 氧 化 物 N0 N 0 2物 理 性 质 颜 色 无 色 红 棕 色 毒 性 有 毒 有 毒 溶 解 性
5、 不 溶 于 水 易 溶 于 水 化 学 性 质 与 2反 应 2N0+02=2NC)2 不 反 应 与 0反 应 不 反 应 3NO2+H2O=2HNO3+NO【氨 和 镇 盐】氨 的 物 理 性 质 1.无 色 刺 激 性 气 味 有 毒 气 体,密 度 比 空 气 小。极 易 溶 于 水,常 温 下,1体 积 水 大 约 可 溶 解 700 体 积 氨 气。氨 的 水 溶 液 叫 做 _氨 水 _ 0氨 易 液 化(液 态 的 氨 称 为 液 氨)。液 氨 汽 化 时 要 吸 收 的 量 的 热,使 周 围 温 度 急 剧 下 降,因 此,液 氨 常 用 作 制 冷 剂。2.喷 泉 实
6、验(1)喷 泉 实 验 的 原 理 因 为 烧 瓶 内 气 体 易 溶 于 水 或 易 与 水 反 应,使 瓶 内 压 强 减 小,形 成 压 强 差,大 气 压 将 烧 杯 中 的 水 压 入 烧 瓶 而 形 成 喷 泉。(2)常 见 的 能 形 成 喷 泉 实 验 的 气 体 和 吸 收 剂 如 表:气 体 HC1 N H3C02、SO2、C12、H2s NO2+O2吸 收 剂 水 或 NaOH溶 液 水 或 盐 酸 浓 NaOH溶 液 水 氨 气 的 化 学 性 质 氨 水(显 碱 性)NH:与 水 反 应 与 酸 反 应 尸 J 一!还 原 性 啓 小-NH,-*N2、N01.与 水
7、反 应 反 应 原 理 为 NK+HQWN HQWNHJ+0H,氨 气 溶 于 水 得 氨 水,显 碱 性,氨 水 中 含 有 的 粒 子 有:N1%溶、0、阳、NH/、0旷、。阳 3 H 2 为 可 溶 性 一 元 弱 碱,不 稳 定,易 分 解,化 学 方 程 式 为 NR,圧。NH不+H a。【注 意】NH:,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,在 推 断 题 中 作 为 解 题 突 破 口。氨 水 呈 碱 性,NH-HzO属 于 一 元 弱 碱,计 算 氨 水 的 浓 度 时,溶 质 按 N 进 行 计 算。2.氨 气
8、 与 酸 的 反 应 蘸 有 浓 盐 酸 的 玻 璃 棒 与 蘸 有 浓 氨 水 的 玻 璃 棒 靠 近,其 现 象 为 有 白 烟 生 成,将 浓 盐 酸 改 为 浓 硝 酸,也 会 出 现 相 同 的 现 象。化 学 方 程 式 为 HC1+NH3=NH1、NH-HN程=NHN03。3.与 盐 溶 液 的 反 应 过 量 氨 水 与 A1C 溶 液 反 应 的 离 子 方 程 式:A1:+3NH3 H?O=A1(0H)3 I+3NH/。(氢 氧 化 铝 不 溶 于 氨 水)4.氨 气 的 还 原 性 催 化 氧 化:4Mb+5024N0+61120。被 Cu0氧 化:2烟+3010=301
9、+即+3乩 0。被 氯 气 氧 化:2川+3 5=2+6 g 或 8Nlh+3C12=N2+6MhCl。5.氨 的 用 途 液 氨 汽 化 时 吸 收 大 量 的 热,故 用 作 制 冷 剂。制 氮 肥、硝 酸、铉 盐、纯 碱 等。三.氨 的 实 验 室 制 法 1.制 备 装 置 2,反 应 原 理 及 实 验 注 意 事 项 2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3 t+CaCl2+2H2O固 体+固 体 气 体(与 用 KC 和 MnO2制 O2或 用 KMnO4制 02的 装 置 相 同)盛 碱 石 灰 的 干 燥 管(不 能 用 浓 H干 C)4、CaC卜)向 下 排 空 气 法 用
10、湿 润 的 红 色 石 蕊 试 纸 置 于 试 管 口,试 纸 变 睡 色;将 蘸 有 浓 盐 酸 的 玻 璃 棒 置 于 试 管 口,有 白 烟 产 生 在 集 气 管 口 塞 团 用 水 或 稀 硫 酸 浸 湿 的 棉 花,可 减 小 NH3与 空 气 的 对 流 速 度,收 集 到 纯 净 的 NH33.其 它 实 验 室 制 取 N H:,的 简 易 方 法 方 法 化 学 方 程 式(或 原 理)气 体 发 生 装 置 加 热 浓 氨 水 N H3 I ONHa t+1I2O1国 浓 氨 水+固 体 N aO HNaOH溶 于 水 放 热,促 使 N H jH 4分 解,且 OFT浓
11、 度 的 增 大 也 有 利 于 N 的 生 成 I S1浓 氨 水 十 固 体 CaOCaO与 水 反 应 生 成 0 H,使 溶 剂(水)减 少;且 反 应 放 热,促 使 NH3 HQ分 解。化 学 方 程 式:NL H20+C a0=N H3 t+C a(O H)21四.钱 盐 的 性 质 及 N H,的 检 验 1.钺 盐 的 物 理 性 质镂 盐 都 是 亘 色 固 体,均 易 溶 于 水。2.钱 盐 的 化 学 性 质(1)受 热 易 分 解 t+HC1;N H jm=冬 阳 t+H2O+CO2 f(2)与 碱 溶 液 反 应 N H J+O H-=N H 3 t+上 03.NH
12、:的 检 验 未 知 液 加 入 强 碱 共 热,产 生 使 湿 润 的 红 色 石 蕊 试 纸 变 蓝 色 的 气 体,则 证 明 含 NH:。【硝 酸 酸 雨 及 防 治】硝 酸 1.物 理 性 质:无 色、易 挥 发、有 刺 激 性 气 味 的 液 体。2.化 学 性 质 具 有 酸 的 通 性 硝 化 反 应 颜 色 反 应 苯、甲 苯 蛋 白 质 强 酸 性 不 穩 定 性 与 金 属、非 金 属 及 还 原 性 化 合 物 反 应 强 氧 化 性 N0?(1)不 稳 定 性 化 学 方 程 式:4HN(M浓)噓 薪 2H 0+4N0?t+0?)。(2)强 氧 化 性 硝 酸 无 论
13、 浓、稀 都 有 强 氧 化 性,而 且 浓 度 越 大,氧 化 性 越 强。a.与 金 属 反 应 稀 硝 酸 与 铜 反 应:3Cu+8HN0(稀)=3C u(N 0,+2N0 t+4H Q(填 化 学 方 程 式,下 同)。浓 硝 酸 与 铜 反 应:C U+4HN03(浓)=C U(N03)2+2N0Z t+2。【注 意】常 温 下,铁、铝 遇 浓 HNQ,会 发 生 钝 化,所 以 可 用 铁 或 铝 制 容 器 来 盛 装 浓 H N O a。b.与 非 金 属 反 应 浓 硝 酸 与 C 反 应:C+4HN0K浓)C()2 t+4N0z t+2上 0。c.与 还 原 性 化 合
14、物 反 应 硝 酸 可 氧 化 H S SO”Na2sO3、HI、Fe?+等 还 原 性 物 质。稀 硝 酸 与 FeSO,溶 液 反 应 的 离 子 方 程 式:3Fe2+4H+N 0?=3 F e3+N 0+2H20.3.硝 酸 的 工 业 制 备 写 出 下 列 反 应 的 化 学 方 程 式:催 化 剂(1)氨 在 催 化 剂、加 热 条 件 下 氧 化 为 NO:4 N L+5 0 2=4N0+6H2。(2)N0 被 空 气 氧 化 为 N O 2:2N0+02=2 N 02 1,(3)N()2溶 于 水 制 备 H N O:1:3N 02+H20=2HN03+N0O4.用 途 硝
15、酸 是 种 重 要 的 化 工 原 料,可 用 于 制 造 化 肥、农 药、炸 药、染 料、盐 类 等。二.二 氧 化 硫 和 二 氧 化 氮 对 大 气 的 污 染 1.空 气 中 S0Z和 N O 的 主 要 来 源(1)煤、石 油 和 某 些 金 属 矿 物 中 含 有 硫 或 含 硫 化 合 物;(2)汽 车 尾 气 中 除 含 有 氮 氧 化 物 外,还 含 有 一 氧 化 碳、未 燃 烧 的 碳 氢 化 合 物、含 铅 化 合 物 和 颗 粒 等,严 重 污 染 大 气,破 坏 环 境。2.危 害(1)S0Z和 N0 是 主 要 的 大 气 污 染 物,它 们 能 直 接 危 害
16、人 体 健 康,引 起 呼 吸 道 疾 病;(2)溶 于 水 形 成 酸 雨;(3)氮 氧 化 物 的 危 害 光 化 学 烟 雾;N0,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:N0.,排 入 大 气 中,与 水 反 应 生 成 H N O:,和 HNOz,随 雨 雪 降 到 地 面。破 坏 臭 氧 层:N0Z可 使 平 流 层 中 的 臭 氧 减 少,导 致 地 面 紫 外 线 辐 射 量 增 加。N 0与 血 红 蛋 白 结 合 使 人 中 毒。3.酸 雨 的 危 害 及 防 治 措 施(1
17、)酸 雨 是 指 p H 5.6 的 雨、雾 等 形 式 的 降 水,主 要 由 大 气 污 染 物 中 硫、氮 的 氧 化 物 所 致。(2)形 成 原 理 硫 酸 型 酸 雨,H,()一 S O,:一 H 2 s o(途 径 1)S(%11,(),a H?S()3-*,H?S(),(途 径 2)硝 酸 型 酸 雨 3贬+0=2 恥 0屮 0(3)危 害 直 接 破 坏 农 作 物、草 原、森 林,使 土 壤、湖 泊 酸 化;加 速 建 筑 物、桥 梁、业 设 备、运 输 工 具 及 电 信 电 缆 的 腐 蚀。(4)防 治 措 施 a.调 整 能 源 结 构,发 展 清 洁 能 源;b,研
18、 究 煤 的 脱 硫 技 术,改 进 燃 烧 装 置 和 燃 烧 技 术,减 少 二 氧 化 硫 和 氮 氧 化 物 的 排 放;C,加 强 厂 废 气 的 回 收 处 理;d 改 进 汽 车 尾 气 的 处 理 技 术,控 制 汽 车 尾 气 的 排 放 标 准。第 二 节 氮 及 其 化 合 物 同 步 练 习 1.下 列 用 途 中 应 用 了 氮 气 的 稳 定 性 的 是:()A.以 氮 气 为 原 料 之 一 制 造 硝 酸 B,合 成 氨 气 后,制 氮 肥 C.金 属 焊 接 时 的 保 护 气 D.镁 可 以 和 氮 气 反 应 2.下 列 关 于 氮 及 其 化 合 物,说
19、 法 不 正 确 的 是()A.氮 的 固 定 是 将 转 化 成 含 氮 化 合 物 B.氮 元 素 在 自 然 界 中 既 有 游 离 态 又 有 化 合 态 C.N0和 N0Z都 可 稳 定 存 在 于 空 气 中 D.N 既 可 作 氧 化 剂 又 可 做 还 原 剂 3.下 列 叙 述 正 确 的 是()A.液 氨 用 作 制 冷 剂 发 生 的 是 化 学 反 应 B.氨 气 溶 水 得 到 氨 水 发 生 的 只 是 物 理 变 化 C.分 离 液 态 空 气 制 取 氮 气 属 于 氮 的 固 定 D.氮 气 与 氢 气 化 合 生 成 氨 气 属 于 人 工 固 氮 4.酸
20、雨 被 称 为“天 堂 的 眼 泪”,会 造 成 水 土 酸 性 化、建 筑 物 加 速 腐 蚀 等 危 害。下 列 说 法 正 确 的 是()A,酸 雨 不 会 对 动 植 物 产 生 任 何 影 响 B.使 用 新 型 能 源 不 会 对 酸 雨 的 防 治 产 生 效 果 C,酸 雨 指 的 是 pH小 于 7 的 雨 水 D.N0a和 SO 的 过 度 排 放 是 形 成 酸 雨 的 主 要 原 因 5.目 前,我 国 是 世 界 三 大 酸 雨 区 之 一,治 理 酸 雨 对 我 国 的 可 持 续 发 展 有 着 重 大 意 义,下 列 有 关 酸 雨 的 说 法 鎖 掌 的 是
21、A,开 发 能 替 代 化 石 能 源 的 新 能 源,如 氢 能、太 阳 能 等 B.利 用 石 灰 石 对 含 硫 燃 料 进 行 脱 硫 处 理 C.空 气 质 量 指 数(AQI)监 测 SO、NO、PM、PM.、0 CO检 测 项 目 D,利 用 熟 石 灰 处 理 酸 化 土 壤 6.下 列 说 法 正 确 的 是()A.CO、N0、N0Z都 是 大 气 污 染 气 体,在 空 气 中 都 能 稳 定 存 在B.Nlh汽 化 时 吸 收 大 量 的 热,因 此,氨 常 用 作 制 冷 剂 C.C02,N 0 Z或 SO a都 会 导 致 酸 雨 的 形 成 D.活 性 炭、S O
22、2、N azO/都 能 使 品 红 溶 液 褪 色,原 理 相 同 7.下 面 是 实 验 室 制 取 氨 气 的 装 置 和 选 用 的 试 剂,其 中 正 确 的 是 8.下 列 关 于 浓 硝 酸 的 说 法 不 正 确 的 是()A.常 温 下 铜 在 浓 硝 酸 中 发 生 钝 化 B.光 照 易 分 解 C.能 与 碳 反 应 说 明 其 具 有 强 氧 化 性 D.露 置 于 空 气 中 溶 液 浓 度 降 低 9.下 列 关 于 硝 酸 正 确 的 是()A.稀 硝 酸 能 与 Fe发 生 反 应,浓 硝 酸 不 能 B,浓 硝 酸 和 稀 硝 酸 都 是 强 氧 化 剂 C.
23、稀 硝 酸 是 弱 酸,浓 硝 酸 是 强 酸 D.稀 硝 酸 与 Cu反 应,生 成 N 0,而 浓 硝 酸 与 Cu反 应 只 生 成 N O?10.碳 酸 氢 钱 是 中 国 主 要 生 产 的 氮 肥 品 种 之 一,它 属 于 镀 态 氮 肥(钱 盐)。下 列 有 关 钱 盐 的 叙 述 说 法 正 确 的 是()A,所 有 钱 盐 受 热 均 可 以 分 解,产 物 均 有 阳 3B,所 有 镂 盐 中 氮 元 素 均 呈 一 3 价 AC.NH,C1溶 液 中 加 入 NaOH溶 液 共 热 时,反 应 的 离 子 方 程 式 为 NH;+0H=NH3 t+HQD.WhCl和 N
24、aCl的 固 体 混 合 物 可 用 升 华 法 分 离 1 1.依 据 图 中 氮 元 素 及 其 化 合 物 的 转 化 关 系,判 断 下 列 说 法 不 正 确 的 是()化 合 价,酸,气 化 物,単 顺,氧 化 物 A.X 是 05B.业 上 以 NH,、空 气、水 为 原 料 生 产 硝 酸 C.可 用 排 空 气 法 收 集 N0气 体 D.由 N H s-N z,从 原 理 上 看,N L可 与 N O 反 应 实 现 12.某 化 学 反 应 在 催 化 剂 条 件 下 的 转 化 过 程 的 微 观 示 意 图 如 图 所 示。下 列 有 关 说 法 不 正 确 的 是
25、氧 原 子。氮 原 子 碳 原 子 A.该 反 应 中,氧 化 性:N0C02B,该 反 应 可 表 示 为 2N0+2co催 化 剂+20)2C.该 反 应 中,被 氧 化 与 被 还 原 的 元 素 的 质 量 之 比 为 7:6D,每 生 成 标 准 状 况 下 2.24LN2,转 移 的 电 子 数 为 0.4N,、13.我 国 化 学 家 侯 德 榜 改 进 国 外 的 纯 碱 生 产 艺,生 产 流 程 可 简 要 表 示 如 图:以 下 说 法 中 不 疋 做 的 是 A.向 饱 和 食 盐 水 中 先 通 入 足 量 的 N上,再 通 入 足 量 的 C O?B,沉 淀 池 中
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- 第二节氮及其化合物 第二 及其 化合物 知识 梳理 同步 练习
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