2023届新教材高考化学一轮复习氮及其化合物学案.docx

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1、第12讲氮及其化合物复 习 目 标1了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用；2.了解氮的化合物对环境的影响；3.了解氮及其化合物的转化关系；4.了解NOx与H2O、金属与HNO3的相关计算；5.了解其他含氮化合物的性质。考点一氮气及氮的氧化物必备知识梳理夯实学科基础1.氮的存在和氮的固定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)化学性质写出有关化学方程式：_；_；_。特别提醒(1)N2到NO2不能一步转化完成。(2)Mg3N2只能干态制取，遇水强烈反应，生成氢氧化镁沉淀，放出氨气。3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、

2、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是_、_。(2)NO和NO2性质的比较NONO2物理性质颜色_毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化学性质与O2反应2NOO2=2NO2能与H2O反应3NO2H2O=2HNO3NO特别提醒(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的相对分子质量总大于46。(2)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。(3)NO与血红蛋白结合使人中毒。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NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生一种

3、有毒的烟雾酸雨NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面破坏臭氧层NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加(2)常见的NOx尾气处理方法碱液吸收法：_、_。NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)_n(NO)，一般适合于工业尾气中NOx的处理。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(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)，一般适用于汽车尾气的处理。5氮的氧化物的有关计算(1)关系式法NO和O2的混合气体通入水中由2NOO2=2NO2和3NO2H2O=2HNO3NO得总反应为4NO3

4、O22H2O= 4HNO3。NO2和O2的混合气体通入水中由3NO2H2O=2HNO3NO和2NOO2=2NO2得总反应为4NO2O22H2O= 4HNO3。NO、NO2和O2三种混合气体通入水中先按3NO2H2O=2HNO3NO计算出生成NO的体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算。(2)电子守恒法NOx转化为硝酸时失去电子，如果是NOx与O2的混合气体，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。4NO2O2和4NO3O2从组成上均相当于2N2O5，都与N2O5H2O=2HNO3等效；当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。易错易

5、混辨析(错误的说明错因)(1)固氮反应一定属于氧化还原反应。()错因：_。(2)N2分子的结构稳定，因而氮气不支持任何物质的燃烧。()错因：_。(3)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。()错因：_。(4)NO2与水反应生成硝酸，故NO2是酸性氧化物。()错因：_。(5)制取二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。()错因：_。(6)溴蒸气和NO2都是红棕色气体，可用湿润的淀粉KI试纸和NaOH溶液鉴别。()错因：_。(7)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。()错因：_。(8)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。()错因：_。(9)NO2溶于水时，NO2是

6、氧化剂，水是还原剂。()错因：_。深度思考(1)结合N2、NO、NO2的化学性质，用化学方程式解释“雷雨发庄稼”的科学道理。_。(2)NO2和溴蒸气均为红棕色气体，你用哪些实验方法鉴别二者？写出所用试剂和区别的现象。方案一：试剂_，现象_。方案二：试剂_，现象_。方案三：试剂_，现象_。题组强化训练形成关键能力题组一氮及其氧化物的性质和应用1德国科学家格哈德埃特尔的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法正确的是()ANO2是该过程的最终产物BNO和O2必须在催化剂表面才能反应C汽车尾气

7、的主要污染成分是CO2和NOD该催化转化的总化学方程式：2NOO24CO4CO2N22如图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内物质的密度为()A等于1.369 gL1B等于2.054 gL1C在1.369 gL1和2.054 gL1之间D大于2.054 gL1题组二氮氧化物对环境的污染及防治3光化学烟雾是由氮氧化物、碳氢化合物等发生光化学反应形成的二次污染物，形成过程如图所示。下列说法正确的是()A光化学烟雾中各成分都具有强还原性B汽车尾气排放的氮氧化物来源于燃油中的含氮物质C燃油汽车安装废气净化

8、装置有利于遏制光化学烟雾的发生D同一地区，相同条件下，冬季比夏季更易生成光化学烟雾4.工业上常采用生物硝化法将NH4+转化为NO3-来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是()A生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH4+2O2=NO3-2HH2OB长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化C检验NH4+所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸D微生物保持活性的pH范围为79，可以加入石灰石来调节水体的pH题组三NOx与H2O、O2反应的计算5在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合

9、气体中氧气的体积为()1.2 mL2.4 mL3 mL4 mLABCD6如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为()A11 B57 C75 D43考点二硝酸必备知识梳理夯实学科基础1.物理性质：硝酸是无色易_的液体，有_气味。2化学性质(1)不稳定性反应：_。(2)强氧化性浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)_，HNO3(稀)_。能与金属反应稀硝酸与铜反应

10、的化学方程式：_浓硝酸与铜反应的化学方程式：_能与非金属反应浓硝酸与C反应的化学方程式：_能与还原性化合物反应可氧化Fe2、H2S、SO2、Na2SO3、HI等还原性物质。如与FeSO4溶液反应：_特别提醒常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。(3)与有机物反应硝化反应(与反应)：_；显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。3工业制法(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：_。(2)NO进一步氧化生成NO2：_。(3)用水吸收NO2生成HNO3：_。易错易混辨析(错误的说明错因)(1)实验室也可用锌粒与稀硝酸制取氢气()错因：_。(2)常温下，铁

11、、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化()错因：_。(3)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S()错因：_。(4)铜溶于稀硝酸不能体现硝酸的酸性()错因：_。(5)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO。()错因：_。(6)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。()错因：_。(7)1 mol Fe与足量的稀硝酸反应，转移2NA个电子。()错因：_。(8)在酸性条件下，NO3-与I、Fe2、SO32-等离子能大量共存()错因：_。(9)向稀硝酸中加入Na2SO3溶液，发生反应的离子方程式为SO32-2H=SO2H2O。()错因：_。特别提醒(1)HNO3与金属反应一般不能

12、产生H2。(2)硝酸的还原产物不只有NO2和NO，很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。(4)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题忽视NO3-在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO3-不能与Fe2、I、SO32-、S2等还原性较强的离子大量共存。在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应，如易错易混辨析中的(3)深度思考(1)将浓硝酸存放在无色试剂瓶中，一段时间后观察到溶液变黄，用化学方程式解释变黄的原因，由此得到启示，如何保存浓硝酸？_。(2)用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应向一定量的浓硝

13、酸中加入过量的铜片。反应开始阶段产生_色气体，化学方程式为_。反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为_。待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是_。4金属与硝酸反应的计算(1)金属与硝酸反应计算的思维流程(2)“四法”突破金属与硝酸的计算原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量电荷守恒法HNO3过量时反

14、应后溶液中(不考虑OH-)，c(NO3-)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3-在H2SO4提供H的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或NO3-进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒题组强化训练形成关键能力题组一硝酸的性质及应用1下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是()A.由中的红棕色气体，可推知反应还有氧气产生B.红棕色气体表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.由不能说明浓硝酸具有氧化性D.的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸

15、发生了反应2某化学兴趣小组进行了有关Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是()A.实验中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明HNO3被Cu还原为NO2B.实验中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强C.实验发生反应的化学方程式为3CuCu(NO3)24H2SO4=4CuSO42NO4H2OD.由上述实验可得出结论：Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，又可以和稀硫酸反应题组二硝酸反应产物综合实验探究3某同学研究浓硝酸与KSCN溶液的反应，进行如图所示实验。已知：SCN能被氧化为黄色的(SCN)2，(SCN)2可聚合为红色的(SCN)x。下列分

16、析错误的是()A.中溶液变红，是由于生成了(SCN)2B.取少量中的溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明最终有SO42-生成C.分析知，(SCN)2聚合为(SCN)x的速率大于硝酸氧化SCN的速率D.向溶有NO2的浓硝酸中加几滴KSCN溶液，溶液先变红后迅速褪色并产生大量红棕色气体，证明NO2能催化浓硝酸氧化(SCN)x的反应4某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：(1)设计装置A的目的是_。(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝

17、插入稀硝酸并微热，观察到装置B中的现象是_；B中反应的离子方程式为_。(3)装置E和F的作用是_；为实现此作用，其操作方法是_。(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有_的功能。题组三金属与硝酸反应的计算5取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为17.02 g。则x等于()A.8.64B9.20C9.00D9.446足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与1.68 L O2(

18、标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 molL1 NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A.60 mL B45 mL C30 mL D15 mL考点三氨气铵盐必备知识梳理夯实学科基础1.氨的物理性质与喷泉实验(1)氨的分子结构与物理性质电子式密度气味水溶性(常温)比空气_气味极易溶于水(体积比约1700)(2)喷泉实验及拓展应用喷泉实验的原理使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。气体HClNH3CO2、

19、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2、(43)NO2、O2(41)吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水喷泉实验的发散装置和实验操作装置()向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。装置()省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。装置()在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置()向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。

20、装置()打开处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置()中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。喷泉实验产物的浓度计算关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度：HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：所得溶液的物质的量浓度为122.4 molL1。当是NO2和O2的混合气体且体积比为41时，c(HNO3)128 molL1。2氨的化学性质(1)氨气与水的反应NH

21、3+H2O NH3H2O=NH4+OH，氨气溶于水得氨水。氨水中含有的微粒：_。NH3H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3H2ONH3H2O。(2)氨气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_，将浓盐酸改为_，也会出现相同的现象。化学方程式：HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3。(3)氨气与盐溶液的反应如过量氨气与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al3+3NH3+3H2O=AlOH3+3NH4+(4)氨气的还原性性质化学方程式催化氧化4NH35O2 4NO6H2O被CuO氧化2NH33CuO 3CuN23H2O被氯气氧化2NH33Cl

22、2=N26HCl或8NH33Cl2=N26NH4Cl被氮氧化物氧化6NO4NH35N26H2O6NO28NH3 7N212H2O3.氨气的实验室制法(1)常规方法：固固 氨气(2)其他方法方法化学方程式(或原理)发生装置加热浓氨水NH3H2ONH3H2O浓氨水NaOH(s)NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水CaO(s)CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式：NH3H2OCaO=NH3Ca(OH)2(3)实验装置的创新4铵盐及NH4+的检验(1)铵盐的物理性质铵盐都是_色固体，均_于水。(2)铵盐的化学性质3NH4+的检验易错

23、易混辨析(错误的说明错因)(1)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH4+()错因：_。(2)氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟。()错因：_。(3)用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl隔绝了空气。()错因：_。(4)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性。()错因：_。(5)向某无色溶液中加入稀NaOH溶液，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，不变蓝，则原溶液中不含NH4+()错因：_。(6)浓氨水可检验氯气管道是否漏气()错因：_。(7)能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐()错因：_。(8)现有1 molL1的氨水，则该溶液中NH3H2O的浓度

24、是1 molL1()错因：_。(9)液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化()错因：_。深度思考(1)氨水含有哪些微粒？_。(2)蘸有浓硝酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，能产生白烟现象吗？简述原因。若将浓硝酸改为浓硫酸也会出现相同的现象吗？_。(3)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是_；_。题组强化训练形成关键能力题组一氨气的性质及应用1化学与生活、生产密切相关，下列说法正确的是()A牺牲阳极的阴极保护法进行钢铁防腐时，钢铁与电源的负极相连B油脂进行皂化反应后，加入食盐分离出高级脂肪酸盐C纤维素供给人体能量时，先在体内水解成葡萄糖再被氧化D氨气作工业制冷剂时，先汽

25、化再液化2已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用如图中的装置可以实现该反应。实验时C中粉末逐渐变为红色，D中出现无色液体。下列有关说法正确的是()AC中氧化剂和还原剂的物质的量之比为23BB中加入的物质可以是碱石灰或无水氯化钙CD中液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝DA中加入的固体，可以是NH4HCO3或NH4Cl题组二喷泉实验3如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是()A挤压装置的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B挤压装置的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气并打开止水夹D在装

26、置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹42020全国卷喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体溶液，能出现喷泉现象的是()气体溶液A.H2S稀盐酸B.HCl稀氨水C.NO稀H2SO4D.CO2饱和NaHCO3溶液题组三铵盐的性质及应用5“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是() A.加热时，中上部汇集了NH4Cl固体B.加热时，中溶液变红，冷却后又都变为无色C.加热时，中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现SO2的漂白性D.三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应6NH4ClO4可用作火箭燃料，130 时会分解产生三种单质气体

27、和水。实验室中通过NaClO4与NH4Cl反应来制取NH4ClO4，NH4ClO4与NaCl的溶解度如下图。下列说法正确的是()A.NH4ClO4分解后产生的气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变红色B.NH4ClO4分解后产生的气体通过足量NaOH溶液，再通过足量灼烧的铜网，可得到纯净的单质气体C.NH4ClO4与NaCl的混合溶液分离时，应采取蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得到NH4ClO4固体粗产品D.在NH4ClO4固体粗产品中加入NaOH浓溶液，加热，收集所得NH3体积，可计算粗产品纯度题组四氨气性质与制备实验综合7氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。(1)某同学想用图装置及试剂方便快速地制取少量氨气。化学试剂：NH4Cl固体、浓氨水、NaOH固体。应选择的装置是_(填字母)，选用的试剂是_(填序号)。选用上述试剂制氨气的理由是_。实验过程中，制气时的实验操作是_。(2)乙装置的作用是_；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：_