2022高考化学一轮复习讲义-第4章第11讲氮及其化合物.docx
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1、第11讲氮及其化合物考点一氮气及其氧化物1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:3MgN2Mg3N2;N23H22NH3;N2O22NO。3氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物,氮元素从15价都有对应的氧化物,如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2的比较性质NONO2色、态、味无色、无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性难溶于水毒性有毒,大气污染物之一有毒,大气污染物之一与水反应不反应3NO2H2O=2HNO3NO与氧气反应NOO2=2NO2不反应对
2、环境的影响NO与血红蛋白结合使人中毒,NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层(1)固氮反应一定属于氧化还原反应()(2)NO中的NO2杂质气体,可通过盛有水的洗气瓶除去()(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都稳定存在()(4)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2()(5)NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂()(6)可用NO2与水反应制取硝酸,故NO2是酸性氧化物()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)解析(5)3NO2H2O=2HNO3NO,NO2既是氧化剂,又是还原剂。1汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的
3、主要来源之一。(1)汽车尾气中的CO来自于_,NO来自于_。汽车尾气对环境的危害主要有_(至少填两种)。(2)汽车尾气中的CO、NOx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:_。答案(1)汽油的不完全燃烧N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可)(2)2CO2NON22CO2解析(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气不足时,汽油燃烧不完全,会产生CO;当空气过量时,N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨,导致光化学
4、烟雾,产生温室效应。(2)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。2氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素,根据NOx的性质特点,开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如,4NH36NO5N26H2O,写出氨气转化NO2的化学方程_,氧化产物与还原产物的质量之比为_。(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为11,写出该反应的化学方程式: _。NO与NO2按物质的量之比11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_。答案(1)8NH36NO27N212H2O4
5、3(2)2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONaNO2解析(2)生成两种钠盐,必须是NO2的歧化反应,依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。NO中氮的化合价为2价,NO2中氮的化合价为4价,二者11混合时与NaOH反应生成一种钠盐,依据电子守恒可知,钠盐中氮的化合价为3,即为NaNO2。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,产生了一种有毒的烟雾。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。NO与血红
6、蛋白结合使人中毒。(2)常见的NOx尾气处理方法碱液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2ONO2、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。题组一氮气及氧化物的性质和应用1下列有关氮气用途的说法不正确的是()A作焊接金属的保护气B制硝酸和化肥的原料C食品袋中充氮气来防腐D与氧气反应制NO从而制硝酸答案D解析氮气的化学性质不活
7、泼,能防止金属在高温下被空气中的氧气氧化,A项正确;氮气可用于合成氨,氨可作制硝酸和化肥的原料,B项正确;食品袋中充氮气可减缓食品被氧化而变质的速率,C项正确;氮气与氧气的反应很难进行,不宜用氮气与氧气反应制NO从而制备硝酸,D项错误。2Murad等三位教授提出NO在人体内有独特的功能,关于NO的叙述正确的是()NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物NO是亚硝酸的酸酐NO可以是某些含高价氮物质还原的产物NO是无色气体,在空气中可变为红棕色A全部 B C D答案B解析NO中氮元素的化合价处于中间价态,它可以是还原产物,如HNO3NO,也可以是氧化产物,如NH3NO;HNO2的酸酐是N2O3;NO是
8、无色气体,可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2。3.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答案D解析一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮,2NOO2=2NO22 1 2224 mL 11.2 mL22.4 mL反应后生成了22.4 mL二氧化氮,假设二氧化氮体积不变,则容器中气体的密度为(NO2)2.054 gL1,因存在转化平衡:2NO2N2O4,则混合气体
9、的体积小于22.4 mL,所以容器中气体应大于2.054 gL1。题组二氮氧化物溶于水的定量判断4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答案A解析NO2、NO装满试管,则体积相同,根据阿伏加德罗定律:n(NO2)n(NO),根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同,溶液的体积相同,所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为11。5同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体
10、,它们是NO和NO2,NO2和O2,NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3,则下列的关系正确的是()AV1V2V3 BV1V3V2CV2V3V1 DV3V1V2答案B解析设各种气体的体积都为1体积。根据3NO2H2O=2HNO3NO,即剩余NO的体积V1(1)体积。根据4NO2O22H2O=4HNO3,即剩余O2的体积V2(1)体积。剩余N2的体积V31体积。即B项符合题意。氮氧化物溶于水的问题分析无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2,故
11、若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。(1)若NO和O2通入水中,总关系式为4NO3O22H2O=4HNO3(43)。(2)若NO2和O2通入水中,总关系式为4NO2O22H2O=4HNO3(41)。考点二典型的氧化性酸硝酸1物理性质硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。2化学性质(1)不稳定性反应:4HNO3(浓)或光照,2H2O4NO2O2。(2)强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。按要求完成下列反应的方程式:与金属反应:稀硝酸与铜反应:3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O;浓硝酸与铜反应:Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO2
12、2H2O。与非金属反应:浓硝酸与C的反应:C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。与还原性化合物反应:硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式:3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。(3)与有机物反应硝化反应(与反应):HNO3(浓) H2O;显色反应:含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。(1)常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化()(2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S()(3)过量的铜与浓硝酸反应,产物中一定有NO()(4)浓硝酸在光照下久置,会变黄()答案(1)(2)(3)(4)1(1)浓HNO3如何保存?(2)
13、硝酸具有强氧化性,硝酸与Fe反应一定生成Fe3吗?为什么?答案(1)应保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中,置于阴凉处。(2)不一定,当Fe少量时生成Fe3,当Fe过量时生成Fe2。2用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应在浓硝酸中放入Cu片,(1)反应开始时的化学方程式为_,实验现象为_。(2)若Cu片有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为_。(3)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_。答案(1)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O溶液逐渐变蓝色,有红棕色气体逸出(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)加入稀硫酸后,氢
14、离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸,又能与过量的铜反应(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。(2)还原产物一般为HNO3(浓)NO2,HNO3(稀)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NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2、I、SO、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。题组一硝酸的性质及应用1硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应
15、的一组是()A浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后退色酸性和强氧化性B不能用稀硝酸与锌反应制氢气强氧化性C要用棕色瓶盛装浓硝酸不稳定性D能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色退去强氧化性答案D解析浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性,使其退色表现的是强氧化性,A项正确;硝酸具有强氧化性,与锌反应生成的是氮的氧化物,不是氢气,B项正确;浓硝酸见光易分解,应用棕色试剂瓶存放,C项正确;硝酸与NaOH溶液中和后,使溶液中的红色退去,利用的是酸性,D项错误。2硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一,下列有关硝酸的说法不正确的是()A浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存,原理相同B将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时,有白
16、烟生成C常温下铁和铂都不溶于浓硝酸,原理相同D浓硝酸溅到皮肤上,皮肤会变黄答案C解析A项中HNO3和氯水中的HClO见光都易分解,都应避光保存,正确;B项,浓HNO3和浓氨水都具有挥发性,HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3,正确;C项,铁在浓硝酸中钝化,而Pt与浓硝酸不反应,原理不同;D项,浓HNO3能使蛋白质显黄色。3(全面描述金属与硝酸反应的现象)在如图所示的实验装置中,盛有足量水的水槽里放两个烧杯,小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸,小烧杯外面倒扣一大烧杯,请回答下列问题:(1)实验过程中,观察到的主要现象是_;_;_;_。(2)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验,最突出的优点
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- 2022 高考 化学 一轮 复习 讲义 11 及其 化合物
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