2022高考化学大一轮复习讲义第4章第23讲 氮及其化合物.docx
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1、第23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。考点一氮及其氧化物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、无味的气体红棕色、有刺激性气味的气体溶解性难溶于水毒性有毒,大气污
2、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2NOO2=2NO2不反应提醒NO2与N2O4存在下列平衡:2NO2N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。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。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与血红蛋白结合使人中毒。(2
3、)常见的NOx尾气处理方法碱液吸收法工业尾气中NOx常用碱液吸收处理,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)。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。(1)固氮反应一定属于氧化还原反应()(2)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2()错因:N2与O2在放电条件下生成NO。(3)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体()错因:Cu与稀硝酸生成NO,NO与空气中的O2反应,不能用排空气法收集。(4)NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还
4、原剂()错因:NO2与H2O反应,NO2既是氧化剂又是还原剂。(5)可用NO2与水反应制取硝酸,故NO2是酸性氧化物()错因:NO2与H2O反应生成HNO3和NO,所以NO2不是酸性氧化物。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。答案N2O22NO2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO2NO2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_。答案方案一:AgNO3溶液NO2中AgNO3溶液无明显变化,溴蒸气中产生浅黄色沉淀方案二:CCl4(或汽油)
5、NO2中CCl4(或汽油)仍为无色,溴蒸气中CCl4(或汽油)的颜色加深方案三:蒸馏水NO2中蒸馏水不变色,溴蒸气中水的颜色加深(其他合理的答案均正确)题组一氮及氧化物的性质和应用1(2020通化高三月考)下列有关氮气的说法正确的是()A氮气是由氮原子构成的双原子分子,所以化学性质不活泼B1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3C电闪雷鸣的雨天,雨水中会含有一定量的硝酸,其中发生的反应之一是N22O2=2NO2DNO、NO2在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物答案D解析A项,氮原子最外层有5个电子,氮与氮形成三对共用电子对,达8电子的稳定结构;
6、B项,氮气与氢气反应生成氨气是可逆反应;C项,氮气与氧气在放电的条件下生成一氧化氮;D项,NO和氧气反应生成NO2;NO2和水反应生成NO。2下列说法中错误的是()A工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应B通过灼热的铜粉,可以除去N2中的O2C除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中DNO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为21答案D解析NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为12。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
7、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 12224 mL11.2 mL22.4 mL反应后生成了22.4 mL二氧化氮,假设二氧化氮的体积不变,则容器中气体的密度为(NO2)2.054 gL1,因存在转化平衡:2NO2N2O4,则混合气体的体积小于22.4 mL,所以容器中气体的密度应大于2.054 gL1。题组二氮氧化物对环境的污染及防治4(2020湖南怀化统一考试)化学与生产、生活、环境等社会实际密切相关。下列相关叙述正确的是()ASO2、
8、CO2、NO2都是可形成酸雨的气体B75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同C纳米铁粉通过物理吸附去除污水中Hg2、Pb2等重金属离子D汽车尾气中含有的氮氧化物,会加剧酸雨的形成答案D解析SO2和NO2都是可形成酸雨的气体,CO2不能形成酸雨,但会造成温室效应,A项错误;75%的酒精消毒的原理是使蛋白质发生变性,“84”消毒液是利用其主要成分NaClO的强氧化性杀菌消毒,原理不相同,B项错误;纳米铁粉能有效地处理污水中的Hg2、Pb2等重金属离子,与其还原性有关,C项错误。5工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水,工作流程如图,下列说法错误的是()A
9、生物硝化法处理废水,会导致水体pH逐渐下降:NH2O2=NO2HH2OB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NH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答案C解析NH4Cl水解呈酸性,长期过量使用会导致土壤酸化,也会导致水体富营养化,B项正确;检验NH应使用红色石蕊试纸,C项错误;生物硝化法处理废水会使水体呈酸性,可以加入石灰石与H反应来调节水体的pH,D项正确。6(1)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
10、程式:_。(2)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。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)2CO2NON22CO2(2)8NH36NO27N212H2O43(3)2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONaNO2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
11、化学性质(1)不稳定性反应:4HNO3(浓) 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)22NO22H2O。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):
12、HNO3H2O;颜色反应:含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。(1)实验室也可用锌粒与稀硝酸制取氢气()错因:HNO3有强氧化性,与金属反应时不放出H2。(2)常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化()(3)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S()错因:HNO3会将2价的硫氧化成单质硫。(4)铜溶于稀硝酸不能体现硝酸的酸性()错因:Cu与HNO3反应,生成Cu(NO3)2,体现HNO3的酸性。(5)在酸性条件下,NO与I、Fe2、SO等离子能大量共存()错因:NO在酸性条件下有强氧化性,会将I、Fe2、SO等还原性离子氧化。(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。(2)硝酸的还原产物不只有
13、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,如易错易混辨析中的(3)。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?答案 4HNO3(浓) 2H2O4NO2O2,浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处。2用动态观点理解Cu与浓HNO3
14、的反应向一定量的浓硝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_。答案红棕Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O加入稀硫酸后,氢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题组一硝酸的性质及应用1(2019潍坊期末)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
15、白烟生成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,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,常温下,铁在浓硝酸中钝化,而Pt与浓硝酸不反应,原理不同,错误;D项,浓HNO3能使蛋白质显黄色,正确。2将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是()A硝酸浓度越大消耗的硝酸越少,产生的有毒气体也越少B反应中转移的电子总数:稀硝酸少于浓硝酸C试管内壁上的铜用浓硝酸除去比用稀硝酸好,因为反应速率快D两者用排水法收集的气体的体
16、积相同答案D解析铜完全反应,在进行相关计算时以铜为标准,等质量的铜在反应中失去的电子数相同,生成的Cu(NO3)2的量相同,浓硝酸被还原为NO2,化合价由5降到4,每个氮原子只得到1个电子,稀HNO3被还原时每个氮原子得到3个电子,故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少,生成的NO2也比NO多。用排水法收集气体时,由于会发生反应:3NO2H2O=2HNO3NO,故两种情况收集到的气体一样多。3某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、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中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被还原为NO2B中反应的离子方程式为3Cu2NO8H=3Cu22NO4
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- 2022 高考 化学 一轮 复习 讲义 23 及其 化合物
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