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高考化学一轮复习专题4-4 氮及其化合物(教案).pdf

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..学校用心用情服务教育!精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!。。[循着图示·想一想][特色特性·记一记]::①NO:无色气体――2→红棕色强碱湿润红色②NH+:NH+――→无色气体―――――→:***:高温、高压(1)N+3H2NH(2)3NO+HO===2HNO+NO22催化剂3223催化剂(3)4NH+5O=====4NO+6HO32△2△(4)2NHCl+Ca(OH)=====CaCl+2NH↑+2HO42232(5)Cu+4HNO(浓)===Cu(NO)+2NO↑+2HO33222(6)3Cu+8HNO===3Cu(NO)+2NO↑+4HO3322考点一性质稳定的非金属单质氮气[教材知识层面]ⅤA族,原子结构示意图为,最外层有5个电子,在化学前程似锦:..学校用心用情服务教育!个电子而表现出-3价,其单质N因键键能大,难以断裂,故N化学性质稳定。(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:①氮气与氧气反应的化学方程式为N+O放电,2NO。导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。22高温、高压②氮气与氢气反应的化学方程式为N+3H2NH。(工业合成氨反应原理)22催化剂3③氮气与金属镁反应的化学方程式为3Mg+N,MgN。(1)概念:将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。(2)类型:?催化剂人工固氮如工业合成氨:N+3H2NH?22高温、高压3自然固氮如雷雨天产生NO:N+O放电?222NO?氮的固定生物固氮如豆科植物的根瘤菌能够将空气中的?氮转化为含氮化合物而促进自身生长?化学模拟生物固氮:利用化学方法模拟固氮酶的作用,①焊接金属时作保护气;②液氮可作冷冻剂;③重要的化工原料,用来制取化肥、炸药等。[考点达标层面]。下图中能实现人工固氮的是()【答案】D前程似锦:..学校用心用情服务教育!、C为自然固氮,合成氨为人工固氮。()******【答案】C【解析】雷雨时,N―→HNO―→***盐进入土壤;动物体内的蛋白质降解为氨基酸,223代谢最终产物为尿素,C错误。()①N→NO②NO→NO③NO→HNO22223④N→NO⑤N→NH223A.①B.②⑤C.④D.③④【答案】C【解析】该题有两个要求:(1)必须加入氧化剂;(2)一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都升高,但反应①N→NO不能一步反应完成;而反应③NO→HNO,虽然氮的化合价升高,但不加2223氧化剂也能实现,如3NO+HO===2HNO+NO,在该反应中,NO既是氧化剂又是还原剂;只有反应④2232N→NO必须加入氧化剂且一步反应就能完成。2考点二环境污染的罪魁祸首氮的氧化物[教材知识层面],如NO、NO、NO、NO、NO、NO等,其中属于酸性氧化物的是NO、2224232523NO。(跟血红蛋白结合)有毒与水反应不反应3NO+HO===2HNO+NO223与氧气反应2NO+O===2NO不反应22对环境的影响导致光化学烟雾和酸雨,破坏臭氧层前程似锦:..学校用心用情服务教育!]命题点1氮氧化物对环境的影响(1)光化学烟雾:NO在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生的一种有毒的烟雾。(2)酸雨:NO排入大气中后,与水反应生成HNO和HNO,随雨雪降到地面。x32反应的化学方程式为2NO+O===2NO223NO+HO===2HNO+NO。223(3)破坏臭氧层:科学研究表明,进入高空平流层的氮氧化物,可以加快臭氧层中臭氧的分解速率,从而像******烃类物氮氧化物质一样破坏臭氧层,形成臭氧空洞:2O=======3O。导致地面紫外线辐射量增加。32[典题示例]()①破坏臭氧层②高温下能使一些金属被氧化③造成酸雨④①③③④C.①②③D.①③④【答案】A【解析】NO在高温下不能氧化金属,②错误,④不属于对环境的危害,①③正确。(SST),其主要理由是(),,,,尾气中的氮氧化物导致酸雨【答案】C【解析】超音速运输机的飞行高度在1万米以上,位于臭氧层下的平流层,对环境的主要影响是加快臭氧的分解。命题点2消除氮氧化物对环境污染的方法[典题示例]。x(1)NO能形成酸雨,写出NO转化为HNO的化学方程式:_________________________x23____________________________________________。(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NO的排放,当尾气中空气不足时,NO在催化转xx化器中被还原成N排出。写出NO被CO还原的化学方程式:_________________2前程似锦:..学校用心用情服务教育!【答案】(1)3NO+HO===2HNO+NO223催化剂(2)2NO+2CO=====N+2CO22【解析】(2)根据题目信息可知NO被CO还原为N,而CO被氧化成CO,化学方程式为2NO+22催化剂2CO=====N+2CO。,或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质,发生反2应的化学方程式分别是:2NO+2NaOH===M+NaNO+HO,8NH+6NO===7X+12HO。则M、X代表232322的物质的化学式分别是()、、、、N322【答案】A【解析】根据题目所提供的化学方程式利用原子守恒定律可得M为NaNO,X为N。22[方法技巧]+2NaOH===NaNO+NaNO+HO2322NO+NO+2NaOH===2NaNO+HO222NO、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是:n(NOn(NO)。22一般适合工业尾气中NO的处理。、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N)或NO与CO在一定温度下催化转化为无2x毒气体(N和CO)。一般适用于汽车尾气的处理。22[考点达标层面](正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)制取二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气。()(2)标准状况下,。()2A(3)NO与水反应的离子方程式:3NO+HO===2H++2NO-+NO。()2223(4)CO、NO、NO都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在。()2(5)用NaOH溶液吸收NO的离子方程式是:2OH-+2NO===NO-+NO+HO。()2232(6)NO通入FeSO溶液中始终无明显现象。()24【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(用NO表示)是大气污染物,必须进行处理。x(1)汽车尾气主要含有CO、CO、SO、NO等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。22x前程似锦:..学校用心用情服务教育!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、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。反应的化学方程式可表示为________________________。催化剂催化剂(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知:4NH+6NO=====5N+6HO,8NH+6NO=====7N+32232△212HO。同温同压下,,则原混合气体中NO和2322NO的体积之比是________。2(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理,若NO与NO按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶2液完全吸收后得到一种钠盐,该钠盐的化学式是________。【答案】(1)①汽油的不完全燃烧N与O在汽车汽缸内的高温环境下的反应形成***型酸雨、导致22催化剂光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可)②2xCO+2NO=====2xCO+N(2)1∶3(3)NaNOx△222【解析】(1)①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气不足时,汽油不完全燃烧,会产生CO;当空气过量时,N和O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***型22酸雨,导致光化学烟雾,产生温室效应。②CO、NO反应后生成的无毒气体为CO和N。x22(2)V(NO)+V(NO)=(NO)+V(NO)=(NO)=(NO)=(NO)∶V(NO)=1∶3。2(3)NO中氮的化合价为+2价,NO中氮的化合价为+4价,二者1∶1混合时与NaOH反应生成盐的化2合价必然为+3,即为NaNO。2考点三氨和铵盐[教材知识层面](1)物理性质:无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化。极易溶于水(1∶700),可由喷泉实验证明。(2)化学性质:①与水反应:NH+HONH·HONH++OH-。氨气溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有:NH·HO、HO、32324322前程似锦:..学校用心用情服务教育!NH+、OH-、H+。NH·HO为可溶性一元弱碱,不稳定,易分解,化学方程式为:NH·HO,NH3432323+HO。2②还原性:催化剂与氧气发生催化氧化反应的化学方程式:4NH+5O=====4NO+6HO。32△2③与酸反应:与***化氢反应的化学方程式:NH+HCl===NHCl,产生白烟。34(3)制法(书写化学方程式):高温、高压①工业制法:N+3H2NH。22催化剂3△②实验室制法:Ca(OH)+2NHCl=====CaCl+2NH↑+2HO。24232(4)用途:制***、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。△(1)不稳定性:NHCl=====NH↑+HCl↑,43△NHHCO=====NH↑+HO↑+CO↑。43322△(2)与强碱反应:NHCl+NaOH=====NH↑+NaCl+HO。应用于NH+的检验:4324强碱湿润红色NH+――→无色气体―――――→试纸变蓝4△石蕊试纸[高考考查层面]命题点1氨气的实验室制法[实验基础]:..学校用心用情服务教育!2方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨NH·HO=====NH+HO3232水CaO与水反应使水量减少,且反应放热,促使浓氨水+NH·HO分解,NH逸出。化学方程式:NH·HO32332固体(CaO)+CaO===Ca(OH)+NH↑23[流程分析]氨的制取及氨的催化氧化实验探究[专题集训]前程似锦:..学校用心用情服务教育!()A.①②B.②③C.③④D.①③【答案】D【解析】NHCl受热可产生NH和HCl,但两者遇冷会重新凝结产生NHCl,且可能出现堵塞导管的434情况,③中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管而使试管破裂,故①③错误;把浓氨水滴入氧化钙固体中,会发生CaO+NH·HO===Ca(OH)+NH,反应放热,温度升高有利于NH放出,故可用②的方法制32233取氨气;浓氨水受热产生氨气,通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH,④符合要求。、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂,对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。化学试剂:①NHCl固体、②浓氨水、③NaOH固体4(1)甲同学想方便快速地制取少量氨气,应选择的装置是________(填序号),选用试剂是________(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)乙同学建议,把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气,并确保不污染环境,请你根据其设想回答:①若用排气法收集氨气,请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用试剂(自选)名称。②若用排液集气法收集NH,可选用的试剂是________(填序号)。3前程似锦:..学校用心用情服务教育!【答案】(1)B②③NaOH固体遇水放热,使氨气的溶解度降低,同时可使溶液中(OH-)增大,促使NH++OH-NH·HONH+HO平衡向右移动,从而使氨气逸出将浓氨水逐滴滴加到NaOH43232固体上(2)①如图②C【解析】(1)不加热制取NH是快速制取少量NH的措施,具体操作方法是把浓氨水滴到固体NaOH上。33(2)①用排气法收集NH的装置中要注意广口瓶中导气管的长短,因NH的密度比空气的小,故进气管33短,出气管长,因NH极易溶于水,进行尾气处理时,要设置防倒吸装置。3②用排液法收集NH时,要求液体不能溶解NH(排除A、D)且不与NH发生反应(排除B),l。。气体迅速溶于水或某种溶液中,容器内压强小于容器外压强,从而产生喷泉,依据这一原理,只要能够造成容器内气体大量溶于液体,就可以形成喷泉。(1)只要气体易溶于吸收剂,均可做喷泉实验,吸收剂可以是水,也可以是酸液、碱液等。下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。CO、Cl、NO、22气体HClNHNO32SO、HSO(4∶3)222吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水(2)容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应产生气体,容器内产生大量气体,压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,也能形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用此原理。(1)使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。(2)使烧瓶内气体温度降低,从而使气压减小。(3)使烧瓶外待喷液面上的气压增大。:..学校用心用情服务教育!热烧瓶,松开后片刻即形成喷泉现象。[典题示例],下列有关操作不可能引发喷泉现象的是()①l全部进入烧瓶,②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,③④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹【答案】B【解析】H难溶于NaOH溶液,不能形成较大的压强差,不能引发喷泉现象。,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,然后打开止水夹,下列与实验事实不相符的是()前程似锦:..学校用心用情服务教育!ACl(饱和食盐水),(HO含石蕊),(HO含石蕊),(NaOH溶液),无色喷泉2【答案】A【解析】Cl不溶于饱和食盐水,不能形成喷泉。2[考点达标层面](正确的打,错误的打“×”)。(1)浓氨水可检验***气管道漏气。()(2)NH可用于设计喷泉实验是因为NH能使酚酞溶液变红。()33(3)液氨用作制冷剂时不涉及化学变化。()(4)加热NHCl和Ca(OH)混合物,并将产生的气体通入酚酞溶液中,酚酞溶液变成红色。()42(5)施肥时,草木灰(有效成分为KCO)不能与NHCl混合使用的原因是KCO与NHCl反应生成氨气234234会降低肥效。()(6)检验NH+时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体。()4(7)分别充满HCl、NH的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升,说明二者均易溶于水。()3(8)用湿润的红色石蕊试纸检验氨气。()【答案】(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×(7)√(8)√2NH是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是()、:..学校用心用情服务教育!【解析】A项,NaHCO不是化肥;B项,NaCO受热不易分解;D项,NaCl不水解。323考点四典型的氧化性酸***[教材知识层面]***是无色、易挥发的液体,有刺激性气味,能与水以任意比例混溶。(1)不稳定性:①反应:4HNO=====2HO+4NO+O↑。3或光照222②市售浓***呈黄色的原因是:***分解生成的NO溶解在***里。2③***保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处,不能用橡胶塞。(2)强氧化性:不论浓、稀***都有强氧化性,而且浓度越大氧化性越强。①与金属反应。稀***与铜反应的化学方程式:3Cu+8HNO(稀)===3Cu(NO)+2NO↑+4HO。3322浓***与铜反应的化学方程式:Cu+4HNO(浓)===Cu(NO)+2NO↑+2HO。33222②与非金属反应。如浓***与C反应的化学方程式:C+4HNO(浓)△,CO↑+4NO↑+2HO。3222③与还原性化合物反应。***可氧化HS、SO、NaSO、HI、Fe2+等还原性物质。2223如稀***与FeSO溶液反应的离子方程式为:43Fe2++4H++NO-===3Fe3++NO↑+2HO。32[高考考查层面]命题点1浓、稀******反应的化学方程式知,浓***被还原为NO,氮元素的化合价变化为+5→+4;稀***2前程似锦:..学校用心用情服务教育!,氮元素的化合价变化为++2。一般情况下,***的浓度越小,其还原产物的价态越低。,***浓度越大,得电子的能力越强,因而其氧化能力越强。如稀***能将HI氧化为I,2而浓***可将HI氧化为HIO。36HI+2HNO(稀)=====3I+2NO↑+4HO322△HI+6HNO(浓)=====HIO+6NO↑+3HO3322+4+3+2+10-33.***在氧化还原反应中,其还原产物可能有多种价态的物质:NO、HNO、NO、NO、N、NH22223等,这取决于***的浓度和还原剂还原性的强弱。除前面的实例外,锌与***可发生如下反应:4Zn+10HNO(稀)===4Zn(NO)+NO↑+5HO332224Zn+10HNO(极稀)===4Zn(NO)+NHNO+3HO3324324.***与金属反应的规律:(1)HNO与金属反应不能产生H。32(2)还原产物一般为HNO(浓)→NO,HNO(稀)→NO;很稀的***还原产物也可能为NO、N或32322NHNO。43(3)***与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。[典题示例]***、稀***反应,二者比较相等的是()①反应中氧化剂得到的电子总数②铜片消耗完所需时间③反应后溶液中铜离子浓度(反应后溶液体积不变)④反应生成气体的体积(同温、同压)A.①③B.②④C.①④D.②③【答案】A【解析】铜与浓、稀***反应均被氧化为Cu2+,铜片质量相同时转移电子数相同,①正确;浓***的氧化性强,与铜反应时反应速率快,②错误;浓、稀***足量,铜片全部反应,因此反应后溶液中Cu2+浓度相同,③正确;根据浓、稀***与铜反应的化学方程式可知,反应后生成气体的物质的量不同,同温同压时体积也不同,④错误。***、铜片、水等试剂探究浓、稀***的强氧化性并观察还原产物的实验装置。前程似锦:..学校用心用情服务教育!.浓***的强氧化性实验将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5mL浓***,往具支试管中放入约2mL浓***,用排水法收集产生的气体。(1)具支试管中发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________。(2)实验中观察到能证明浓***具有强氧化性的现象是__________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.稀***的强氧化性实验(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀***也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是________________________________________________________________________。(4)能证明稀***与铜反应产生NO的实验现象是______(填写序号)。【答案】(1)Cu+4HNO(浓)===Cu(NO)+2NO+2HO33222(2)试管中溶液变蓝,且有红棕色气体产生(3)向试管中加水将浓***稀释(4)C【解析】(1)Cu与浓***反应生成Cu(NO)、NO和水。322反应的化学方程式为Cu+4HNO(浓)===Cu(NO)+2NO↑+2HO。33222(2)浓***作氧化剂,能将Cu氧化成Cu2+(蓝色溶液)其还原产物是NO(红棕色气体)。2(3)将浓HNO稀释成稀HNO,再与Cu发生反应,即可进一步证明稀HNO的氧化性。333(4)NO为无色气体遇空气中的O转化成红棕色的NO气体。22命题点2***:..学校用心用情服务教育!2(1)原子守恒法:HNO与金属反应时,一部分HNO起酸的作用,以NO-的形式存在于溶液中;一部分作为氧化剂,转333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HNO中氮原子的物质的量。3(2)得失电子守恒法:HNO与金属的反应属于氧化还原反应,HNO中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。33(3)电荷守恒法:HNO过量时反应后溶液中(不考虑OH-)则有:3(NO-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。3(4)离子方程式计算法:金属与HSO、HNO的混合酸反应时,由于***盐中NO-在HSO提供H+的条件下能继续与金属反243324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NO-进行相关3计算,且溶液中要符合电荷守恒。[典题示例]***反应,铜全部作用后,(标准状况),反应消耗的***可能是()【答案】C【解析】浓***适量,在反应过程中变稀,实际上发生了两个反应:Cu+4HNO(浓)===Cu(NO)+2NO3322+2HO,3Cu+8HNO(稀)===3Cu(NO)+2NO↑+4HO,反应消耗的HNO包括起酸性作用和起氧化性作用233223的两部分,前者反应后以Cu(NO)形式存在,后者被还原后生成NO、NO气体,从两个方程式看出:+2HNO(酸)~Cu(NO),HNO(氧化剂)~NO(或NO),所以反应消耗的HNO的物质的量为:×233232364g·mol-+=+1mol=。·mol-***反应,得到***铜溶液和NO、NO、NO的混合气体,(标2242准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成***。若向所得***铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是():..学校用心用情服务教育!【答案】A【解析】由电子守恒和电荷守恒可知O得电子数等于Cu2+结合的OH-数,×4为==60mL。×5mol/L[考点达标层面](正确的打,错误的打“×”)。(1)实验室里用锌粒与稀HNO反应制取H。()32(2)Cu溶于稀HNO反应的离子方程式:Cu+2H++NO-===Cu2++NO↑+HO。()3322(3)将可调高度的铜丝伸入稀HNO中,溶液变蓝,说明铜与稀HNO发生置换反应。()33(4)用铜和稀***反应制取NO气体。()2(5)常温下,将Al片放入浓***中无明显现象,原因是Al与浓***不反应。()(6)磁性氧化铁溶于稀***的离子方程式为3Fe2++4H++NO-===3Fe3++NO↑+2HO。()32(7)过量的铜与浓***反应有一氧化氮生成。()(8),H+、Fe2+、Cl-、SO2-可以大量共存。()34【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×、Cu组成的g混合物投入适量稀HNO中恰好完全反应,(标准状况),向反应后的溶液中加入2mol/LNaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全,则形成沉淀质量为()A.(m+)gB.(m+)gC.(m+)gD.(m+)g【答案】【解析】利用守恒法解答当金属离子恰好沉淀时,(沉淀)=m(金属)+m(OH-),守恒的巧妙之处在于,n(OH-)=n(金属失电子)=n(NO得到的电子)=3×=,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-)=mg+×17g=(m+)g,B正确。以“氮的化合物间的转化”为载体串联氮元素单质及其化合物知识高考载体前程似锦:..学校用心用情服务教育!HNO和NHNO,如下图所示。3343[知识串联设计](1)实验室里用NHCl和熟石灰共热制取氨气,反应的化学方程式为____________________;4制取氨气还可以将浓氨水滴入生石灰中,二者混合能产生氨气的原因是什么?___________________。〖考查氨气的制法〗(2)步骤Ⅰ中NH和O在催化剂作用下反应,其化学方程式是_______________________。32〖考查NH的化学性质〗3(3)NO能否用排空气法收集?________(填能”或“不能”),检验该气体的方法是___________________。〖考查NO的性质〗(4)写出步骤