高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題十九氮及其化合物考點一氮及氧化物和硝酸教學(xué)案

1、專題十九氮及其化合物考綱展示命題探究考點展示考綱要求、高考命題探究氟及里化彷彳嗝鼓空及接於1 .了解常見金屬元素:如、)單質(zhì)及耳 重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用V2 .了解早見金強(qiáng)元素、)單質(zhì)及其 重要化合物汨環(huán)境質(zhì)的影啕Q3 .以上各部分知識的綜合運用，內(nèi)容探究：鬲考對本專迎內(nèi)容的考克仍楮以氨氣、拔莖,一弱化第、 二氧化氮和硝酸等物質(zhì)的性倭為基點.突出考查反應(yīng)方現(xiàn)的書可*曲關(guān)氯化還原反應(yīng)的計算。形式探究：以氯氣的還原性為起點全制買55匙：.(2)以糙酸的用途入題考定哨荔的氧化性。以蛾的化合物對環(huán)境的污染為背景，命偉源境保滬試題。(明用信息題考官其佳氮族元素，如成和律：贏考點一氮及氧化物和硝酸(f

2、t點基礎(chǔ)點重難點R.， 1氮氣及其氧化物(1)氮的原子結(jié)構(gòu)氮元素位于元素周期表中第二周期第va族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為一了 ,最外層有s 個電子，在化學(xué)反應(yīng)中能獲得3個電子而表現(xiàn)出-3價。(2)氮元素在自然界中的存在及氮的固定游離態(tài)JN乂大氣中,體積分?jǐn)?shù)約為78%)氮元素勰一分為整酶和叵酶化合態(tài))動植物體內(nèi)、土壤和水體中氮氣的性質(zhì)物理性質(zhì)無色無味，難溶于水，密度比空氣稍小分子結(jié)構(gòu)電子式：:N 一 N：,結(jié)構(gòu)式：N三N化學(xué)性質(zhì)與。2反應(yīng)放電 N.+O, - -2N0 或閃電與h2反應(yīng),高溫、高壓N.+3H,2NH322 催化劑3與Mg反應(yīng)占燃'+ 3Mg=Mg3%用途作保護(hù)氣；醫(yī)療上用作冷凍

3、麻醉劑；合成氨等M學(xué)霸巧學(xué)卡吐約占空氣總體積的78%、總質(zhì)量的75%。（2）2中氮元素處于中間價態(tài)，既可表現(xiàn)還原性，又可表現(xiàn)氧化性。N2可作保護(hù)氣，是因為在通常情況下N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，不與02、酸、堿等發(fā) 生反應(yīng)；性質(zhì)穩(wěn)定是由氮氣分子內(nèi)氮氮三鍵的鍵能大決定的。（4）物質(zhì) Mg3N2遇水可發(fā)生反應(yīng)：Mg3N2 + 6H2O=3Mg（OH）2l + 2NH3t0（4）氮的氧化物氮的氧化物有：沖0（笑氣，有麻醉作用）;沖。5（硝酸酸酥）；叱。3（亞硝酸酸酊）；NO、N02（主要的大氣污染物）；N2O4oNO、NO2性質(zhì)的比較（見下表）氮的氧化物一氧化氮(NO)二氧化氮(N(%)物理性質(zhì)無色、不溶

4、于水的有 重氣體紅棕色、有刺激性氣 味、有毒的氣體，易溶 于水生成放電 N2+()2 2N()催化劑4NH3+5()2 .；2N()+(X 2N(X 4NO+6HX) 氮的氧化物一氧化氮(。)二氧化氮(NO?)化學(xué)性質(zhì)容易被空氣中的。2 氧化：22()+()2 2N0,與匕()反應(yīng): 3N()2 + H2()2HN()3+N() 2N5 %(無色)對環(huán)境 的影響導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和酸雨，破壞臭氧層M學(xué)霸巧學(xué)卡Q)氮的氧化物都是有毒氣體，都是大氣污染物。(2)空氣中的N02等是造成光化學(xué)煙霧的主要因素?？諝庵蠳O、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠廢氣等。(4)NO2雖然與水反應(yīng)生成

5、HNO3，但不是硝酸的酸酊。N02既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。如NO2能使?jié)駶櫟牡矸?碘化鉀試紙變藍(lán)：2NO2+2KI=2KNO2十E (5)驗證某無色氣體是NO的方法是向無色氣體中通入。2(或空氣)，無色氣體變?yōu)榧t棕色。N02氣體存在平衡：2NO2 N2O4 ,故沒有純凈的N02或 吐。4氣體。實驗室制NO只能用抖呼法收集，制N02只能用排空氣法收集。2硝酸Q)物理性質(zhì)純硝酸為無色、有刺激性氣味的液體。硝酸沸點較低，易揮發(fā)，在空氣中遇水蒸氣形成白霧。質(zhì)量分?jǐn)?shù)在69%以上的硝酸稱為濃硝酸?；瘜W(xué)性質(zhì)酸的通性使紫色仁戰(zhàn)溶液受紅；與金屬單質(zhì)反應(yīng)，不產(chǎn)生 h2 ；與金屬氧化物反應(yīng)；與堿反應(yīng)；與

6、某些鹽 反應(yīng)不穩(wěn)定性4HNO3=4NO2T+02T+2 H2。（保存仕棕色瓶中，放置在陰涼處)強(qiáng)氧化性鋁、鐵在冷的濃硝酸中發(fā)生鈍化,因此常溫下鋁、鐵制品可以盛放冷的濃硝酸與金屬反應(yīng)不產(chǎn)生H2 : Cu +4HNO3（濃）=Cu（NO3）2 十 2N02T + 2H2O3Cu + 8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2 + 2N0t + 4H2O與非金屬反應(yīng)：C + 4HN0式濃)=CO十 41102十 2H2。與還原性化合物反應(yīng)：3Fe2+4H+NO生=3Fe3 + 十 NOT + 2H2。(2)化學(xué)性質(zhì)制法實驗室制法一NaNO3 + H2s。4（濃）=NaHS04 + HNO3T(3)硝酸的制

7、法與用途工業(yè)制法催化劑4NH3 + 5O2=4NO + 6H2O 一2NO + O2=2NO23NO2 + H2O=2HNO3 + NOT用途用于制炸藥、染料、塑料、硝酸鹽等M學(xué)霸巧學(xué)卡Q）質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)98%以上的濃硝酸稱為"發(fā)煙硝酸"，"煙"實為霧（硝酸小液滴），體 現(xiàn)了 HNO3的揮發(fā)性。（2）濃硝酸能使紫色石蕊溶液變紅，加熱褪色。在這一反應(yīng)過程中濃硝酸表現(xiàn)出強(qiáng)酸性 和強(qiáng)氧化性，可將紅色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)。王水：濃HNO3和濃鹽酸按體積比為1: 3混合即為王水，它的氧化性更強(qiáng)，能溶解 Pt、Au等金屬。3氮族元素包括氮（7N）、磷（15P）、神（33A

8、S）、睇（51Sb）、鈍（83Bi）五種元素。氮族元素位于元素周期表中第VA族，其代表元素為氮和磷。相似性遞變性氮族元素的結(jié) 構(gòu)最外層電子數(shù)都是5原子半徑隨N、P、As、Sb、Bi順序逐漸增大,原子核對外層電子吸引力減 ,非金屬性減 ,金屬性增強(qiáng)氮族元素的性 質(zhì)最高價氧化物的通式為R2O5 ；最高價氧化物對應(yīng)水化物的通式為HRO3或H3RO4；氣態(tài)氧化物的通式為RH3;最高化合價為十5價，最低化 合價為-3價單質(zhì)從非金屬過渡到金屬，非金屬性：N>P>As ,金屬性:Sb<Bi;最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱：HNO3>H3pO4>H3AsO4>H3Sb

9、O4 ；與氫氣反應(yīng)越來越困難；氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減 : NH3>PH3>AsH3M學(xué)霸巧學(xué)卡Q）主要化合價：氮有-3、+1、+2、+3、+4、+5價；磷和確有-3、+3、+5價；睇、銳有+ 3、+5價。(2)在氮族元素的單質(zhì)中，氮、磷具有較明顯的非金屬性；礎(chǔ)雖然是非金屬，但有一些 金屬性；睇、鈍為金屬。小題模做；1 .思維辨析Q)常溫下,N2既能與。2反應(yīng)又能與H2反應(yīng)。()(2)NO2溶于水時生成HNO3,故NO2是硝酸的酸醉。()(3)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在。()(4)NO2通入FeSO4溶液中始終無明顯現(xiàn)象。()(5)硝酸與活潑金屬Mg、A

10、l等反應(yīng)產(chǎn)生H2,而與Cu反應(yīng)產(chǎn)生NO或者NO2o ()(6)將濃硝酸滴在干燥的藍(lán)色石蕊試紙上,現(xiàn)象是先變紅后褪色。()(7)硝酸可與Na2s反應(yīng)制得H2S氣體。()(8)常溫下，可用鐵制或鋁制容器盛放濃HNO3，說明Fe、Al與濃HNO3不反應(yīng)。() 答案(l)x (2)x (3)x (4)x (5)x (6)V (7)x (8)x2.下列反應(yīng)必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成的是()N2-NO2 NCh-NO NO2-HNO3 UNO N2-NH3A.B.C.D.答案C解析該題有兩個要求：(1)必須加入氧化劑；(2)一步反應(yīng)就能完成。反應(yīng)、 從化合價角度來看都升高，但反應(yīng)N2-NO2不能一步

11、反應(yīng)完成；而反應(yīng)NO2-HNO3, 雖然氮的化合價升高，但不加氧化劑也能實現(xiàn),如3NO2+H2O=2HNO3 + NO ,在該反 應(yīng)中，N02既是氧化劑又是還原劑；只有反應(yīng)N2-NO必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能 完成。鎮(zhèn)/命題法解題法> 考法綜述本考點主要考查氮氣的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、氮氧化物的制取和性質(zhì)、氮氧化 物對環(huán)境的影響、氮氧化物之間的轉(zhuǎn)化以及以氮氣、氮氧化物為載體，考查化學(xué)反應(yīng)原理、 化學(xué)實驗、化學(xué)計算等。命題法1氮氧化物對環(huán)境的污染與防治典例1NO*是汽車尾氣中的主要污染物之一。(1)NOX能形成酸雨，寫出 NO2轉(zhuǎn)化為 HNO3的化學(xué)方程式：(2)在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可

12、有效降低NO*的排放，當(dāng)尾氣中空氣不足時，NO*在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：解析(2)根據(jù)題目信息可知NO被CO還原為N2 ,而CO被氧化成CO2，化學(xué)方程 催化劑式為 2N0 + 2CO=N2 + 2co2。答案(1)3NO2 + H2O=2HNO3 + NO催化劑 2N0 + 2co=N2 + 2c02A【解題法】NO*尾q的處理方法(1)堿液吸收法2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H20NO2 + N0 + 2NaOH=2NaNO2 + H2ONO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是/XNO2)>/XNO)o

13、 一般適 合工業(yè)尾氣中NO*的處理。(2)催化轉(zhuǎn)化法在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)或NO,與CO在一 定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CO% 一般適用于汽車尾氣的處理。命題法2氮的氧化物溶于水的計算典例2同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們 是NO和N02 ,NO2和O2 ,NH3和N2e將3支試管均倒置于盛水的水槽中，充分 反應(yīng)后，試管中剩余氣體的體積分別為、內(nèi)、% ,則下列關(guān)系正確的是()A . %>為>/ B . %>%> 為C .匕>%>% D . 為解析設(shè)各種氣體的體積都為1體積。根據(jù)3

14、NO2 + H2O=2HNO3 + NO ,即剩 余NO體積十1卜積。I艮據(jù)4NO2 + O2+2H2O=4HNO3,即剩余02體積為1=1 - 1J體積。剩余N2體積%=1體積。即B項符合題意。答案BA【解題法】 氮氧化物溶于水計算的原理及方法一、原理解答氮氧化物溶于水的計算問題首先明確原理 無論是單一氣體(N02)還是NO、NO2、 02中的兩者或三者的混合氣體，反應(yīng)的實質(zhì)是3NO2+H2O=2HNO3 + NO,2NO + O2=2NO2,故若有氣體剩余只能是NO或02 ,不能是N02e二、方法氮的氧化物與02、H20反應(yīng)的計算，常見的有三種方法1 .加合式法(l)N02和。2混合氣體溶

15、于水的計算由 4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3可知：<4:1 02過量，剩余氣體為。2HNO2) : “。2)，=4:1恰好完全降>4:1 N02過量，剩余氣體為NONO與O2同時通入水中2NO + O2=2NO2、3NO2 + H2O=2HNO3 + NO總的化學(xué)方程式為4N0 + 302 + 2H2O=4HNO3可知：<4 : 3剩余。2UNO) : 14O2)5 =4:3恰好完全反應(yīng)、>4:3 剩余 NO(3)NO2、NO、O2三種混合氣體通入水中：可先將NO和02轉(zhuǎn)化為N02 ,再按上述各種情況分別處理。也可先將N02和H20反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO ,再按4

16、N0 + 302 + 2H2O=4HNO3情況處理。2 .原子守恒法4NO2 + O2和4N0 + 3O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5的組成，都與N2O5 + H2O=2HNO3等效。當(dāng)NO、NO2、O2的混合氣體溶于水時利用混合氣體中N、0原子 個數(shù)比進(jìn)行分析判斷。'<2:5 剩余。2zt(N) :=2 : 5恰好完全反應(yīng)、>2:5 剩余 NO3 .電子守恒法NO與。2的混合氣體通入水中發(fā)生反應(yīng)：2N0+O2=2NO2x 3NO2 + H2O=2HNO3十NO ,在這當(dāng)中，存在看NO向N02轉(zhuǎn)化、NO2向HNO3轉(zhuǎn)化的同時又 生成NO的循環(huán)反應(yīng)。但總體來講，N0-HN03

17、, N的化合價升高是由于被。2氧化，因 此可寫出得 3 X 4e-I4NO+3O2+2 H2 0=4 HNO3I 一 一 .失4米3e在氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)必然相等。命題法3硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律和計算方法典例3 將9 g銅和鐵的混合物投入100 mL稀硝酸中，充分反應(yīng)后得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下 1.12 L NO,剩余4.8 g金屬;繼續(xù)加入100 mL等濃度的稀硝酸，金屬完全溶解，又得到 標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L NO。若向反應(yīng)后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不變紅，則下列說法 正確的是()A .原混合物中銅和鐵各0.075 molB .稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為0.5 mol-L-iC .第一次剩余4

18、.8 g金屬為銅和鐵D .再加入上述100 mL稀硝酸，又得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L NO解析第一次加稀硝酸時金屬有剩余，溶解的4.2 g金屬均被氧化為+ 2價，溶解的1.12 L14.2 g金屬的物質(zhì)的量為nx3xo = 0 075 mol ,金屬的摩爾質(zhì)量為C八兀 尸56 22.4 L-mol-120.075 molg-mol-i,因此為鐵；第二次加稀硝酸后金屬完全溶解，由題意可知FM+未被氧化，溶解 的4.8 g金屬被氧化為十2價，同理可知溶解的金屬的摩爾質(zhì)量為64 gmol -】，是銅，銅 的物質(zhì)的量為0.075 mol ,所以A項正確,C項錯誤;第一次加硝酸，生成的硝酸亞鐵的 物質(zhì)的

19、量為0.075 mol ,其中氮的物質(zhì)的量為0.15 mol ,由氮原子個數(shù)守恒知，硝酸的物 質(zhì)的量為0.15 mol + 0.05 mol=0.2 mol ,因此硝酸的物質(zhì)的量濃度為2 mol-L-1,所以B 項錯誤；若金屬完全溶解后再加100 mL稀硝酸，反應(yīng)為3Fe2+4H+NOj=3Fe3+ 十 NOT + 2H2O , HNO3®< , 0.075 mol Fe2 + 0.025 mol NO ,橋兄下的只為 0.56 L, 所以D項錯誤。答案AA【解題法】 反應(yīng)規(guī)律及計算方法總結(jié)(1)思維模型(2)反應(yīng)規(guī)律金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成H2o濃硝酸中,HN03一般被還原為

20、NO2 ；稀硝酸中，HNO3一般被還原為NOo鐵與稀硝酸反應(yīng)，先生成Fe(NO3)3，若Fe過量，F(xiàn)e(NO3)3再和Fe反應(yīng)生成Fe(NO3)2o銅與濃硝酸反應(yīng)，若銅過量,開始時還原產(chǎn)物為no2 ,隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硝酸變稀，還原產(chǎn)物為NO,最終得到NO2和NO的混合氣體。(3)計算中守恒思想的應(yīng)用原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時，TB分HNO3起酸的作用，以NOj的形式存在于溶液中；一部 分作為氧化劑，轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物。這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3 中氮原子的物質(zhì)的量。得失電子守恒法HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失 電子的物

21、質(zhì)的量。電荷守恒法HNO3過量時反應(yīng)后溶液中(不考慮0H-)則有：aNOg) = «H +)十代表金屬離子)。離子方程式計算法金屬與H2so4、HNO3的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中NOs在H2s04提供H +的條件 下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全 反應(yīng)的金屬或H+或NO,進(jìn)行相關(guān)計算，且溶液中要符合電荷守恒。命題法4磷及其化合物典例4次磷酸(H3PO2)是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品，具有較強(qiáng)還原性?；卮鹣铝袉栴}：(1)H3P。2是一元中強(qiáng)酸，寫出其電離方程式 oH3P02及NaH2P02均可將溶液中的Ag +還原為銀,從而可用于化學(xué)鍍銀。H3

22、P02中，P元素的化合價為 o利用H3P02進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4:1,則氧化 產(chǎn)物為(填化學(xué)式)。NaH2PCh為(填"正鹽"或"酸式鹽")，其溶液顯 (填”弱酸 性""中性"或"弱堿性")。H3P。2的工業(yè)制法是 將白磷R)與Ba(0H)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2Po2)2, 后者再與H2SO4反應(yīng)。寫出白磷與Ba(0H)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。解析(1)H3P02為一元中強(qiáng)酸，則其電離方程式為H3P02H +H2P02 0(2)在化合物中，各元素正、負(fù)化合價的

23、代數(shù)和為零，故H3P02中P元素化合價為十 1價。設(shè)氧化產(chǎn)物中P元素的化合價為+ x價，依題意并根據(jù)得失電子守恒有4x( + l) -0=卜+-(十1),解得*=5,故氧化產(chǎn)物為H3P04。因H3P02為一元酸，故NaH2P。2為正鹽；H3P。2為中強(qiáng)酸，故NaH2P02溶液呈弱堿性。(3)根據(jù)得失電子守恒及原子守恒，可寫出P4與Ba(0H)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：2P4 十 3Ba(OH)2 + 6H2O=3Ba(H2Po2)2 + 2PH3%答案(1)H3PO2 H2PO2 +H*(2) +1H3P04正鹽 弱堿性(3)2P4 + 3Ba(OH)2 + 6H2O=3Ba(H2Po2)2 +

24、 2PH3TA【解題法】解答信息題的幾點注意教材中沒有介紹磷單質(zhì)及磷的化合物，也沒有介紹其他氮族元素的單質(zhì)及其化合物，所 以考查磷單質(zhì)及磷的化合物(或其他氮族元素的單質(zhì)及其化合物)的試題一般是信息題，以信 息作載體，主要考查化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實驗和化學(xué)計算。即主要考查學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。 因此對于本題型值得注意的有以下幾個方面：Q)平時學(xué)習(xí)時，要注意加強(qiáng)化學(xué)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。(2)學(xué)習(xí)元素及其化合物知識時，要注意發(fā)揮元素周期筋口元素周期表的指導(dǎo)作用。(3)學(xué)習(xí)過程中，適當(dāng)拓展知識面。(4)認(rèn)識磷元素的三種含氧酸,分別是次磷酸(H3Po2)、亞磷酸(H3Po3)、磷酸(H3Po4)。 在次磷酸分子中，磷原子連兩個氫原子、一個羥基、一個雙鍵氧原子，羥基上的氫原子才能 電離，故次磷酸是一元酸;在亞磷酸分子中，磷原子連一個氫原子、兩個羥基、一個雙鍵氧 原子，故亞磷酸是二元酸；在磷酸分子中，磷原子連三個羥基、一個雙鍵氧原子，故磷酸是對點題必刷題1 .下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法不正確的是()A.氮元素均被氧化B.工業(yè)合成氨屬于人工固氮C.含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化D .碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)答案A解析 在雷電作用下N2與02反應(yīng)生成NO,氮元素