氮及其化合物的性質(zhì)

第三節(jié)氮及其化合物第三章非金屬及其化合物考綱·網(wǎng)絡—掌控全局考綱點擊網(wǎng)絡構建1.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應用。2.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。梳理·判斷—突破點面梳理基礎一、氮氣及氮的氧化物1．存在及用途。N2在大氣中的體積分數(shù)約為________；主要用作合成氨的原料氣，以及填充氣和保護氣，液態(tài)氮可做________等。2．氮的固定。(1)定義：將空氣中________的氮轉(zhuǎn)化為____________的方法。78%冷凍劑游離態(tài)含氮化合物3．氮氣。(1)物理性質(zhì)。________色、________味、________體；密度比空氣________，________水。(2)化學性質(zhì)。自然高能人工仿生無無氣略小不溶于4．氮的常見氧化物。NONO2顏色______色______色毒性______毒______毒溶解性______溶于水______溶于水與O2反應____________與H2O反應____________N2＋3H22NH3高溫、高壓催化劑無紅棕有有不易2NO＋O22NO23NO2＋H2O2HNO3＋NONONO2與人體、環(huán)境的關系①與__________結合，使人中毒；②轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學煙霧形成________、________特殊性NO2與N2O4的相互轉(zhuǎn)化血紅蛋白酸雨光化學煙霧二、氨及銨鹽1．氨氣。(1)物理性質(zhì)。____色，________氣味，密度比空氣____，常溫常壓下，1體積水中溶解________體積氨。(2)化學性質(zhì)。無有刺激性小700(3)制法。①實驗室制法：________________________________________________________________________。②工業(yè)制法：

_________________________________。NH3＋H2ONH3·H2O產(chǎn)生大量白煙NH3＋HClNH4ClN2＋3H22NH3高溫、高壓催化劑(4)用途：制HNO3、銨鹽、純堿、尿素、制冷劑等。2．銨鹽。(1)構成：由__________和__________構成。(2)物理性質(zhì)：都是白色或無色晶體，都______溶于水。(3)化學性質(zhì)。①不穩(wěn)定性。寫出NH4Cl、NH4HCO3受熱分解的化學方程式：_______________________________________________；_____________________________________________。②與強堿反應。寫出NH4Cl與NaOH反應并微熱攪拌的離子方程式：__________________________________________。銨根離子酸根離子易三、硝酸1．物理性質(zhì)。氣味顏色揮發(fā)性溶解性____________色久置呈____色易______與水______2.化學性質(zhì)。(1)強酸性：具有酸的通性。(2)不穩(wěn)定性：_________________________________。變藍刺激性無黃揮發(fā)互溶(3)強氧化性。(ⅰ)與金屬反應。A．與除Au、Pt外大部分金屬反應(如Cu)：__________________________________________________________________________________________________。B．常溫下濃HNO3使Fe、Al________。(ⅱ)與非金屬(如木炭)反應：____________________________________________________________________________________________________。A.Cu＋4HNO3(濃)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O鈍化判斷正誤正確的打“√”，錯誤的打“×”。1．(2011·安徽高考)過量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反應后，滴入KSCN溶液，溶液呈紅色，稀HNO3將Fe氧化為Fe3＋(

)2．(2011·安徽高考)用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上，試紙變藍色，故濃氨水呈堿性(

)3．(2011·四川高考)向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀H2SO4，在管口觀察到紅棕色氣體，HNO3分解生成了NO2(

)×√×4．(2011·山東高考)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在(

)5．將NH3通入熱的CuSO4溶液中能使Cu2＋還原成Cu(

)6．鐵溶于稀硝酸，溶液變黃，是因為發(fā)生反應：3Fe＋8H＋＋2NO3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(

)7．(2012·天津武清一模)氮的固定不一定都要在高溫、高壓、催化劑的條件下才能實現(xiàn)(

)8．(2012·山東高考)Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(

)×××√×9．(2012·天津高考)NO2溶于水時發(fā)生氧化還原反應(

)10．(2012·汕頭二模)常溫下，向NH4Cl溶液中加入氨水至溶液的pH＝7，此時溶液中c(NH)>c(Cl—)(

)11．(2012·湛江一模)氨氣是工業(yè)制取硝酸的重要原料(

)√×√【例1】將一干燥試管中充滿等體積NO2和NO后倒置在水槽中，反應完畢，試管中液面上升的高度是多少？實驗·操作—提高素養(yǎng)實驗課題：氨氣的實驗室制法1．實驗目的。實驗室制備氨氣。2．實驗原理。(1)氨氣易溶于水，NH3·H2O為弱堿，且氨氣與H2O反應為可逆反應，要設計在無水環(huán)境中加熱使銨鹽與強堿反應制取氨氣。(2)設法減少濃氨水中水的量，并且使氨水的溫度升高可釋放出NH3，如向濃氨水中加入CaO或堿石灰等。3．探究活動。(1)按如下圖所示裝置連接好儀器，并檢驗裝置的氣密性。(2)按圖裝好藥品，點燃酒精燈，加熱試管，發(fā)生反應，反應的化學方程式為：Ca(OH)2＋2NH4Cl

2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。(3)用向下排空氣法收集氨氣。(4)驗滿方法：可將濕潤的紅色石蕊試紙放在收集氨氣的試管口，檢驗氨氣是否已集滿；或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒置于試管口，若有白煙產(chǎn)生，說明已收集滿。4．操作提示。(1)固＋固

氣體時，試管口應略向下傾斜。(2)消石灰和NH4Cl要在研缽中研細并混合均勻且均勻地撒在試管底部。(3)用酒精燈給試管均勻預熱后，用外焰給試管中有藥品處從前向后加熱。(4)收集氣體時，一般在試管口塞一團棉花，可減小NH3與空氣的對流速度，以便收集到純凈的NH3，同時也可避免污染空氣?！纠?】已知氨可以與灼熱的氧化銅反應得到氮氣和金屬銅，用如下示意圖中的裝置可以實現(xiàn)該反應?；卮鹣铝袉栴}：(1)A中加入的物質(zhì)是________________，發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________________________________________。(2)B中加入的物質(zhì)是________，其作用是________________________________________________。(3)實驗時在C中觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________，發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________________________________________。(4)實驗時在D中觀察到的現(xiàn)象是____________，D中收集到的物質(zhì)是________，檢驗該物質(zhì)的方法和現(xiàn)象是____________________________________________。解析：由實驗目的“氨可以與灼熱的氧化銅反應得到氮氣和金屬銅”并結合題干裝置圖可知，A裝置提供NH3，且是固、固加熱制備氣體，則A中應加入固體NH4Cl和Ca(OH)2，發(fā)生反應：2NH4Cl＋Ca(OH)2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。B裝置是干燥裝置，除去NH3中的水蒸氣，應加入堿石灰或CaO等堿性固體干燥劑。C裝置中發(fā)生反應：2NH3＋3CuO

N2＋3H2O＋3Cu，則C中黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色。反應生成的N2及水蒸氣和未反應的NH3均會從C裝置中進入D試管中，則D中收集到的是氨水，因為水蒸氣在冰水中轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，氨氣極易溶于水。E裝置是氣體收集裝置，收集到的是N2。答案：(1)固體NH4Cl和Ca(OH)2

2NH4Cl＋Ca(OH)2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(其他合理答案也可以)(2)堿石灰(或CaO)除去NH3氣流中的水蒸氣(3)黑色粉末部分逐漸變?yōu)榧t色2NH3＋3CuO

N2＋3H2O＋3Cu(4)出現(xiàn)無色液體氨水用玻璃棒蘸取無色液體，滴在紅色石蕊試紙上，試紙變藍(或取少量無色液體，加入無水硫酸銅，無水硫酸銅變藍)3．(2011·重慶高考)固態(tài)化合物A由兩種短周期元素組成，可與水發(fā)生復分解反應。甲組同學用下圖裝置(夾持裝置略)對其進行探究實驗。(1)儀器B的名稱是________。(2)實驗中，Ⅱ中的試紙變藍，Ⅳ中黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色并有M生成，則Ⅲ中的試劑為________；Ⅳ中發(fā)生反應的化學方程式為______________；Ⅴ中的試劑為________。(3)乙組同學進行同樣實驗，但裝置連接順序為Ⅰ－Ⅲ－Ⅳ－Ⅱ－Ⅴ－Ⅵ，此時Ⅱ中現(xiàn)象為________，原因是_________________________________________________________。(4)經(jīng)上述反應，2.5g化合物A理論上可得0.56L(標準狀況)M，則A的化學式為________。解析：(2)化合物A與水反應生成氨氣，氨氣經(jīng)堿石灰干燥，與CuO反應生成紅色的Cu，根據(jù)化合價守恒可知Cu的化合價降低，NH3中的N的化合價升高生成氣體M(氮氣)。(4)經(jīng)濃硫酸吸收未反應的NH3，收集的氮氣的物質(zhì)的量為n(N2)＝＝0.025mol，所以A中含n(N)＝0.05mol，設A的化學式為Q3N或QN時其式量均為50，Q的相對原子質(zhì)量分別為12或36，無意義；設A的化學式為Q3N2，其相對分子質(zhì)量為100，Q的相對原子質(zhì)量為24，所以A為Mg3N2。答案：(1)分液漏斗(2)堿石灰3CuO＋2NH3

3Cu＋N2＋3H2O濃硫酸(3)試紙變藍CuO與氨氣反應生成的水和未反應的氨氣反應生成氨水，使紅色石蕊試紙變藍(4)Mg3N2鞏固·演練—基礎達標1．(2012·茂名二模)下列是某同學學習氨和銨鹽的性質(zhì)總結，相關實驗操作正確且能達到目的的是(

)A．測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH，比較氨水和NaOH堿性強弱B．將NH3·H2O溶液緩慢滴入AlCl3溶液中，研究Al2O3的兩性C．將蘸有濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近，觀察產(chǎn)生的白煙D．加熱除去NH4Cl中的少量NaHCO3解析：NH3·H2O是弱堿，不能完全電離，NaOH是強堿，完全電離，在同濃度時，NaOH堿性比氨水強，A方法可行。將NH3·H2O溶液緩慢滴入AlCl3溶液中，只能生成Al(OH)3沉淀，B不可行。濃硫酸沒有揮發(fā)性，將蘸有濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近，不會產(chǎn)生白煙，C不可行；NH4Cl與NaHCO3均易分解，不能通過加熱分離，D不可行。答案：A2．相同狀況下，在容積相同的三個燒瓶內(nèi)，分別充滿干燥的NH3、HCl、NO2氣體，然后分別做噴泉實驗，若不考慮溶質(zhì)擴散到燒瓶外的容器中，實驗結束后，燒瓶內(nèi)3種溶液的物質(zhì)的量濃度之比為(

)A．3:3:2

B．1:1:1C．2:2:3D．無法比較2題變式2－1.(2011·江蘇模擬)現(xiàn)有等體積混合而成的4組氣體：①NO2＋NO、②NO2＋O2、③HCl＋N2、④Cl2＋SO2?，F(xiàn)將其分別通入體積相同的試管中并立即倒立在足量水中，試管內(nèi)水面上升的高度分別為h1、h2、h3、h4，則高度關系是(

)A．h4>h2>h3>h1B．h4>h3>h2>h1C．h2>h3>h1>h4D．h3>h2>h1>h4解析：氣體通入試管中的有關反應為：3NO2＋H2O2HNO3＋NO,4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，Cl2＋SO2＋2H2O2HCl＋H2SO4，HCl極易溶于水，設各取每種氣體4體積，則剩余氣體①中為體積的NO，②中為3體積的O2，③中為4體積的N2，④中Cl2與SO2、H2O恰好完全反應，生成H2SO4和HCl，則剩余氣體為0體積，所以試管內(nèi)水面上升的高度為h4>h2>h3>h1。答案：A2－2.(2011·福建長樂僑中、福清二中聯(lián)考)如右下圖所示，錐形瓶內(nèi)盛有氣體X，滴管內(nèi)盛有液體Y。若擠壓滴管膠頭，使液體Y滴入瓶中，振蕩，過一會可見小氣球a鼓起。氣體X和液體Y不可能是(

)A．X是NH3，Y是水B．X是SO2，Y是NaOH濃溶液C．X是CO2，Y是稀硫酸D．X是HCl，Y是NaNO3稀溶液解析：氣球鼓起，說明錐形瓶內(nèi)的壓強減小，所以只要氣體溶于液體或與液體反應使壓強減小即可。A、D中NH3、HCl極易溶于水，B中SO2與NaOH反應。答案：C2－3.利用下圖兩套裝置進行噴泉實驗，請回答下列問題：(1)用圖1所示裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是_________________________，該實驗的原理是____________________________________。(2)如果僅提供圖2所示的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法______________________________________________。解析：噴泉形成的根本原因在于燒瓶內(nèi)外有較大的氣壓差，對于裝置1來說，只需將滴管內(nèi)的水擠入燒瓶內(nèi)，氨氣極易溶于水，燒瓶內(nèi)氣壓瞬時降低而形成內(nèi)外氣壓差。對于裝置2來說，沒有滴管引發(fā)噴泉，可通過降溫或升溫改變燒瓶內(nèi)壓強，引發(fā)噴泉。答案：(1)打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水氨極易溶解于水，致使燒瓶內(nèi)氣體壓強迅速減小(2)打開止水夾，用手或熱毛巾等將燒瓶捂熱，氨氣受熱氣體膨脹，趕出玻璃導管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即產(chǎn)生噴泉4．下列對硝酸的認識不正確的是(

)A．濃硝酸和稀硝酸都具有氧化性B．銅和稀硝酸的反應屬于置換反應C．金屬與硝酸反應一般不產(chǎn)生氫氣D．常溫下可用鋁或鐵制品盛裝濃硝酸解析：硝酸是強氧化性酸，且濃硝酸的氧化性強于稀硝酸，A正確。由銅與濃、稀硝酸反應的方程式知，均不屬于置換反應，B錯誤。因為硝酸是強氧化