氮及其氮的化合物

氮及其氮的化合物I.課標要求通過實驗了解氮及其重要化合物的主要性質，認識其在生產中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。II.考綱要求了解氮氣及其重要含氮化合物的主要性質及應用了解某些含氮化合物對環(huán)境質量的影響能綜合應用氮及氮的化合物知識m,教材精講本考點知識結構氮的循環(huán)：NH3—N$一N|O—Np2一HNO3—NH4NO3—NH3=NH3?H2O=NH4+、OH-氮氧化物①各種價態(tài)氮氧化物：N（n2o）、n（no）、n（n2o3）、n（NO2、n2o4）、n（n2o_）,其中n2o3和N2O5分別是hno2和hno3的酸肝。氣態(tài)的氮氧化物幾乎都是劇毒性物質，在太陽輻射下還會與碳氫化物反應形成光化學煙霧。②NO和NO2J性質比較NO：一種無色氣體，難溶于水，不成鹽氧化物。常溫下，極易被氧化為NO2：2NO+O2=2NO2NO2:一種有刺激性氣味的紅棕色氣體，溶于水后與水反應：3NO2+H2O==2HNO3+NO③氮氧化物溶于水計算方法涉及的可能相關化學反應方程式分別為：3NO2+H2O=2HNO3+NO、

4NO+3O+2HO=4HNO、4NO+O+2HO=4HNO、NO+NO+O+HO=2HNO。2 2 3、 22 2 3、 2 22 3°NO與NO2混合氣體溶于水：反應最后得到的氣體是NO,其體積=V（NO）+1/3V(NO2)NO與O2的混合氣體溶于水:若V（NO）:V(O若V（NO）:V(O2)=4:3,則容器內無氣體剩余，水可充滿容器。若V（NO）:V(02)>4:3,則容器內剩余氣體為過量的NO。若V（NO）:V(02)<4:3,則容器內剩余氣體為過量的O2°NO2與O2的混合氣體溶于水:若V(NO2)若V(NO2):V(02)=4:1,則容器內無氣體剩余，水可充滿容器。若V(NO2):V(02)>4:1,則NO2過量，容器內剩余氣體為的NO,體積為過量的NO2的1/3°(NO2):(NO2):V(02)<4:1,則O2過量，容器內剩余氣體為過量的o2。no2、NO與02三種氣體溶于水:（NO2）:V（NO）:V（02）=1：1：1，則容器內無氣體剩余，水可充滿容器。若按1:1:1反應后，仍有某兩種或一種氣體多余可按前面思路進行判斷。5.硝酸的重要特性：強氧化性濃、稀硝酸在與活潑或不活潑金屬發(fā)生反應時，硝酸中N被還原，一般不產生氫氣。濃、稀硝酸與活潑金屬反應時，N被還原，所得產物可以是N（N02）、N（NO）、N（N20）、n（N2）或N（nh3），鑒于反應復雜，中學對活潑金屬與濃、稀硝酸的反應不做要求。濃、稀硝酸與金屬銅的反應：Cu+4HNO（濃）=Cu（NO°c+2NO」+2HO、3Cu+8HNO（?。?3Cu-（NO3）2+2NOT+4H20°以上反應中，硝酸表現(xiàn)出氧化性同時還表現(xiàn)出酸性。其他不活潑金屬類似于銅與濃、稀硝酸反應。注意：一定量的濃硝酸與足量的銅發(fā)生反應時，硝酸會由濃變稀，往往得到的是NO和N02的混合氣體。濃硝酸與碳的反應：C+4HN03（濃）4CO2T+NO2T+2H2O°硝酸只表現(xiàn)出氧化性。在濃硝酸中滴加幾滴石蕊試液、微熱，先變紅、后褪色，說明濃硝酸的酸性及氧化性。冷的濃硝酸在帶濕下使鐵、鋁等活潑金屬發(fā)生鈍化（在其表面因氧化生成一層致密的氧化膜）。常溫時，常把濃硝酸存放在鐵質、鋁質密閉容器里。但若加熱，則會劇烈反應。王水：濃硝酸與濃鹽酸的混合物，其體積比為1:3?？扇芙饨稹K、鈦等金屬。氨、液氨、氨水、銨之間的區(qū)別：氨：無色有刺激性氣味的氣體，比空氣輕。氨分子是一種呈三角錐形的極性分子，極易溶于水，易液化。液氨是氨氣液化的產物，仍然是氨分子，屬純凈物。 瓦氨水是氨氣的水溶液，是混合物：nh3+h2o—nh3?h2o—NH4++OH-。氨水中微粒有：NH3、h2o、nh3.h2o、nh4+、oh一、極少量的h+。氨水濃度越大，密度越小。銨（nh4+）是帶一個單位正電荷的離子，不能單獨存在，只能在銨鹽或氨水中與陰離子共存。凡是含nh4+的鹽叫銨鹽，銨鹽易溶于水。銨鹽不穩(wěn)定，加熱易分解。^Hi氨與銨可相互轉化奇叫 nh4+,nh4+與強堿反應放出nh3,NH4+的檢驗方法：檢驗固態(tài)銨鹽不必加熱，只需取少量晶體與石灰拌和有氨的特殊氣味即可；若是銨鹽溶液，為了使更多的nh3放出使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則必須加熱。銨鹽溶液與強堿溶液反應的離子方程式有三種寫法：a、濃溶液不加熱寫成：NH4++OH—=NH3+H2O;b、稀溶液不加熱寫成NH4++OH—=二NH3.H2O;c、不論濃、稀，只要加熱則寫成：nh4++oh-nh37+h2o。銨鹽與堿共熱都能產生氨氣：（NH）SO+NaO』NaSO+2NHf+2HO。實驗室iiii//x/^wljhijlj/—i—vu?\、4^24 24 3i 2J—、"~-—常用加熱銨鹽和堿的混合物制取氨氣，反應生成的氨氣用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗。光化學煙霧氮氧化物（NOx）和碳氫化合物（HC）在大氣環(huán)境中受到強烈的太陽紫外線照射后，發(fā)生復雜的化學反應，主要生成光化學氧化劑（主在是o3）及其他多種復雜的化合物，這是一種新的二次污染物，統(tǒng)稱為光化學煙霧。光化學煙霧主要發(fā)生在陽光強烈的夏、秋季節(jié)。w?典型例題例1(05上海).我國化學侯德榜(右圖)改革國外的純堿生產工藝，生產流程可簡要表示如下：上述生產純堿的方法稱，副產品的一種用途為。沉淀池中發(fā)生的化學反應方程式是。寫出上述流程中X物質的分子式。使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設計了(填上述流程中的編號)的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是。為檢驗產品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產品，通氨氣的作用有(a)增大NH4+的濃度，使NH4C1更多地析出(b)使NaHCO3更多地析出(c)使NaHCO3轉化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl純度【解析】命題意圖是借侯德榜制堿法考察氨和常見含碳化合物知識的運用，有一定的綜合性。解題的主要信息是題給生產流程圖，觀察流程圖可知沉淀池中加入了二氧化碳、氨、氯化鈉三種原料，聯(lián)系化學基礎知識就可寫成化學方程式?；卮鸬?4)問時，可由循環(huán)經濟聯(lián)想到原料利用率的提高。回答第(6)問時要注意審題,題中明確提出“冷卻析出副產品”，否則會誤認為析出的是碳酸氫鈉。答案為：(1)侯德榜制堿法或聯(lián)合制堿法，化肥或電解液或焊藥等(或其他合理答案)(2)NH+CO+HO+NaCl=NHCl+NaHCO；或NH+CO+HO=NHHCO322 4 3 322 4 3NH4HCO3+NaCl=NaHCO3；+NH4Cl(3)CO2(4)I過濾(5)稀硝酸和硝酸銀溶液(6)a、c【點評】聯(lián)系生產實際以考查化學基礎知識和解決問題能力，這是近幾年高考化學命題的一個趨勢。聯(lián)系生產實際問題往往綜合性很強，與化學實驗、元素化合物、化學基礎理論等相關，綜合考查多種能力，所以各部分知識不能留有死角。而以物質制備型的聯(lián)系生產實際問題的關鍵之處是要有扎實的元素化合物知識，在復習過程中尤其要重視這部分基礎知識的落實。例2（05全國理綜I）.已知A、B、C、D為氣體，E、F為固體，G是氯化鈣，它們之間的轉換關系如下圖所示：⑴D的化學式（分子式）是 ,E的化學式（分子式）是 ,⑵A和B反應生成C的化學方程式是 。⑶E和F反應生成D、H和G的化學方程式是 。、【解析】解決本題有兩個突破□信息：一是c、D兩氣體化合成固體E,二是E、F兩固體反應能生成D氣體、H和氯化鈣，聯(lián)想中學所學元素化合物知識（從本題有較多的氣體物質主要考慮非金屬元素族），很容易查找出E是NH4C1固體，然后利用順向思維和逆向思維，順藤摸瓜推出其余物質。答案為：26.⑴NH3NH4C1⑵）H2+C12些2HC1（3）Ca（OH）2+2NH4C1—CaC12+2NH3f+2耳O【點評】無機框圖題的最關鍵是要在或明或暗的信息中找到問題解決的突破口，然后再將突破□信息與所學過的各元素族知識進行有序的比照，其實比照的過程就是對所學知識的一個有序的檢索過程。例3.材料一：大氣的頭號殺手-NOxx當今世界汽車保有量已超過6億輛，每年向大氣層排放約2x108t有害氣體，其中主要是CO、NOx,占大氣污染總量的60%以上，是大氣的頭號殺手。NOx中；NO2的毒性最大，是一種毒性很強的腐蝕劑，空氣中的no2被吸入肺內會形成兩種酸,由于這兩種酸對呼吸器官有刺激作用，會引起肺水腫，若進入血液可引起組織缺氧。深圳市各大醫(yī)院的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，近幾年來呼吸系統(tǒng)疾病的患者人數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)增加的態(tài)勢，這與深圳市近幾年機動車輛的增速過快有關，機動車輛排放的尾氣（含碳氫化合物、CO、SO2和NO、NO2等）是致病的主要因素。材料二：NOx對臭氧層的破壞作用臭氧對人類和地球環(huán)境既有益又有害，這取決于它在大氣層中存在的位置。在地面附近的對流層中，臭氧和其它氧化劑一起，損害人類的健康，破壞花草樹木;而在10~15公里高度的平流層中，臭氧卻起著有益作用，它“過濾”有害的紫外線輻射，環(huán)繞地球形成一個“防護罩”。由于人類對紫外線十分敏感，過量的紫外線會致人死命，特別是引起人類的皮膚癌，因此臭氧層的存在是生態(tài)平衡的極為重要的一環(huán)。亦0卻會對臭氧層造成破壞，已知其對O3的破壞機理如下:o3+no=o2+no2，o3=O2+o,NO2+O=NO+O2請依據(jù)所學知識和以上材料回答:（1）汽車尾氣中NO的來源。（2）NO為什么會導致人體中毒？（3）寫出NO2在人體內發(fā)生反應的化學方程式，并分析NO2在該反應中所起的作用。（4）寫出循環(huán)反應“o3+no=o2+no2，O3=O2+O,no2+o=no+o2”的總方程式，并分析NO在破壞臭氧層的過程中所起的作用（5）汽車尾氣過多的排放可能引起的環(huán)境問題除破壞臭氧層外還有哪些？（6）在汽車尾氣排放管中安裝一個催化轉化器，可將尾氣中另一種有害氣體CO跟NO反應轉化為無毒氣體，寫出該反應的化學反應方程式。

有三位教授因發(fā)現(xiàn)NO在人體的血管系統(tǒng)內有傳送信息的功能而獲得1998年諾貝爾獎，由此說明我們應如何辨證地看待化學物質的作用？【解析】本題借環(huán)境保護問題考察同學們的自學能力和知識遷移能力。汽油在汽缸內燃爆形成高溫高壓使缸內的N2與O2發(fā)生反應：O2+N2=2NO;"NO能象CO一樣導致人體中毒”可說明NO的中毒機理；由NO2中N處在N的中間價，結合MO2被吸入肺內會形成兩種酸”的信息，不難理解兩種酸分別是n(HNO3)和n(HNO2)的酸，注意：要消除no2與水反應的思維定勢；從“o3+no=o2+no2,o3=o2+o,NO2+O=NO+O2”可獲得信息，NO開始參與了與03的反應，但最終又得以恢復，說明NO是臭氧層破壞的催化劑，并通過三個方程式加和得出臭氧層破壞的總方程式;透過“含碳氫化合物、CO、SO2和NO、NO2”信息，結合環(huán)保名詞常識，可推出還可能引起的環(huán)境問題是酸雨、光化學煙霧；通過CO、NO的化合價分析，可以猜測出“無毒氣體”的成分是N2和CO2;從NO既能給人們帶來好處，也對環(huán)境帶來危害，說明化學物質利弊兼有，要辨證看待。(1)(7)NO是空氣中的N2(1)(7)NO與人體血液中的血紅蛋白結合，而使人中毒。2NO2+H2O==HNO3+HNO2,NO2在反應中既是氧化劑，又是還原劑。2O3=3O2,NO作催化劑酸雨、光化學煙霧。2CO+2No===2CO2+N2“科學是把雙刃劍”，在充分利用化學物質為人類造福同時還要正視化學物質給人類帶來的危害【點評】此題利用信息給予的方式，較好地將環(huán)境問題與元素化學知識有機地

結合起來，既考察了學生的自學能力，也考察了學生分析問題和解決問題的能力，同時寓問題解決的過程中滲透了關心和愛護環(huán)境的思想教育。V.跟蹤訓練一、選擇題（下列各題均只有一個合理答案，請將合理答案的序號填在第首的答案欄內，填在其他地方無效）1、（05上海）據(jù)報道，科學家已成功合成了少量N4,有關N4的說法正確的是（）A、A、N4是N2的同素異形體B、N4是N2的同分異構體C、相同質量的N4和N2所含原子個數(shù)比為1:2 D、N4的摩爾質量是56g2、（05上海）已知三角錐形分子E和直線形分子G反應，生成兩種直線形分子L和M（組成E、G、L、M分子的元素原子序數(shù)均 .+-——「I」「一。小于10）如下圖，則下列判斷錯誤的是（）E-A、G是最活潑的非金屬單質B、L是極性分子C、E能使紫色石蕊試液變藍色 D、M化學性質活3.右圖裝置可用于加熱NaHCO3制CO2 8.用Cu與稀HNO3反應制C.加熱氯化銨和消石灰混合物，制取氨氣加熱氯酸鉀和少量二氧化錳，制取氧氣4.a表示膠頭滴管中的液體，b表示燒瓶中的氣體。不能形成噴泉實驗現(xiàn)象的a中液體和b中氣體的組合是（ ）A.a—NaOH溶液、b—HCl氣體B.a—NaOH溶液、b—CO2氣體C.a—HCl溶液、b—NH3氣體 D.a—水b—CO2氣體5、為了除去NO、NO2、N2O4對大氣的污染，常采用氫氧化鈉溶液進行吸收處理（反應方程式:3NO2+2NaOH一2NaNO3+NO+H2O;NO2+NO+2NaOH一2NaNO2）?，F(xiàn)有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4組成的混合氣體恰好被VL氫氧化鈉溶液吸收（無氣體剩余），則此氫氧化鈉溶液的物質的量濃度最小為（）A.a+b+cmoi/L B.2(a+b+c)mol/LC.a+b液吸收（無氣體剩余），則此氫氧化鈉溶液的物質的量濃度最小為（）A.a+b+cmoi/L B.2(a+b+c)mol/LC.a+b+2cmol/LD.b+2cmol/LV 3V V V二、選擇題（下列各題均有2個答案，請將合理答案的序號填在第II卷題首的答案欄內，填在其他地方無效）6、（05上海）碳跟濃硫酸共熱產生的氣體X和銅跟濃硝酸反應產生的氣體Y同時通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中（如圖裝置），下列有關說法正確的是（）A.洗氣瓶中產生的沉淀是碳酸鋇B.Z導管出來的氣體中無二氧化碳C、洗氣瓶中產生的沉淀是硫酸鋇 D、Z導管口有紅棕色氣體出現(xiàn)7.以下各種尾氣吸收裝置中，適合于吸收易溶性氣體，而且能防 止倒吸的是8.工業(yè)制取硝酸的尾氣含有NO2,NO,通常用NaOH吸收：NO+NO2+2NaOH=2NaNO+HO.2NO+2NaOH=NaNO+NaNO+HOoNO與NO體積比為2 2 2 2 3 2 2F列值時，不能被完全吸收的是（）A.1：11：33：19、將盛有12mLNO2和O2混合氣體的量筒倒立于水槽中,充分反應后，還剩余2mL無色氣體，則原混合氣體中O2的體積可能是（）A.1.2mL2.4mLA.1.2mL2.4mLC.3.6mLD.4mL某混合氣體中可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和H2O（氣）中的一種或幾種.當依次通過澄清石灰水（無現(xiàn)象），Ba（OH）2溶液（出現(xiàn)渾濁），濃H2SO4、灼熱的氧化銅（變紅）和無水CuSO4（變藍），則下列推斷中正確的是（）A、一定有CO2、HCl、H2B、一定無NH3 。、肯定有CO和水蒸氣D、可能有HCl和CO11、下列各組溶液中，用括號內的試劑及物質間相互反應不能鑒別的一組是A.Ba(OH)2KSCNK2SO4Mg(NO3)2(FeCl3溶液)B.NaNO3NaHCO3(NH4)2SO3Na2SiO3（H2SO4溶液）C.NH4BrK2CO3NaICaCl2（AgNO溶液）D.(NH4)3PO4NaBrCuSO4AlCl3（KOH溶液）疊氮酸鈉（NaN3）是抗禽流感藥物“達菲”合成過程中的中間活性物質，3molNaN3

受撞擊會生成4mol氮氣和一種離子化合物（Na3N）。下列有關敘述錯誤的是A、NaN3受撞擊時，NaN3既是氧化劑又是還原劑 B、Na3N中Na+半徑比N3-半徑大C、NaN3跟水反應時，有NH3生成 D、NaN3中，既存在離子鍵又存在非極性共價鍵13、 鐵粉和銅粉的均勻混合物，平均分成四等份，分別加入同濃度的稀硝酸，充分反應，在標準狀況下生成NO的體積和剩余金屬的質量如下表（設硝酸的還原產物只有NO）:編號①②③④稀硝酸體積/mL100200300400剩余金屬/g18.09.600NO體積/mL224044806720V下列計算結果正確的是A.硝酸的濃度為4mol/L B.①中溶解了5.6gFe C.②中溶解了9.6gCuD.④中V=8960三、本題包括2個小題我國化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻。他

利用NaHCO3、NaCl、NH4C1等物質溶解度的差異，以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料先制得NaHCO3，進而生產出純堿。下面是在實驗室中模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的裝置和實驗步驟：第一步：連接好裝置，檢驗氣密性，在儀器內裝入藥品。第二步：先讓一裝置發(fā)生反應，直到產生的氣體不能再在C中溶解時，再通入另一裝置中產生的氣體，片刻后，C中出現(xiàn)固體。繼續(xù)向C中通入兩種氣體，直到不再有固體產生。第三步：過濾C中所得的混合物，得到NaHCO3固體。第四步：向濾液中加入適量的NaCl粉末，又有晶體析出，......請回答下列問題：（1） 裝置的連接順序是：愆）接（—）一（—）接（—）；（圮接（）（2）A中常選用的固體反應物為；D中應選用的液體為；（3）B裝置中分液漏斗內所加試劑為；第二步中必須先讓裝置先發(fā)生反應。C中用球形干燥管而不用直導管，其作用是；（4） 第四步分離所得的晶體中含有多種成分，試證明其中含有NH4C1，簡要寫出操作過程和現(xiàn)象。某化學課外活動小組，設計了如圖所示的裝置來制取NO2并探究NO2的部分性質，實驗步驟如下：將注射器活硝酸，迅速關（1） 打開閥門K,拔出注射器活塞，加入一小片Cu片塞裝上并壓至底部，排出里面的空氣；將注射器活硝酸，迅速關（2） 將注射器尖嘴插入濃硝酸中，吸取10mL足量的濃閉活塞K,觀察到的現(xiàn)象是 ,反應的離子方程式（3）當反應完畢后，迅速打開閥門虬將反應液放入盛有NaOH溶液的燒杯中后關閉K;（4）為驗證NO2氣體與H2O的反應，將注射器尖導管插入水中，打開活塞K，然后吸取少量的水、關閉閥門 K后振蕩，觀察到的現(xiàn)象是 ，最后注射器內剩余的氣是，請寫出反應的離子方程式：。（5）為了驗證最后注射器中的氣體是NO,請設計一實驗方案加以驗證： 。四.本題包括2小題 卿a歌A面皿16、（06江蘇）稀薄燃燒是指汽油在較大空/燃比（空香 B：CO重\Kb\c：碳氫化合物氣與燃油氣的體積比）條件下的燃燒。隨著全球能源危機"X】—的加劇，稀薄燃燒技術的研究受到了人們的重視，但稀薄12131415161718空械比燃燒時，常用的汽車尾氣凈化裝置不能有效地將NOx轉化為N2。不同空/燃比時汽車尾氣中主要污染物的含量變化如右圖所示。⑴稀薄燃燒技術除能節(jié)約能源外，還具有的優(yōu)點是 （填一項）。排放到大氣中的NOx會導致酸雨、等環(huán)境問題（填一項）。⑵某?；瘜W研究性學習小組的同學在技術人員的指導下，按下列流程探究不同催化劑對NH3還原NO反應的催化性能：NO、