独家高考化学一轮讲练析精品学案第22讲 氮族元素.docx

1、独家高考化学一轮讲练析精品学案第22讲 氮族元素2011年高考化学一轮讲练析精品学案第22讲 氮族元素考点解读1.了解氮气及其重要含氮化合物的主要性质及应用2.了解某些含氮化合物对环境质量的影响3.能综合应用氮及氮的化合物知识知识体系1氨水显弱碱性的理解。 氨气溶于水形成氨水，氨水少部分电离出OH-、NH4+，所以氨水具有弱碱性。注意以下两点：(1)氨水遇Al3+、Fe3+、Mg2+分别可以生成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液开始出现沉淀AgOH，继续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液；（2）氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐，又根据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸

2、式盐。如：用氨水吸收少量二氧化硫的离子方程式 NH3.H2O+SO2=NH4+HSO3-是错误的。 2NO、O2被水吸收的分析。 NO、O2被水吸收实质上发生如下反应：2NO+O2=2NO2，3NO2+2H2O=2HNO3+NO。生成NO还可以继续氧化，生成NO2再溶于水，这是一个循环反应。如无任何气体剩余，最终产物应为HNO3，恰好反应的量的关系：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，实际反应中可以有NO或O2剩余，但不能两者兼有之。 3氮可以形成多种氧化物。NO2可以与水反应生成硝酸，但NO2不是硝酸的酸酐。掌握酸酐的判断方法。NO2与溴蒸气不能用湿润的KI淀粉试纸检验。 4NO3-在酸性

3、溶液中具有强氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-，将I-、Br-、S2-氧化为I2、Br2、S。5检验NH4+离子，可加入烧碱溶液后，必须加热，再用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，否则不一定有NH3放出。基础过关氮及其化合物1.本课时知识结构2.氮的循环:3.氮及其化合物的衍变关系：NH3 N2 NONO2HNO3NH4NO3NH3 NH3H2ONH4+、OH4.氮氧化物各种价态氮氧化物：（N2O）、（NO）、（N2O3）、（NO2、N2O4）、（N2O5），其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢

4、化物反应形成光化学烟雾。NO和NO2性质比较NO：一种无色气体，难溶于水，不成盐氧化物。常温下，极易被氧化为NO2：2NO+O2=2NO2NO2：一种有刺激性气味的红棕色气体,溶于水后与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO氮氧化物溶于水计算方法涉及的可能相关化学反应方程式分别为：3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3、NO2+NO+O2+H2O=2HNO3。NO与NO2混合气体溶于水：反应最后得到的气体是NO，其体积=V（NO）+1/3V（NO2）NO与O2的混合气体溶于水：若V（NO）V（O2）=43，则容器内无气

5、体剩余，水可充满容器。若V（NO）V（O2）43，则容器内剩余气体为过量的NO。若V（NO）V（O2）41，则NO2过量，容器内剩余气体为的NO，体积为过量的NO2的1/3。若V（NO2）V（O2）300）。答案：1）5.6；4.00；2）Ca5(PO4)3(OH)；3）297.5或342；4）348或464。解析：此题考查了元素化合物、化学计算知识。1）白磷燃烧生成五氧化二磷，白磷的相对分子质量为：128，则其6.20g的物质的量为：0.05mol，其完全燃烧消耗氧气0.25mol，标准状况下体积为5.6L；将这些白磷和水反应生成磷酸0.20mol，溶液体积为50mL，也就是0.05L，则磷

6、酸溶液的物质的量浓度为4.00mol/L；2）根据该水溶液中含有溶质的物质的量和氢氧化钙悬浊液中溶质的物质的量，根据质量守恒，可知该物质中含有5个钙离子和3个磷酸根离子，结合电荷守恒，必还含有1个氢氧根离子，写作：Ca5(PO4)3(OH)；3）根据题意x为整数，其可能为：PCl4Br、PCl3Br2、PCl2Br3、PClBr4四种，要是有三种不同结构的话，结合PCl5的结构，其可能为：PCl3Br2或PCl2Br3，则其相对分子质量可能为：297.5或342；4）根据题意和质量守恒定律，可求出化合物提供的Cl原子的物质的量为：0.1mol5+0.1mol1=0.6mol；由于磷腈化合物中只

7、含有三种元素，故必须将其中的氢原子全部除去；两物质提供的H原子的物质的量为：0.1mol4=0.4mol，则生成的氯化氢的物质的量为：0.1mol4=0.4mol；则磷腈化合物中含有的Cl原子为：0.2mol、P原子为：0.1mol、N原子为：0.1mol，则该化合物的最简式为：PNCl2；假设其分子式为(PNCl2)x，由其含有的碳原子总数小于20，则知：4x20，故x5；假设x=4，其分子式为： P4N4Cl8，相对分子质量为464；假设x=3，其分子式为： P3N3Cl6，相对分子质量为：348；假设x=2，其分子式为：P2N2Cl4，相对分子质量300 舍去。故其相对分子质量可能为：3

8、48或464。【例3】（2010安徽卷）低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：2NH2（g）NO（g）NH2（g）2H3（g）3H2O（g） H0在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是A.平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大B.平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为12时，反应达到平衡D.其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大答案：C解析：A选项，放热反应升温平衡常数减小，错误；增大一个反应物浓度另一反应物转化率增大，B错；使用催化剂平衡不移动，D错。【例4】（2010

9、重庆卷）（15分）某兴趣小组用题27图装置探究氨的催化氧化（1）氨催化氧化的化学方程式为_（2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是_反应（填“吸热”或“放热”）（3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是_（4）为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置_（填装置代号）；化合物X为_（只写一种），Na2O2的作用是_答案（15分）（1）4NH3+5O24NO+6H2O（2）放热（3）浓H2SO4；生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应

10、生成了 (4)I; 与HCL反应生成氧气（合理答案均给分）【解析】本题考查氨的催化氧化。（1）和氧化生成。（2）该反应为放热，故不加热后仍能保持红热状态。（3）产物中有和，会被氧化生成，在于空气中的水蒸气反应生成,而与会产生白烟。（4）装置5与1均产生科产生。加热分解可得和HCL,而HCL与可生成。【例5】（2010浙江卷，25）（14分）洗车安全气囊是德国安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性

11、试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。请回答下列问题：（1）甲的化学式为 ，丙的电子式为 。（2）若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为 。（3）单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为 ，安全气囊中红棕色粉末的作用是 。（4）以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 。A. KCl B. KNO3 C. Na

12、2S D. CuO（5）设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分（不考虑结晶水合物） 。试题解析：本题知识载体很新鲜，很生活，很化学。简答式的题目首先要进行分析，确定设计的物质及反应才能完成各小题的内容。题目关键词：粉末分解释放氮气，粉末仅含Na、Fe、N、O，水溶性试验部分溶解，可溶部分为化合物甲，不溶物红棕色可溶于盐酸。13.0g甲完全分解为N2和单质乙，N26.72L，单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。解题分析：1、粉末由两种物质混合而成。2、红棕色物质可能为Fe2O3Fe(OH)3等,根

13、据题意只能是Fe2O3。3、甲只有两种元素，且含N，必含Na。3、计算：N(6.72/22.4)*2*14=8.4g，则Na的物质的量为：（13-8.4）/23=0.2mol，N与Na的物质的量之比为：0.6:0.2=3:1，则化合物甲为Na3N。4、在高温下Na与Fe2O3反应的产物为Na2O2和Fe。答案：（1）Na3N，(2)2N2O2+4CO2+2H2O=4NaHCO3+O2(3)6Na+2Fe2O3=3Na2O2+4Fe ,红色粉末的作用是充当氧化剂，除去氮化钠分解产生的金属钠（金属钠溶于水产生大量的热和碱性有害物质），提供大量的热量用于氮化钠的迅速分解。（4）从氧化性角度分析KNO

14、3、CuO均可，但KNO3本身受热分解，产生氧气与氮气反应。故选择D. CuO。（5）实验目的：检验Na2O2在空气中与水或二氧化碳反应的产物，即检验NaOH和Na2CO3或NaHCO3。实验设计一：实验原理：定量分析法。步骤：1、称量混合固体的质量。2、将混合物加热，并将气体通入澄清石灰水，无气体则无NaHCO3，石灰水变浑浊则有NaHCO3无NaOH，称量石灰水质量变化量mg。3、加入过量盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，称量石灰水质量增加量ng。4、通过m与n的计算获得最终结果。实验设计二：实验原理：测定盐酸用量与产生二氧化碳的量的关系确定混合物成分。1、不产生二氧化碳则混合物只有NaO

15、H。2、开始产生二氧化碳前，与开始产生二氧化碳直到最大量消耗的盐酸的体积比为1:1则只有Na2CO3。大于1:1则为NaOH与Na2CO3的混合物。小于1:1则为Na2CO3和NaHCO3的混合物。即比较图中a,b的大小。 教与学提示： 题型的难点1是通过定性和定量两种方式确定物质的化学成分，其中Na3N又是学生很不熟悉的。难点2是氧化还原方程式的书写与配平，及氧化还原原理的应用。难点3是实验设计，通过定量来定性。但，题目设计与问题设计都在平时的练习与讨论中必然会涉及。比如实验设计部分，在省市多次统考中均有有关碳酸盐与酸反应定量问题出现过，或反复练习过。但，在简答的环境中也还是有难度的。解题中

16、要动用到平时知识的积累，决定成败还是在平时。【例6】（2009广东化学15）取五等份NO2 ，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)，H0 反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分量（NO2%），并作出其随反应温度（T）变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是 ( )答案 BD解析 在恒容状态下，在五个相同的容器中同时通入等量的NO2，反应相同时间。那么则有两种可能，一是已达到平衡状态，二是还没有达到平衡状态，仍然在向正反应移动。若5个容器在反应相同时间下，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度越高，平衡向逆反应方向移动，NO2的百分

17、含量随温度升高而升高，所以B正确。若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的NO2转化得快，导致NO2的百分含量少的情况，在D图中转折点为平衡状态，转折点左则为未平衡状态，右则为平衡状态，D正确。【例7】（2009北京卷27） 某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的，按下图装置进行试验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将氧化成，而稀硝酸不能氧化。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与反应，能与反应 （1） 实验应避免有害气体排放到空气中，装置、中乘放的药品依

18、次是 （2） 滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后 （3） 装置中发生反应的化学方程式是 （4） 装置的作用是 ，发生反应的化学方程式是 （5） 该小组得出的结论依据的试验现象是 （6） 试验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）a. 加热该绿色溶液，观察颜色变化b. 加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c. 向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d. 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气

19、体，观察颜色变化答案 （1）3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O（4）将NO2转化为NO 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO（5）装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色（6）a c d【例8】（2008全国，11）已知：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)；H =-1 025 KJ/mol，该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是 （ ）答案 C解

20、析 由于该反应为放热反应，升高温度平衡左移，NO的含量降低，因此A正确、C错；又由于该反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡左移，因此压强越大，NO的含量越低，故B正确；而催化剂只能提高反应速率，不会引起平衡的移动，因此D正确。氮族元素单元测试一、选择题（下列各题均只有一个合理答案，请将合理答案的序号填在第卷题首的答案栏内，填在其他地方无效）1、据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是（ ）A、N4是N2的同素异形体 B、N4是N2的同分异构体C、相同质量的N4和N2所含原子个数比为1:2 D、N4的摩尔质量是56g2、已知三角锥形分子E和直线形分子G反应，生成两种直线形分子

21、L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)如下图，则下列判断错误的是（ ） A、G是最活泼的非金属单质 B、L是极性分子C、E能使紫色石蕊试液变蓝色 D、M化学性质活泼3右图装置可用于 A加热NaHCO3制CO2 B用Cu与稀HNO3反应制NO C加热氯化铵和消石灰混合物，制取氨气D加热氯酸钾和少量二氧化锰，制取氧气 4a表示胶头滴管中的液体，b表示烧瓶中的气体。 不能形成喷泉实验现象的a中液体和b中气体的组合是（ ）AaNaOH溶液、bHCl气体 BaNaOH溶液、bCO2气体CaHCl溶液、bNH3气体 Da水 bCO2气体5、为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采

22、用氢氧化钠溶液进行吸收处理（反应方程式：3NO2 + 2NaOH2NaNO3 + NO + H2O；NO2 + NO + 2NaOH2NaNO2）。现有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体恰好被V L氢氧化钠溶液吸收（无气体剩余），则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为（ ） A. mol/L B. mol/L C. mol/L D.mol/L 二、选择题（下列各题均有2个答案，请将合理答案的序号填在第卷题首的答案栏内，填在其他地方无效）6、碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图装置），下列有关说法正

23、确的是（ ）A洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡BZ导管出来的气体中无二氧化碳来源:学+科+网Z+X+X+KC、洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D、Z导管口有红棕色气体出现7以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是 （ ）8工业制取硝酸的尾气含有NO2，NO，通常用NaOH吸收：NONO22NaOH2NaNO2H2O、2NO22NaOHNaNO2NaNO3H2O。NO2与NO体积比为下列值时，不能被完全吸收的是() A11 B13 C31 D129、将盛有12mLNO2和O2混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积可能是（） A1.2mL B2.4mL C3.6mL D4mL10某混合气体中可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和H2O(气)中的一种或几种.当依次通过澄清石灰水(无现象)，Ba(OH)2溶液(出现浑浊)，浓H2SO4、灼热的氧化铜(变红