氮及其化合物Word文档下载推荐.docx
《氮及其化合物Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氮及其化合物Word文档下载推荐.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
（2）形成光化学烟雾氮氧化物（NOx）和碳氢化合物在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，主要生成光化学氧化剂（主在是O3）及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二次污染物，统称为光化学烟雾。
光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。
（3）破坏臭氧层。
二、氨和铵盐
1．氨气（NH3）：
（1）分子结构：
由键形成的形的分子，N原子有一孤对电子，结构式为，电子式为，N为价。
（2）物理性质：
色、气味的气体，密度比空气，溶于水，常温常压下
1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）。
（3）化学性质：
①与水反应：
氨水呈碱性，原理：
NH3+H2O
氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变的气体，常用此性质检验氨气。
氨水是氨气的水溶液，是混合物：
NH3·
H2O
NH4++OH-。
氨水中微粒有：
NH3、H2O、NH3·
H2O、NH4+、OH—、极少量的H+。
氨水浓度越大，密度越小。
②与酸反应与挥发性酸（如盐酸、硝酸）的反应：
NH3+HCl=现象：
与硫酸反应：
NH3+H2SO4=③与盐反应：
向AlCl3滴加氨水的离子方程式为：
④NH3中的N呈—3价，所以NH3具有性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物质氧化。
a.NH3+O2
（工业制硝酸的基础）b.NH3+CuO
c.Cl2+NH3=d.NH3+NO=
⑷、实验室制法
Ⅰ、⑴装置图（如右图）：
⑵反应原理：
NH4Cl+Ca（OH）2
⑶装置类型：
固体+固体
气体（与KClO3或KMnO4制O2相同）
⑷收集：
向下排空气法。
⑸干燥：
用碱石灰（NaOH和CaO固体的混合物）⑹检验：
①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝色，说明氨已收集满了；
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生，说明收集满了。
⑺尾气处理
①在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花团吸收多余的氨气。
②用水或稀硫酸吸收多余的氨气（注意防倒吸，如图）
Ⅱ、两种简易方法⑴加热浓氨水法①反应原理：
H
2O
NH3↑+H2O②装置：
如右图
（1）
⑵浓氨水中加固态碱性物质浓氨水中存在平衡：
H2O
NH4++OH-
加入碱性物质（如：
NaOH、CaO、碱石灰等），使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·
H2O的分解。
【提醒】：
①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。
因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；
而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。
②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：
a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；
b、在高温下能腐蚀大试管。
③因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。
④制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·
NH3↑+H2O原理制备。
也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：
烧碱溶于水为放热反应，促进NH3·
H2O的分解，增大c（OH）使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。
△
2．铵盐⑴物理性质：
白色晶体，易溶于水⑵化学性质：
①受热分解NH4HCO3＝
NH4Cl＝②与碱反应Ca（OH）2+NH4Cl＝
铵盐与碱液反应的离子方程式：
NH4++OH-＝（可用于氨气的制取和铵根离子的检验）
（3）NH4+的检验：
取少量样品，与碱混合于试管中，加热。
将的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变色，说明样品中含有NH4+；
也可以将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有产生，说明样品中含有NH4+。
三、硝酸
1、物理性质：
色、易挥发（在空气中遇水蒸气呈白雾状），有气味的体。
2、化学性质：
⑴强酸性：
浓硝酸使紫色石蕊试液先变红色后褪色。
⑵不稳定性：
______________________________由于浓硝酸溶有分解出的气体，所以浓硝酸一般为色，其保存方法是：
色瓶置于冷暗处。
⑶强氧化性：
①能与Au、Pt以外的所有金属反应，如Cu与浓、稀硝酸的反应方程式：
Cu+HNO3（浓）=、Cu+HNO3（稀）=
注意：
有些金属（如、等）在冷的浓硝酸中发生钝化。
故可以用于运输冷的浓硝酸。
王水：
浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为1:
3。
可溶解金、铂、钛等金属
②与非金属的反应：
碳与浓硝酸反应的化学方程式：
C+HNO3
③与某些还原性物质反应（如FeO）：
FeO+HNO3（稀）=
3、NO3
离子的检验：
晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu共热时，若产生红棕色气体则含NO3
；
若为稀溶液则先浓缩。
要点透析
一、氨气的实验室制法
例1某课外小组在实验室制备氨气，并进行有关氨气的性质探究。
（1）该小组同学加热生石灰与氯化氨的混合物制取干燥的氨
气。
①应该选用的仪器及装置有________（填字母）。
②生石灰与氯化铵反应生成氨气的化学方程式为____________。
（2）该小组同学设计如图所示装置探究氨气的还原性。
①氨催化氧化的化学方程式为：
_____________________________________________。
②若实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为________________。
（3）该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。
①甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；
乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。
请选择合适的方案并说明原因。
②写出检验产物中有NH
的方法。
例2（05上海）.我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是。
（3）写出上述流程中X物质的分子式。
（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。
从沉淀池中取出沉淀的操作是。
（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加
（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有。
（a）增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出（b）使NaHCO3更多地析出
（c）使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
二、金属与硝酸反应计算题的思维模型
1.思维模型
2.计算中的守恒思想的应用
（1）原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3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HNO3中氮原子的物质的量。
（2）得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
（3）电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH－）则有：
c（NO
）＝c（H＋）＋nc（Mn＋）（Mn＋代表金属离子）。
（4）离子方程式计算法：
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO
在H2SO4提供
H＋的条件下能继续与金属反应，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
进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
例3足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。
若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积
是（）
A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL
班级姓名
感悟高考真题
1.（2010·
山东卷）下列推断正确的是（）
A．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相
同
C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色
2.（2010·
上海卷）下列实验过程中，始终无明显现象的是
A．NO2通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中
C．NH3通入AlCl3溶液中D．SO2通入已酸化的Ba（NO3）2溶液中
3.（09·
全国卷Ⅱ）物质的量之比为2：
5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应后锌没有剩余，则被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是（）
A.1：
4B.1：
5C.2：
3D.2：
5
4.（09·
广东）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），ΔH＜0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。
下中，可能与实验结果相符的是（）
5.（09·
宁夏卷）将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为（
）
A．NO2B.N2O2C.N2OD.N2O4
6.（2011·
山东高考28）研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
⑴NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为。
利用反应6NO2＋8NH3
7N5＋12H2O也可处理NO2，当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标况下是L。
⑵已知：
2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）ΔH=-196.6kJ·
mol-1
2NO（g）+O2（g）
2NO2（g）ΔH=-113.0kJ·
mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）
SO3（g）+NO（g）的ΔH=kJ·
mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:
2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是。
a．体系压强保持不变b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变d．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:
6，则平衡常数K＝。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）。
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
该反应ΔH0（填“>
”或“<
”）。
实际生产条件控制在250℃、1.3×
104kPa左右，选择此压强的理由是。
7.（09·
全国卷Ⅰ）已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。
Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。
回答下列问题：
（1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。
W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是；
（2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是；
（3）R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式是；
（4）这5个元素的氢化物分子中，①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化，其原因是；
②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是；
（5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：
W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W（QH2）4和HCL气体；
W（QH2）4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。
上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是、
。
8.（09·
四川·
27）已知A-O分别代表一种物质，它们之间的转化关系如下图所示（反应条件略去）。
A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。
B与冷水缓慢反应，与沸水迅速反应，放出氢气。
D是一种离子化合物，其阴阳离子的个数比为2：
3，且能与水反就应得到两种碱。
C为淡黄色固体化合物，O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。
请回答下列问题：
⑴组成B单质的元素位于周期表中_______________。
化合物C的电子式为_________________________。
⑵J的沸点比硒化氢（H2Se）的沸点高，其原因是_________________。
⑶写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式：
_______________。
⑷写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式：
_____________________。
⑸上图中，在同一反应里一种物质作氧化剂，又作还原剂，这样的反应共有_______个。
考点模拟演练
1.将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为
（
）
A．NO2
B．N2O2
C．N2O
D．N2O4
2.NO2是导致光化学烟雾的“罪魁祸首”之一。
NO2可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下用氨气（NH3）与其反应使之转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是：
2NO2+2NaOH=M+NaNO3+H2O，8NH3+6NO2=7X+12H2O。
则M和X代表的物质的化学式是（）
A．NaNO2、N2B．HNO2、N2C．NO、HNO3D．Na3NO4、NO
3.在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。
下列说法错误的是（）
A．NO2是该过程的中间产物
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C．汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO
D．催化转化总反应为：
2NO+O2+4CO
4CO2+N2
4.在某100mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.1mol/L,向该混合液中加入1.92g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子物质的量浓度是
A.0.15mol/LB.0.225mol/LC.0.30mol/LD.0.45mol/L
5.（2011·
深圳模拟）下列实验装置中能达到实验目的的是（）
北京四中模拟）常温下，将等质量的铜片、银片铁片、铝片分别置于四个小烧杯中，然后分别加足量的浓硝酸，放出NO2气体最多的是（）
A.铜片B.银片C.铁片D.铝片
7．（2011·
湖州一模）将51.2gCu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物（含NO、N2O4、NO2）的混合物共0.9mol，这些气体恰好能被500mL2mol/LNaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，其中NaNO3的物质的量为（ ）
A．0.2mol B．0.4molC．0.8molD．0.9mol
8.有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的浓度为2mol·
L－1，含硝酸的浓度为1mol·
L－1，现向其中加入0.96g铜粉，充分反应后（假设只生成NO气体），最多可收集到标准状况下的气体的体积为（ ）
A．89.6mLB．112mLC．168mLD．224mL
9．（2011·
惠州月考）实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。
现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。
在反应结束后的溶液中，逐滴加入5mol·
L－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量关系如图所示。
则
（1）B与A的差值为__________mol。
（2）C点对应的溶液体积为________mL。
（3）原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为_______mol。
（4）铝粉和铁粉的混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为____________。
（5）写出铝与该硝酸反应的离子方程式_________________。
10.氮的氧化物（用NOx表示）是大气污染物，必须加以处理。
⑴汽车尾气中的CO、NOx采用催化转化法，使它们反应生成无毒气体。
反应的化学方程式为：
_
⑵工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH3和NOx反应生成无毒的物质。
某同学采用以下装置（见下图）和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程。
Ⅰ.提供的装置。
Ⅱ.NH3的制取。
①所提供的装置中能快速、简便制取NH3的装置是：
__________（填仪器序号）。
试剂组合序号
固体试剂（g）
NH3体积/mL
a
12.0gCa（OH）2（过量）10.8gNH4Cl
2688
b
12.0gCa（OH）2（过量）10.8g（NH4）2SO4
2728
c
12.0gNaOH（过量）10.8gNH4Cl
3136
d
12.0gNaOH（过量）10.8g（NH4）
2SO4
3118
e
12.0gCaO（过量）10.8gNH4Cl
3506
F
12.0gCaO（过量）10.8g（NH4）2SO4
3584
②若采用C装置制取氨气（控制实验条件相同），情况如表所示。
实验记录：
分析表中数据，实验室制NH3产量最高的是：
____________（填序号），其它组合NH3产量不高的原因是：
__________________________________。
Ⅲ.模拟尾气的处理。
选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置：
A
D
E
B
↑
C
①A中反应的离子方程式：
_______________________________。
②D装置的作用：
除了使气体混合均匀和调节气流速度以外，还有一个作用是___________________________________。
③D装置中的液体可换成_______（填序号）。
a.CuSO4溶液b.H2Oc.CCl4d.浓H2SO4
④该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是___________________
。
答案
无色
无味
无毒
比空气稍小
难溶于水
有毒
比空气稍大
不溶于水
红棕色
有刺激性气味
与水发生反应
3Mg+N2
Mg3N2
2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NOH
极性键三角锥形极性HH-3
无色刺激性小极易NH3+H2O
蓝NH3+HCl=NH4Cl产生白烟2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4Al3++3NH3·
H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
还原性4NH3+5O2
4NO+6H2O2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl4NH3+6NO=5N2+6H2OCa（OH）2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O
NH4HCO3
NH3↑+H2O+CO2↑NH4Cl
NH3↑+HCl↑Ca（OH）2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O
NH4++OH-
NH3↑+H2O湿润蓝白烟
无色刺激性液体
NO2黄色棕细口瓶
Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O铁铝
C+4HNO3
CO2↑+4NO2↑+2H2O3FeO+10HNO3（稀）=3Fe（NO3）3+NO↑+5H2O
要点透析例1、答案
（1）①I、F、G、E、C②CaO＋2NH4Cl
CaCl2＋2NH3↑＋H2O
（2）①4NH3＋5O2
4NO＋6H2O②NH4NO3（3）①乙同学方案合理。
因为二氧化碳在水中溶解度较小，先通入二氧化碳，再通入氨气，生成的产物量少，且易生成碳酸铵；
氨气在水中溶解度很大，先通入氨气，再通入二氧化碳，生成的产物量多，且易生成碳酸氢铵
②取少量产物放入试管中，加入浓NaOH溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明产物中有NH
解析
（1）①该反应需加热进行，故需要仪器F，固体混合物的反应装置为I，G是干燥装置，因氨气的密度比空气的小，应该用向下排气法收集，可选取E装置，因氨气极易溶于水，使用装置C可防止倒吸。
②生石灰与氯化铵的反应，与Ca（OH）2与氯化铵的反应相类似：
CaO＋2
NH4Cl=CaCl2＋2NH3↑＋H2O。
（2）②催化氧化生成物有NO和H2O，在氧气存在的情况下会生成HNO3，通入NH3的速率过快，有些未反应的NH3与HNO3反应生成NH4NO3。
（3）制取碳酸氢铵的反应方程式为：
NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3，甲、乙同学方案的差异在于是先通入二氧化碳，还是先通入氨气。
因氨气在水中的溶解度较大，反应后能够产生更多的碳酸氢铵，故乙方案较合理。
例2、答案
（1）侯德榜制碱法或联合制碱法，化肥或电解液或焊药等（或其他合理答案）
（2）NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓（3）CO2（4）I过滤（5）稀硝酸和硝酸银溶液（6）a、c
解析命题意图是借侯德榜制碱法考察氨和常见含碳化合物知识的运用，有一定的综合性。
解题的主要信息是题给生产流程图，观察流程图可知沉淀池中加入了二氧化碳、氨、氯化钠三种原料，联系化学基础知识就可写成化学方程式。
回答第（4）问时，可由循环经济联想到原料利用率的提高。
回答第（6）问时要注意审题，题中明确提出“冷却析出副产品”，否则会误认为析出的是碳酸氢钠。
例3、答案选AO2为氧化剂，Cu为还原剂，HNO3相当于仅仅发生了复分解反应，则n（Cu）＝2n（O2）＝0.15mol，n（NaOH）＝2n（Cu）＝0.3mol，V（NaOH）＝
＝0.06L＝60mL
升级会员 