高一化学复习精品讲义必修1氮及其化合物新人教版Word格式文档下载.docx

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答案

（1）N2＋O2

2NO

（2）2NO＋O2===2NO2

（3）3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

3．如何鉴别NO2与溴蒸气？

答案由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：

①均具有氧化性；

②溶于水均有酸生成；

③均可与碱反应；

④均为红棕色等。

所以不能用淀粉KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：

①AgNO3溶液；

②CCl4溶液；

③用水洗法。

题组一NO、NO2的性质及对环境的影响

1．NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。

下列关于NO的叙述正确的是（）

A．NO是一种红棕色气体

B．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合

C．含等质量的氧元素的NO和CO的质量相等

D．NO难溶于水，可以用排水法收集

答案D

解析NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；

常温常压下，NO易与氧气直接化合生成NO2。

2．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一，在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。

反应过程为①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。

下列对该反应过程及生成物叙述正确的是（）

A．NO2起催化剂作用B．NO起催化剂作用

C．NO2只起氧化剂作用D．O3与O2为同分异构体

答案A

解析反应过程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2作氧化剂，A项正确，B、C项错误；

O3与O2的相对分子质量不相同，不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。

3．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。

（1）汽车尾气中的CO来自于______________________，NO来自于________________________。

汽车尾气对环境的危害主要有________________________（至少填两种）。

（2）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：

____________________________________。

（3）汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。

写出NO被CO还原的化学方程式：

__________________________________________________________________。

答案

（1）①汽油的不完全燃烧N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应（任填两种即可）

（2）3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

（3）2CO＋2NO

N2＋2CO2

解析

（1）汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO；

当空气过量时，N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO。

汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。

（3）CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。

氮氧化物对环境的污染及防治

1．常见的污染类型

（1）光化学烟雾：

NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

（2）酸雨：

NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。

（3）破坏臭氧层：

NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。

2．常见的NOx尾气处理方法

（1）碱液吸收法

2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O

NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：

n（NO2）≥n（NO）。

一般适合工业尾气中NOx的处理。

（2）催化转化：

在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体（N2）或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体（N2和CO2）。

一般适用于汽车尾气的处理。

题组二有关氮的氧化物的简单计算

4．将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为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．N2O3C．N2OD．N2O4

解析本题考查氧化还原反应和阿伏加德罗定律及元素化合物知识，意在考查学生利用有关定律进行数据处理的能力。

氮氧化合物与铜粉反应生成CuO和N2，结合题中气体体积和阿伏加德罗定律可推知该氮的氧化物分子中只含有一个氮原子，结合选项知A正确。

5．在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中，充分反应后剩余2mL气体（同温同压下），则原混合气体中氧气的体积为（）

①1.2mL②2.4mL③3mL④4mL

A．①②B．②③C．③④D．①④

解析首先分析剩余的2mL气体有两种可能。

如果剩余2mLO2，则V（NO2）＝

×

（12－2）mL＝8mL，则混合气中：

V（O2）＝12mL－8mL＝4mL。

若剩余的2mL气体是NO，则混合气中的V（O2）＝（12mL－2mL×

3）×

＝1.2mL，D项正确。

6．氮氧化合物（用NOx表示）是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。

（1）用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。

已知：

4NH3＋6NO

5N2＋6H2O,8NH3＋6NO2

7N2＋12H2O。

同温同压下，3.5LNH3恰好将3.0LNO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。

（2）工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比1∶1，写出该反应的化学方程式：

________________。

②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是______。

（3）纯碱溶液也能用于处理氮氧化合物废气，反应原理与上述

（2）类似，同时产生CO2。

①请写出纯碱溶液吸收NO2的化学方程式：

________。

②现有一定量的某工业废气，其中含有3.36LNO2、1.12LNO（已换算为标准状况，假设不含N2O4），恰好被200mL碳酸钠溶液吸收，所得盐的物质的量分别为________、________，该碳酸钠溶液的物质的量浓度为____________mol·

L－1。

答案

（1）1∶3

（2）①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O

②NaNO2

（3）①Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋CO2

②NaNO3：

0.05molNaNO2：

0.15mol0.5mol·

L－1

解析

（1）设NO的体积为V（NO），NO2的体积为V（NO2），依据方程式知，处理NO需NH3：

V（NO），处理NO2需NH3：

V（NO2），则

解得V（NO）＝0.75L

V（NO2）＝2.25L

V（NO）∶V（NO2）＝1∶3。

（2）①生成两种钠盐，必然是NO2的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。

②NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合物为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为＋3，即为NaNO2。

（3）②n（NO2）＝0.15mol，n（NO）＝0.05mol

＋

===

＋CO2

则单独与Na2CO3反应的NO2为0.15mol－0.05mol＝0.1mol

所以共生成NaNO3：

0.05mol，NaNO2：

0.15mol

c（Na2CO3）＝

＝0.5mol·

1．解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理

无论是单一气体（NO2），还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。

（1）若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。

（2）若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。

2．注意原子守恒和得失电子守恒的运用

有关氮的氧化物的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。

可以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化计算过程。

如NOx与O2、H2O转化为硝酸的计算，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。

二、硝酸的性质及应用

1．物理性质

硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。

2．化学性质

（1）不稳定性

反应：

4HNO3（浓）

2H2O＋4NO2↑＋O2↑。

（2）强氧化性

硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。

按要求完成下列反应的方程式：

①与金属反应：

稀硝酸与铜反应：

3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O；

浓硝酸与铜反应：

Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。

②与非金属反应：

浓硝酸与C的反应：

C＋4HNO3（浓）

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；

③与还原性化合物反应：

硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。

稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：

3Fe2＋＋4H＋＋NO

===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。

（3）与有机物反应

①硝化反应（与C6H6反应）：

C6H6＋HNO3

C6H5NO2＋H2O；

②颜色反应：

蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。

1．久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？

怎样保存浓硝酸？

答案浓硝酸显黄色是由于浓硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2（或空气），使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。

保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。

2．常温下，铝和铁在浓硝酸中“钝化”是化学变化吗？

答案是化学变化，钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属与硝酸的进一步反应。

题组一硝酸的酸性和强氧化性

1．相同质量的铜片分别与体积相同且过量的浓硝酸、稀硝酸反应，二者比较相等的是（）

①反应中氧化剂得到电子总数

②铜片消耗完所需时间

③反应后溶液中铜离子浓度（反应后溶液体积不变）

④反应生成气体的体积（同温、同压）

A．①③B．②④

C．①④D．②③

解析铜与浓、稀硝酸反应均被氧化为Cu2＋，铜片质量相同时转移电子数相同，①正确；

浓硝酸的氧化性强，与铜反应时反应速率快，②错误；

浓、稀硝酸足量，铜片全部反应，因此反应后溶液中Cu2＋浓度相同，③正确；

根据浓、稀硝酸与铜反应的化学方程式可知，反应后生成气体的物质的量不同，同温同压时体积也不同，④错误。

2．下列说法正确的是（）

A．投入铁片产生H2的溶液中可大量存在H＋、Mg2＋、SO

、NO

B．可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜

C．1.0mol·

L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO

D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋

答案B

解析硝酸具有强氧化性，因而含有NO

的酸性溶液不能与铁反应产生H2，A项错；

硝酸可溶解银，B项正确；

Fe2＋在稀HNO3中不能大量存在，C项错；

硝酸与CuS不能发生复分解反应，而是发生氧化还原反应，D项错。

1．硝酸与金属反应的规律

（1）HNO3与金属反应一般不能产生H2。

（2）还原产物一般为HNO3（浓）→NO2，HNO3（稀）→NO；

很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。

（3）硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。

2．涉及HNO3的离子反应常见的易错问题

（1）忽视NO

在酸性条件下的强氧化性。

在酸性条件下NO

不能与Fe2＋、I－、SO

、S2－等还原性较强的离子大量共存。

（2）在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单的写成复分解反应。

题组二硝酸与金属反应的计算

3．在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L，则反应消耗HNO3的物质的量为（）

A．0.8molB．0.6mol

C．0.11molD．无法计算

答案C

解析根据原子守恒法计算。

①被还原的硝酸物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和，n（HNO3）被还原＝

＝0.05mol，

②未被还原的HNO3的物质的量等于Cu（NO3）2中NO

的物质的量，n（Cu）＝

＝0.03mol，所以nCu（NO3）2]＝0.03mol，

③消耗的HNO3的物质的量为0.03mol×

2＋0.05mol＝0.11mol，故C项正确。

4．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5.6LO2（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。

则消耗铜的质量为（）

A．16gB．32g

C．64gD．无法计算

解析该题氮元素变化为硝酸―→氮的氧化物―→硝酸，所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为2×

＝0.5mol，即32g。

5．有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4mol·

L－1和2mol·

L－1，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为（设反应中HNO3被还原成NO）（）

A．0.448LB．0.672L

C．0.896LD．0.224L

解析金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便，3Fe＋8H＋＋2NO

===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O（铁过量，产物为Fe2＋），反应中Fe和H＋过量，生成的NO的量以NO

为准来计算，共得NO0.448L，若只考虑到这一步反应，得答案A是错误的，因为过量的铁还可以和溶液中过量的H＋反应产生H2，即有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，生成的H2为0.224L，所以气体体积共计0.672L，应选B。

金属与硝酸反应计算题的一般方法

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。

三、氨和铵盐

1．氨的分子结构和性质

（1）物理性质

氨气是无色有刺激性气味的气体，易液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解700体积的氨气。

（2）分子结构

电子式：

，空间结构：

三角锥形。

（3）氨的化学性质

①与水的反应

NH3＋H2ONH3·

H2ONH

＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3·

H2O、NH3、H2O、NH

、OH－、H＋。

氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：

NH3·

H2O

NH3↑＋H2O。

②氨气与酸反应

a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。

化学方程式：

HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。

b．与CO2等酸性氧化物反应：

NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===（NH4）2CO3。

③NH3的还原性——氨的催化氧化

4NH3＋5O2

4NO＋6H2O。

④与盐溶液反应

将氨水加入下列溶液，完成下表：

被滴试剂

现象

离子方程式

FeCl3溶液

生成红褐色沉淀

Fe3＋＋3NH3·

H2O===Fe（OH）3↓＋3NH

AlCl3溶液

生成白色沉淀

Al3＋＋3NH3·

H2O===Al（OH）3↓＋3NH

（4）氨气的实验室制法

2．铵盐及NH

的检验

（1）铵盐的物理性质

铵盐都是白色固体，均易溶于水。

（2）铵盐的化学性质

（3）NH

未知液

呈碱性

湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH

。

3．追根求源——喷泉实验的原理

教材中喷泉实验装置如图所示。

实验操作是：

打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。

（1）喷泉实验的原理

因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。

（2）能形成喷泉的条件

从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；

从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。

（3）可以形成喷泉的组合

液体是水时，NH3、HCl、SO2、NO2＋O2等气体均可；

液体是NaOH溶液时，Cl2、CO2、H2S、SO2等气体均可。

另外SO2和氯水、CH2===CH2与溴水等组合也可形成喷泉。

总之，组合条件是：

气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差（负压）。

产生压强差的方法一般有：

一是使烧瓶外气压增大，烧瓶内气压不变；

二是使烧瓶外气压不变，烧瓶内气压减小。

上述形成喷泉的组合选用的是第二种方法。

1．固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；

固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？

请说明判断的理由。

答案不相同，NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，发生了化学变化；

固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化。

2．判断下列说法是否正确，不正确的说明理由。

①氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。

②实验室用浓氨水与NaOH固体制取氨气。

③氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。

④某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH

⑤氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH

⑥把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，是NH3和HNO3等物质的量反应。

⑦液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O2

⑧氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·

H2O（除水外）。

⑨在1mol·

L－1氨水中，NH3·

H2O、NH

、NH3的物质的量浓度之和为1mol·

答案②③④⑧⑨正确。

①不正确，NH3本身不导电，溶于水，与水发生反应NH3＋H2ONH3·

＋OH－而导电，故NH3不是电解质；

⑤不正确，氨水中存在大量的NH3·

H2O和少量的NH

；

⑥不正确，NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH

水解使溶液显酸性，pH<

7；

⑦不正确，产生的NO是污染性气体。

3．按要求写出下列反应的离子方程式：

（1）在NH4Cl溶液中加入NaOH溶液，并加热

________________________________________________________________________。

（2）在NH4Cl溶液中滴加NaOH溶液

（3）NH4Cl溶液呈酸性的原因

（4）在饱和NH4Cl溶液中滴加NaAlO2，产生刺激性气味的气体和白色沉淀

答案

（1）NH

＋OH－

NH3↑＋H2O

（2）NH

＋OH－===NH3·

＋H2ONH3·

H2O＋H＋

（4）NH

＋AlO

＋H2O===Al（OH）3↓＋NH3↑

题组一氨和铵盐的性质

1．右图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。

挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是（）

A．CO2（NaHCO3溶液）/无色喷泉

B．NH3（H2O中含酚酞）/红色喷泉

C．H2S（CuSO4溶液）/黑色喷泉

D．HCl（AgNO3溶液）/