氮及其化合物导学案(学生版)

1氮及其化合物考点1氮气及氮的氧化物1.氮元素的存在在自然界中，氮元素既有态，也有态，大部分氮元素以态的形式存在于空气中。2.氮气的物理性质颜色：，状态：，气味：，水溶性：溶于水。3.氮气的化学性质常温下，氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生化学反应。写出下列反应的化学方程式。(1)工业上合成NH3：。(2)N2和O2在放电条件下生成NO：。(3)Mg在N2中燃烧：。4.氮的固定(1)含义：将的氮转变为的氮。(2)方式：、生物固氮、工业固氮。5.氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比较：NONO2物理性质颜色毒性溶解性化学性质与O2反应2NO+O22NO2与H2O反应3NO2+H2O2HNO3+NO实验室制法(用化学方程式表示)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O注意：(1)氮的氧化物都是大气污染物。空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素(2)NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝例题1(2013·上海高考)一定条件下，将0.1LCO、0.2LCO2、0.1LNO、0.2LNO2和0.2LNH3混合，然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定)。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应，则尾气(已干燥)()A.可能是单一气体B.不可能含有一氧化碳C.可能存在原气体中的两种气体D.成分和洗气瓶的排列顺序无关变式1NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：。(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：。(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下图所示。2Pt电极上发生的是(填“氧化”或“还原”)反应。1写出NiO电极的电极反应式：。微课1书写减少氮氧化物排放的化学方程式2图1图2图3(1)汽车排出的尾气中也含有氮氧化物，为避免污染，常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图1所示。写出净化过程中的总化学方程式：。(2)TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH，OH能将NO、NO2氧化，如图2所示，OH与NO2反应的化学方程式为NO2+OHHNO3。写出OH与NO反应的化学方程式：。(3)用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NOx)技术。其脱硝机理如图3，写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式：。考点2氨气及铵盐1.氨气(1)氨气的物理性质:颜色：；气味：；密度：比空气；溶解性：溶于水(常温常压下，1体积水中大约可溶解体积氨气)；熔、沸点低，易液化。(2)氨气的化学性质①与水反应：NH3+H2ONH3·H2O计算氨水浓度时通常将视作溶质，氨水的浓度越大，密度。弱碱性：NH3·H2O络合性：Ag++2NH3·H2O②与酸反应：实质是NH3+H+③与O2反应：4NH3+5O2(3)NH3的用途液氨可用作。NH3是一种重要的化工原料，可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等。2.铵盐(1)铵盐的物理性质：色晶体，溶于水。(2)铵盐的化学性质①热不稳定性NH4ClNH4HCO3②与碱溶液的反应N4H+OH-，氨气能使试纸变色(可用于检验铵盐)。(3)N4H的检验未知液呈碱性湿润的色石蕊试纸变色，则证明含N4H。3例题2下列说法正确的是()A.氨气与氯气相遇可能冒白烟B.氨气通入浓硫酸或浓硝酸中会被氧化C.氨气可以由所有铵盐受热分解得到D.氨气比PH3易液化是因为N—H键的键能比P—H键的键能大变式2探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A.将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水B.将pH=11的氨水稀释1000倍，测得pH8，说明NH3·H2O为弱碱C.加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定D.将红热的铂丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO21.NH3的实验室制法(1)方法一：加热固态铵盐和碱的混合物。一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物。原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O装置：固体+固体气体(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。收集：只能用向下排空气法。干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用CaCl2。验满：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。注意事项：收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速率，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。(2)方法二：加热浓氨水。原理：NH3·H2ONH3↑+H2O装置：(3)方法三：浓氨水中加固态碱性物质(如NaOH粉末)。原理：浓氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·H2ON4H+OH-，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。4装置：2.NH3的催化氧化反应4NH3+5O24NO+6H2O4NH3+6NO5N2+6H2O8NH3+6NO27N2+12H2O考点3硝酸1.硝酸的性质(1)硝酸的物理性质纯硝酸是色、有气味、易的液体，能跟水以互溶，常用浓硝酸的质量分数为，“发烟硝酸”的浓度为。(2)硝酸的化学性质①强酸性与CaCO3反应：CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+CO2↑+H2O稀硝酸遇石蕊试液，(填现象)。浓硝酸遇石蕊试液，(填现象)。②不稳定性HNO3受热或光照分解的化学方程式为。③强氧化性常温下，Fe、Al遇冷、浓硝酸(填现象)。Cu与稀硝酸反应：Cu与浓硝酸反应：C与浓硝酸反应：2.硝酸的用途硝酸是一种重要化工原料，常用来制造、、、、等。例题3等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()A.FeOB.Fe2O3C.FeSO4D.Fe3O4变式3(2013·江苏学测)对于1LHNO3和H2SO4的混合溶液，若HNO3和H2SO4物质的量浓度存在如下关系：c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2mol·L-1。则理论上最多能溶解铜的物质的量为()A.0.80molB.0.72molC.0.45molD.0.40mol硝酸的工业生产1.工业生产中的物质转化：NH3→NO→NO2→HNO32.主要原料：氨气、空气、水3.主要原理：(1)4NH3+5O24NO+6H2O(2)2NO+O22NO2(3)3NO2+H2O2HNO3+NO4.尾气处理:NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O【随堂检测】1.下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，其中能达到实验目的的是()5A.用装置甲制取氨气B.用装置乙除去氨气中的水蒸气C.用装置丙验证氨气具有还原性D.用装置丁吸收尾气2.一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是()A.硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少B.硝酸浓度不同，生成Fe(NO3)3的物质的量相同C.硝酸浓度越大，产生的气体越少D.用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同3.红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再导入少量石灰水；第②份直接通入少量石灰水。则石灰水的变化最可能为()A.①不变浑浊，②变乳白色B.①变乳白色，②不变浑浊C.①变乳白色，②变乳白色D.①不变浑浊，②不变浑浊4.判断下列说法是否正确。(1)分别加热盛有NH4Cl和单质碘的试管，管口均有固体凝结。()(2)常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸。()(3)常温下，浓硝酸不跟铁发生化学反应，可用铁制容器盛装浓硝酸。()(4)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂。()(5)氨气显碱性，可用P2O5或无水CaCl2干燥。()(6)氮气化学性质通常不活泼，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却。()(7)向稀溶液中加入少量NaOH溶液，未产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该溶液中一定不含N4H。(8)标准状况下，6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA。()(9)氨气具有氧化性，可用浓氨水检验氯气管道是否泄漏。()(10)加入铝粉能放出氢气的溶液中一定能大量存在C2-3O、Al-2O、I-、N-3O等离子。()【课后检测】氮及其化合物1.(2015·盐城三模)下列装置应用于实验室制取NH3，并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝，最后回收氯化铵的实验，能达到实验目的的是()A.用装置甲制取NH3B.用装置乙吸收NH3制取Al(OH)3C.用装置丙在不断搅拌下分离Al(OH)3和NH4Cl溶液D.用装置丁蒸干NH4Cl溶液并灼烧制NH4Cl62.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()A.反应中氧化剂得到电子总数B.铜片消耗完所需时间C.反应后溶液中铜离子的物质的量浓度(反应后溶液体积不变)D.反应生成气体的体积(同温、同压)3.(2015·北京理综)下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是()A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环4.物质的量之比为1∶3的锌与稀硝酸混合，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，下列说法正确的是()A.在此反应中硝酸体现强氧化性，全部被还原B.向反应后的溶液中再加入金属铁，不再发生化学反应C.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶4D.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶55.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①2NO22NO+2O；②2NO+O22NO2；③O+O2O3。下列对该反应过程及产物的叙述正确的是()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互为同分异构体6.铵盐是一类重要的氮的化合物，设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()A.1molN4H含有的电子数为11NAB.N4H中N元素的化合价为-3，在氧化还原反应中常作氧化剂C.0.1L3mol·L-1NH4NO3溶液中氮原子数等于0.6NAD.硫酸铵中既含有离子键又含有共价键，而氯化铵中只含有离子键7.判断下列说法是否正确(用“√”或“✕”回答)。(1)氯化铵、次氯酸都属于强电解质。()(2)制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。()(3)液氨用作制冷剂不涉及化学变化。()(4)浓氨水可检验氯气管道漏气。()(5)将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体。()(6)常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完。()(7)只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液。()(8)标准状况下，22.4L氨水含有NA个NH3分子。()(9)通过灼热的镁粉除去N2中的O2。()(10)P2O5可用于干燥Cl2和NH3。()8.(2016·湖北黄冈测试)某校实验小组的同学利用下图所示实验装置探究氨与氧化铜的反应(图中夹持、固定装置均略去)。7(1)按图设计组装好仪器，先，再装入药品。(2)A中分液漏斗内应装B中固体试剂为。(3)打开分液漏斗活塞，加入试剂，点燃C处的酒精灯，一段时间后，观察到C中氧化铜全部转化成光亮的红色固体，F中集气瓶内收集到一种无色气态单质。写出装置C中反应的化学方