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第四节氮及其重要化合物[考纲展示]1．了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。教材回顾夯实双基判断下列说法的正误：1．(2012·高考天津卷2TC)NO2溶于水时发生氧化还原反应。()2.(2011·高考四川卷11TA)向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体，说明HNO3分解生成了NO2。()3．(2010·高考大纲全国卷Ⅰ7TD)将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2＋还原成Cu。()4．(2010·高考海南卷7TC)N2O3既有氧化性又有还原性。()体验高考√××√构建双基3NO2＋H2O===2HNO3＋NO4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O3Cu＋8HNO3=====△3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O思考感悟(1)钝化是不是不发生化学反应？(2)浓硝酸与Cu反应产生NO2气体，稀HNO3与Cu反应产生NO气体，能否说明稀HNO3氧化性更强？【提示】(1)Fe、Al遇浓HNO3钝化，钝化是一种化学反应，在金属表面形成了一层致密的氧化膜。(2)不能。硝酸与Cu反应时，浓硝酸被还原为NO2(N的化合价从＋5价降为＋4价)，稀硝酸被还原为NO(N的化合价从＋5价降为＋2价)，虽然稀HNO3被还原的程度比浓HNO3大，但稀HNO3的氧化性却比浓HNO3弱。物质氧化性的强弱取决于其夺取电子能力的大小,而不是取决于其夺得电子数目的多少。考点串讲深度剖析考点1氨气的实验室制法与性质1．氨气的实验室制法(1)加热固态铵盐和碱的混合物(2)浓氨水中加固态碱性物质装置反应原理(1)浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动。(2)反应放热，促进NH3·H2O的分解2.氨气的性质(1)氨气的催化氧化实验探究装置作用或现象①提供氨气和氧气②使氨气被催化氧化，红热状态的铂铑合金丝更加红热③吸收剩余的氨气和生成的水蒸气④看到有红棕色的气体产生特别提醒：(1)实验室用其他方法制取少量氨气的方法及注意事项①加热浓氨水法，也可以快速制取少量氨气，但纯度较低。②碳酸铵或碳酸氢铵受热分解法，但需要用碱石灰除去同时产生的CO2和H2O。(2)干燥氨气不能用浓硫酸、无水氯化钙和无水硫酸铜。(3)吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为：【知识拓展】“喷泉”的形成原理1．喷泉形成的原理容器内外存在较大的压强差，在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出，即形成喷泉。2．使容器内外产生较大的压强差的原理(1)容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，使容器内压强迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。下表列出的气体作用于吸收剂，就能形成喷泉。(2)密闭容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或发生化学反应，容器内产生大量气体，容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。(3)喷泉实验成功的关键：①气体在吸收液中被吸收得既快又多，如NH3、HCl气体用水吸收；②装置具有良好的气密性；③装置内气体的纯度要高。气体HClNH3H2S、SO2NO2＋O2CH2CH2CO2、Cl2、吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸浓NaOH溶液水溴水即时应用1．(2012·黄山高三第一次模拟)某研究性学习小组对实验室制取NH3进行了如下设计：(1)甲同学拟用浓氨水和固体NaOH制取NH3，并用图Ⅰ装置作为NH3的发生装置。写出固体NaOH的作用：______________________________。(2)乙同学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气，并确保不污染环境。请你根据其设想回答：①若用排空气法收集NH3，请在图Ⅱ的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用的试剂(自选)名称。②若用排液取气法收集NH3，可选用的试剂是____(填序号)。A．H2OB．浓硫酸C．CCl4D．饱和NaCl溶液解析：(1)从化学平衡及固体NaOH的性质角度分析；(2)氨气的密度比空气小，应该用向下排空气法收集，所以当瓶口向上收集时应短进长出，还应注意尾气吸收。氨气极易溶于H2O、浓硫酸、饱和NaCl溶液，所以只能选择CCl4。答案：(1)①使溶液中的c(OH－)增大，促使NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－平衡向左移动，NH3逸出；②NaOH溶解放热，使NH3的溶解度降低，NH3逸出(2)①②C2．资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧，生成对空气无污染的物质……”。某校化学小组学生用下列装置(部分固定、夹持装置、加热仪器和橡胶管等略去)进行有关氨气制取和性质的实验探究。回答下列问题：(1)若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为_______________________________________；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是______(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是________________________________________。(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试剂是________，收集装置应选择________(填装置序号)。(3)小组成员设计了⑧、⑨装置进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。将产生的氨气与过量的氧气通到装置⑧(催化剂为铂石棉)中，用酒精喷灯加热：①氨催化氧化的化学方程式是________________________________________；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是____________________________________________。②停止反应后，立即关闭⑧中两个止水夹。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因___________________________________________。(4)将过量的氧气与氨气分别从a、b两管进气口通入到装置⑨中，并在b管上端点燃氨气。①两气体通入的先后顺序是____________________________，其理由是_____________________________________。②氨气燃烧的化学方程式是____________________________。解析：(1)装置①适用于“固＋固”加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3才行。(2)装置②是“固＋液”反应，不需加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰作用。(3)氨的催化氧化生成的NO遇氧气生成二氧化氮，为红棕色。生成的二氧化氮气体中存在如下平衡：2NO2(g)N2O4g)＋热量，降温平衡会正向移动,成更多无色的四氧化二氮。(4)氨气在空气中不能燃烧，在纯氧中能燃烧，故需先通氧气，形成高浓度的氧气环境，且可避免不能燃烧的氨气污染环境。答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O③⑦氨气难溶于该试剂，且该试剂不易挥发,与氨气反应(2)CaO(或NaOH或碱石灰)浓氨水(或浓NH4Cl溶液)⑥(3)①4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O2NO＋O2===2NO2②2NO2(g)N2O4(g)(正反应为放热反应)，降低温度使平衡正向移动，部分红棕色NO2转化为无色N2O4(4)①先通入O2，后通入NH3若先通氨气，氨在空气中不能点燃，逸出造成污染②4NH3＋3O2=====点燃2N2＋6H2O考点2氮的氧化物及其计算1．原子守恒法(关系式法)(1)NO、O2、H2O之间的综合反应式是4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3由此可知当体积比V(NO)∶V(O2)4∶3余O2＝4∶3恰好完全反应4∶3余NO(2)NO2、O2、H2O之间的综合反应式是4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3由此可知当体积比V(NO2)∶V(O2)4∶1余O2＝4∶1恰好完全反应4∶1余NO实际上V(NO2)∶V(O2)＝4∶1和V(NO)∶V(O2)＝4∶3时，均相当于N2O5的组成，与N2O5＋H2O===2HNO3等效，故当NO、NO2、O2的混合气溶于H2O时也可利用原子个数比进行判断n(N)∶n(O)2∶5余O2＝2∶5恰好完全反应2∶5余NO2．得失电子守恒法当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O2得电子，且得失电子数必然相等，这是得失电子守恒法解答此类题目的依据。NO、NO2混合气与NaOH溶液的反应发生如下反应3NO2＋2NaOH===2NaNO3＋H2O＋NO，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。(1)当V(NO)V(NO2)时，反应后剩余NO，体积为V(NO)原－V(NO2)。(2)当V(NO2)≥V(NO)时，最后无气体剩余。即时应用3．判断下列各题的正误：(1)(2010·高考山东卷13TC)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。()(2)(2010·高考上海卷4TD)NO可用于某些疾病的治疗。()(3)(2010·高考上海卷13TA)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。()(4)(2010·高考福建卷10TB)在pH＝0的溶液中，Na＋、NO－3、SO2－3、K＋可以大量共存。()(5)(2010·高考江苏卷3TC)用稀氢氧化钠溶液吸收NO2的离子方程式是2OH－＋2NO2===NO－3＋NO↑＋H2O。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×4．将容积为50mL的量筒内充满二氧化氮和氧气的混合气体，倒置量筒在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是________或________。解析：NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来。2NO＋O2===2NO2①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②由②×2＋①得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③由①×3＋②×2得4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④③、④两式就是平时计算经常用到的关系式。设剩余的5mL为O2，则参加反应③的NO2和O2的总体积为：50mL－5mL＝45mL,原混合气体里，NO2的体积为45mL×45＝36mL，O2的体积为50mL－36mL＝14mL，即NO2与O2的体积比为36∶14＝18∶7。设剩余的5mL为NO，由②式得过量的NO2体积为15mL，则发生反应③的NO2和O2的总体积为50mL－15mL＝35mL，则原混合气体里,2的体积为：35mL×15＝7mL,O2的体积为：50mL－7mL＝43mL,NO2与O2的体积比为43∶7答案：18∶743∶75．烟气中NOx是NO和NO2的混合物(不含N2O4)。(1)根据废气排放标准，1m3烟气最高允许含400mgNOx。若NOx中NO质量分数为0.85，则1m3烟气中最高允许含NO________L(标准状况，保留2位小数)。(2)工业上通常用溶质质量分数为0.150的Na2CO3水溶液(密度1.16g·mL－1)作为NOx吸收剂，该碳酸钠溶液物质的量浓度为________mol·L－1(保留2位小数)。(3)已知：NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2①2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋