2012高考化学第一轮复习精品课件： 氮及其化合物

氮及其化合物全局性掌控全局性掌控本节重要知识有N2、NO、NO2、NH3、HNO3、铵盐的性质及用途，NH3的制法，NH的检验等，主要考查硝酸的强氧化性，如离子共存，氨气的性质、实验室制法及相关探究性实验，硝酸与金属反应的相关计算，大气污染等．硝酸的强氧化性一直是高考的热点，硝酸与金属的反应也经常出现，预测2012年的高考中氮及其化合物知识仍会与理论知识结合起来综合考查.选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“√”或“×”×1.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(2010·四川卷T9－B项)×2.CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在(2010·山东卷T13－C项)×3.pH＝1的溶液中能大量共存的离子组：Fe2＋、NO、SO、Na＋(2010·江苏卷T6－A项)√4.NO可用于某些疾病的治疗(2010·上海卷T4－D项)×5.将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2＋还原成Cu(2010·全国卷ⅠT7－D项)2-4-3一、氮气及氮的氧化物1．氮气(1)物理性质色味气体，密度比空气略，溶于水．(2)化学性质无无小难2．一氧化氮和二氧化氮(1)物理性质颜色气味毒性密度溶解性NO色比空气NO2色气味比空气与水反应无无味有毒大不溶于水红棕刺激性有毒大(2)化学性质①NO与O2反应：②NO2与水反应：2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO1．NO能否用排空气法收集？NO2能否用排水法收集？提示：NO易与O2反应，不能用排空气法收集，NO2与水反应，不能用排水法收集．3．氮氧化物对环境的影响(1)形成．(2)形成．硝酸型酸雨光化学烟雾二、氨和铵盐1．氨(1)结构与物理性质电子式密度气味水溶性比空气气味常温常压下，1体积水大约能溶解体积氨气小刺激性700(2)化学性质2．铵盐(1)物理性质都是白色或无色晶体，都溶于水．易(2)化学性质(3)NH＋4的检验铵盐――→强碱△无色刺激性气味气体――――――→湿润红色石蕊试纸试纸变色蓝三、硝酸1．物理性质气味颜色挥发性溶解性与水互溶刺激性无色易挥发2.化学性质(1)酸的通性．(HNO3与金属反应时不产生H2)(2)不稳定性．浓HNO3不稳定，见光或受热易分解，化学方程式为.①久置的浓HNO3显色，原因是HNO3分解产生的溶于硝酸的缘故．②浓HNO3通常保存在中且置于冷暗处，瓶塞不能用．NO2黄棕色试剂瓶橡胶塞4HNO3(浓)=====光照或△4NO2↑＋O2↑＋2H2O(3)强氧化性2．久置的浓HNO3常显黄色，如何除去黄色？提示：通入足量空气可除去黄色(4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3)．1．(2011·烟台测试)下列关于氮的说法正确的是()A．N2分子的结构较稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧B．23gNO2和N2O4混合气含有0.5NA个氮原子(NA表示阿伏加德罗常数)C．NO可用向上排空气法或者排水法收集D．浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发解析：N2分子的结构较稳定，但N2能与Mg反应，因此支持Mg的燃烧，A错；设23gNO2和N2O4混合气中NO2的质量为xg，则氮原子数为(x46＋23－x92×2)NA＝0.5NA，B对；NO能与空气中的O2反应：2NO＋O2===2NO2，故不能用向上排空气法收集，只能用排水法收集，C错；浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸见光容易分解，D错．答案：B2．有关氨气的实验较多，下列对这些实验或实验原理的分析中，正确的是()A．某同学将收集到的一大试管氨气倒扣在盛满水的烧杯中，充分吸收后试管中还有少量气体，该同学用红色石蕊试纸检验该气体中可能含有氨气B．氨水中滴入酚酞变红，是因为氨气能电离出氢氧根离子C．因氨水中的氨主要以NH3·H2O的形式存在，故25%的氨水是指每100g氨水中含NH3·H2O25gD．NH3·H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气解析：氨气极易溶于水，常温下1体积的水溶解约700体积的氨气，故A项中剩余气体中不含氨气，错误；氨水显碱性的原因是氨气与水反应生成的一水合氨电离出氢氧根离子，B项错误；虽然氨在其水溶液中主要以一水合氨的形式存在，但习惯上认为氨水的溶质是氨，C项错误；NH3·H2O不稳定，受热容易分解，向浓氨水中加入氧化钙制取氨气的原因之一就是氧化钙与水反应消耗水以及反应放热．答案：D3.都能用右图所示装置进行喷泉实验的一组气体是(注：烧杯内为NaOH溶液)()A．HCl和CO2B．NH3和CH4C．SO2和COD．NO2和NO解析：在上述气体中，CH4、NO、CO不溶于NaOH溶液，也不与NaOH溶液反应，所以不能做喷泉实验，而HCl、SO2、CO2可溶于NaOH溶液而且可与NaOH溶液反应，所以能形成喷泉．答案：A4．将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是()A．反应速率：两者相同B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少解析：铜片与浓、稀硝酸反应的化学方程式分别为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因浓度越大反应速率越大，A错误；NO2为红棕色，NO为无色，C错误；因两种酸都过量，铜完全溶解，所以转移电子数相等，D错误；由方程式看出，同质量的铜消耗浓硝酸多．答案：B5．中学化学中常见的几种物质存在如下关系，其中甲是黑色非金属单质，乙是生活中常见的金属单质，D是红棕色气体．(图中部分产物和反应条件已略去)回答下列问题：(1)写出甲与A的浓溶液反应的化学方程式___________．(2)C的电子式是__________________________________．(3)除去G固体中含有的H杂质采用的方法是__________．(4)A溶液与一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体反应，生成一种盐，该盐的溶液呈酸性，其原因是(用离子方程式表示)_____________________________________．(5)写出由F转化为E的离子方程式___________________；将溶液F加热蒸干、灼烧到质量不再减少时所得固体物质的化学式为______________________________________．解析：黑色非金属单质应为碳，A和碳反应生成红棕色气体D，说明A为硝酸．硝酸与少量乙反应生成F，F与乙能继续反应，说明乙为铁．答案：(1)C＋4HNO3(浓)=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(2)(3)加热(4)NH＋4＋H2ONH3·H2O＋H＋(5)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋Fe2O31．方程式法有关化学反应方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③2NO＋O2===2NO2④不同情况及剩余气体的体积序号气体反应剩余气体剩余气体的量ⅠNO2①NO13V(NO2)ⅡNO2＋NO①NOV(NO)原＋13V(NO2)序号气体反应剩余气体剩余气体的量VNO2VO2＝4∶1②无0VNO2VO2＜4∶1②O2V(O2)原－14V(NO2)ⅢNO2＋O2VNO2VO2＞4∶1①②NO13[V(NO2)－4V(O2)]序号气体反应剩余气体剩余气体的量VNOVO2＝4∶3③无0VNOVO2＞4∶3③NOV(NO)－43V(O2)ⅣNO2＋O2VNOVO2＜4∶3③O2V(O2)－34V(NO)2．原子组成法4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，即上述反应中的②③两种情况中的总反应式都与N2O5＋H2O===2HNO3等效．这为上述问题的解决提供了新的思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断．N(N)∶N(O)＜2∶5，剩余O2＝2∶5，恰好完全反应＞2∶5，剩余NO3．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混合通入水中时，O2得电子，且得失电子数必然相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据．[例1]容量为10mL的试管，充满NO2和O2的混合气体，把试管倒立在水槽中，充分反应后，试管中尚有1mL气体，则原混合气体中各成分的体积各为多少？[名师精析]首先考虑最后剩余1mL气体的成分：根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3及3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，剩余的气体可能为O2或NO.(1)若剩余的1mL气体是O2，设反应的O2的体积为x，则有4NO2＋O2＋2H2O===4HNO34xx则：4x＋(x＋1)＝10mL，解得x＝1.8mL，V(O2)＝1.8mL＋1mL＝2.8mL，V(NO2)＝4×1.8mL＝7.2mL.(2)若剩余的1mL气体是NO，根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3时过量的NO2体积为3mL，设反应的O2的体积为y，则有4NO2＋O2＋2H2O===4HNO34yy则(4y＋3)mL＋y＝10mL，解得：y＝1.4mL，V(O2)＝1.4mL，V(NO2)＝(4×1.4mL)＋3mL＝8.6mL.[答案]7.2mLNO2和2.8mLO2或8.6mLNO2和1.4mLO21．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体()A．可能是N2与NO2的混合气体B．只能是O2与NO2的混合气体C．可能是NO与NO2的混合气体D．只能是NO2一种气体解析：N2一定不参加反应，所以混合气体中一定无N2，A选项错误；在鼓入氧气前，试管中只剩NO，O2与NO2、NO与NO2、NO2与水反应均可只剩NO，然后NO再与水、适量氧气反应完全生成硝酸．答案：C2．如图所示，当向试管内通入21mLO2时，最后试管中的液面仍在原来的位置，则原试管中NO为()A．6mLB．12mLC．16mLD．18mL解析：通入21mLO2后，试管中液面仍在原来位置，说明充入O2过量，且过量的O2与原试管NO的体积相同．设原试管中NO的体积为x，根据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，有34x＋x＝21mL，x＝12mL.答案：B1．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：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O.(1)装置：“固体＋固体――→△气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)．(2)收集：只能用向下排空气法．(3)干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)．(4)验满方法：①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生．(5)尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气．2．实验室制取氨气的其他方法方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O方法化学方程式(或原理)气体发生装置浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解．且OH－浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解．化学方程式为：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2[例2](2011·汕头龙湖第四次联考)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的作用为___________________________．(2)乙同学建议，