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第12讲氮及其重要化合物-2-基础梳理考点突破对点演练氮气及氮的氧化物1.自然界中氮的存在和氮的固定-3-基础梳理考点突破对点演练2.氮气(1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。(2)化学性质:①3Mg+N2Mg3N2;②N2+3H22NH3;③N2+O22NO。-4-基础梳理考点突破对点演练3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物。氮的氧化物的化学式N2ONON2O3NO2、N2O4N2O5氮元素的价态/价+1+2+3+4+5-5-基础梳理考点突破对点演练(2)NO与NO2性质的比较。性质NONO2颜色、状态、气味无色无味气体红棕色、有刺激性气味的气体溶解性难溶于水与水反应毒性有毒有毒与水反应不反应反应的化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO与氧气反应反应的化学方程式为2NO+O22NO2不反应对人体和环境的影响①与血红蛋白结合,使人中毒②转化成NO2,形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾-6-基础梳理考点突破对点演练名师点拨①氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4存在下列平衡:2NO2N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。-7-基础梳理考点突破对点演练氮的氧化物与O2、H2O反应的计算方法1.关系式法(1)NO和O2混合后得到的气体通入水中。由2NO+O22NO2和3NO2+H2O2HNO3+NO得总反应为4NO+3O2+2H2O4HNO3可知当体积比V(NO)∶V(O2)(2)NO2和O2混合后得到的气体通入水中。由3NO2+H2O2HNO3+NO和2NO+O22NO2得总反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3可知当体积比V(NO2)∶V(O2)-8-基础梳理考点突破对点演练(3)NO、NO2和O2混合后得到的气体通入水中。先按3NO2+H2O==2HNO3+NO计算出生成的NO体积,再加上原来混合气体中NO的体积,再按(1)中关系计算。-9-基础梳理考点突破对点演练2.电子守恒法当NOx转化为硝酸时要失去电子,如果是NOx与O2混合,则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。3.原子守恒法4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与N2O5+H2O==2HNO3等效。当NO、NO2、O2混合后得到的气体通入水中时利用混合气体中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NO-10-基础梳理考点突破对点演练例1(2018沈阳模拟)在一定条件下,将NO2和O2混合后得到的气体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()①1.2mL②2.4mL③3mL④4mLA.①②B.②③C.③④D.①④D解析:4NO2+O2+2H2O4HNO3若剩余的气体是O2,则V(NO2)=45×(12mL-2mL)=8mL,V(O2)=12mL-8mL=4mL。若剩余的气体是NO(2mL)⇨6mLNO2。则V(O2)=15×(12mL-6mL)=1.2mL。-11-基础梳理考点突破对点演练考向一氮的循环、氮气的性质1.(2018郑州模拟)下列变化中不属于氮的固定的是()A.豆科植物的根瘤菌把氮气变为NH3B.闪电时,空气中的O2和N2化合成NOC.工业上将NH3与CO2在高温高压下制成CO(NH2)2D.工业上用N2和H2合成NH3C解析:将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。氮气中的氮是游离态,NO、NH3、CO(NH2)2中的氮是化合态,C项错误。-12-基础梳理考点突破对点演练考向二NO、NO2的性质2.氮氧化物(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+6NO5N2+6H2O,8NH3+6NO27N2+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,其物质的量之比为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。-13-基础梳理考点突破对点演练答案:(1)1∶3(2)①2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O②NaNO2-14-基础梳理考点突破对点演练解析:(1)设NO的体积为V(NO),NO2的体积为V(NO2),依据化学方程式知,处理NO需NH3的体积为23V(NO),处理NO2需NH3的体积为43V(NO2),则𝑉(NO)+𝑉(NO2)=3.0𝐿23𝑉(NO)+43𝑉(NO2)=3.5𝐿解得V(NO)=0.75LV(NO2)=2.25LV(NO)∶V(NO2)=1∶3。(2)①生成两种钠盐,发生的是NO2的歧化反应,依据物质的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中氮的化合价为+4价,两者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价,即为NaNO2。-15-基础梳理考点突破对点演练考向三氮氧化物溶于水的定量计算3.(2018河北衡水检测)如图所示,相同条件下,两支容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两支试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两支试管内溶液中溶质的物质的量浓度之比为()A.1∶1B.5∶7C.7∶5D.4∶3答案解析解析关闭4NO2+O2+2H2O==4HNO3、4NO+3O2+2H2O==4HNO3,V(NO2)=V(NO),n(NO2)=n(NO),则生成的HNO3物质的量相等,溶液的体积也相同,故两支试管内溶液中溶质的物质的量浓度相等。答案解析关闭A-16-基础梳理考点突破对点演练4.将容积为50mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体,将量筒倒置在盛满水的水槽里,一段时间后,量筒里剩余气体体积为5mL,若向量筒内鼓入氧气后,量筒内水柱继续上升,直至量筒内完全被水充满,则原混合气体中NO2和O2体积比是()A.43∶7B.18∶7C.4∶1D.22∶3答案解析解析关闭NO2、O2与水的反应属于循环反应,可简化为4NO2+O2+2H2O4HNO3;根据“若向量筒内鼓入氧气后,可以观察到量筒内水柱继续上升,直至量筒内完全被水充满”可知,反应后剩余气体为NO,其体积为5mL,结合反应3NO2+H2O2HNO3+NO可知生成5mLNO,需消耗NO2的体积为5mL×3=15mL,其余的35mL混合气体按V(NO2)∶V(O2)=4∶1恰好发生反应,则混合气体中氧气的体积为35mL×15=7mL,则二氧化氮的体积为50mL-7mL=43mL,故原混合气体中NO2和O2体积比为43∶7。答案解析关闭A-17-基础梳理考点突破对点演练氨、铵盐1.氨气的分子结构和物理性质电子式密度气味液化难易溶解性H∶∶H比空气小刺激性气味易液化极易溶于水-18-基础梳理考点突破对点演练2.氨的化学性质(1)还原性(与氧气反应):4NH3+5O24NO+6H2O。(2)与酸的反应:蘸有浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,现象为有白烟生成。化学方程式为HCl+NH3NH4Cl(或HNO3+NH3NH4NO3)。(3)与水反应:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-,氨的水溶液叫氨水,呈弱碱性。-19-基础梳理考点突破对点演练名师点拨(1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可在推断题中作为解题突破口。(2)氨水呈碱性,属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。(3)涉及氨水的离子方程式的书写:①氨水作反应物,用分子式NH3·H2O表示,如:Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+;②生成氨水时,若反应物(强碱溶液)为浓溶液或在加热条件下:NH4++OH-NH3↑+H2O;③生成氨水时,若反应物(强碱溶液)为稀溶液且不加热:NH4++OH-NH3·H2O。-20-基础梳理考点突破对点演练3.实验室制取氨气-21-基础梳理考点突破对点演练-22-基础梳理考点突破对点演练4.氨气的用途化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。名师点拨(1)制氨时,选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时,不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等,因它们受热易分解,使产生的NH3中混有较多的杂质气体,另外NH4NO3易爆炸;选碱时,用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH,因NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨气,且在高温下均能腐蚀玻璃。(2)干燥氨气不能用浓硫酸,也不能用无水CaCl2(8NH3+CaCl2==CaCl2·8NH3),通常用碱石灰干燥氨气。-23-基础梳理考点突破对点演练5.铵盐(1)物理性质。铵盐都是白色或无色晶体,都易溶于水。(2)化学性质。-24-基础梳理考点突破对点演练1.氨气的实验室制法装置创新(1)制取装置创新。-25-基础梳理考点突破对点演练(2)收集和尾气吸收装置创新。①收集装置密封,可防止空气对流,提高收集到的NH3的纯度。②用水吸收多余的NH3以防污染环境,倒扣的漏斗防止倒吸。③根据倒扣漏斗下沿与液面接触处溶液颜色变红,判断圆底烧瓶中已收集满NH3。-26-基础梳理考点突破对点演练2.NH4+的检验方法(1)固体。①取少量样品放入研钵中,加入固体碱进行研磨。若闻到刺激性气味,说明样品中含有NH4+。②取少量样品与碱混合于试管中,加热后用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)或蘸有浓盐酸的玻璃棒(有白烟生成)检验。(2)溶液。取少量液体加入试管中,加入浓的碱液,微热,然后用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)或蘸有浓盐酸的玻璃棒(有白烟生成)检验:NH4++OH-NH3↑+H2O。-27-基础梳理考点突破对点演练例2NH3及铵盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为。-28-基础梳理考点突破对点演练(2)按下图装置进行NH3性质实验。①先打开止水夹1,B瓶中的现象是,原因是,稳定后,关闭止水夹1。②再打开止水夹2,B瓶中的现象是。-29-基础梳理考点突破对点演练答案:(1)ACG(2)①有白烟生成A瓶中的氯化氢进入B瓶中,与B瓶中的氨气反应生成氯化铵,能看到白烟②液体进入B瓶中,溶液的颜色变红解析:(1)制备氨气时,加热固体的试管口应略向下倾斜,所以制备装置应选取装置A;氨气的密度比空气的小,因此应用向下排空气法收集,所以收集装置应选取装置C;氨气极易溶于水,应防止发生倒吸,因此尾气处理装置应选取装置G。(2)A瓶的压强大于B瓶的,因此A瓶中的氯化氢进入B瓶中,与氨气反应生成氯化铵,可以看到B瓶中有白烟生成。由于氯化氢与氨气反应导致B瓶中的压强降低,且B瓶中的氯化氢相对过量,因此当打开止水夹2时,石蕊溶液会被倒吸入B瓶中,遇氯化氢溶液变红色。-30-基础梳理考点突破对点演练答题模板气体制取与性质实验的解题流程-31-基础梳理考点突破对点演练考向一氨与铵盐的性质及应用1.如右图,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应生成了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是MgCl2溶液D干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱答案解析解析关闭B项,NH3与浓硫酸反应;C项,AlCl3、MgCl2等氯化物溶液均可与NH3反应使溶液变浑浊;D项,NH3+H2ONH3·H2ONH