（北京专用）2020届高考化学一轮复习 专题九 氮及其化合物课件

专题九氮及其化合物高考化学(北京专用)五年高考A组自主命题·北京卷题组考点一氮的单质、氧化物和硝酸1.(2017北京理综,12,6分)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是()A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应   ①②③答案D③中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。疑难突破③中红热木炭并未与浓硝酸直接接触,只有HNO3挥发后,与木炭接触才能发生反应。2.(2015北京理综,12,6分)在通风橱中进行下列实验:下列说法不正确的是 ()A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2 2NO2B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化步骤  现象Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡答案CA项,Fe与稀HNO3反应生成NO,无色的NO易被空气中的O2氧化为红棕色的NO2,化学方程式为2NO+O2 2NO2;B项,Ⅱ中现象说明Fe遇到浓HNO3易发生钝化,表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应;C项,浓HNO3的氧化性强于稀HNO3;D项,Fe、Cu、浓HNO3可构成原电池,连接电流计可以判断Fe是否被氧化。审题技巧注意分析铁与不同浓度硝酸反应的现象差异,结合氮的氧化物的相关性质推测原因;在实验Ⅲ中,铁和铜相互接触插入浓硝酸中可以构成原电池。易错警示铁在浓硝酸中表面生成一层致密的氧化物保护膜,阻止反应的进行,因此铁和铜相互接触插入浓硝酸中构成原电池,铁作正极,铜作负极。评析具有氧化性的物质浓度越大,其氧化性越强。3.(2017北京理综,27,12分)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。(1)SCR(选择性催化还原)工作原理: ①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:。②反应器中NH3还原NO2的化学方程式:。③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:。④尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60g·mol-1)含量的方法如下:取ag尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1mLc1mol·L-1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2mLc2mol·L-1NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是。(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。 图a 图b①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是。②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是。③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:答案(12分)(1)①CO(NH2)2+H2O CO2+2NH3②8NH3+6NO2 7N2+12H2O③2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO4④ (2)①BaO②8∶1③415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O11223(2)100cVcVa解析(1)④n(NH3)=2n(H2SO4)-n(NaOH)=2c1V1×10-3mol-c2V2×10-3moln[CO(NH2)2]= n(NH3)= molm[CO(NH2)2]=n[CO(NH2)2]×60g·mol-1= mol×60g·mol-1=(6c1V1-3c2V2)×10-2g则ag尿素溶液中尿素的质量分数为: ×100%= 。(2)①观察图a可知BaO起到了储存NOx的作用。②观察图b可知,当Ba(NO3)2用H2还原时,氮元素开始时转化为NH3,由得失电子守恒可得消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为8∶1。③分析可知,反应物15NO、NH3与产物15NNO的化学计量数应是一样的,然后结合得失电子守恒及原子守恒可得反应的化学方程式。1231122(2Vc)102cV31122(2cVc)102V21122(6cV3)10gcVga11223(2cVcV)100a审题方法(2)③解答时要注意两点:一是15NNO中的氮元素一半来自15NO,一半来自NH3,因此15NO、NH3的化学计量数相等;二是反应是在有氧条件下发生的,提示我们氧气参加了反应。4.(2010北京理综,26,14分)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以N 和NH3·H2O的形式存在,该废水的处理流程如下:氨氮废水 低浓度氨氮废水 含HNO3废水 达标废水(1)过程Ⅰ:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃,通空气将氨赶出并回收。①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用:。②用化学平衡原理解释通空气的目的:。(2)过程Ⅱ:在微生物作用的条件下,N 经过两步反应被氧化成N 。两步反应的能量变化示意图如下:4H4H3O①第一步反应是反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是。②1molN (aq)全部氧化成N (aq)的热化学方程式是。(3)过程Ⅲ:一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是。4H3O答案(1)①N +OH- NH3·H2O②废水中的NH3被空气带走,使NH3·H2O NH3+H2O的平衡向正反应方向移动,利于除氨(2)①放热ΔH=-273kJ/mol0(反应物的总能量大于生成物的总能量)②N (aq)+2O2(g) 2H+(aq)+N (aq)+H2O(l)ΔH=-346kJ/mol(3)5∶64H4H3O解析(1)加NaOH溶液显然是使N 转化为NH3·H2O,升温、通空气均有利于NH3·H2O NH3+H2O的平衡向正反应方向移动,利于除氨。(2)①由题图可看出反应物的总能量大于生成物的总能量,所以是放热反应。②根据盖斯定律可知,1molN (aq)全部被氧化成N (aq)的反应热ΔH=-273kJ/mol+(-73kJ/mol)=-346kJ/mol。(3)32gCH3OH的物质的量为1mol,失6mol电子生成1molCO2,而1molHNO3得5mol电子,被还原为0.5molN2,由得失电子守恒知还原剂(CH3OH)和氧化剂(HNO3)的物质的量之比是5∶6。4H4H3O5.(2015北京理综,8,6分)下列关于自然界中氮循环(如图)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考点二氨和铵盐D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环答案AA项,人工固氮时,N2+3H2 2NH3,氮元素被还原;B项,把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定,工业合成氨属于人工固氮;C项,硝酸盐可转化为蛋白质,动植物遗体可转化为氨或铵盐,则含氮有机物和含氮无机物可相互转化;D项,在自然界氮循环过程中,碳、氢、氧三种元素也参与了循环。易错警示自然界中氮循环的过程中,既有游离态的氮元素转化为化合态的氮元素,也有化合态的氮元素转化为游离态的氮元素。知识拓展在雷电作用和豆科植物的根瘤菌作用下自然界中游离态的氮元素转化为化合态氮元素的过程属于自然固氮;工业合成氨属于人工固氮。6.(2014北京理综,26,14分)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。 (1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是。(2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如下图)。 ①比较p1、p2的大小关系:。②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是。(3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。①已知:2NO2(g) N2O4(g)ΔH12NO2(g) N2O4(l)ΔH2下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)。 ②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是。(4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如下图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。A是,说明理由:。 答案(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O(2)①p1p2②减小(3)①A②2N2O4+O2+2H2O 4HNO3(4)NH3根据反应:8NO+7H2O 3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多解析(1)NH3催化氧化生成NO,所以化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。(2)①采用“定一议二”的分析方法,在相同温度的条件下,p1时NO平衡转化率低,p2时NO平衡转化率高,由反应特点知:p1p2。②在相同压强的条件下,NO的平衡转化率随温度升高而下降,所以温度升高,平衡常数减小。(3)①降低温度,NO2转化成N2O4,所以ΔH10,ΔH20,再根据物质(N2O4)的状态可判断出NO2转化成液态N2O4放热更多。故选A。②N2O4与O2、H2O发生化合反应,产物应为HNO3,所以反应方程式为2N2O4+O2+2H2O 4HNO3。(4)由题图知,阴极反应为NO+6H++5e- N +H2O,阳极反应为NO+2H2O-3e- N +4H+,根据得失电子守恒可判断出:当转移的电子数目相同时,阳极产生的N 的物质的量多于阴极产生的N 的物质的量,为使电解产物全部转化为NH4NO3,可补充NH3。4H3O3O4H思路分析分析图像,结合化学反应原理相关知识作答。知识拓展有关化学反应速率和化学平衡图像题的分析方法(1)认清坐标系:弄清纵、横坐标所代表的意义;(2)紧扣可逆反应的特征:弄清正反应是吸热还是放热,气体体积是增大、减小还是不变,有无固体、纯液体参与或生成等;(3)看清变化:看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。评析本题综合性较强,考查了氧化还原反应、化学平衡、反应热、电解原理等知识点,考生平时若能熟练掌握化学反应原理的知识,本题得分率会较高。1.(2019江苏单科,6,2分)下列有关化学反应的叙述正确的是 ()A.Fe在稀硝酸中发生钝化B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2考点一氮的单质、氧化物和硝酸B组统一命题、省（区、市）卷题组答案C本题涉及常见无机物的性质知识,通过对化学反应描述的正误判断,考查了分析和解决化学问题的能力,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。A项,常温下,Fe遇浓硝酸发生钝化,Fe与稀硝酸发生氧化还原反应生成NO气体,错误;B项,MnO2与浓盐酸在加热条件下可制取Cl2,与稀盐酸不反应,错误;C项,SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3,正确;D项,室温下Na与O2反应生成Na2O,错误。审题方法物质的浓度、用量及反应条件不同,发生的化学反应及产物也会有不同情况。2.(2018天津理综,9节选)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:Ⅰ.采样 采样系统简图采样步骤:①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。Ⅱ.NOx含量的测定将VL气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧