2021版高考化学一轮复习 第4章 非金属及其重要化合物 第16讲 氮及其重要化合物课件 新人教版

化学第4章非金属及其重要化合物第16讲氮及其重要化合物01练真题·明考向02课后达标检测考点一氮及其氧化物[知识梳理]一、氮的固定化合人工游离将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定。（1）（2）人工固氮：工业合成氨。二、氮气写出有关反应的化学方程式：①___________________________；②___________________________；③___________________________。3Mg＋N2=====点燃Mg3N2N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3N2＋O2=====放电或高温2NO三、氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、_____、N2O3、NO2(或__________)、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3和__________。完成下表中NO和NO2的比较：氮的氧化物NONO2物理性质颜色_______________毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化学性质与O2反应___________________不反应与H2O反应不反应_________________________NON2O4N2O5无色红棕色2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO(1)NO能与血红蛋白结合而使人中毒。(2)NO、NO2均能与NH3反应生成N2：4NH3＋6NO=====催化剂△5N2＋6H2O；8NH3＋6NO2=====催化剂△7N2＋12H2O。四、氮氧化物对环境的污染及防治1．常见的污染类型(1)光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。(2)酸雨：NOx排入大气后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨水降到地面形成酸雨。(3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。2．常见的NOx尾气处理方法(1)碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)，此法一般适合工业尾气中NOx的处理。(2)催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)；NOx与CO在一定温度下可催化转化为无毒气体(N2和CO2)，此法一般适用于汽车尾气的处理。[自主检测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)固氮反应一定属于氧化还原反应。()(2)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去。()(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。()(4)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。()(5)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂。()(6)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。()√√××××(7)溴蒸气和NO2都是红棕色气体，不能用湿润的淀粉­KI试纸和NaOH溶液鉴别，可用AgNO3溶液、蒸馏水或CCl4鉴别。()解析：(5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既是氧化剂，又是还原剂。√2．完成下列填空。(1)[2018·高考全国卷Ⅱ，28(2)①]某小组为探究三草酸合铁酸钾{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}的热分解产物，按如图所示装置进行实验。通入氮气的目的是_____________________________________________________________________________________________。(2)(2018·高考天津卷)NO被H2O2氧化为NO－3的离子方程式是_________________________________________________________________________。(3)(2017·高考全国卷Ⅲ，26改编)绿矾(FeSO4·xH2O)易被氧化，在测定其结晶水含量或分解产物时，应先向装置中缓缓通入N2，目的是_______________________________________________________________________________________________________。答案：(1)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置(2)2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO－3＋2H2O(3)排出装置中的空气演练一氮气及其氧化物的性质和应用1．下列有关氮气用途说法不正确的是()A．做焊接金属的保护气B．制硝酸和化肥的原料C．食品袋中充氮气来防腐D．与氧气反应制NO从而制硝酸解析：选D。氮气的化学性质不活泼，能防止金属在高温下被空气中的氧气氧化，A项正确；氮气可用于合成氨，氨可制硝酸和化肥，B项正确；食品袋中充氮气可减缓食品被氧化而变质的速率，C项正确；氮气与氧气的反应很难进行，不宜用氮气与氧气反应制NO从而制备硝酸，D项错误。2．Murad等三位教授提出NO在人体内有独特的功能，下列关于NO的叙述正确的是()①NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物②NO是亚硝酸的酸酐③NO可以是某些含高价氮物质还原的产物④NO是无色气体，在空气中可变为红棕色A．全部B．①③④C．②③④D．①④解析：选B。NO中氮元素的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如HNO3→NO，也可以是氧化产物，如NH3→NO；HNO2的酸酐是N2O3；NO是无色气体，可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2。演练二氮的氧化物溶于水或碱溶液的计算3．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2；②NO2和O2；③NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是()A．V1＞V2＞V3B．V1＞V3＞V2C．V2＞V3＞V1D．V3＞V1＞V2解析：选B。设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可得，剩余NO的体积V1＝(1＋13)体积。②根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得，剩余O2的体积V2＝(1－14)体积。③根据NH3极易溶于水、N2难溶于水且N2与水不发生化学反应可得，剩余N2的体积V3＝1体积。由上述分析可知，V1V3V2，故B项符合题意。4．(教材改编题)(1)一个大试管的容积为27mL，装满二氧化氮和氧气，把它倒扣在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为2mL。则原混合气体中O2的体积可能是________或________。(2)一个大试管的容积为24mL，收集满一氧化氮气体，把它倒扣在盛满水的水槽里再通入氧气，一段时间后，试管里剩余气体体积为2mL。则通入O2的体积可能是________或________。解析：(1)NO2、O2混合气体与水反应的计算关系式符合下列化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。若剩余的2mL气体为O2，则参加上述反应的NO2和O2的总体积为27mL－2mL＝25mL，则原混合气体中NO2的体积为25mL×45＝20mL，O2的体积为27mL－20mL＝7mL。若剩余的2mL气体为NO，该气体由NO2和O2共同反应后剩余了6mL的NO2再单独与水反应而得，则按4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3反应的NO2和O2的总体积为27mL－6mL＝21mL，则原混合气体中O2的体积为21mL×15＝4.2mL。(2)NO、O2混合气体与水反应的计算关系式符合下列化学方程式：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。若剩余的2mL气体为O2，则是24mLNO按上述化学方程式完全反应后又通入了2mLO2，则通入O2的体积为24mL×34＋2mL＝20mL。若剩余的2mL气体为NO，则按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3反应的NO体积为24mL－2mL＝22mL，则通入O2的体积为22mL×34＝16.5mL。答案：(1)7mL4.2mL(2)20mL16.5mL氮氧化物溶于水的计算问题无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。(1)若NO和O2通入水中，总反应的化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。(2)若NO2和O2通入水中，总反应的化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。5．已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。现有mmolNO2和nmolNO组成的混合气体，要用NaOH溶液使其被完全吸收无气体剩余，现有浓度amol·L－1的NaOH溶液，则需此NaOH溶液的体积为()A.maLB.2m3aLC.m＋naLD.2（m＋n）3aL解析：选C。生成物不论是硝酸钠还是亚硝酸钠，根据原子守恒可知，氢氧化钠的物质的量就是NO2和NO的物质的量之和，则氢氧化钠的物质的量是(m＋n)mol，则氢氧化钠溶液的体积为m＋naL。氮氧化物与NaOH溶液反应的有关问题分析(1)NO2能被NaOH溶液吸收发生转化生成NaNO3和NaNO2。(2)NO不能被NaOH溶液吸收。(3)n(NO2)∶n(NO)≥1时，NO2、NO的混合气体能完全被NaOH溶液吸收。考点二氨、铵盐、肼(N2H4)[知识梳理]一、氨的分子结构和物理性质电子式密度气味水溶性___________比空气的____强烈________气味____溶于水(1∶700)小刺激性极易二、氨的化学性质1．与水的反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－，氨溶于水得氨水。(1)氨水中含有的粒子有___________________________________________。(2)一水合氨为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O=====△____________________。NH3·H2O、NH3、H2O、NH＋4、OH－、H＋NH3↑＋H2O2．与酸的反应蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为_______________，将浓盐酸改为__________，也会出现相同的现象。化学方程式：___________________________________________________。有白烟生成浓硝酸HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO33．与盐溶液的反应如过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：____________________________________。Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋44．氨的还原性——氨的催化氧化化学方程式：___________________________________。4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O三、氨的实验室制法湿润的红色石蕊试纸白烟实验室制取NH3的简易方法方法化学方程式（或原理）气体发生装置加热浓氨水浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大也有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaO四、铵盐的性质及NH＋4的检验1．铵盐的物理性质铵盐都是_____色固体，均易溶于水。白2．铵盐的化学性质3．NH＋4的检验未知液――→OH－△有刺激性气味的气体――――――――→湿润的____色石蕊试纸试纸变____色――→结论原溶液中含有NH＋4。红蓝五、肼(N2H4)1．碱性：溶于水形成二元弱碱，碱性比NH3·H2O弱，在水中的电离与NH3·H2O相似，与硫酸反应形成的酸式盐为N2H6(HSO4)2。2．强还原性：能被氧气、H2O2等氧化，可用作喷气式发动机的推进剂、火箭燃料等。[自主检测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2019·高考全国卷Ⅱ