2020届高三化学一轮复习 专题2 第14讲 氮及其化合物课件 苏教版

专题二元素及其化合物第14讲氮及其化合物目标导航复习目标1.了解N2、NO、NO2、NH3、铵盐、HNO3的主要性质及应用。2.掌握NH＋4的检验。3.了解NH3的实验室制备方法和HNO3的工业制备方法。4.了解氮的氧化物(NO、NO2)对环境的影响。知识体系课前思考问题1：如何鉴别NO2与溴蒸气？[答案]由于NO2和溴蒸气在性质上有不少相似性：①均具有氧化性、②溶于水均有酸生成、③均可与碱反应、④均为红棕色等，所以不能用淀粉－KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别；但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液、②CCl4、③水洗法。课前思考问题2：为了将废铜屑转化为硝酸铜，甲同学采用了铜与浓硝酸反应，乙同学采用了铜与稀硝酸反应。你认为哪种方法相对好些？说出你的依据。两种方法均存在一个严重的缺陷，你知道是什么吗？你能设计一个更合理的方案吗？若能，请指出你设计的方案的优点是什么？[答案]根据铜与浓、稀硝酸反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知，获得等量的Cu(NO3)2(如1mol),分别消耗4mol浓硝酸、83mol稀硝酸，产生的气体分别为2molNO2、23molNO，可见用稀硝酸消耗的硝酸少，产生的有害气体少。课前思考但两种方法均产生有害气体污染环境。若将铜先在空气中加热生成CuO，然后再用稀硝酸溶解氧化铜，由该反应的化学方程式2Cu＋O2=====△2CuO、CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O可知，生成1molCu(NO3)2只需2mol硝酸，比上述两种方法都少，且无有害气体产生。课前8min栏目导航考点透视质量验收课前8min1.判断下列说法的正误(正确的打“√”错误的打“×”)。(1)(2017·天津卷)用烧碱处理含高浓度NH＋4的废水并回收利用氨()(2)制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气()(3)(2018·海南卷)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比为7∶4，该NOx可表示为N2O()(4)(2018·海南卷)除去氨气中的水蒸气：通过盛有P2O5的干燥管()(5)(2018·北京卷)热铜丝插入稀硝酸中，产生无色气体，随后变为红棕色()(6)(2017·全国Ⅱ卷)加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明NH4HCO3显碱性()√×√×√×(7)(2016·江苏卷)在给定的条件下，下列物质间转化均能实现：N2――→H2高温、高压、催化剂NH3――→HClaqNH4Cl(aq)()(8)(2016·全国Ⅰ卷)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO()(9)(2015·全国Ⅰ卷)密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA()√××(10)(2015·福建卷)取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，此法检验溶液中是否含有NH＋4()(11)(2015·山东卷)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，原因是NH4Cl固体可以升华()(12)(2015·海南卷)稀硝酸不能除去试管内壁的银镜()(13)(2016·江苏卷)NH4HCO3受热易分解，可用作氮肥()√×××[解析](2)NO2与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，产生的NO仍是有毒气体，故不能用水吸收含NO2的尾气。(3)已知氮氧化物的氮氧质量比为7∶4，则氮与氧的原子个数比为714∶416＝2∶1，所以该氮氧化物可表示为N2O。(4)P2O5是酸性氧化物，能与NH3反应，不能干燥NH3。(6)加热NH4HCO3，分解生成NH3，可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明的是产物性质而不是反应物性质。(8)NO能与氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集，应用排水法收集。(9)NO和O2反应方程式为2NO＋O2===2NO2,2molNO与1molO2恰好完全反应生成2molNO2，但NO2和N2O4之间存在转化：2NO2N2O4，所以产物分子数小于2NA。(11)NH4Cl受热分解为NH3与HCl，在试管口处冷却，NH3与HCl又反应得到NH4Cl固体。(12)Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、NO与水，可以除去试管内壁的银镜。(13)NH4HCO3用作氮肥是因为其中含有氮元素，易被农作物吸收。2.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如下图所示。下列有关说法正确的是()A.实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明稀硝酸被Cu还原为NO2B.实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强C.实验③发生反应的化学方程式：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2OD.由上述实验可得出结论：Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，也可以和稀硫酸反应C[解析]①中发生3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成硝酸铜溶液为蓝色，试管口NO被氧化生成红棕色的二氧化氮，但硝酸被还原生成NO，故A错误；③中加稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，继续与Cu反应，硝酸的氧化性强，故B错误；C正确；由上述实验可得出结论：Cu在常温下可以和稀硝酸反应，故D错误。3.(2018·河南信阳期末)将51.2gCu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8mol，这些气体恰好能被500mL2mol·L－1NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，其中NaNO3的物质的量为()A.0.2molB.0.6molC.0.8molD.1.0molA[解析]根据得失电子守恒可知，Cu元素化合价由0→＋2，HNO3中氮元素化合价由＋5→＋2、＋4，然后这些气体恰好能被500mL2mol·L－1NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，气体中氮元素化合价又由＋2、＋4→＋3、＋5，所以整个反应过程可以看成是铜失电子、硝酸得电子变为NaNO2。51.2gCu的物质的量为0.8mol，失去电子0.8mol×2＝1.6mol，硝酸得1.6mol电子变为NaNO2，所以n(NaNO2)＝1.6mol÷2＝0.8mol，根据钠离子守恒，n(NaNO3)＝n(NaOH)－n(NaNO2)＝0.5L×2mol·L－1－0.8mol＝0.2mol。4.(2018·广东佛山顺德质检)氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：(1)下列有关NH3的说法不正确的是________(填字母)。A.工业合成NH3需要在高温高压下进行B.NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥C.NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥D.NH3受热易分解，须置于冷暗处保存CD(2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为______________mol·L－1。(3)氨气催化氧化的化学方程式为_______________________________。(4)HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下浓硝酸能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的________性。122.4(或0.045)4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O氧化(5)“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋________＋CO2(请完成化学方程式)。②氨转化法。已知7mol氨恰好能将含NO和NO2共6mol的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为________。若用通式NOx表示氧化物，则1mol氨可将________mol的NOx转化为N2。NaNO21∶332x[解析](1)工业合成NH3的反应条件是高温、高压、催化剂，故A正确；NH3可与CO2、H2O反应生成碳铵，也可以与二氧化碳反应生成尿素，故B正确；NH3可与硫酸或氯化钙发生反应，故C不正确；NH3不易分解，故D不正确。(2)标准状况下，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为122.4mol·L－1＝0.045mol·L－1。(5)②7mol氨失去21mol电子，根据题意和得失电子守恒可得n(NO)＋n(NO2)＝6mol、2n(NO)＋4n(NO2)＝21mol，解得n(NO)＝1.5mol、n(NO2)＝4.5mol，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3。若用通式NOx表示氧化物，反应过程中NOx得到2xe－，根据得失电子守恒，1mol氨可将32xmol的NOx转化为N2。考点透视考点1氮气基础梳理1.氮元素的存在2.氮气的物理性质颜色：______，状态：_______，气味：________，溶解性：______溶于水。无色气体无味难3.氮气的化学性质固氮：把_______态的氮转化成______态的氮的过程。游离化合举题悟法类型1固氮(2018·北京西城区模拟)自然界的氮循环如下图所示，下列说法不正确的是()A.氮、氢、氧元素参与了氮循环B.②中的工业合成氨属于人工固氮C.①和③中氮元素均被氧化D.含氮有机物和含氮无机物可相互转化C[解析]N2在放电条件下与O2直接化合生成NO，NO在空气中转化为NO2，二氧化氮与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮，故A正确；工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，故B正确；①中氮气反应生成NO，氮元素化合价升高被氧化，③中细菌还原硝酸根生成无污染的氮气，氮元素化合价降低被还原，故C错误；硝酸根可以转化为蛋白质，蛋白质可以转化为氨，硝酸根、氨属于无机物，蛋白质属于有机物，故D正确。(2018·上海杨浦区二模)下列属于人工固氮的是()A.4NH3＋5O2=====催化剂4NO＋6H2OB.2NO＋O22NO2C.2N2＋3H2催化剂加热、加压2NH3D.N2＋O2=====打雷闪电2NOC[解析]人工固氮是在人为的条件下将氮的单质转化为化合物的过程。类型2合成氨(2018·上海浦东新区二模改编)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，有关合成氨的说法正确的是()A.合成氨是可逆反应，是吸热反应B.采用20～50MPa能提高催化剂的效率C.合成氨的过程是氮的氧化过程D.循环使用未反应的N2和H2能节约成本D[解析]合成氨反应为放热反应，故A错误；增大压强有利于合成氨反应平衡正向移动，所以采用压强20～50MPa，与催化剂效率无关，故B错误；合成氨的过程是氮的还原过程，故C错误。(2018·广东肇庆调研)下面是合成氨的简要流程示意图：沿X路线循环利用的物质是()A.N2和H2B.催化剂C.N2D.H2A[解析]合成氨工业中，利用氨易液化，分离出N2、H2循环使用。“固氮”作用“固氮”是将游离态的氮转变为化合态的氮。“固氮”的方式有：自然固氮、生物固氮、工业固氮。常温下，氮气化学性质稳定(氮氮三键的键能大)，通常情况下不易发生化学反应。考点2氮的氧化物基础梳理1.氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。NO和NO2的比较如下：NONO2颜色_____________毒性__________物理性质溶解性__________无色红棕色有毒有毒不溶易溶NONO2与O2反应2NO＋O2===2NO2化学性质与H2O反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO实验室制法3Cu＋8HNO3(稀)===__________________________Cu＋4HNO3(浓)===__________________________来源及主要危害①来源：人类活动中氮肥的生产、工