2020高考化学总复习 第四章 非金属及其化合物 13 氮及其化合物课件

第四章非金属及其化合物第13讲氮及其化合物微考点•大突破微充电•提素养微真题•大揭秘考纲微解读考向微预测1.了解NO、NO2的性质2．掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO3的反应，掌握守恒法的计算技巧3．了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法4．掌握铵根离子的检验5．了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响高考考查点有四点：一是结合氮及其化合物的转化考查基本概念、基本理论；二是以NOx和HNO3的性质考查相关实验及计算；三是以框图推断考查氮及化合物的性质和应用；四是结合相关工业生产考查含氮化合物对环境质量的影响。微考点•大突破A基础篇微考点1氮气及氧的氧化物磷一、氮气的结构与性质1．氮元素的存在与氮的固定2．N2的物理性质无色、无味气体，密度比空气略，溶于水。小难3．N2的化学性质写出有关反应的化学方程式：①；②；③N2＋O2=====放电2NO。3Mg＋N2=====点燃Mg3N2N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3二、氮的氧化物三、重要的氮族元素——磷(1)磷的同素异形体白磷(黄磷，P4)为正四面体结构()，与红磷(赤磷)是同素异形体。(2)单质磷的化学性质①与氧气反应：P4＋5O2=====点燃2P2O5(五氧化二磷)。②与卤素单质反应P4＋6Cl2=====点燃4PCl3(白雾)，P4＋10Cl2=====点燃4PCl5(白烟)。③与稀硝酸反应3P＋5HNO3＋2H2O=====△3H3PO4＋5NO↑。(3)五氧化二磷五氧化二磷是磷酸的酸酐，有很强的吸水性，是一种干燥剂。(4)磷酸磷酸易溶于水、难挥发，属于三元非氧化性中强酸(可当作弱酸对待)，具有酸的通性。①电离方程式H3PO4H＋＋H2PO－4H2PO－4H＋＋HPO2－4HPO2－4H＋＋PO3－4②与碱反应NaOH＋H3PO4===NaH2PO4＋H2O(生成磷酸二氢盐)2NaOH＋H3PO4===Na2HPO4＋2H2O(生成磷酸氢盐)3NaOH＋H3PO4===Na3PO4＋3H2O(生成正盐)微助学一种比较NO2和溴蒸气的比较1．相同点(1)均为红棕色气体。(2)均有氧化性。(3)溶于水后均有酸生成。(4)能与碱反应。2．鉴别溴蒸气和NO2不能用淀粉­KI试纸、碱溶液等，但可以利用它们性质上的差异性来鉴别。(1)通入水中，NO2溶于水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，反应后溶液呈无色，而溴蒸气溶于水后溶液呈橙色。(2)通入AgNO3溶液中，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气(Br2＋H2OHBr＋HBrO，HBr＋AgNO3===AgBr↓＋HNO3)，无此现象的为NO2。(3)通入CCl4有机溶剂中，易溶于CCl4且CCl4溶液呈橙红色的为Br2(g)，无此现象的为NO2。三个提醒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．NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。3．验证某无色气体是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。微诊断判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。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。()√提示固氮是游离态的氮生成化合态的氮，所以氮的化合价一定发生变化。√提示NO2溶于水生成NO，便可除去NO中的NO2。3．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在。()4．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。()5．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。()提示NO遇O2反应生成NO2。×××提示N2与O2在放电条件下直接化合成NO。提示NO2与H2O反应生成HNO3和NO，氮元素价态由＋4价变为＋5价、＋2价，不符合酸性氧化物的通性，故NO2不是酸性氧化物。微练一自然界中氮的循环及N2的性质1．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D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环解析人工固氮中氮气转化为氨气，是N2转化为NH3的过程，N化合价由0价变为－3价，化合价降低，被还原，A项错误；工业合成氨是典型的人工固氮方法，B项正确；根据自然界中氮循环图知，通过生物体可以将铵盐和蛋白质相互转化，实现了含氮的无机物和有机物的转化，C项正确；生物体合成蛋白质的过程也有碳、氢、氧元素的参与，D项正确。答案A微练二氮的氧化物的性质2．Murad等三位教授提出NO在人体内有独特的功能，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．①②③④B．①③④C．②③④D．①④解析NO中氮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。答案B3．氮氧化合物(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合物污染的方法。(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NO=====催化剂△5N2＋6H2O,8NH3＋6NO2=====催化剂△7N2＋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________。1∶3(2)工业尾气中氮的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____________。2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONaNO2解析(1)设NO的体积为V(NO)，NO2的体积为V(NO2)，依据方程式知，处理NO需NH3：23V(NO)，处理NO2需NH3：43V(NO2)，则VNO＋VNO2＝3.0L23VNO＋43VNO2＝3.5L解得V(NO)＝0.75L，V(NO2)＝2.25L，V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。(2)①生成两种钠盐，必然是NO2的歧化反应，依据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，二者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。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排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。(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＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、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)。一般适合工业尾气中NOx的处理。(2)催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2)和(CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。微练三有关氮的氧化物计算类试题4．盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积可能是()A．1.2mLB．2.4mLC．3.6mLD．4.8mL解析根据题意，剩余的气体可能是O2，也可能是NO。①当剩余气体是O2时，由于剩余2mLO2，则有12mL－2mL＝10mL气体按反应式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3中量的关系进行反应，则原气体中O2的体积V(O2)＝10mL×15＋2mL＝4mL。②当剩余气体是NO时，即剩余NO为2mL，而NO来源于NO2与水的反应，根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成NO的NO2的体积为2mL×3＝6mL。则有12mL－6mL＝6mL的混合气体按4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3中量的关系进行反应，故原气体中氧气体积V(O2)＝6mL×15＝1.2mL。答案A5．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，则下列的关系正确的是()A．V1V2V3B．V1V3V2C．V2V3V1D．V3V1V2解析设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，即剩余NO的体积V1＝1＋13体积。②根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即剩余O2的体积V2＝1－14体积。③剩余N2的体积V3＝1体积。B项符合题意。答案B氮的氧化物溶于水的计算1．方程式法(1)有关化学反应方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③2NO＋O2===2NO2④(2)不同情况及剩余气体的体积(3)NO2、NO、O2三者组成的混合气体溶于水：若先按①反应后，再据表Ⅳ进行计算。若先按④反应后，再据表Ⅲ进行计算。2．原子组成法4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，即1.(1)中的②③两种情况中的总反应式都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。这不仅是记忆1.(1)中的②③二式的方法，也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，O2剩余＝2∶5，恰好完全反应＞2∶5，NO剩余3．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。微考点2氨气铵盐一、氨气1．物理性质颜色：，气味：，密度：比空气，溶解性：常温常压下，1体积水中溶解体积氨。2．化学性质(1)与水反应氨水显碱性，反应原理为。(2)与酸反应与浓盐酸的反应为。现象：。无色刺激性气味小700NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－NH3＋HCl===NH4Cl产生大量白烟(3)与盐反应向AlCl3溶液中滴加氨水，反应的离子方程式为。(4)与氧气反应。Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋44NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O3．制法(1)实验室制法NH4Cl和Ca(OH)2共热反应的化学方程式为。(2)工业制法。Ca(OH)2＋2NH4Cl=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2ON2＋3H2催化剂高温、高压2NH3二、铵盐1．物理性质铵盐是由和构成的化合物，都是白色或无色晶体，都溶于水。2．化学性质(1)受热分解NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式分别为，。铵离子酸根离子易NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑NH4HCO3=====△NH3↑＋CO2↑＋H2O(2)与强碱溶液反应NH4NO3与NaOH溶液加热反应的化学方程式为。三、NH＋4的检验铵盐NH＋4――――→强碱△无色气体NH3――――→湿润红色石蕊试纸试纸变蓝NH4NO3＋NaOH=====△NH3↑＋NaNO3＋H2O微助学1．氨水组成：三种分子：NH3、NH3·H2O、H2O；三种离子：NH＋4、OH－、H＋。2．氨水性质：容易挥发；氨水质量分数越大，其密度越小；氨水是很好的沉淀