2020版高三化学一轮复习 第四章 第四节 氮及其重要化合物课件 新人教版

返回导航第四节氮及其重要化合物[考纲展示]1．掌握氮单质及其主要化合物的主要性质及应用。2.了解常见的氮的氧化物(NO、NO2)的性质及对环境的影响。3.会用硝酸的氧化性解释硝酸与金属、非金属及其他具有还原性物质反应的特点。4.掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。返回导航考点一氮气及氮的氧化物一、氮在自然界中的存在与转化1．氮元素的存在与氮的固定返回导航返回导航2．N2的物理性质无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。3．N2的化学性质(1)与氧气反应：N2＋O2=====放电或高温2NO。导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。(2)与氢气反应：N2＋3H2高压高温催化剂2NH3。返回导航二、NO与NO2性质NONO2物理性质通常为无色、无味的气体，不溶于水通常为红棕色、有刺激性气味的气体，易溶于水与水反应3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO与氧气反应2NO＋O2＝2NO2返回导航实验室制备铜与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O收集方法常用排水法常用向上排空气法返回导航与人体、环境的关系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、光化学烟雾返回导航(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2气体中存在平衡：2NO2N2O4，故没有纯净的NO2或N2O4气体。因此实验测得NO2的平均相对分子质量偏高。(2)NO只能用排水法收集，NO2只能用排空气法收集。(3)验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入空气(或氧气)，无色气体变为红棕色。返回导航(4)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。(5)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝：2NO2＋2KI＝2KNO2＋I2。返回导航题组一NO、NO2的性质考查1．一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用．下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A．一氧化氮是一种红棕色的气体B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集返回导航答案：C解析：NO是一种无色的气体，故A错误；常温常压下，NO和氧气反应生成NO2，故B错误；NO不溶于水，我们可以用排水法收集NO气体，故D错误；N2＋O2=====通电2NO，故C正确，此题选C。返回导航2．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2→2NO＋2O，②2NO＋O2→2NO2，③O＋O2→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是()A．NO2起催化剂作用B．NO起催化剂作用C．NO2只起氧化剂作用D．O3与O2为同分异构体答案：A返回导航解析：选A。反应过程①＋②得O2→2O，③O＋O2→O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2作氧化剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。返回导航3．NO对环境的危害在于()①破坏臭氧层②高温下能使金属被氧化③造成酸雨④与人体血红蛋白相结合A．仅①③B．仅③④C．①②③D．①③④答案：A解析：选A。②NO在高温下稳定，不能氧化金属，④不属于对环境的危害。返回导航4．4.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________。返回导航(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________。答案：(1)1∶3(2)①2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O②NaNO2返回导航解析：(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)＝0.75LV(NO2)＝2.25LV(NO)∶V(NO2)＝1∶3。返回导航(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，即为NaNO2。返回导航题组二氮的氧化物溶于水的简单计算5．NO2通过盛有水的洗气瓶，转移0.03mol电子时，参加反应的NO2气体在标准状况下的体积为()A．224mLB．336mLC．448mLD．672mL答案：B返回导航解析：转移电子关系：2e－→NO2；转移0.03mol电子时，V(NO2)＝0.015×22.4＝0.336L，因此B正确。返回导航6．在一定条件下，将NO2和O2的混合气体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．①④答案：D返回导航解析：选D。首先分析剩余的2mL气体有两种可能。如果剩余2mLO2，则V(NO2)＝45×(12－2)mL＝8mL，则混合气中：V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的2mL气体是NO，则混合气中的V(O2)＝(12mL－2mL×3)×15＝1.2mL，D项正确。返回导航7．为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。反应方程式：2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O现有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度为()mol/LA.a＋b＋cVB.2a＋b＋c3VC.a＋b＋2cVD.b＋2cV答案：C返回导航解析：反应后溶质是NaNO3和NaNO2，N的物质的量等于Na的物质的量，因此有n(NaOH)＝n(N)＝(a＋b＋2c)mol，c(NaOH)＝(a＋b＋2c)/Vmol·L－1，故选项C正确。返回导航考点二硝酸的性质及应用一、物理性质硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。返回导航二、化学性质返回导航1．不稳定性反应：4HNO3=====△或光照2H2O＋4NO2↑＋O2↑。2．强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。返回导航(1)与金属反应①除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。②稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。③Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生钝化，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。返回导航(2)与非金属反应浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(3)与还原性化合物反应硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO－3＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。返回导航(4)王水王水由浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合所得，具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。3．与有机物反应(1)硝化反应(如与苯反应)；(2)颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。返回导航(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。(2)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。(3)常温下，Fe、Al遇冷的浓HNO3能发生钝化，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3。返回导航(4)纯净的硝酸是无色的液体，但实验室里的浓硝酸常显黄色。(5)HNO3与金属反应不产生H2，与变价金属反应时，金属能够被氧化为高价。(6)分析离子共存时要注意隐含的硝酸，即酸性条件下的硝酸盐溶液，H＋和NO－3共存时相当于硝酸，有强氧化性。返回导航题组一硝酸的性质及应用1．如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12mol·L－1的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是()返回导航①NO－3②Fe3＋③H＋④NO⑤NO2A．①B．①⑤C．②④⑤D．①②③⑤答案：B解析：选B。本题对Fe与浓HNO3由于相对量不同而得到不同产物的知识进行了考查。Fe与浓HNO3反应可能生成Fe(NO3)2(Fe过量)或Fe(NO3)3(Fe不足)和NO2。故一定存在NO－3和NO2。返回导航2．一定质量的铜分别与足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体(假设产物气体只可能是NO或NO2)．下列叙述一定正确的是()①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少②硝酸浓度不同，生成的Cu(NO3)2的物质的量相同③硝酸浓度越大，产生的气体越少④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同．A．只有②B．②④C．③④D．①②③返回导航答案：B解析：①浓硝酸与铜发生反应生成二氧化氮，反应的物质的量比是2∶1，稀硝酸与铜生成一氧化氮，反应的物质质量比是3∶2，所以与相同质量的铜反应，浓硝酸消耗的酸比较多，①错误；②只有反应掉的铜相等，生成的硝酸铜的量也相同，因为硝酸足量，铜完全转化为硝酸铜，②正确；C、浓硝酸反应，铜与二氧化氮的物质量比是1∶2；稀硝酸反应，铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，铜与一氧化氮的物质的量比是3∶2，所以硝酸浓度越大，产生的气体越多，返回导航③错误；浓硝酸反应，铜与二氧化氮的物质量比是1∶2，排水法收集三分子二氧化氮变成一分子一氧化氮(排水法不与氧气接触)，所以铜与一氧化氮的物质的量比是3∶2；稀硝酸反应，铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，铜与一氧化氮的物质的量比是3∶2(在无氧气的条件下一氧化氮不与水发生反应)，两者用排水法收集到得气体的体积相同，④正确。返回导航3．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是()A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色B．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色答案：D返回导航解析：硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故选项A错；硝酸是一种强氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与FeO反应时表现氧化性和酸性，所以选项B、C错，选项D正确。返回导航4．如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。返回导航Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸，往具支试管中放入约2mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。(1)具支试管中发生反应的化学方程式：________________________________________________________。(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是___________________