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化学专题4非金属及其化合物第四单元生产生活中的含氮化合物01考点102考点204考点403考点305课后达标检测[考点分布]知识内容考试要求2016年2017年2018年2019年2020年4月10月4月11月4月11月4月1月(1)氮氧化物的产生、转化及其性质a(2)氮及其化合物的相互转化关系c(3)氨的性质与用途bT8、T27T9、T18T9、T28Ⅰ知识内容考试要求2016年2017年2018年2019年2020年4月10月4月11月4月11月4月1月(4)工业合成氨bT30T16(5)铵盐的性质与用途bT5T5T29T28Ⅰ(6)硝酸的性质与用途b知识内容考试要求2016年2017年2018年2019年4月10月4月11月4月11月4月(7)工业制取硝酸的设备和流程bT30(8)氮肥的性质与科学使用a(9)化学与人类生活及其他学科的关系a知识内容考试要求2016年2017年2018年2019年4月10月4月11月4月11月4月(10)化学科学与环境保护aT6(11)温室效应、光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞等产生的原因及对环境的危害aT6氮及其氧化物1．氮气2．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比较表：化学式NONO2物理性质颜色________________毒性________________溶解性不溶于水能溶于水化学性质与O2反应2NO＋O2===2NO2—与H2O反应—3NO2＋H2O===2HNO3＋NO无色红棕色有毒有毒化学式NONO2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(1)氮的氧化物都是大气污染物。(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。(3)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。(4)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。题组一氮及其氧化物的性质及对环境的影响1．下列说法错误的是()A．1molCO和N2的混合气体中含有的质子数为14NAB．用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2：2NO2＋2OH－===NO－3＋NO－2＋H2OC．标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NAD．燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施解析：选C。CO和N2的质子数都是14，故1molCO和N2的混合气体中含有的质子数为14NA，A项正确；氢氧化钠溶液吸收NO2生成亚硝酸钠和硝酸钠，故离子方程式为2NO2＋2OH－===NO－3＋NO－2＋H2O，B项正确；标准状况下，2.24L任何气体所含有的分子数都为0.1NA，C项错误；酸雨的成因是氮氧化物、二氧化硫的任意排放，所以燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施，D项正确。2．下列关于自然界中氮循环(如下图)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、氧三种元素也参加了氮循环解析：选A。A.N2→NH3过程中氮元素由0价变为－3价，被还原。B.工业合成氨的过程属于人工固氮。C.1828年，德国化学家维勒首次利用无机物氰酸铵合成了尿素；而含氮的有机物也可以直接分解为无机物。D.雷电发生时涉及的反应有N2＋O2=====放电2NO，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3进入土壤，与矿物质结合成硝酸盐；豆科植物也可以将N2合成氮肥，生物体内含有C元素，所以碳、氢、氧三种元素都参加了氮循环。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)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。题组二有关氮的氧化物的简单计算3．将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为()A．NO2B．N2O3C．N2OD．N2O4解析：选A。氮氧化合物与铜粉反应生成CuO和N2，结合题中气体体积和阿伏加德罗定律可推知该氮的氧化物分子中只含有一个氮原子，结合选项知A正确。4．(2020·舟山选考模拟)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，则混合气体中V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的2mL气体是NO，则混合气体中的V(O2)＝(12mL－2mL×3)×15＝1.2mL，D项正确。5．某无色的混合气体甲中可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种。将100mL气体甲经过如图实验装置处理，最终得到酸性溶液，而气体几乎无剩余，则气体甲的组成可能为()A．NH3、NO、N2B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2解析：选B。混合气体无色，所以肯定没有NO2，通入浓硫酸后气体体积减小，所以有与浓硫酸反应的气体，即肯定含有NH3，再通入Na2O2后气体显红棕色说明生成了NO2，所以原混合气体中肯定含有NO，且在Na2O2中有O2生成，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，故原混合气体中还肯定含有CO2，最终气体通入盛满水的集气瓶后几乎无气体剩余，说明没有N2，且NO或NO2与O2、H2O恰好反应得到HNO3，溶液显酸性，综合知，混合气体中含有NH3、NO、CO2，B项正确。1．解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理无论是单一气体(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，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。(2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。2．注意原子守恒和得失电子守恒的运用有关氮的氧化物的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。可以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化计算过程，如NOx与O2、H2O转化为硝酸的计算，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。氨和铵盐1．氨的分子结构和性质(1)氨的分子结构电子式：_____________，空间结构：三角锥形。(2)氨的物理性质氨是无色有刺激性气味的气体；易液化，可作制冷剂；极易溶于水，常温、常压下，1体积的水可溶解_______体积的氨。700(3)氨的化学性质①与水反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－，氨溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有__________________________________________。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O=====△______________。②与酸反应a．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：HCl＋NH3===NH4Cl、__________________________。NH3·H2O、NH3、H2O、NH＋4、OH－、H＋NH3↑＋H2O有白烟生成浓硝酸NH3＋HNO3===NH4NO3b．与CO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。③NH3的还原性——氨的催化氧化化学方程式：4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O。④与盐溶液反应将氨水加入下列溶液，完成下表：被滴试剂现象离子方程式FeCl3溶液生成_______色沉淀___________________________________AlCl3溶液生成_______色沉淀___________________________________红褐Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4白Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4(4)氨的实验室制法2．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。(2)铵盐的化学性质①受热易分解：NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑，(NH4)2CO3=====△2NH3↑＋H2O＋CO2↑。②与碱反应：NH＋4＋OH－===NH3·H2O或NH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2O。③水解反应：NH＋4＋H2ONH3·H2O＋H＋。(3)NH＋4的检验未知液――→OH－呈碱性――→△湿润的_______石蕊试纸变_______色，则证明含NH＋4。白红色蓝3．追根求源——喷泉实验的原理中学教材中喷泉实验装置如图所示。实验操作是打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的液体由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。(1)喷泉实验的原理因为烧瓶内气体易溶于烧杯中的液体或易与其反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的液体压入烧瓶而形成喷泉。(2)能形成喷泉的条件从原理上讲，气体要易溶于烧杯中的液体或易与其反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。(3)可以形成喷泉的组合液体是水时，NH3、HCl、SO2、NO2＋O2等气体均可；液体是NaOH溶液时，Cl2、CO2、H2S、SO2等气体均可。另外，SO2和氯水、CH2===CH2与溴水等组合也可形成喷泉。总之，组合条件是气体在溶液中的溶解度很大或通过反应使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差(负压)。产生压强差的方法一般有：一是使烧瓶外气压增大，烧瓶内气压不变；二是使烧瓶外气压不变，烧瓶内气压减小。上述形成喷泉的组合选用的是第二种方法。题组一氨和铵盐的性质1．(2017·浙江4月选考，T8)下列能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是()A．NH3B．SO2C．HClD．CO2答案：A2．(2020·嘉兴一中高一期中)如图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是()A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉B．NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉C．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉解析：选A。CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉；NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O发生电离生成OH－，遇酚酞使之显红色；H2S和CuSO4溶液反应生成CuS黑色沉淀；HCl极易溶于水，且和AgNO3发生反应生成白色沉淀；因此A不正确。3．某研究性学习小组同学设计如图所示装置探究氨的还原性。(1)氨催化氧化的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________