【新教材】高三化学一轮复习:氮及其化合物【含答案】.doc
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1、新教材适用高考化学氮及其化合物考纲要求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.了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响。4.了解氨气、铵盐的性质及用途;掌握氨气的实验室制法。5.掌握铵根离子的检验。考点一氮气及其氧化物1氮气(1)氮的固定使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。(2)氮气的性质物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体,难溶于水,在空气中约占总体积的4/5。化学性质通常情况下,N2化学性质很稳定,只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。a与H2反应:N23H22NH3。b与O2反应:N2O22NO
2、。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:NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化学性质与O2反应2NOO2=2NO2与H2O反应3NO2H2O=2HNO3NO与人体、环境的关系与血红蛋白结合使人中毒转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾特别提醒(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。深度思考1根
3、据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属,为什么氮气很稳定?答案氮气的性质不仅与原子结构有关,还与氮分子的构成有关;氮气分子中的NN键,键能很大,分子结构稳定,故氮气很稳定。2俗话说“雷雨发庄稼”,这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮,请同学们写出三个有关的化学方程式:_;_;_。答案N2O22NO2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO3如何鉴别NO2与溴蒸气?答案由于NO2和Br2在性质上有不少相似性:均具有氧化性;溶于水均有酸生成;均可与碱反应;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:AgN
4、O3溶液;CCl4溶液;用水洗法。题组一NO、NO2的性质及对环境的影响1下列说法正确的是()ACO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在BNO可用于某些疾病的治疗CNO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象D汽车尾气的主要污染成分包括NO、CO和N2答案B解析NO易被氧化为NO2,N2不是污染物,NO2通入溶液中生成HNO3,能把Fe2氧化成Fe3,溶液由浅绿色变成棕黄色。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2NO22NO2O,2NOO22NO2,OO2O
5、3。下列对该反应过程及产物叙述正确的是()ANO2起催化剂作用 BNO起催化剂作用CNO2只起氧化剂作用 DO3与O2为同分异构体答案A解析反应过程得O22O,OO2O3,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的相对分子质量不相同,不是同分异构体,属同素异形体,D项错误。3N2O俗称“笑气”,曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O:3CO2NO23CO2N2O。下列关于N2O的说法正确的是()A上述反应中每生成1 mol N2O,消耗1.5 mol COB等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数CN2O只具有氧化性,无还原性DN2O会迅速与人体血
6、红蛋白结合,使人中毒答案B解析由方程式知,生成1 mol N2O时消耗3 mol CO,A错误;1 mol N2O与1 mol CO2都含有22 mol电子,B正确;N2O中氮元素为1价,是氮元素的中间价态,所以N2O既具有氧化性又具有还原性,C错误。题组二有关氮的氧化物计算类试题4如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的气体是()A可能是N2与NO2的混合气体B只能是O2与NO2的混合气体C可能是NO与NO2的混合气体D
7、只能是NO2一种气体答案C解析解答本题要注意以下两点:(1)明确氮气不溶于水,且常温下不与其他物质发生化学反应;(2)NO2可与水反应生成不溶于水的NO,NO2和NO与氧气按适当的比例被水完全吸收。5将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体,将量筒倒置在盛满水的水槽里,一段时间后,量筒里剩余气体体积为5 mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是_或_。答案187437解析NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来。2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO由2得4NO2O22H2O=4HNO3由324NO3O22H2O=4HNO3、两式就是
8、平时计算经常用到的关系式。设剩余的5 mL气体为O2,则参加反应的NO2和O2的总体积为50 mL5 mL45 mL则原混合气体里,NO2的体积为45 mL4/536 mLO2的体积为50 mL36 mL14 mL即NO2与O2的体积比为3614187。设剩余的5 mL气体为NO,由式得过量的NO2体积为15 mL,则发生反应的NO2和O2的总体积为50 mL15 mL35 mL则原混合气体里,O2的体积为35 mL1/57 mL,NO2的体积为50 mL7 mL43 mL即NO2与O2的体积比为437。NOx和O2混合型计算题的规律总结1关系式法(1)NO和O2混合气体通入水中由2NOO2=
9、2NO2和3NO2H2O=2HNO3NO得总反应为4NO3O22H2O=4HNO3(2)NO2和O2混合气体通入水中由3NO2H2O=2HNO3NO和2NOO2=2NO2得总反应为4NO2O22H2O=4HNO3(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中先按3NO2H2O=2HNO3NO计算出生成的NO体积,再加上原来混合气体中NO体积,再按(1)计算。2电子守恒法当NOx转化为硝酸时要失去电子,如果是NOx与O2混合,则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。考点二硝酸1物理性质硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。2化学性质(1)不稳定性反应:4HNO32H2O4NO2O2。(2
10、)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。按要求完成下列反应的方程式:与金属反应:稀硝酸与铜反应:3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O;浓硝酸与铜反应:Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。与非金属反应:如浓硝酸与C的反应为C4HNO3(浓)CO24NO22H2O;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3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。(3)与有机物反应硝化反应(与C6H6反应):C6H6HNO3C6H5NO2H2O;颜色反应:蛋白质遇到浓硝
11、酸时变黄色。深度思考1久置的硝酸呈黄色,如何除去?怎样保存硝酸?答案硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解,生成的NO2溶于浓硝酸所致,所以消除的方法是通入O2(或空气),使其发生反应4NO2O22H2O=4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处。2常温下,铝和铁在浓硝酸中“钝化”是化学变化吗?答案是化学变化,钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜,阻止了金属与硝酸的进一步反应。题组一硝酸性质的多重性1在下列反应中,硝酸既表现氧化性又表现酸性的是()AFeO和HNO3 BAl(OH)3与HNO3CH2S和HNO3 DCH3与HNO3答案A解析硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的
12、典型特征是反应中既有硝酸盐的生成又有氮元素较低价化合物的生成。对照四个选项。A符合题意;B只起酸的作用;C只起氧化剂的作用;D只作为反应物。2取三张蓝色石蕊试纸置于表面皿上,然后按顺序滴加65%的硝酸,98.3%的硫酸和新制氯水,三张试纸最终呈现的颜色是()A白 红 白 B红 黑 红 C红 红 红 D白 黑 白答案D解析因上述两酸均为浓酸,均具有强氧化性,新制氯水中含强氧化性的次氯酸,浓硫酸还表现出脱水性,所以应选D。题组二硝酸与金属反应的计算3在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中,随着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅,当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体
13、1.12 L,则混合气体中NO的体积为()A112 mL B1 008 mLC224 mL D448 mL答案A解析混合气体的总物质的量为1.12 L22.4 Lmol10.05 mol,1.92 g铜粉的物质的量为0.03 mol。设NO的物质的量为n1 mol,则NO2的物质的量为(0.05n1)mol,根据得失电子守恒得3n1(0.05n1)10.032,解得n10.005,V(NO)0.005 mol22.4 Lmol10.112 L112 mL。4铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全
14、被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为()A16 g B32 g C64 g D无法计算答案B解析该题氮元素变化为硝酸氮的氧化物硝酸,所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应,其中硝酸为“催化剂”,所以铜的物质的量为20.5 mol,即32 g。5有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 molL1和2 molL1,取10 mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)()A0.448 L B0.672 LC0.896 L D0.224 L答案B解析金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便,3Fe8
15、H2NO=3Fe22NO4H2O(铁过量,产物为Fe2),反应中Fe和H过量,生成的NO的量以NO为准来计算,共得NO 0.448 L,若只考虑到这一步反应,得答案A是错误的,因为过量的铁还可以和溶液中过量的H反应产生H2,即有Fe2H=Fe2H2,生成的H2为0.224 L,气体体积共计0.672 L,应选B。1涉及HNO3的离子反应常见的易错问题(1)忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2、I、SO、S2、Br等还原性较强的离子大量共存。(2)在书写离子方程式时,忽视HNO3的强氧化性,将氧化还原反应简单的写成复分解反应。2金属与硝酸反应计算题(1)思维模型(2)计算
16、中的守恒思想的应用原子守恒法HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以NO的形式存在于溶液中;一部分作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)则有:c(NO)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时,由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H的条件下能继续与金属反应,因此此类题目应用离子方程式来计算,先作过量判断,然后根据完全
17、反应的金属或H或NO进行相关计算,且溶液中要符合电荷守恒。题组三有关硝酸氧化性的实验探究6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。.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5 mL浓硝 酸,往具支试管中放入约2 mL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_。.稀硝酸的强氧化性实验(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是_。(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是_(填写序号)。Ac中收集到无色气体
18、Bc中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色Cb中产生的无色气体接触空气后变为红棕色.实验反思(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应,再进行铜与稀硝酸反应的实验,其好处是_。.问题讨论用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。对此有两种看法:两者颜色不同的原因是因为Cu2浓度差异引起的。前者溶液呈绿色,是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。(6)你认为上述看法_(填“”或“”)合理。若是合理,说明理由,若是合理,设计一个简单实验证明:_。答案(1)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)铜片逐渐溶解,溶液变蓝,放
19、出红棕色气体(3)往分液漏斗中加水稀释浓硝酸,打开活塞,放入稀硝酸(4)C(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气,有利于观察Cu与稀硝酸的反应产物(6)往蓝色溶液中通入NO2,溶液变成绿色(或加热绿色溶液,有红棕色气体产生,溶液变成蓝色)解析.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,实验中具支试管中溶液变蓝,且有红棕色气体产生。.向试管中加水将浓硝酸稀释后,可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验,这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2排出具支试管中的空气,有利于观察铜与稀硝酸反应的产物。.由于硝酸均过量,铜的质量相同,溶液的体积相同,
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- 新教材 含答案 化学 一轮 复习 及其 化合物 答案
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