第13讲 氮及其化合物,课标版 化学,题组一 氮气、一氧化氮、二氧化氮 1.氮气的物理性质,2.氮气的化学性质,3.一氧化氮、二氧化氮,题组二 氨和铵盐 1.氨 (1)结构与物理性质,(2)化学性质 NH3 (3)制法与用途 a.实验室制法: 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O 。,b.工业制法: N2+3H2 2NH3 。 c.用途:制HNO3、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。 2.铵盐 (1)构成:由N 和酸根离子构成。 (2)物理性质:白色或无色晶体,都能溶于水。 (3)化学性质,题组三 硝酸 1.物理性质 (1)纯硝酸为无色、有 刺激性 气味的 液 体。 (2)硝酸沸点较低,易挥发,在空气中遇水蒸气形成白雾。 (3)质量分数在69%以上的硝酸称为浓硝酸。 2.化学性质 (1)强酸性 稀硝酸使紫色石蕊试液变红。 (2)不稳定性 a.浓硝酸不稳定,见光或受热易分解,反应的化学方程式为: 4HNO3(浓),2H2O+4NO2+O2 。 b.存放:HNO3应盛放在 棕 色试剂瓶里,并存放在 黑暗阴凉 处。 c.浓硝酸常呈黄色是因为HNO3分解产生的NO2溶解于硝酸中,去掉硝酸中 黄色的方法是通入少量O2,发生的反应为:4NO2+O2+2H2O 4HNO3 。 (3)强氧化性 a.与金属的反应(大部分金属能与硝酸反应) Cu与浓、稀硝酸均能反应,化学方程式分别为:,Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O、 3Cu+8HNO3(稀) 3 Cu(NO3)2+2NO+4H2O 。 常温下,铁、铝遇冷的浓HNO3能发生 钝化 。 b.与非金属(木炭)的反应:C+4HNO3(浓) CO2+4NO2+2H2O。 c.硝酸还能与其他还原剂,如H2S、SO2、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr等发 生氧化还原反应。 d.王水 浓HNO3和浓盐酸按体积比13混合即为王水,它的氧化性更强,能溶解 Pt、Au等金属。,1.判断下列说法是否正确。 (1)NO只能用排水法收集,不能用排空气法收集。 ( ) (2)NO2只能用排空气法收集,不能用排水法收集。 ( ) (3)NO、NO2都是酸性氧化物。 ( ) (4)氮的氧化物能导致光化学烟雾和酸雨、破坏臭氧层。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4),题组一 氮气、一氧化氮、二氧化氮,2.下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是 ( ) N2NO2 NO2NO NO2HNO3 N2NO N2NH3 A. B. C. D. 答案 C 该题有两个要求:(1)必须加入氧化剂;(2)一步反应就能完成。 反应、从化合价角度来看都升高,但反应N2NO2不能一步反 应就完成;而反应NO2HNO3不加氧化剂也能实现,如3NO2+H2O 2 HNO3+NO,在该反应中,NO2既是氧化剂又是还原剂;只有反应N2NO必 须加入氧化剂且一步反应就能完成。,3.最近的病毒学研究发现,一氧化氮对非典病毒抑制作用明显,下列关于 NO的说法正确的是 ( ) A.NO是亚硝酸的酸酐 B.NO只能通过人工合成 C.NO可以是某些含低价态氮元素的物质的氧化产物 D.NO与O2按41的体积比混合后与足量水反应可完全转化为硝酸 答案 C 亚硝酸(HNO2)的酸酐是N2O3,故A错。NO可以通过人工合成, 也可以通过雷电作用生成,故B错。NO可以是某些含低价态氮元素的物质 的氧化产物,如4NH3+5O2 4NO+6H2O,故C正确。NO与O2按43的 体积比混合后与足量水反应,可完全转化为HNO3:4NO+3O2+2H2O 4,HNO3。,4.有关氨的性质的叙述正确的是 ( ) A.氨能在空气中燃烧 B.氨水呈碱性 C.氨水和酸相遇都能产生白色烟雾 D.纯净的氨水是化合物 答案 B 纯净的NH3能在O2中燃烧,产物是N2和H2O,也能在高温和催化 剂的作用下发生催化氧化反应,但是不能在空气中燃烧,A项错;由于氨水中 存在:NH3H2O N +OH-,故氨水显碱性,B项对;氨气只有与挥发性酸相 遇才能生成白烟,C项错;氨水是混合物,D项错。,题组二 氨和铵盐,5.下列说法不正确的是 ( ) 氨气溶于水能导电,所以氨气是电解质 实验室可用浓氨水与NaOH固体制取氨气 氨和酸反应生成铵盐,与挥发性酸相遇时能形成白烟 某晶体与NaOH共热放出一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则 该晶体中含有N 氨水中含有氮元素最多的微粒是N 把NH3通入稀HNO3中,当NH3和HNO3等物质的量反应时,溶液的pH等于7 A. B. C. D. 答案 C NH3溶于水生成NH3H2O,NH3H2O部分电离而使氨水导电,故,NH3不是电解质;在氨水中,NH3H2O的电离很微弱,故含氮元素最多的微粒 是NH3H2O;当NH3和HNO3等物质的量反应生成NH4NO3时,N 水解使溶液 呈酸性。,6.判断下列说法是否正确。 (1)浓硝酸的还原产物一般是NO2,而稀硝酸的还原产物一般是NO,并且硝 酸的浓度越大,氧化性越强。 ( ) (2)硝酸与金属反应时,只体现硝酸的强氧化性。 ( ) (3)硝酸与活泼金属Mg、Al等反应产生H2,而与Cu反应产生NO或者NO2。 ( ) (4)将浓硝酸滴在干燥的蓝色石蕊试纸上,现象是先变红后褪色。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4),题组三 硝酸,7.关于硝酸的叙述中不正确的是 ( ) A.浓硝酸与浓盐酸一样,在空气中出现白雾 B.浓硝酸见光分解和受热分解的产物相同,都是NO2、O2和H2O C.NO2与水反应有硝酸生成,所以NO2是硝酸酸酐 D.硝酸与金属反应,既表现氧化性,又表现酸性 答案 C 3NO2+H2O 2HNO3+NO,该反应是氧化还原反应,NO2不是 酸性氧化物,HNO3的酸酐是N2O5。,8.有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL,其中含有硫酸的浓度为2 molL-1,含硝 酸的浓度为1 molL-1,现向其中加入0.96 g铜粉,充分反应后(假设只生成NO 气体),最多可收集到标况下的气体的体积为 ( ) A.89.6 mL B.122 mL C.168 mL D.224 mL 答案 D 3Cu + 8H+ + 2N 3Cu2+2NO+4H2O 0.015 mol 0.1 mol 0.02 mol 经比较Cu不足。由Cu的量可求得生成NO 0.01 mol,即标况下气体的体积 为224 mL。,9.在浓硝酸中放入铜片,回答下列问题。 (1)反应开始时的化学方程式为 ,实验现象为 。 (2)若铜有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为 。 (3)待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其 原因是 。 答案 (1)Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,铜片逐渐溶解,有红棕色的气体产生,溶液呈蓝色 (2)3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O (3)H2SO4电离出H+,溶液中还有N ,故又会发生反应:3Cu+8H+2N 3 Cu2+2NO+4H2O 解析 略。,重难一 有关氮的氧化物的计算 典例1 (2014河南焦作模拟)在一定条件下,将m体积NO和n体积O2同时通 入倒立于水中且盛满水的容器内,充分反应后,容器内残留 体积的气体, 该气体与空气接触后变为红棕色,则m与n的比值为 ( ) A. 32 B. 23 C. 83 D. 38 考查内容 有关氮的氧化物的计算。 解题关键 先要判断是属于一氧化氮和氧气的混合物与水反应还是二 氧化氮和氧气的混合物与水反应,然后利用守恒法列式即可,可以按原子守,恒列式也可以按得失电子守恒列式。,解析 解法一:因残留的气体为 体积的NO,由反应4NO+3O2+2H2O 4HNO3知,参加反应的NO和O2的体积比为43,即 n=43,mn=8 3。 解法二:因NO HNO3,O2 HNO3。根据得失电子守恒及阿伏 加德罗定律知, 3= 4,即mn=83。 解法三:因生成物HNO3的酸酐为N2O5,则参加反应的NO和O2中的氮原子和 氧原子数目之比为25,根据阿伏加德罗定律得: ,=25,即mn=83。 答案 C,1-1 将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后, 还剩余2 mL无色气体,则原混合气体中O2的体积是 ( ) A.1.2 mL B.2.4 mL C.3.6 mL D.4 mL 答案 AD 解析 若NO2过量,剩余气体为NO,则由3NO2+H2O 2HNO3+NO可得, 过量的NO2为6 mL,发生4NO2+O2+2H2O 4HNO3反应的气体总体积为12 mL-6 mL=6 mL,其中O2为6 mL =1.2 mL。若O2过量,则无色气体为O2,发 生4NO2+O2+2H2O 4HNO3反应的气体总体积为12 mL-2 mL=10 mL,其 中O2为10 mL =2 mL,所以原混合气体中含O2 2 mL+2 mL=4 mL。,1-2 常温下,将充满等体积混合气体的试管倒立在水槽中,试管内气体体 积不会明显减少的一组是 ( ),A. B. C. D. 答案 A 解析 4NO+3O2+2H2O 4HNO3,4NO2+O2+2H2O 4HNO3,Cl 2+SO2+2H2O 2HCl+H2SO4,上述三种反应,使试管内气体体积减小水位 上升。中NH3极易溶于水。、在题述条件下不反应,各气体均难溶 于水,故试管内气体体积不会明显减少。,氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法 1.加合式法 (1)NO2和O2的混合气体溶于水的计算 由4NO2+O2+2H2O 4HNO3可知,当体积比: V(NO2)V(O2) (2)NO与O2同时通入水中 2NO+O2 2NO2,4NO2+2H2O+O2 4HNO3,总反应方程式为4NO+3O2+2H2O 4HNO3,当体积比: V(NO)V(O2) 2.原子守恒法 4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与N2O5+H2O 2HNO3等效。当混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进 行分析判断。 N(N)N(O),重难二 氨气的实验室制法 典例2 (2014湖南株洲模拟)氮及其化合物在工农业生产等方面有广泛应 用,研究其性质有重要意义。,(1)A是一种白色晶体,它与浓NaOH溶液共热, 放出无色气体B。用圆底烧瓶收集干燥的B。 按如图装置,引发紫色石蕊溶液上喷,可以得 到蓝色喷泉。,A与浓H2SO4反应,放出无色气体C。用圆底烧瓶收集干燥的C,仍按如图装 置,引发紫色石蕊溶液上喷,可以得到红色喷泉。 写出A与浓NaOH溶液共热生成B的离子方程式: 。 收集气体C的方法是 。 引发紫色石蕊溶液上喷的操作是 。 (2)某小组同学设计了下图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出),探究氨 气的还原性并检验产物。,实验现象为:黑色CuO变为红色;白色无水CuSO4粉末变为蓝色;同时生成 一种无色气体,该气体无污染。请写出氨气与CuO反应的化学方程式: 。 碱石灰的作用是 。,该装置存在明显缺陷,请指出存在的问题并提出改进意见: 。 考查内容 NH3的实验室制法。 解题关键 弄清解题思路是解答本题的关键。,解析 (1)根据B能引发喷泉实验且得到蓝色喷泉知,B极易溶于水且水溶 液显碱性,故B为NH