氮及其化合物考点1 氮气及氮的氧化物1. 氮元素的存在在自然界中,氮元素既有态,也有态,大部分氮元素以态的形式存在于空气中。
2.氮气的物理性质:颜色:,状态:,气味:,水溶性:溶于水。
3. 氮气的化学性质常温下,氮气的化学性质稳定,通常情况下不易发生化学反应。
写出下列反应的化学方程式。
(1) 工业上合成NH3:。
(2) N2和O2在放电条件下生成NO:。
(3) Mg在N2中燃烧:。
4. 氮的固定(1) 含义:将的氮转变为的氮。
(2) 方式:、生物固氮、工业固氮。
5. 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:NO NO2物理性质颜色毒性溶解性化学性质与O2反应2NO+O22NO2与H2O反应3NO2+H2O2HNO3+NO实验室制法(用化学方程式表示)Cu+ HNO3(稀)Cu+ HNO3(浓)注意: (1) 氮的氧化物都是大气污染物。
空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素(2) 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试纸变蓝例题1 一定条件下,将 CO、 CO2、 NO、 NO2和 NH3混合,然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定)。
假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应,则尾气(已干燥)( )A. 可能是单一气体B. 不可能含有一氧化碳C. 可能存在原气体中的两种气体D. 成分和洗气瓶的排列顺序无关【答案】AC变式1:NO x是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1) NO x能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:。
(2) 在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NO x的排放。
当尾气中空气不足时,NO x在催化转化器中被还原成N2排出。
写出NO被CO还原的化学方程式:。
(3) 通过NO x传感器可监测NO x的含量,其工作原理示意图如下图所示。
2Pt电极上发生的是(填“氧化”或“还原”)反应。
1写出NiO电极的电极反应式:。
【答案】(1) 3NO2+H2O2HNO3+NO (2) 2CO+2NO N2+2CO2(3) ①还原②NO+O2--2e-NO2微课1 书写减少氮氧化物排放的化学方程式图1 图2图3(1) 汽车排出的尾气中也含有氮氧化物,为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置。
净化装置里装有催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图1所示。
写出净化过程中的总化学方程式:。
(2) TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,OH能将NO、NO2氧化,如图2所示,OH与NO2反应的化学方程式为NO2+OH HNO3。
写出OH与NO反应的化学方程式:。
(3) 用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NO x)技术。
其脱硝机理如图3,写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式:。
答案:(1) 2NO+O2+4CO4CO2+N2(2) 3OH+NO HNO3+H2O (3) 2C2H4+6NO24CO2+3N2+4H2O考点2 氨气及铵盐 1. 氨气(1) 氨气的物理性质颜色: ;气味: ;密度:比空气 ;溶解性: 溶于水(常温常压下,1体积水中大约可溶解 体积氨气);熔、沸点低,易液化。
(2) 氨气的化学性质 ①与水反应:NH 3+H 2O NH 3·H 2O 计算氨水浓度时通常将 视作溶质,氨水的浓度越大,密度 。
弱碱性:NH 3·H 2ON4H ++OH-络合性:Ag ++2NH 3·H 2O [Ag(NH 3)2]++2H 2O②与酸反应:实质是NH 3+H +N4H +③与O 2反应:4NH 3+5O 24NO+6H 2O(3) NH 3的用途: 液氨可用作 。
NH 3是一种重要的化工原料,可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等。
2. 铵盐(1) 铵盐的物理性质: 色晶体, 溶于水。
(2) 铵盐的化学性质 ①热不稳定性 NH 4Cl NH 4HCO 3②与碱溶液的反应 N 4H ++OH-,氨气能使 试纸变 色(可用于检验铵盐)。
(3) N 4H +的检验 未知液呈碱性湿润的 色石蕊试纸变 色,则证明含N4H +。
例题2 下列说法正确的是( )A. 氨气与氯气相遇可能冒白烟B. 氨气通入浓硫酸或浓硝酸中会被氧化C. 氨气可以由所有铵盐受热分解得到D. 氨气比PH 3易液化是因为N —H 键的键能比P —H 键的键能大 【答案】 A 变式2 探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )A. 将集有氨气的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,说明氨气极易溶于水B. 将pH=11的氨水稀释1 000倍,测得pH>8,说明NH3·H2O为弱碱C. 加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3受热不稳定D. 将红热的铂丝伸入右图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量红棕色气体,说明氨气的氧化产物为NO2【答案】D1. NH3的实验室制法(1) 方法一:加热固态铵盐和碱的混合物。
一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物。
原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O装置:固体+固体气体(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。
收集:只能用向下排空气法。
干燥:用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物),不能用CaCl2。
验满:用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。
注意事项:收集时,一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速率,收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气。
(2) 方法二:加热浓氨水。
原理:NH3·H2O NH3↑+H2O装置:(3) 方法三:浓氨水中加固态碱性物质(如NaOH粉末)。
原理:浓氨水中存在平衡NH 3+H 2O NH 3·H 2O N4H +OH -,加入固态碱性物质(如CaO 、NaOH 、碱石灰等),使平衡逆向移动,同时反应放热,促进NH 3·H 2O 的分解。
装置:2. NH 3的催化氧化反应 4NH 3+5O 24NO+6H 2O 4NH 3+6NO5N 2+6H 2O 8NH 3+6NO 27N 2+12H 2O考点3 硝酸1. 硝酸的性质(1) 硝酸的物理性质:纯硝酸是 色、有 气味、易 的液体,能跟水以 互溶,常用浓硝酸的质量分数为 ,“发烟硝酸”的浓度为 。
(2) 硝酸的化学性质 ①强酸性与CaCO 3反应:CaCO 3+2HNO 3Ca(NO 3)2+CO 2↑+H 2O稀硝酸遇石蕊试液, (填现象)。
浓硝酸遇石蕊试液, (填现象)。
②不稳定性:HNO 3受热或光照分解的化学方程式为 。
③强氧化性:常温下,Fe 、Al 遇冷、浓硝酸 (填现象)。
Cu 与稀硝酸反应: 。
Cu 与浓硝酸反应: 。
C 与浓硝酸反应: 。
2. 硝酸的用途硝酸是一种重要的化工原料,常用来制造 、 、 、 、 等。
例题3 等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO 物质的量最多的是( ) A. FeO B. Fe 2O 3C. FeSO 4D. Fe 3O 4 【答案】 A变式3 对于1L HNO 3和H 2SO 4的混合溶液,若HNO 3和H 2SO 4物质的量浓度存在如下关系:c (H 2SO 4)+c (HNO 3)=·L-1。
则理论上最多能溶解铜的物质的量为( )A. B. C. D. 【答案】 B【解析】物质的量浓度为·L-1属于稀溶液,而稀硫酸与铜不反应,溶解铜的是稀硝酸,稀硫酸提供氢离子参与反应。
溶解最多的铜,N-3O被完全反应。
假设1LHNO3和H2SO4的混合溶液中n(H2SO4)=x mol,n(HNO3)=y mol,x+y=…①;铜被溶解的离子方程式是3Cu+8H++2N-3O3Cu2++2NO↑+4H2O8mol 2mol 2x+y y则8∶2=(2x+y)∶y…②。
解①②得x=、y=,根据 3Cu~2N-3O,被溶解的铜为 mol。
硝酸的工业生产1. 工业生产中的物质转化:NH3→NO→NO2→HNO32. 主要原料:氨气、空气、水3. 主要原理: (1) 4NH3+5O24NO+6H2O (2) 2NO+O22NO2 (3) 3NO2+H2O2HNO3+NO4. 尾气处理: NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O【随堂检测】1. 下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质,其中能达到实验目的的是( )A. 用装置甲制取氨气B. 用装置乙除去氨气中的水蒸气C. 用装置丙验证氨气具有还原性D. 用装置丁吸收尾气【答案】C2. 一定质量的铁和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。
下列叙述一定正确的是( )A. 硝酸浓度越大,消耗的硝酸越少B. 硝酸浓度不同,生成Fe(NO3)3的物质的量相同C. 硝酸浓度越大,产生的气体越少D. 用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同【答案】BD3. 红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份,第①份先通过适量蒸馏水,再导入少量石灰水;第②份直接通入少量石灰水。
则石灰水的变化最可能为( ) A. ①不变浑浊,②变乳白色 B. ①变乳白色,②不变浑浊C. ①变乳白色,②变乳白色D. ①不变浑浊,②不变浑浊 【答案】 B【解析】 碳与浓硝酸反应产生CO 2和NO 2的混合气体,混合气体先通过水,NO 2可与水反应生成硝酸和NO ,则剩余NO 和CO 2的混合气体,再通过石灰水会产生CaCO 3沉淀;而混合气体直接通过石灰水,NO 2可与水反应生成的硝酸为强酸,故会产生Ca(NO 3)2溶液,难以得到CaCO 3沉淀。
4. 判断下列说法是否正确(1) 分别加热盛有NH 4Cl 和单质碘的试管,管口均有固体凝结。
( ) (2) 常温下铁能被浓硝酸钝化,可用铁质容器贮运浓硝酸。
( ) (3) 常温下,浓硝酸不跟铁发生化学反应,可用铁制容器盛装浓硝酸。
( )(4) 液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂。
( )(5) 氨气显碱性,可用P 2O 5或无水CaCl 2干燥。
( )(6) 氮气化学性质通常不活泼,可将炽热的镁粉放在氮气中冷却。
( )(7) 向某稀溶液中加入少量NaOH 溶液,未产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该溶液中一定不含N4H 。
( )(8) 标准状况下, NO 2与水充分反应转移的电子数目为。