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高中化学氮及其化合物计算题分类汇编.docx

(一)氮气1.氮元素存在形态空气中含大量N2,是工业生产中N2的主要来源。

2. N2的物理性质氮气难溶于水,难液化,密度比空气略小(与空气密度相近),只能用排水法收集N2。

3. N2的化学性质由于氮分子的键能很大,所以氮气的性质很稳定,只有在高温条件下才能发生一些化学变化。

(1)与 H2的反应: N2 + 3H 22NH3(2)与 O2的反应: N2 + O22NO(3)与 Mg的反应: 3Mg + N 2Mg3N24.氮的固定(1)定义:把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。

(2)氮的同定的途径①生物固氮豆科植物的根部常附有小根瘤,其中含有固氮菌,能把空气中游离的氮变成氨(铵态氮肥)作为养分吸收,所以这些植物可以少施肥,甚至不施肥。

②大气同氮闪电时,大气中的氮转化为氮的氧化物,经降水生成极稀的硝酸(硝态氮肥),渗入土壤被植物根系吸收。

N 2 + O22NO2NO+O2=2NO23NO2+H 2O=2HNO3+NO【注意】生物固氮和大气固氮统称自然固氮。

③工业固氮氮气和氢气在高温、高压并有催化剂存在的条件下,可以直接化合生成氨(NH3) 。

N 2 + 3H 22NH3工业上就是利用这个原理来合成氨的。

(二)一氧化氮和二氧化氮1、一氧化氮:无色气体,难溶于水,有很大毒性,在常温下极易被氧化成二氧化氮。

2NO+ O2→2NO2、二氧化氮:有刺激性气味的红棕色气体,溶于水生成硝酸和一氧化氮。

3NO2+ H2O = 2HNO3+ NO2NO2N2O4(无色)注意:关于氮的氧化物溶于水的几种情况的计算方法。

①NO2或 NO2与 N(2或非 O2)的混合气体溶于水时可依据:3NO2+H2O→ 2HNO3+ NO 利用气体体积变化差值进行计算。

②NO2和 O2的混合气体溶于水时,由4NO2+ 2H2O+ O2 = 4HNO3可知,当体积比为= 4: 1,恰好完全反应V(NO2) : V(O2)>4:1,NO2过量,剩余气体为NO<4: 1, O2过量,乘余气体为 O2③NO和 O2同时通入水中时,其反应是: 2NO+O2→2NO ,3NO2+ H2O→2HNO3+ NO ,总反应式为: 4NO+ 2HO+3O2→ 4HNO3当体积比为=4: 3,恰好完全反应V(NO): V(O )> 4: 3, NO 过量,剩余气体为 NO2<4: 3, O 过量,乘余气体为O22④ NO 、 NO 2、O 2 三种混合气体通入水中,可先按①求出 NO 2 与 H 2O 反应生成的 NO 的体积,再加上原混合气体中的 NO的体积即为 NO 的总体积,再按③方法进行计算。

(三)硝酸的化学性质1、 HNO 3具有酸的通性。

2、 HNO 3具有强氧化性,表现在能与多数金属、非金属、某些还原性化合物起反应。

【注意】 由于硝酸氧化性很强,任何金属与硝酸反应都不能 放出氢气,在与不活泼金属如Cu 、Ag 等反应时,浓硝酸还原产物为NO ,稀硝酸还原产物为NO ,(但不能认为稀硝酸的氧化性比浓硝酸强);2这类反应中硝酸只有一部分体现氧化性被还原,另一部分体现 酸性 生成硝酸盐。

铁、铝常温下遇浓硝酸, 由于浓硝酸具有强氧化性 ,所以在金属的表面形成一层致密的氧化膜 ,阻止反应继续进行,这个过程叫 钝化。

所以可用铁、铝容器装运浓硝酸(或浓硫酸)。

3、在溶液中 —NO 3 几乎与所有离子能大量共存,但注意,当溶液的酸性较强可形成硝酸溶液,具有还原性的某些离子则不能与其大量共存,如3—+2+中任意两者能大量共存,但三者则不能大量共存。

NO 、H、 Fe—在中性或碱性溶液中不表现氧化性,而在酸性溶液中表现强氧化性。

即: NO 3(四)氨气1、氨的物理性质氨气为 无 色、有 刺激性 气味的气体,比空气轻,易液化,极易 溶于水(喷泉实验) ,氨水的密度小于水的密度,氨水的浓度 越高 ,密度 越小 。

2、氨的化学性质;( 1)与水反应,溶液呈碱性:+NH+H ONH · H ONH+OH323 24氨水中所含有微粒:+,氨水中溶质通常看作为 NH 3,而不是 NH 3· H 2O 。

NH 3· H 2O 分子, NH 4, OH ( 2)与酸反应 NH 3+HNO 3 = NH 4NO 3 HCl+NH 3=NH 4Cl H 2SO 4+2NH 3= (NH 4) 2SO 4氨气与氯化氢相遇便产生 ,可用于 NH 3 与 HCl 的相互检验。

(3)还原性NH 分子中氮元素呈- 3 价,具有还原性,能在一定条件下与O 、 Cl 、 CuO 等反应,被它们氧化:322NH 3+ Cl 2 = NH 3+ CuO = NH 3+ O 2=NH 3+ O 2=3、氨气的实验室制法( 1)原理:固态铵盐与碱加热反应:2NH 4Cl + Ca(OH)2 CaCl 2+ 2NH 3↑+ 2H 2O ( 2)发生装置:固 +固 +加热型,与制备 氧气 相似;( 3)收集: 向下排空气法 。

( 4)干燥:在干燥管中盛放碱石灰 作干燥剂。

不能用浓硫酸、P 2O 5、无水氯化钙作干燥剂,因CaCl 2吸收氨气生成 CaCl 2·8NH 3。

( 5)验满: a .用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口,若变蓝,则满;b .蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口,若产生白烟,则满。

[ 特别提醒] :①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。

因加热过程中NH 4NO 3 可能发生爆炸性的分解反应,发生危险;而碳铵受热极易分解产生CO 2,使生成的NH 3 中混有较多的 CO 2 杂质。

②消石灰不能用NaOH 、KOH代替,原因是:a 、 NaOH 、 KOH 具有吸湿性、易结块,不利于产生NH 3;b 、在高温下能腐蚀大试管。

③因氨气比空气轻,易与空气发生对流,所以收集时,导气管应插入收集气体的试管底部附近,管口塞一团干燥的棉花团,来防止NH 3 与空气对流,确保收集到纯净的氨气。

④制备NH 3 也可以通过加热浓氨水的方法,利用NH 3·H 2ONH 3↑ +H 2O 原理制备。

也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备,原理:烧碱溶于水为放热反应,促进 NH 3·H 2O 的分解,增大 c (OH ) 使上述可逆反应向左移动,而产生NH 3。

课堂练习:1、将 8 mL NO 2 和O 2 的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒,充分反应后,剩余气体为1 mL ,则原混合气体中 NO2和 O2的体积比可能为()A.7∶5 B .3∶7 C .7∶1 D .1∶72、同温同压下,在 3 支相同体积的试管中分别充有等体积混合的 2 种气体,它们是① NO 和 NO2;②NO2和 O2;③NH3和 N。

现将 3 支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V、 V、 V,则下列关系正确的2123是 ()B .V >V>V C.V>V>V D.V>V>VA.V>V>V1231322313123、在相同状况下,将下列四种混合气体:①体积比为 3 ∶1的 NH3和 N2' ②体积比为 1 ∶1的 NO2和 N2③体积比为 1 ∶1的 NO2和 O2' ④体积比为 4 ∶1的 NO2和 O2,分别置于相同的四支试管中并倒置于水槽中,充分反应后液面上升高度分别为 h1、 h2、 h3、 h4,下列关系正确的是()A.h1>h2>h3>h4B.h4>h3>h2>h1C.h4>h1>h3>h2D.h2>h3>h1>h44、在常温下向盛满水并倒置于水槽中的试管里先后通入 4 mL NO2、 4 mL NO、5 mL O 2,经过一段时间后,试管里剩余的气体有()A. NO B.O2C. NO2和 O2D. NO和 O25、 NO、 NO2均可与 NH3反应转化为无害的N2和 H2O,现有 3L NO、 NO2的混合气体,,当耗用3L NH3时,可全部转化为 N2和 H2O,则 NO和 NO2的体积之比为()A.1:1 B.1:2 C . 1:3 D.任意比6、把盛有48mLNO、 NO2混合气体的容器,倒置于水中(同温、同压),待液面稳定后,容器内气体体积变为24mL。

则:⑴原混合气体中,NO是mL,NO2是mL。

⑵若在剩余24mL气体中,通入6mLO2,待液面稳定后,容器内气体体积为mL。

⑶若在剩余24mL气体中,通入24mLO,待液面稳定后,容器内气体体积为mL。

⑷若在原48mLNO、 NO2混合气体中,通入mL O2,倒置在水面上,气体会全部吸收。

7、常温下,将NO和 O2两种气体按物质的量1: 3 混合,则其平均相对分子质量()A.B.46C.36D.448、现有10mLNO和 NO2混合气体,其平均相对分子量为,通入一定量的O2后,还是10mLNO和 NO2混合气体,但平均相对分子量为,通入O2的体积是()9、反应 NO+O2+NO2+H2O→ HNO3(未配平)是多组化学计量数的化学方程式,当氧气有 1/3 被 NO还原时,此反应各物质化学计量数之比是10、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物,当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1 时,还原产物是()A. NO2B.NO C . N2O D. N211、物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()A.1∶4B.1∶5C.2∶3D.2∶512、某稀硝酸能与 5.4g 铝恰好反应,当这份酸在与铁反应时,最多消耗铁的量为()A. 16.8gB.C. 11.2gD.13、已知镁和稀硝酸反应时,每有1mol HNO3反应,就有电子转移,此时硝酸的还原产物可能是A. NO2B. N2O C. NH4NO3D.NO14、 Al可以与稀硝酸反应,已知HNO3被还原为 NO。

若标准状况有L NO生成,则参加反应的Al的质量为 ________g,参加反应的硝酸为________mol15、在一定温度下,某浓度的HNO3与 Zn反应,生成NO2和 NO 的物质的量之比为 1 :3,则要使1molZn 完全反应,需要HNO3的物质的量为()A. B. C. D.16、已知 Cu2S 与某浓度的硝酸反应时,生成硝酸铜和硫酸,若反应中Cu 2S 与 HNO3的物质的量之比为 2:13 ,则该反应的还原产物为()A. N2O B. NO C. NO2 D . N2O317、 Cu2S 与一定浓度的 HNO3反应,生成 Cu(NO3) 2、 CuSO4、 NO2、 NO 和 H 2O,当 NO2和 NO 的物质的量之比为 1 ∶ 1 时,实际参加反应的 Cu 2S 与 HNO3的物质的量之比为18、足量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L O2 ( 标准状况 ) 混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。

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