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. 氮的氧化物例题1 (2013·上海高考)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:。
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+OHHNO3。
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:。
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:NH3+H2ONH3·H2O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:NH3·H2O络合性:Ag++2NH3·H2O②与酸反应:实质是NH3+H+③与O2反应:4NH3+5O2(3) NH3的用途液氨可用作。
NH3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NH4Cl ?NH4HCO3?②与碱溶液的反应N+OH-,氨气能使试纸变色(可用于检验铵盐)。
(3) N的检验未知液呈碱性湿润的色石蕊试纸变色,则证明含N。
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PH3易液化是因为N—H键的键能比P—H键的键能大变式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NO21. 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·H2ONH3↑+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NH3+H2ONH3·H2ON+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NH3·H2O的分解。
装置:2. NH3的催化氧化反应4NH3+5O24NO+6H2O 4NH3+6NO5N2+6H2O 8NH3+6NO27N2+12H2O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CaCO3反应:CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+CO2↑+H2O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HNO3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. FeOB. Fe2O3C. FeSO4D. Fe3O4变式3 (2013·江苏学测)对于1L HNO3和H2SO4的混合溶液,若HNO3和H2SO4物质的量浓度存在如下关系:c(H2SO4)+c(HNO3)=·L-1。
则理论上最多能溶解铜的物质的量为( )A. B. C. D.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+2NaOHNaNO3+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2. 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3. 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4. 判断下列说法是否正确。
(1) 分别加热盛有NH4Cl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P2O5或无水CaCl2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N。
(8) 标准状况下, NO2与水充分反应转移的电子数目为。
( )(9) 氨气具有氧化性,可用浓氨水检验氯气管道是否泄漏。
( )(10) 加入铝粉能放出氢气的溶液中一定能大量存在C、Al、I-、N等离子。
( )【课后检测】氮及其化合物1. (2015·盐城三模)下列装置应用于实验室制取NH3,并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝,最后回收氯化铵的实验,能达到实验目的的是( )A. 用装置甲制取NH3B. 用装置乙吸收NH3制取Al(OH)3C. 用装置丙在不断搅拌下分离Al(OH)3和NH4Cl溶液D. 用装置丁蒸干NH4Cl溶液并灼烧制NH4Cl2. 相同质量的铜片分别与体积相同且过量的浓硝酸、稀硝酸反应,二者比较相等的是( )A. 反应中氧化剂得到电子总数B. 铜片消耗完所需时间C. 反应后溶液中铜离子的物质的量浓度(反应后溶液体积不变)D. 反应生成气体的体积(同温、同压)3. (2015·北京理综)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、氧三种元素也参与了氮循环4. 物质的量之比为1∶3的锌与稀硝酸混合,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,下列说法正确的是( )A. 在此反应中硝酸体现强氧化性,全部被还原B. 向反应后的溶液中再加入金属铁,不再发生化学反应C. 该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶4D. 该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶55. 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①2NO22NO+2O;②2NO+O22NO2;③O+O2O3。
下列对该反应过程及产物的叙述正确的是( )A. NO2起催化剂作用B. NO起催化剂作用C. NO2只起氧化剂作用D. O3与O2互为同分异构体6. 铵盐是一类重要的氮的化合物,设N A表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )A. 1 mol N含有的电子数为11N AB. N中N元素的化合价为-3,在氧化还原反应中常作氧化剂C. L 3 mol·L-1NH4NO3溶液中氮原子数等于D. 硫酸铵中既含有离子键又含有共价键,而氯化铵中只含有离子键7. 判断下列说法是否正确(用“√”或“?”回答)。