生产生活中的含氮化合物

第二单元生产生活中的含氮化合物课堂互动讲练实验专项探究达标突破训练第二单元生产生活中的含氮化合物基础自主梳理基础自主梳理氮氧化物的产生及转化自我诊断1．(2011年山东青岛模拟)下列关于氮的说法正确的是()A．N2的分子结构较稳定，因而氮气不能支持任何物质燃烧B．23gNO2和N2O4混合气含有0.5NA个氮原子(NA表示阿伏加德罗常数)C．NO可用向上排空气法或者排水法收集D．浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发答案：B1．氮的存在自然界中氮元素大部分以_____态存在于空气中，也有一部分以_____态存在于动、植物体内，土壤及无机盐中。基础回归游离化合2．氮气的化学性质(1)N2＋O2=====放电2NO(2)N2＋3H2高温高压催化剂2NH3(3)N2＋3Mg=====点燃Mg3N23．氮的常见氧化物(1)物理性质颜色气味毒性密度溶解性NO无色无味有毒比空气稍大微溶于水NO2红棕色刺激性气味有毒比空气大与水发生反应写出上述化学方程式：①________________________；②_____________________________，_________________________________。③_________________________________。2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34NO2＋O2＋2H2O===4HNO3氮肥的生产和使用自我诊断2．判断下列说法是否正确：A．检验NH3的存在可用湿润的蓝色石蕊试纸。()(2011年梅州模拟T8－D)B．受热分解能产生三种气体的物质一定是NH4HCO3。()(2011年盐城模拟T9－B)C．实验室可用浓硫酸干燥氨气。()(2008年高考广东理基卷T35－B)D．将NH3通入AlCl3溶液中始终无明显现象。()(2010年高考上海卷T13－C)答案：A.×B．×C．×D．×基础回归1．NH3的生产德国化学家______首次合成出了氨，反应方程式为____________________哈伯N2＋3H2高温、高压催化剂2NH32．氨的性质(1)物理性质(2)化学性质3．实验室制法2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O思考感悟1．高中阶段学过的与碱作用生成的气体有几种？写出制取方程式。【提示】2种，H2和NH3；制取的方程式分别为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑或Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。4．铵盐(1)构成：由__________和___________构成。(2)物理性质：都是白色或无色晶体，都____溶于水。(3)化学性质①不稳定性写出NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式：____________________________；_________________________________。铵根离子酸根离子易NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑NH4HCO3=====△NH3↑＋H2O＋CO2↑②与强碱反应写出NH4Cl与NaOH反应并微热搅拌的离子方程式：_______________________________。(4)NH＋4的检验取少许样品(固体或溶液)与强碱(固体或溶液)共热，产生的气体能够使湿润的红色石蕊试纸______。5．自然界中氮的循环NH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2O变蓝硝酸自我诊断3．判断下列说法是否正确：A．稀HNO3、稀H2SO4均能将木炭氧化成二氧化碳。()(2008年高考重庆卷T10－A)B．浓硝酸中的HNO3见光会分解，故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色。()(2009年高考重庆卷T9－C)C．浓HNO3能使紫色石蕊试液先变红后褪色，体现了它的酸性和强氧化性。()(2011年青岛模拟T3－C)D．过量的Cu与稀HNO3反应完毕后，再加稀H2SO4，可继续反应。()(2011年扬州模拟T5－D)答案：A.×B．√C．√D．√基础回归1．物理性质气味颜色挥发性溶解性刺激性气味无色易易溶于水2.化学性质(1)强酸性：硝酸具有酸的通性。浓硝酸强于稀硝酸(2)不稳定性硝酸见光或受热易分解，化学方程式为：4HNO3=====△或光照2H2O＋4NO2↑＋O2↑；存放HNO3时，应放在________试剂瓶里，并置于阴凉处。(3)强氧化性①与金属的反应(除Au、Pt外，大部分金属能与硝酸反应)，都不产生H2。棕色细口a.Cu与浓、稀硝酸都能反应，其反应的化学方程式分别为：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。b．铁、铝遇冷的浓HNO3能发生_____，故可用铁、铝容器运输冷的浓HNO3。②与非金属(如木炭)反应_______________________________________。钝化C＋4HNO3(浓)=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O③与某些还原性化合物(如Fe2＋、SO2－3等)反应。思考感悟2．如何除去浓硝酸中的黄色？【提示】因为浓HNO3不稳定，见光或加热时浓HNO3分解生成NO2，NO2溶于浓HNO3呈黄色，可向溶液中通入氧气，发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3而除去NO2。3．硝酸的工业制法工业上制备硝酸一般分为三个过程：(1)NH3的催化氧化：在________中进行，方程式为：4NH3＋5O2=====△催化剂4NO＋6H2O。(2)生成NO2：_________________(写反应方程式)。(3)水吸收NO2：在_______中进行，反应的方程式为：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。热交换器2NO＋O2===2NO2吸收塔课堂互动讲练氨气的三种实验室制法1．加热固态铵盐和碱的混合物2．加热浓氨水(1)反应原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O。(2)装置：=====△3．浓氨水中加固态碱性物质装置反应原理浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H23·H2＋4＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。例1(2009年高考全国卷Ⅱ)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。回答下列问题：(1)A中加入的物质是_________________________________，发生反应的化学方程式是__________________________________；(2)B中加入的物质是________，其作用是______________________；(3)实验时在C中观察到的现象是__________________________________，发生反应的化学方程式是________________________________________；(4)实验时在D中观察到的现象是__________________，D中收集到的物质是________，检验该物质的方法和现象是_______________________________________________________________________。【思路点拨】解本题需注意以下两点：(1)分析每个装置的作用，C装置为加热装置应为NH3与CuO反应装置，所以A应为固＋固――→△NH3装置。(2)NH3和H2O(g)的检验方法。【解析】由实验目的“氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜”并结合装置图可知，A装置提供NH3，且是固、固加热制备气体，则A中应加入固体NH4Cl和Ca(OH)2，发生反应：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。B装置是干燥装置，除去NH3中的水汽，应加入碱石灰或CaO等碱性固体干燥剂。C装置中发生反应：2NH3＋3CuO=====△N2＋3H2O＋3Cu，则C中黑色粉末逐渐变为红色。反应生成的N2及水蒸气和未反应的NH3均会从C装置中进入D试管中，则D中收集到的是氨水，因为水蒸气在冰水中转化为液态水，氨气极易溶于水。E装置是气体收集装置，收集到的是N2。【答案】(1)固体NH4Cl和Ca(OH)22NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(其他合理答案也可)(2)碱石灰(或CaO)除去NH3气流中的水汽(3)黑色粉末部分逐渐变为红色2NH3＋3CuO=====△N2＋3H2O＋3Cu(4)出现无色液体氨水用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝；用无水硫酸铜检验，无水硫酸铜变蓝跟踪训练(随学随练，轻松夺冠)1．某校学生利用以下装置验证氯气与氨气之间的反应(部分装置已略去)。其中A、B分别为氯气和氨气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。请回答下列问题：(1)装置A中发生反应的离子方程式为__________________________________；(2)装置B中浓氨水与NaOH固体混合可制取氨气，其原因是_______________________________；(3)装置C中氯气和氨气相遇，有浓厚的白烟并在容器内壁凝结，同时生成一种可参与生态循环的无毒气体，该反应的化学方程式为____________________________________；此反应可用于检查输送氯气的管道是否漏气。(4)将装置C中反应生成的固体溶于水，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________________________________。解析：(1)MnO2与浓盐酸共热反应制取Cl2的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)在氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－，加入NaOH固体，溶于水放热，有利于NH3的逸出；再者增加了溶液中的c(OH－)，上述平衡逆向移动，也有利于NH3的逸出。(3)NH3和Cl2发生氧化还原反应生成N2和NH4Cl(s)，反应方程式：3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl。(4)NH4Cl溶液呈酸性，溶液中各离子浓度的大小顺序为：c(Cl－)＞c(NH＋4)＞c(H＋)＞c(OH－)。答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－=====△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)在氨水中有下列平衡：NH3＋H23·H2＋4＋OH－，NaOH固体溶于水放热，使得氨气的溶解度减小，同时增大了溶液中的c(OH－)，促使化学平衡逆向移动(3)3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2(4)c(Cl－)＞c(NH＋4)＞c(H＋)＞c(OH－)金属与HNO3的反应1．一般通式(1)金属＋浓硝酸―→金属硝酸盐＋NO2↑＋H2O(2)金属＋稀硝酸―→金属硝酸盐＋NO↑＋H2O金属与硝酸的反应中，硝酸既体现氧化性，又体现酸性。2．反应规律(1)金属与硝酸反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。(2)铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再和Fe反应生成Fe(NO3)2。(3)铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时硝酸的还原产物为NO2(不考虑NO2与N2O4的相互转化)，随着反应的进行，浓HNO3变稀，硝酸的还原产物为NO，最终应得到NO2和NO的混合气体。3．计算方法(1)原子守恒法HNO3与金属反应，一部分HNO3起酸的作用，以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。NO－3(2)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。(3)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－3在H2SO