2019届一轮复习-氮及其化合物

第15讲氮及其化合物[考纲要求]1.了解氮单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响。高频考点一氮及其氧化物的性质与应用1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)标准状况下，6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA(×)(2)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应(√)2．溴蒸气和NO2都为红棕色气体，如何区分？用湿润的淀粉KI试纸或NaOH溶液可以吗？【答案】①用AgNO3溶液，Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr；②用水，溶于水后有颜色的是Br2，无颜色的是NO2。不能用湿润的淀粉KI试纸或NaOH溶液区分，因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI中的I－氧化成I2，使试纸变蓝色。NaOH溶液可以吸收Br2蒸气和NO2而形成无色溶液。1．氮气氮元素的存在与氮的固定2．N2的物理性质无色、无味气体，密度比空气略___，难溶于水。3．N2的化学性质小4．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成下表中NO和NO2的比较：5．氮氧化物对环境的污染(1)光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。(2)酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。(3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。(4)NO与血红蛋白结合使人中毒。考点1氮及其氧化物的性质与应用1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2016·全国乙卷)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO(×)(2)(2015·全国卷Ⅰ)密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA(×)(3)(2015·浙江高考)燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施(√)(4)(2014·天津高考)制取NO2时，用水或NaOH溶液吸收尾气(×)(5)(2012·新课标全国卷)常温常压下，92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA(√)2．(2018·北京顺义区统练)氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可如图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是()A．海洋中的氮循环起始于氮的氧化B．海洋中的氮循环中属于固氮作用的是③C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与D．向海洋排放含NO－3的废水会影响海洋中NH＋4的含量【解析】海洋中的氮循环起始于N2→NH＋4，即起始于氮的还原，A错误；海洋中的氮循环中属于固氮作用的是②，B错误；反硝化作用中N元素化合价降低，被还原，而O2是常见氧化剂，不需要有O2参与，C错误；转化关系图中若硝酸根离子增多，反硝化作用增强，向海洋排放含NO－3的废水会影响海洋中NH＋4的含量，D正确。【答案】D3．(2018·山东青岛期末)某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。将此无色混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是()A．肯定有SO2和NO或NO2中的至少一种B．肯定只有NOC．可能有Cl2和O2D．肯定没有Cl2、O2和NO2【解析】因为混合气体为无色，所以不含Cl2和NO2气体，A、C错误；能使品红褪色的气体为SO2，B项错误；把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，说明有NO，则原混合气体中无氧气，D项正确。【答案】DA．潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶B．在蔗糖中加入少量浓硫酸并不断搅拌C．将少量浓硫酸滴入胆矾晶体中D．加入少量硫酸使乙酸乙酯水解【解析】NO2参与硫酸型酸雨的形成时，发生了化学反应，反应后又重新生成，在反应中起催化作用。在乙酸乙酯的水解反应中，硫酸也起催化作用。【答案】D5．NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx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NOx的排放，当尾气中空气不足时，NOx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：___________。【解析】(2)根据题目信息可知NO被CO还原为N2，而CO被氧化成CO2，化学方程式为2NO＋2CON2＋2CO2。【答案】(1)3NO2＋H2O2HNO3＋NO(2)2NO＋2CON2＋2CO2考点3氮的氧化物溶于水的简单计算6．(2017·沈阳模拟)在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中，充分反应后剩余2mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()①1.2mL②2.4mL③3mL④4mLA．①②B．②③C．③④D．①④【解析】4NO2＋O2＋2H2O4HNO3若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝45×(12－2)＝8mL，V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的气体是NO(2mL)⇒6mLNO2。则V(O2)＝15×(12－6)＝1.2mL。【答案】D7．(2018·江西第三次联考，12)把一个充满NO2气体的试管，倒置于水槽中，向其中缓慢通入O2直至试管全部充满水。假设整个过程中溶质不会扩散入水槽，则硝酸的物质的量浓度c(HNO3)与通入O2的体积V(O2)关系正确的是()【解析】在缓慢通入O2之前，NO2已经和H2O反应，即3NO2＋H2O2HNO3＋NO，此时c(HNO3)＝122.4mol·L－1。当缓慢通入O2，直至试管全部充满水，此时发生的反应相当于4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，从氮原子守恒的角度看，原有NO2全部转化为HNO3，所以此时c(HNO3)还是122.4mol·L－1，故c(HNO3)始终保持不变，即选C。【答案】C高频考点二硝酸的性质及应用(4)常温下，将Al片放入浓硝酸中无明显现象，原因是Al与浓硝酸不反应(×)(5)浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式(×)(6)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色(×)(7)用浓硝酸与Cu反应制取NO(×)2．(1)某同学认为1.0mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4，正确吗？请说明理由。【答案】不正确。原因是NO－3在H＋中具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋而不能共存。(2)久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存浓硝酸？【答案】浓硝酸显黄色是由于浓硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。1．硝酸的物理性质硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。2．硝酸的化学性质【注意】(1)硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。(2)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。(3)常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。(5)(2015·重庆高考)SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4(×)(6)(2014·安徽高考)实验室里用锌粒与稀硝酸反应制取H2(×)(7)(2015·海南高考)稀硝酸可除去试管内壁的银镜(√)2．(2015·北京高考)在通风橱中进行下列实验：【解析】A．铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色，正确。B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应，正确；C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，不正确；D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，正确。【答案】C【方法规律】硝酸与金属反应的规律(1)与金属反应时，盐酸或稀硫酸中起氧化作用的是H＋，所以能放出H2，而硝酸中＋5价氮氧化性远大于H＋，所以硝酸与金属反应不放出H2。(2)金属与硝酸反应，金属一般被氧化为高价金属硝酸盐。若金属过量且有变价时，将生成低价金属硝酸盐。如：考点2硝酸与金属反应的简单计算3．3.2g铜与过量硝酸(8mol·L－1，30mL)充分反应后，硝酸的还原产物为NO2和NO，反应后溶液中含amolH＋，则此溶液中所含NO－3的物质的量为()A．(0.2＋a)molB．(0.1＋a)molC．(0.05＋a)molD．amol【解析】溶液中所含NO－3的物质的量可理解为反应剩余的HNO3的物质的量与2倍的Cu(NO3)2的物质的量之和，即n(NO－3)＝n(HNO3)＋2n[Cu(NO3)2]n(H＋)＋2n(Cu)＝amol＋2×3.2g64g·mol－1＝(0.1＋a)mol，故B项正确。【答案】B(2)若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是________。【解析】(1)该题氮元素变化为硝酸―→氮的氧化物―→硝酸，所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为2×5.6L22.4L·mol－1＝0.5mol，即32g。(2)由电子守恒和电荷守恒可知O2得电子数等于Cu2＋结合的OH－数，故消耗NaOH溶液的体积为5.6L×422.4L·mol－1×5mol·L－1＝0.2L＝200mL。【答案】(1)B(2)200mL【方法总结】硝酸与金属反应的有关计算方法(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO－3的形式存在于溶液中；一部分作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。(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)电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NO－3)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。(4)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H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO－3进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。高频考点三氨和铵盐1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂(√)(2)向AgNO3溶液中滴加过量氨水，溶液澄清，Ag＋与NH3·H2O能大量共存(×)(3)浓氨水可检验氯气管道漏气(√)(4)分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明二者均易溶于水(√)(5)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3并不涉及氧化还原反应(√)(6)氨水能使酚酞变红，氨气是碱(×)(7)氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟(√)(8)能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐(×)2．(1)现有1mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O浓度是1mol·L－1吗？为什么？(2)为什么蘸有浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时会产生白烟？蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近时是否也产生白烟？【答案】(1)不是。溶液中NH3、NH＋4、NH3·H2O的浓度和为1mol·L－1。注意：通常认为氨水中的溶质是NH3。(2)浓氨水和浓盐酸均有挥发性，挥发出来的NH3和HCl在空气中相遇，化合生成NH4Cl固体小颗粒，即为白烟。浓硫酸没有挥发性，故不可能形成白烟。3．固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？请说明判断的理由。【答案】不相同。NH4Cl固体受