高考化学一轮复习氮及其化合物

专题十氮及其化合物【单元滚动双测卷·化学】专题十氮及其化合物考情精解读A考点帮•知识全通关目录CONTENTS考点1氮气及氮的氧化物考点2氨和铵盐考点3硝酸考纲要求命题规律命题分析预测知识体系构建方法1氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算方法2氨的实验室制法方法3金属与HNO3反应的规律和相关计算微课9喷泉实验B方法帮•素养大提升C考法帮•考向全扫描考向1氨和铵盐的性质考向2结合环保问题考查氮及氮的化合物的性质考情精解读考纲要求命题规律命题分析预测知识体系构建1.了解常见非金属元素(N)单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。2.了解常见非金属元素(N)单质及其重要化合物对环境的影响。3.以上各部分知识的综合应用考纲要求命题规律核心考点考题取样考向必究氮气及氮的氧化物2016全国卷Ⅰ,T26(2)氮氧化物的氧化性(考向2)氨和铵盐2017全国卷Ⅱ,T13C2017全国卷Ⅰ,T26(4)(5)氨气的物理性质及其制备;计算甘氨酸(C2H5NO2)样品中氮的质量分数及样品的纯度(考向1)2013新课标全国卷Ⅰ,T7B氨气的检验(考向1)硝酸2017北京理综,T12实验探究浓硝酸的物理和化学性质(方法3)考情分析氮氧化物的性质、铵盐的性质(NH4+的水解、与碱反应)、氨气的还原性、硝酸的强氧化性是近年来高考考查的重点,多以实验题和工艺流程题的形式出现,与生产、生活实际相联系,将物质的循环利用、保护环境等观念渗透在考题中,以体现“科学态度与社会责任”的化学核心素养,分值为2~10分。命题预测预测2019年高考单独考查含氮化合物的性质的可能性不大,但与其相关的内容会分散在一些题目中进行考查;此外,还应关注磷、砷及其化合物的性质和应用命题分析预测知识体系构建A考点帮•知识全通关考点1氮气及氮的氧化物考点2氨和铵盐考点3硝酸考点1氮气及氮的氧化物（重点）1.氮气(1)氮元素在自然界中的存在形式和氮的固定(2)氮气的性质化学专题十氮及其化合物物理性质无色无味,难溶于水,密度比空气的稍小分子结构电子式为∶N︙︙N∶,结构式为N≡N化学性质与O2反应N2+O22NO与H2反应N2+3H22NH3与Mg反应N2+3MgMg3N2用途作保护气;医疗上用作冷冻麻醉剂;合成氨等2.氮的氧化物(1)氮的氧化物氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。注意N2O3和N2O5是酸性氧化物,而N2O、NO、NO2、N2O4均不是酸性氧化物。化学专题十氮及其化合物(2)NO与NO2化学专题十氮及其化合物氮的氧化物NONO2物理性质颜色无色红棕色溶解性不溶于水易溶于水化学性质毒性有毒有毒与O2反应2NO+O22NO2与H2O反应3NO2+H2O2HNO3+NO与O2、H2O反应4NO+3O2+2H2O4HNO34NO2+O2+2H2O4HNO3[续表]化学专题十氮及其化合物氮的氧化物NONO2实验室制法3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,只能用排水法收集Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,只能用向上排空气法收集与人体、环境的关系①与血红蛋白结合使人中毒;②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾特别提醒1.NO2虽然能与水反应生成HNO3,但不是硝酸的酸酐。NO2既有氧化性又有还原性,但以氧化性为主,如NO2能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝。2.NO2气体存在平衡:2NO2N2O4,故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体。化学专题十氮及其化合物(3)氮氧化物对环境的污染及其防治①氮的氧化物都是有毒气体,都是大气污染物。②空气中的NO2等是造成光化学烟雾的主要因素。③空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。④常见的NOx尾气处理方法a.碱液吸收法:NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适用于工业尾气中NOx的处理。2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2Ob.催化转化:在催化剂、一定温度下,NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。化学专题十氮及其化合物考点2氨和铵盐（重点）1.氨的性质、制备和用途物理性质无色、有刺激性气味的气体,比空气轻,极易溶于水(体积比1∶700),易液化(液氨常作制冷剂)化学性质与水反应与酸反应NH3+HClNH4Cl现象:有白烟生成与某些盐溶液反应催化氧化反应4NH3+5O24NO+6H2O与O2反应4NH3+3O22N2+6H2O(纯氧中燃烧)与Cl2反应2NH3(少量)+3Cl2N2+6HCl;8NH3(过量)+3Cl2N2+6NH4Cl(白烟)(用于检验输送Cl2的管道是否泄漏)与CuO反应2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu化学专题十氮及其化合物[续表]制取方法实验室制法2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(固体+固体气体)NH3·H2O(浓氨水)NH3↑+H2OCaO+NH3·H2O(浓)Ca(OH)2+NH3↑工业制法N2+3H22NH3用途(1)制造硝酸、铵盐;(2)用作制冷剂化学专题十氮及其化合物规律总结1.氨的电子式为,结构式为,分子构型为三角锥形。2.氨是中学阶段所学的唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,这一点在推断题中可作为解题的突破口。化学专题十氮及其化合物2.铵盐(1)铵盐的性质与用途概念由铵根离子和酸根离子构成的化合物物理性质都易溶于水化学性质受热易分解(NH4)2SO42NH3↑+H2SO4(不易挥发的酸)NH4ClNH3↑+HCl↑(易挥发的酸)与碱反应水解反应用途碳酸铵、硫酸铵、氯化铵和硝酸铵都是优良的化学肥料。氯化铵还用于制作酸性干电池以及除去待焊金属物体表面的氧化物化学专题十氮及其化合物(2)NH4+的检验考点3硝酸（重点）物理性质纯硝酸无色,易挥发,有刺激性气味,液体,易溶于水,密度比水的大化学性质酸性①稀HNO3使紫色石蕊溶液变红;②与金属单质反应;③与金属氧化物反应;④与碱反应;⑤与某些盐反应不稳定性4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O(保存在棕色瓶中,放置在阴凉处)强氧化性铝、铁在冷的浓硝酸中发生钝化,因此常温下铝、铁制品可以盛放冷的浓硝酸与非金属反应:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O化学专题十氮及其化合物拓展延伸1.硝酸浓度越大,越容易分解。长期存放的浓硝酸呈黄色,原因是HNO3分解产生的NO2又溶于硝酸。工业盐酸中常混有FeCl3,也呈黄色。2.浓、稀硝酸均有强氧化性,浓度越大,氧化性越强。3.与金属反应时,盐酸、稀硫酸中起氧化作用的是H+,故能放出H2;而硝酸中+5价的N、浓硫酸中+6价的S的氧化性均强于H+的。因此,硝酸、浓硫酸与金属反应时,其还原产物不是H2,而分别为低价态的含氮物质、SO2。B方法帮•素养大提升方法1氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算方法2氨的实验室制法方法3金属与HNO3反应的规律和相关计算微课9喷泉实验方法1氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算方法解读：1.关系式法(1)NO和O2的混合气体通入水中由2NO+O22NO2和3NO2+H2O2HNO3+NO得总反应方程式为4NO+3O2+2H2O4HNO3化学专题十氮及其化合物(2)NO2和O2的混合气体通入水中由3NO2+H2O2HNO3+NO和2NO+O22NO2得总反应方程式为4NO2+O2+2H2O4HNO3(3)NO、NO2和O2的混合气体通入水中先按3NO2+H2O2HNO3+NO计算出生成NO的体积,再加上原来混合气体中NO的体积,然后按(1)计算。化学专题十氮及其化合物注意4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5,(1)、(2)中的总反应都与N2O5+H2O2HNO3等效。当混合气体溶于水时可利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断:N(N)∶N(O)2∶5剩余O2=2∶5恰好完全反应2∶5剩余NO2.得失电子守恒法当NOx转化为硝酸时要失去电子,如果是NOx与O2混合,则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。化学专题十氮及其化合物示例1用三支导管同时将NO、NO2、O2三种气体通入到盛满水且倒立在水槽(也盛有水)中的集气瓶中,最后集气瓶内仍充满水,则通入的三种气体的体积(同温同压下)比不可能是A.1∶1∶1B.2∶6∶3C.1∶4∶2D.3∶7∶4思维导引因为NO、NO2数量关系未知,故无法利用方程式进行计算,但依据得失电子守恒原理可快速解题。化学专题十氮及其化合物解析由题中条件知气体恰好反应完,依据得失电子守恒原理有3V(NO)+V(NO2)=4V(O2),将四个选项分别代入上述等式中,只有C项不能使等式成立。答案C方法2氨的实验室制法方法解读：1.加热固态铵盐和碱的混合物化学专题十氮及其化合物2.实验室制取氨的3种其他方法方法化学方程式(或原理)发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑+H2O化学专题十氮及其化合物[续表]方法化学方程式(或原理)发生装置浓氨水+NaOH固体浓氨水+CaO固体化学专题十氮及其化合物示例2某同学用如图所示装置(固定及夹持装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验探究。请回答下列问题:(1)若用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为;若要测定生成NH3的体积,则必须选择的装置是(填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是。(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是,分液漏斗中装的试剂是,收集装置应选择(填装置序号)。化学专题十氮及其化合物解析(1)装置①适用于“固+固”加热制取气体,制取NH3时试剂选用NH4Cl和Ca(OH)2。若要测定生成NH3的体积,必须用排液体法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法,所用的液体必须不易挥发、不与NH3反应且不溶解NH3才行。(2)装置②是“固+液”不需加热的制气装置,制取NH3时,可选用浓氨水和碱石灰等。答案(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O③⑦氨气难溶于该试剂,且该试剂不易挥发,不与氨气反应(2)CaO(或NaOH或碱石灰)固体浓氨水(或浓NH4Cl溶液)⑥化学专题十氮及其化合物突破攻略1.制取氨时所用的铵盐不宜用硝酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵。因为在加热过程中,NH4NO3可能发生爆炸;而(NH4)2CO3、NH4HCO3受热易分解产生CO2,使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。2.“固+固”加热制取NH3时,消石灰不能用NaOH、KOH代替,一方面Ca(OH)2比NaOH便宜,另一方面NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。3.氨是碱性气体,不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5)干燥,也不能用CaCl2干燥,因为CaCl2可以吸收NH3生成CaCl2·8NH3。方法3金属与HNO3反应的规律和相关计算方法解读：1.金属与HNO3反应的思维模型化学专题十氮及其化合物2.“4法”突破金属与HNO3反应的计算原子守恒法得失电子守恒法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电荷守恒法离子方程式计算法化学专题十氮及其化合物示例34.9gMg和Fe的混合物在过量稀硝酸中完全反应,得到标准状况下NO的体积为2.24L,向反应后的溶液中加入足量烧碱充分反应,最后生成沉淀的质量是A.8gB.10gC.10.2gD.11.2g思维导引本题中发生的反应有3Mg+8HNO33Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O、Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O、Mg(NO3)2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaNO3、Fe(NO3)3+3NaOHFe(OH)3↓+3NaNO3。常规解法是根据前两个反应列方程组可将Mg、Fe的物质的量计算出来,然后再计算生成沉淀的量。这种解法消耗时间长,