氮及其化合物

1一、氮族元素1．氮族元素：包括氮（N）磷（P）砷（As）锑（Sb）铋（Bi）五种元素，最外层有个电子，电子层数不同，是元素。2．氮族元素性质比较：在周期表中从上到下性质相似，最高价态为，负价为，Sb、Bi无负价；最高价氧化物水化物（HRO3或H3RO4）呈酸性。但非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，从非金属元素逐渐过渡过金属元素。二、氮元素单质及其重要化合物的主要性质、制法及应用氮元素是一种典型的变价元素，掌握氮元素形成的单质和化合物的有关知识，应抓住以下线索（N元素化合价为线索）化合价-30+2+4+5物质NH3N2NONO2HNO3（铵盐）（硝酸盐）1．氨气（NH3）：（1）分子结构：由极性键形成的三角锥形的极性分子，N原子有一孤对电子；N-3价，为N元素的最低价态（2）物理性质：无色、气味的气体，密度比空气，溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）（3）化学性质：①溶于水并与H2O反应：，溶液呈性，氨水的成份为：，浓氨水易挥发；②与酸反应：、（有生成）；③还原性（催化氧化）：（4）实验室制法：药品和方程式，工业制法用和检验方法：或2与浓氨水接近,能产生白烟现象的物质(1)挥发性的酸,如浓HCl(2)Cl2:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2（5）用途：化工原料，制硝酸、氮肥等，作致冷剂例题1：某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是__________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是：_____________________________________。例题2．制取氨气并完成喷泉实验。（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：_________________________________________________。（2）收集氨气应使用_________________法，要得到干燥的氨气可选用_________________做干燥剂。（3）用图9-2（Ⅰ）装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是______________________________。（4）如果只提供如图9-2（Ⅱ）的装置，请说明引发喷泉的方法。_______________________________________________________________________。2．铵盐（1）物理性质：白色晶体，易溶于水（2）化学性质：①受热分解：，（30℃以上碳酸氢铵可分解），，（氯化铵分解），②与碱反应：，铵盐与碱溶液反应离子方程式：（可制取氨气和铵根离子的检验）例题：下列关于铵盐的叙述：①铵盐中氮元素化合价都为—3价②铵盐都易溶于水③铵盐与碱共热放出氨气④铵盐都不能与酸反应⑤所有铵盐均能分解⑥铵态氮肥不宜与草木灰混合施用。其中叙述正确的是()A．①②③B．②③④C．③④⑤D．②③⑤⑥3．氮气（N2）气球3（1）分子结构：电子式为，结构式为，氮氮叁键键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。（2）物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，溶于水，空气中约占总体积的。（3）化学性质：常温下化学性质，可作；但在高温、放电、点燃等条件下能与H2、O2、IIA族的Mg、Ca等发生化学反应，即发生氮的固定。N2中N元素0价，为N的中间价态，既有又有①与H2反应：，②与O2反应：，③与活泼金属反应：，（4）氮气的用途：化工原料；液氮是火箭燃烧的推进剂；还可用作医疗、保护气等。例题：下列反应起了氮的固定作用的是A．氨经催化氧化生成NOB．NO与O2反应生成NO2C．N2在一定条件下与Mg反应生成Mg3N2D．NH3与硝酸反应生成NH4NO3（*由氮单质变为含氮的化合物，是氮的固定）4．氮的氧化物（1）氮的氧化物简介：氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种正价态，对应有六种氧化物种类色态化学性质NO无色气体活泼，不溶于水NO2气体较活泼，与水反应N2O4无色气体较活泼，受热易分解（2）NO和NO2的重要性质和制法①性质：NO+O2＝（易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色）；2NO2（红棕色）N2O4（无色）（平衡体系）；NO2+H2O＝（工业制硝酸）；NO+NO2+NaOH＝（尾气吸收）；NO2有较强的氧化性,能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。②制法：NO：（必须_________法收集NO）；NO2：（必须_________法收集NO2）（3）氮的氧化物溶于水的计算：4①NO2或NO2与N2（非O2）的混合气体溶于水可依据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进行计算，当体积比V（NO2）：V（O2）=4：1时，恰好反应；4：1时，NO2过量，剩余NO；4：1时，O2过量，剩余O2。③NO和O2同时通入水中时，由进行计算，原理同②方法。（4）氮的氧化物（NO、NO2）对环境的影响：氮氧化物是形成光化学烟雾和的一个重要原因，同时也可造成水体污染。汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应生成形成的一种有毒的烟雾，称为光化学烟雾。另外，氮氧化物与空气中的水反应生成硝酸和亚硝酸，是酸雨的成分。大气中氮氧化物主要来源于汽车尾气以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。例题：在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的质量之比为（）A．3︰1B．1︰3C．1︰2D．2︰15．硝酸(HNO3)（1）物理性质：无色、气味、易挥发液体，能与水以任意比例互溶，常用浓硝酸的质量分数大约为69%。（2）化学性质：硝酸为强酸，具有以下性质：①具有酸的通性，②不稳定性：4HNO3＝4NO2↑+O2↑+2H2O③强氧化性：无论浓稀硝酸均具有强氧化性，与金属反应时不放出氢气。a.与金属反应：Cu+HNO3（浓）＝；Cu+HNO3（稀）＝；Ag+HNO3（稀）＝；常温下浓硝酸与发生钝化。b.与非金属反应：C+HNO3（浓）＝；c.与其他还原剂反应,如H2S、SO2、Fe2+等。王水：浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为1:3。可溶解金、铂、钛等金属。光或热5例题：已知A、B、C、D、E五种物质有如图所示的转化关系（部分反应物及反应条件未列出，若解题时需要，可作合理假设），且五种物质中均含有A元素。若A为一种气体单质①D的化学式为，②D→E的化学方程式为③B→C的化学方程式④E→C的离子方程式为。例1：下图中A～J分别代表相关反应中的一种物质，已知A分解得到等物质的量的B、C、D，已知B、D为常温下气态化合物，C为常温下液态化合物，图中有部分生成物未标出。请填写以下空白：（1）A的化学式B的电子式。（2）写出下列反应的化学方程式：D＋G→H。F+J→B+C+I。（3）写出A+NaOH→D的离子方程式(4)在反应C→G中，当生成标况下2.24LG时，转移电子数为mol。二氧化氮和一氧化氮2．下列物质不属于“城市空气质量日报”报道内容的是（）A．二氧化硫B．氮氧化物C．二氧化碳D．悬浮颗粒3．将盛有12mLNO2和O2混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是（）w.w.w.k.s.5.u.c.o.mA．1.2mLB．2.4mLC．3.6mLD．4mL+H2D+Cu+O2+O2+O2ABEC66．贮满干燥的某种气体的试管倒置于水中，轻轻振荡，水可以充满试管。该气体不可能是（）A．HIB．NO2C．SO2D．NH37．下列气体不会造成大气污染的是（）A．二氧化硫B．氮气C．一氧化碳D．一氧化氮8．1998年出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的“厄尔尼诺”现象，干旱和暴雨危害了许多地区。为了防止气候进一步变暖，联合国环境保护组织于1998年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是（）A．SO2B．H2SC．SO3D．CO29．为了除去混入CO2中的SO2，最好将混合气体通入下列哪种溶液中（）A．饱和烧碱溶液B．饱和小苏打溶液C．饱和纯碱溶液D．浓硫酸13．一氧化氮是大气污染物之一。目前，有一种治理方法是在400℃左右、有催化剂存在的情况下，用氨把一氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学方程式_______。1.氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述与氮元素的循环无关的是()A.工业合成氨的过程是固氮的过程B.自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物C.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气D.电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收2.下列有关说法中正确的是()A.双氧水被称为绿色氧化剂，是因为其还原产物为O2，对环境没有污染B.王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比1∶3配成的混合物，可以溶解Au、PtC.氨水能导电，说明氨气是电解质D.新制备的氯水中存在三种分子、四种离子3.如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为()A.1∶1B.5∶7C.7∶5D.4∶374.下列反应中，浓硝酸既表现氧化性，又表现出酸性的是()①浓硝酸中滴入石蕊试液并微热②氧化亚铁与浓硝酸反应③氢氧化铝与浓硝酸反应④碳与浓硝酸A.①②B.③④C.①④D.②③7.已知NH3难溶于CCl4，如下图所示，下列装置中，不宜用于吸收氨气的是()9.把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中，最终被还原的是()A.SO2B.Cl－C.Fe3＋D.NO－312.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①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。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V1、V2、V3，则下列关系正确的是()A.V1V2V3B.V1V3V2C.V2V3V1D.V3V1V2二、非选择题(本题包括4个小题，共40分)13.(12分)工业尾气中的氮氧化物常用氨催化吸收法，原理是NH3与NOx反应生成无毒物质。某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。(一)提供的装置(二)NH3的制取(1)下列有关实验室制备气体的说法正确的是(填序号)。①可以用排饱和食盐水的方法收集氯气②用赤热的炭与水蒸气反应制取氢气③实验室制氧气有时需要加热，有时不需要加热④用无水氯化钙干燥氨气⑤用浓盐酸洗涤高锰酸钾分解制氧气的试管(2)从所提供的装置中选取一个能制取氨气的装置：(填序号)。(3)当采用你所选用的装置制取氨气时，相应反应的化学方程式是__________________。815.(12分)某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，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F中发生反应的离子方程式为________________________________________。(2)装置A的烧瓶中可装试剂_______________________________________________。(3)B装置的名称是________________________________________________________；E装置的作用__________________________________________________________。(4)通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是_________________________。(5)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式：______________________________________________