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第4节氮及其重要化合物-2-考查要点说明核心素养解读1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。3.了解氮的重要化合物对环境的影响。1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识含氮化合物的多样性,并对其进行分类。2.科学探究与创新意识:能根据氮单质及其化合物的性质提出有探究价值的问题;能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方法,进行实验探究。-3-自主预诊考向突破氮气及氮的氧化物的性质1.氮的固定(1)物理性质:色味气体,密度比空气略小,溶于水。(2)化学性质:游离人工化合无无难N2+O22NON2+3H22NH33Mg+N2Mg3N2-4-自主预诊考向突破①N2不能通过一步反应生成NO2②Mg3N2只能干态制取,在水溶液中,与水剧烈反应生成氢氧化镁沉淀和氨气。3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物,氮元素从+1~+5价都有对应的氧化物,如N2O、、N2O3、NO2(或)、N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、。NON2O4N2O5-5-自主预诊考向突破(2)NO和NO2的性质比较。NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易与水反应化学性质与O2反应2NO+O22NO2与H2O反应3NO2+H2O2HNO3+NO制法试剂Cu和稀硝酸Cu和浓硝酸收集用排水法收集用向上排空气法收集-6-自主预诊考向突破微点拨(1)氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4存在平衡:2NO2N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。(2)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。(3)NO能用排水法收集,不能用排空气法收集;而NO2能用向上排空气法收集,不能用排水法收集。(4)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,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面形成酸雨。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。④NO与血红蛋白结合使人中毒。-7-自主预诊考向突破自我诊断1.溴蒸气和NO2都为红棕色气体,用湿润的淀粉KI试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗?为什么?若不能,请你设计一种简单的方法区别溴蒸气和NO2。提示:不能鉴别。因为这两种气体都有氧化性,都可以把KI中的I-氧化成I2,从而使试纸变蓝色;NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。方法①:用AgNO3溶液,Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色AgBr沉淀;方法②:用水,溶于水溶液有颜色的是Br2,无颜色的是NO2。-8-自主预诊考向突破2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定,是化学变化。()(2)氮元素有负化合价、正化合价和零价,因而常温下,N2既能与氧气反应,又能与H2反应。()(3)在实验室里,NO和NO2均可用排水法收集。()(4)通过灼热的镁粉,可除去N2中的少量氧气。()3.下列气体,不能用排空气法收集的是;不能用排水法收集的是;不会造成空气污染的是。①N2②NO③NO2④SO2⑤CO⑥NH3答案:(1)√(2)×(3)×(4)×答案:①②⑤③④⑥①-9-自主预诊考向突破考向1氮及其化合物典例❶(2019江苏化学,16)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为。(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH-2NO2-+H2O2NO2+2OH-NO2-+NO3-+H2O-10-自主预诊考向突破①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有(填字母)。A.加快通入尾气的速率B.采用气、液逆流的方式吸收尾气C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是(填化学式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为N的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如下图所示。O3--11-自主预诊考向突破①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N,其离子方程式为。②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是。O3--12-自主预诊考向突破答案:(1)2NH3+2O2N2O+3H2O(2)①BC②NaNO3NO(3)①3HClO+2NO+H2O3Cl-+2NO3-+5H+②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强解析:本题以氮氧化物的处理为载体,考查有关化学方程式或离子方程式的书写。(1)NH3与O2反应:2NH3N2O,O22O2-,根据电子守恒和原子守恒,写出化学方程式:2NH3+2O2N2O+3H2O。-13-自主预诊考向突破(2)①根据用碱液吸收氮氧化物的原理,为提高去除率,可采取缓缓通入气体,气、液逆流以及定期补加NaOH溶液的方法。②从题给离子方程式看,晶体中所含主要杂质为NaNO3;当𝑛(NO2)𝑛(NO)≥1时,NO2、NO可全部吸收,𝑛(NO2)𝑛(NO)1时,吸收后排放的尾气中仍含有一定量的NO。(3)①在酸性条件下,氧化剂HClO+2e-→Cl-,还原剂NO-3e-→NO3-,根据电子守恒和原子守恒,写出离子方程式:2NO+3HClO+H2O2NO3-+3Cl-+5H+。②溶液pH越小,c(HClO)越大,氧化NO的能力越强。-14-自主预诊考向突破归纳总结常见的NOx尾气处理方法(1)碱液吸收法。2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2ONO2、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)。一般适合工业尾气中NOx的处理。(2)催化转化法。在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2),NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。-15-自主预诊考向突破对点演练1(2020湖北黄石二中月考)SCR法(选择性催化还原技术)是一种以NH3作为还原剂,将烟气中NOx转化成无害的N2和H2O的干法脱硝技术,反应原理为()①6NO+4NH35N2+6H2O;②6NO2+8NH37N2+12H2O;③NO+NO2+2NH32N2+3H2O,下列说法正确的是()A.NO2为酸性氧化物B.氮气性质不活泼,其原因是氮元素的非金属性较弱C.反应③中每生成22.4LN2,转移电子数1.5NAD.HNO3→NO→NO2,以上各步变化均能通过一步完成答案解析解析关闭A项,NO2不是酸性氧化物,错误;B项,氮气性质不活泼是因为N2分子中存在N≡N键,键能大,错误;C项,22.4LN2未指明为标准状况,故不一定为1mol,错误。答案解析关闭D-16-自主预诊考向突破考向2氮氧化物溶于水的定量计算典例❷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(1)和(2)两个试管内溶液物质的量浓度之比为()(1)(2)A.1∶1B.4∶3C.5∶7D.7∶5答案解析解析关闭设试管的体积为V,水充满整个试管,溶液的体积是V,无论是NO2还是NO最终都转变成了HNO3,根据氮元素守恒,生成的HNO3的物质的量相等,则硝酸的物质的量浓度相等,故选A。答案解析关闭A-17-自主预诊考向突破对点演练2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答案解析解析关闭首先分析剩余的2mL气体的成分。如果剩余2mLO2,则V(NO2)=45×(12-2)mL=8mL,则混合气中的V(O2)=12mL-8mL=4mL。若剩余的2mL气体是NO,则混合气中的V(O2)=(12mL-2mL×3)×15=1.2mL,D项正确。答案解析关闭D-18-自主预诊考向突破深度指津氮的氧化物与O2、H2O反应的计算(1)利用关系式求解氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有:3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO+O22NO2。叠加后得①4NO2+O2+2H2O4HNO3;②4NO+3O2+2H2O4HNO3;③NO2+NO+O2+H2O2HNO3。若NO2、O2混合气体通入水中,由①式可知其体积比有:V(NO2)∶V(O2)=4∶1,恰好完全反应,无剩余气体4∶1,O2过量,剩余气体为O24∶1,NO2过量,剩余气体为NO(因过量的NO2和水反应)-19-自主预诊考向突破若NO、O2通入水中,由②式可知其体积比有:V(NO)∶V(O2)=4∶3,恰好完全反应,无剩余气体4∶3,O2过量,剩余气体为O24∶3,NO过量,剩余气体为NO若NO、NO2、O2通入水中,当V(NO)∶V(NO2)∶V(O2)=1∶1∶1时,恰好转化为HNO3,即按③式反应。当V(NO)∶V(NO2)∶V(O2)≠1∶1∶1时,可先将NO2转化为NO,然后再按照NO和O2溶于水的反应进行计算。-20-自主预诊考向突破(2)依据氮氧原子个数比求解通过上述方程式的关系,我们不难发现:无论是哪种情况,生成HNO3的NO、NO2、O2中氮氧原子个数比都为2∶5。都等效于硝酸的酸酐N2O5与H2O的反应。在解题时,我们也可以利用这个关系来进行分析判断,并最终得出结论。氮氧原子个数比=2∶5,无剩余气体2∶5,剩余气体为O22∶5,氧气不足,剩余气体为NO-21-自主预诊考向突破(3)利用电子守恒关系求解从氧化还原反应的电子得失角度分析上述反应,都是氮的氧化物被氧气氧化生成硝酸。NOHNO3NO2HNO3O2HNO3解题时,可以根据氮的氧化物失电子总数=氧气得电子总数的关系来求解。-22-自主预诊考向突破氨铵盐的性质1.氨的分子结构与物理性质电子式密度气味水溶性比空气气味极易溶于水(常温下,1∶)2.氨的化学性质H··H小强烈刺激性700-23-自主预诊考向突破(1)与水反应。NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-。氨气溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有:。NH3·H2O为可溶性一元弱碱,不稳定,易分解,化学方程式为。(2)与酸的反应。蘸有浓盐酸(或)的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为。化学方程式分别为。(3)与盐溶液的反应。如过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式为。NH3·H2O、H2O、NH3、NH4+、OH-、H+NH3·H2ONH3↑+H2O浓硝酸有白烟生成HCl+NH3=NH4Cl、HNO3+NH3=NH4NO3Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+-24-自主预诊考向突破(4)氨气的还原性。性质方程式催化氧化被CuO氧化2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O被氯气氧化2NH3+3Cl2N2+6HCl或8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl被氮氧化物氧化6NO+4NH35N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O4NH3+5O24NO+6H2O-25-自主预诊考向突破微点拨(1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可在推断题中作为解题突破口。(2)氨水呈碱性,NH3·H2O属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。-26-自主预诊考向突破3.氨气的实验室制法2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O碱石灰湿润的红色石蕊白烟-27-自主预诊考向突破
本文标题:广东省2021版高考化学一轮复习第四单元第4节氮及其重要化合物课件新人教版
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