（课标I）2020版高考化学一轮复习 专题十 氮及其化合物课件

专题十氮及其化合物高考化学(课标专用)A组课标Ⅰ卷题组五年高考考点一氮单质、氮的氧化物和硝酸(2016课标Ⅰ,26,14分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:(1)氨气的制备  ①氨气的发生装置可以选择上图中的,反应的化学方程式为。②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→(按气流方向,用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中①Y管中②反应的化学方程式将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2③④答案(1)①A2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O(或BNH3·H2O NH3↑+H2O)②dcfei(2)①红棕色气体慢慢变浅②8NH3+6NO2 7N2+12H2O③Z中NaOH溶液产生倒吸现象④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压解析(1)①制备氨气,可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热,可选用装置A;也可采用加热浓氨水的方法,此时可选用装置B。②欲得到干燥的氨气,首先要干燥(干燥管要大口进,小口出),其次要收集(氨气密度比空气小,要用向下排空气法),最后为尾气处理(因氨气极易溶于水,要用防倒吸的F装置)。(2)NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应,故Y管中红棕色气体慢慢变浅;由化学方程式8NH3+6NO2 7N2+12H2O可以得出,反应后气体分子数减少,压强减小,故打开K2后,Z中NaOH溶液会产生倒吸现象。知识拓展几种气体的快速制取方法(1)O22H2O2 2H2O+O2↑2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑(2)Cl22KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(3)HCl将浓H2SO4慢慢滴入到浓盐酸中(4)NH3将浓氨水滴到生石灰或碱石灰上温馨提示用排空气法收集有害气体时,收集装置后要连接尾气处理装置。考点二氨及铵盐(2017课标Ⅰ,26,15分)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知:NH3+H3BO3 NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3。回答下列问题:(1)a的作用是。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是。f的名称是。(3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸汽充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是;打开k2放掉水。重复操作2~3次。(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加热b,使水蒸气进入e。①d中保留少量水的目的是。②e中主要反应的离子方程式为,e采用中空双层玻璃瓶的作用是。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol·L-1的盐酸VmL,则样品中氮的质量分数为%,样品的纯度≤%。答案(1)避免b中压强过大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中温度下降,管路中形成负压(4)①液封,防止氨气逸出②N +OH- NH3↑+H2O保温使氨完全蒸出(5)  4H1.4cVm7.5cVm解析(1)a与大气相通,作用是平衡气压,以免关闭k1后b内压强过大。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸。f的名称是直形冷凝管。(3)g中蒸馏水倒吸进入c,原因是c、e及其所连接的管道内水蒸气冷凝为水后,气压远小于外界大气压,在大气压的作用下,锥形瓶内的蒸馏水倒吸进入c中。(4)①d中保留少量水可以起到液封的作用,防止氨气逸出。②e中的主要反应是铵盐与碱在加热条件下的反应,离子方程式为N +OH- NH3↑+H2O;e采用中空双层玻璃瓶的作用是减少热量损失,有利于N 在碱性条件下转化为氨气逸出。(5)根据反应NH3+H3BO3 NH3·H3BO3,NH3·H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3,可以求出样品中n(N)=n(HCl)=cmol·L-1×V×10-3L=0.001cVmol,则样品中氮的质量分数为 ×100%= %,样品中甘氨酸的质量≤0.001cV×75g,所以样品的纯度≤ %。4H4H0.00114ggcVm1.4cVm7.5cVm知识归纳N 与OH-反应时离子方程式的书写规律浓碱液、加热条件下生成物为NH3和水:N +OH- NH3↑+H2O;若在稀溶液中反应且不加热,因氨气极易溶于水,故生成NH3·H2O:N +OH- NH3·H2O。4H4H4HB组课标Ⅱ、Ⅲ及其他省(区、市)卷题组考点一氮单质、氮的氧化物和硝酸1.(2019江苏单科,9,2分)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 ()A.NaCl(aq) Cl2(g) FeCl2(s)B.MgCl2(aq) Mg(OH)2(s) MgO(s)C.S(s) SO3(g) H2SO4(aq)D.N2(g) NH3(g) Na2CO3(s)答案B本题涉及的考点有钠、镁、硫、氮、氯及其化合物的性质,考查了学生对知识的记忆、再现能力,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。A项,加热条件下,铁与氯气只能生成FeCl3,错误;B项,MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2,Mg(OH)2 MgO+H2O,正确;C项,硫在氧气中燃烧只能生成SO2,错误;D项,NH3+CO2+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl,错误。拓展延伸铁在氯气中点燃不存在量变引起质变的问题,无论铁是否足量,产物均为FeCl3。2.(2017北京理综,12,6分)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 ()A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应   ①②③答案D本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。③中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。疑难突破③中红热木炭并未与浓硝酸直接接触,只有HNO3挥发后,与木炭接触才能发生反应。3.(2019江苏单科,16,12分)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- 2N +H2O2NO2+2OH- N +N +H2O①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,2O2O3ONO转化为N 的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。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。3O3O答案(12分)(1)2NH3+2O2 N2O+3H2O(2)①BC②NaNO3NO(3)①3HClO+2NO+H2O 3Cl-+2N +5H+②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强3O解析本题涉及的考点有含氮化合物的性质及其应用、氧化还原反应化学(离子)方程式的书写、影响反应速率的因素,主要考查学生将实际问题分解、运用相关知识分析和解决化学问题的能力,借助氮氧化物的尾气处理树立环境保护的可持续发展意识,体现科学态度与社会责任的学科核心素养。(1)根据得失电子守恒和原子守恒可写出NH3与O2反应的化学方程式。(2)①若要提高尾气中NO和NO2的去除率,须加快氮氧化物与NaOH的反应速率。B项措施能增大气、液反应物的接触面积,C项措施增大NaOH溶液的浓度,二者均能加快反应速率;A项措施易导致氮氧化物不能及时被吸收,使NO和NO2去除率降低。②据题给反应:2NO2+2OH- N +N +H2O可知,NaNO2晶体中含有NaNO3杂质;由于NO与NaOH不反应,故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。(3)①据得失电子守恒可得:3HClO+2NO 3Cl-+2N ,据电荷守恒可得:3HClO+2NO 3Cl-+2N +5H+,据原子(质量)守恒可得:3HClO+2NO+H2O 3Cl-+2N +5H+。②NaClO溶液的初始pH越小,c(H+)越大,c(HClO)越大,氧化NO的能力越强,NO的转化率越高。2O3O3O3O3O知识拓展用NaOH溶液处理NO和NO2时,当n(NO)∶n(NO2)1∶1时,吸收液中的盐为NaNO2;当n(NO)∶n(NO2)1∶1时,吸收液中的盐为NaNO3和NaNO2。4.(2018天津理综,9,18分)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:Ⅰ.采样 采样系统简图采样步骤:①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用为。(2)C中填充的干燥剂是(填序号)。a.碱石灰b.无水CuSO4c.P2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。(4)采样步骤②加热烟道气的目的是。Ⅱ.NOx含量的测定将VL气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成N ,加水稀释至100.00mL。量取20.00mL该溶液,加入V1mLc1mol·L-1FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2mL。(5)NO被H2O2氧化为N 的离子方程式为。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有。(7)滴定过程中发生下列反应:3Fe2++N +4H+ NO↑+3Fe3++2H2OCr2 +6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为mg·m-3。(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。3O3O3O27O若缺少采样步骤③,会使测定结果。若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果。答案(18分)(1)除尘(2)c(3) (4)防止NOx溶于冷凝水(5)2NO+3H2O2 2H++2N +2H2O(6)锥形瓶、酸式滴定管(7) ×104(8)偏低偏高3O112223(6)3cVcVV解析(1)无碱玻璃棉可吸附除去烟道气中的粉尘。(2)干燥NOx应选择酸性干燥剂。注意无水CuSO4可用于检验水,一般不用作干燥剂。(3)D相当于尾气处理装置,吸收NOx可用NaOH溶液。(5)NO被氧化为N ,H2O2被还原为H2O。(6)盛放K2Cr2O7溶液及量取20.00mL稀释液均用酸式滴定管,稀释液在滴定过程中需放在锥形瓶中。(7)20.00mL溶液中剩余Fe2+的物质的量为(6c2V2×10-3)mol,则参加反应的N 的物质的量为[(c1