（课标Ⅱ）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Ⅱ专用)五年高考A组课标Ⅱ卷区题组考点一氮单质、氮的氧化物和硝酸考点二氨及铵盐(2016课标Ⅱ,26,14分)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:(1)联氨分子的电子式为,其中氮的化合价为。(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为。(3)①2O2(g)+N2(g) N2O4(l)ΔH1②N2(g)+2H2(g) N2H4(l)ΔH2③O2(g)+2H2(g) 2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)+N2O4(l) 3N2(g)+4H2O(g)ΔH4=-1048.9kJ·mol-1上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为。(4)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为(已知:N2H4+H+ N2 的K=8.7×107;KW=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。(5)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是。5H答案(14分)(1)-2(2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O(3)2ΔH3-2ΔH2-ΔH1反应放热量大、产生大量气体(4)8.7×10-7N2H6(HSO4)2(5)固体逐渐变黑,并有气泡产生1N2H4的用量少,不产生其他杂质(产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)解析(1)联氨的结构式为 ,故其电子式为;N2H4中H为+1价,故N为-2价。(2)NaClO具有强氧化性,可将NH3氧化为N2H4,本身被还原为NaCl,据此可写出反应的化学方程式。(3)根据盖斯定律,由2×(③-②)-①可得④,故ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1。(4)NH3在水中的电离方程式为NH3+H2O N +OH-,则N2H4在水中的第一步电离方程式为N2H4+H2O N2 +OH-,该步电离的平衡常数K1= ,又知N2H4+H+ N2 ,K= = =8.7×107,则K1=K·KW=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。(5)联氨与AgBr反应时,AgBr可将N2H4氧化为N2,自身被还原为Ag,反应的化学方程式为4AgBr+N2H4 N2↑+4Ag+4HBr,因此可观察到固体逐渐变黑,并有气泡产生。因N2H4处理水中溶解氧时也发生氧化还原反应,化学方程式为N2H4+O2 N2+2H2O,则n(O2)=n(N2H4),又M(O2)=M(N2H4)=32g·mol-1,所以m(O2)=m(N2H4)=1kg。4H5H2524(NH)(OH)(NH)ccc5H2524(NH)(NH)(H)ccc2524W(NH)(OH)(NH)cccK拓展延伸从NH3分子中去掉一个H原子即得到—NH2,N2H4是两个—NH2相连得到的物质,具有类似NH3的性质,且在水溶液中可发生两步电离,为二元弱碱,同时N2H4也具有还原性,可被某些氧化剂氧化。解题关键1.模仿NH3+H2O N +OH-写出N2H4在水中的第一步电离方程式:N2H4+H2O N2 +OH-。4H5H2.N2H4作还原剂,氧化产物为N2。B组课标Ⅰ、课标Ⅲ、自主命题·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.(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。3.(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,此时可选用装置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。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解析本题考查氮的氧化物、N 的性质等。(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[(c1V1×10-3-6c2V2×10-3)× ]mol,依据氮原子守恒,VL气样中NOx折合成NO2的物质的量为[ (c1V1-6c2V2)×10-3]mol,质量为[ (c1V1-6c2V2)×10-3×46]g,含量为 mg·m-3=[ ×104]mg·m-3。