高考化学总复习第4章非金属及其化合物第4讲氮及其重要化合物配套课件新人教版.ppt

第4讲氮及其重要化合物 2019 备考 最新考纲 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 了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响 考点一氮气及其氧化物 频数 难度 1 氮元素在自然界中的存在 2 氮气的性质 写出有关反应的化学方程式 工业合成氨原理 3 氮的氧化物 N2O3 N2O5 有毒 有毒 2NO O2 2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO 常见的NOx尾气处理方法 碱液吸收法2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2ONO2 NO 2NaOH 2NaNO2 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 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 或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 1 RJ必修1 P953 P964改编 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 N2 NO NO2 SO2 CO NH3答案 2 教材知识拓展探究 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 答案不能鉴别 因为这两种气体都有氧化性 都可以把KI中的I 氧化成I2 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 用AgNO3溶液 Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr 用水 溶于水后有颜色的是Br2 无颜色的是NO2 3 教材图解与考题印证 RJ 必修1P100图4 30自然界中氮的循环 1 写出 雷雨发庄稼 三反应 2 2015 北京理综 8 下列关于自然界中氮循环 如图 的说法不正确的是 图像为教材上述原图 A 氮元素均被氧化B 工业合成氨属于人工固氮C 含氮无机物和含氮有机物可相互转化D 碳 氢 氧三种元素也参加了氮循环 题组一氮的单质及常见氧化物的性质1 判断正误 正确的打 错误的打 1 食品袋中充氮气可用来防腐 2 N2与氧气反应制NO从而制硝酸 3 标准状况下 6 72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0 1NA 4 制二氧化氮时 用水或NaOH溶液吸收尾气 5 工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 2 Murad等三位教授提出NO在人体内有独特的功能 关于NO的叙述正确的是 NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物 NO是亚硝酸的酸酐 NO可以是某些含高价氮物质还原的产物 NO是无色气体 在空气中可变为红棕色A 全部B C D 解析NO中氮的化合价处于中间价态 它可以是还原产物 如HNO3 NO 也可以是氧化产物 如NH3 NO HNO2的酸酐是N2O3 NO是无色气体 可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2 答案B 3 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 将四个选项代入上述等式中 只有C项不能使等式成立 答案C 方法总结 巧用守恒 速解NOx溶于水的计算 对于 NO NO2 O2 H2O 型 当反应后 无气体剩余 则N均被氧化为 5价 存在于HNO3中 O被还原为 2价 存在于HNO3中 得失电子情况如下 NO2 e HNO3 NO 3e HNO3 O2 4e HNO3 根据得失电子守恒知 n NO2 3n NO 4n O2 因实际应用中 气体量通常用体积表示 由阿伏加德罗定律推论知 同温同压下气体体积比等于气体物质的量比 故又有V NO2 3V NO 4V O2 上述公式具有广泛地适用性 若体系中没有NO 则V NO 0 由此有V NO2 4V O2 当体积中没有NO2时 则有3V NO 4V O2 题组二氮的氧化物对环境的影响4 随着我国汽车年销量的大幅增加 空气环境受到了很大的污染 汽车尾气装置里 气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示 下列说法正确的是 答案D 5 汽车尾气主要含有CO2 CO SO2 NOx等物质 这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一 1 汽车尾气中的CO来自于 NO来自于 汽车尾气对环境的危害主要有 至少填两种 2 NOx能形成酸雨 写出NO2转化为HNO3的化学方程式 3 汽车尾气中的CO NOx在适宜温度下采用催化转化法处理 使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体 写出NO被CO还原的化学方程式 考点二氨 铵盐 频数 难度 1 氨的物理性质与喷泉实验 2 喷泉实验 2 氨的化学性质 1 还原性与氧气反应 2 与酸反应与氯化氢反应 现象 应用 用于NH3与挥发性酸的互相检验 3 与水反应 氨的水溶液叫氨水 呈弱碱性 NH3 HCl NH4Cl 产生白烟 3 氨气的实验室制法 向下排空气法 蓝 白烟 4 用途 制硝酸 铵盐 纯碱 尿素 制冷剂等 5 铵盐 1 物理性质 都是无色或白色晶体 易溶于水 2 化学性质 三解 不稳定性 热解 a NH4Cl受热分解 b NH4HCO3受热分解 1 RJ必修1 P1035改编 某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液 保持湿润 挂在铁架台上 另取一只盛某种溶液的烧杯 放在纸蝴蝶的下方 如图 过一会儿 发现纸蝴蝶变为红色 下表的组合中 能够实现上述变化的是 答案 2 溯源题 2015 广东高考节选 NH3及其盐都是重要的化工原料 1 用NH4Cl和Ca OH 2制备NH3 反应发生 气体收集和尾气处理装置依次为 2 按下图装置进行NH3性质实验 先打开旋塞1 B瓶中的现象是 原因是 稳定后 关闭旋塞1 再打开旋塞2 B瓶中的现象是 答案 1 A C G 2 有白烟生成A瓶中的氯化氢扩散到B瓶中 与B瓶中的氨气反应生成氯化铵 能看到白烟 液体进入B瓶中 溶液的颜色变红探源 本考题源于教材LK必修1P76和P78 观察 思考 及其拓展 对氨的实验室制法及氨的性质进行了考查 题组一氨和铵盐的性质及应用1 判断正误 正确的打 错误的打 1 液氨汽化时要吸收大量的热 可用作制冷剂 2 向AgNO3溶液中滴加过量氨水 溶液澄清 Ag 与NH3 H2O能大量共存 3 浓氨水可检验氯气管道漏气 4 分别充满HCl NH3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升 说明二者均易溶于水 5 实验室用NH4Cl和Ca OH 2制备NH3并不涉及氧化还原反应 6 氨水能使酚酞变红 氨气是碱 7 加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3 答案 1 2 3 4 5 6 7 2 某兴趣小组用如图装置探究氨的催化氧化 1 氨催化氧化的化学方程式为 2 加热玻璃管2一段时间后 挤压1中打气球鼓入空气 观察到2中物质呈红热状态 停止加热后仍能保持红热 该反应是 填 吸热 或 放热 反应 3 为保证在装置4中仅观察到红棕色气体 装置3应装入 若撤去装置3 在装置4中仅观察到大量白烟 原因是 4 为实现氨的催化氧化 也可用装置5替换装置 填装置代号 化合物X为 只写一种 Na2O2的作用是 解析 1 氨在催化剂和加热的条件下与O2反应生成NO和H2O 2 玻璃管2中发生的是氨的催化氧化反应 停止加热仍保持红热 说明该反应不需要继续加热也能进行 故为放热反应 3 氨的催化氧化有水生成 NH3从氨水中逸出时也可以带出水蒸气 故装置3需要对NO气体进行干燥 防止NO与O2反应生成的NO2 NO2溶解在水中生成HNO3 HNO3与逸出的NH3反应会生成NH4NO3 白烟 4 装置5为制备混合反应气体 NH3和O2 的装置 题组二氨气的实验室制法3 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂 其中错误的是 A B C D 解析NH4Cl受热可产生NH3和HCl 但两者遇冷会重新凝结产生NH4Cl 且可能出现堵塞导管的情况 中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管而使试管破裂 故 符合题意 答案D 4 图中是在实验室进行氨气快速制备与性质探究实验的组合装置 部分固定装置未画出 1 在组装好装置后 若要检验A E装置的气密性 其操作是首先 打开弹簧夹1 在E中装入水 然后微热A 观察到E中有气泡冒出 移开酒精灯 E中导管有水柱形成 说明装置气密性良好 2 装置B中盛放的试剂是 3 点燃C处酒精灯 关闭弹簧夹2 打开弹簧夹1 从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗活塞 稍等片刻 装置C中黑色固体逐渐变红 装置E中溶液里出现大量气泡 同时产生 答现象 从E中逸出液面的气体可以直接排入空气 请写出在C中发生反应的化学方程式 4 在关闭弹簧夹1后 打开弹簧夹2 残余气体进入F中 很快发现装置F中产生白烟 同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中 写出产生白烟的化学方程式 迅速产生倒吸的原因是 解析 1 A是制备NH3的装置 B是干燥NH3的装置 C是NH3与CuO的反应装置 E是处理氨气尾气的装置 F是NH3与Cl2的反应装置 G是处理Cl2尾气的装置 2 干燥NH3需使用碱性干燥剂 3 C中CuO与NH3发生氧化还原反应生成红色的Cu N2和H2O E中发生反应 2NH3 BaCl2 SO2 H2O BaSO3 2NH4Cl 4 Cl2可将NH3氧化为N2 同时生成的HCl会和NH3反应生成NH4Cl 产生白烟现象 F瓶内压强变小 从而出现倒吸现象 归纳总结 实验室制取氨气的简易方法 考点三硝酸 频数 难度 2 化学性质 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 1 RJ必修1 P108 9 写出三种能鉴别假金币 铜锌合金 的方法 1 2 3 答案 1 用火烧 若无颜色改变则为真金币 有颜色改变为假金币 2 放入盐酸中 若无气泡冒出 则为真金币 若有气泡冒出则为假金币 3 放入稀硝酸中 若金币溶解 溶液变蓝则为假金币 若无变化则为真金币 2 教材知识拓展 1 实验室制硝酸实验室用硝酸钠固体与浓H2SO4反应制取硝酸 反应的化学方程式为 制取过程中 一般采用小火加热 为什么加热温度不能太高 此反应利用了浓H2SO4的什么性质 制备过程中 玻璃管之间为什么不能直接用橡胶管连接 2 工业制硝酸 氨氧化法 催化氧化设备 氧化炉反应 NO2的吸收和硝酸的生成设备 吸收塔反应 说明 工业制硝酸过程中 由于有循环氧化吸收作用 故理论上1molNH3可制得1molHNO3 3 溯源题 2017 北京理综 12 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 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 中木炭与浓硝酸产生了反应C 由 说明浓硝酸具有挥发性 生成的红棕色气体为还原产物D 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 答案D探源 本题组源于RJ必修1 P102 金属与硝酸的反应 及其拓展 对硝酸的性质进行了多维考查 题组一硝酸的性质及用途1 2018 合肥八中月考 硝酸被称为 国防工业之母 是因为它是制取炸药的重要原料 下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是 A 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色 酸性和强氧化性B 不能用稀硝酸与锌反应制氢气 强氧化性C 要用棕色瓶盛装浓硝酸 不稳定性D 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去 强氧化性 解析硝酸能使滴有酚酞的NaOH溶液红色褪去 原因是硝酸和NaOH发生了酸碱中和反应 体现的是硝酸的酸性 D错 答案D 2 下列有关实验操作 现象和解释或结论都正确的是 A B C D 解析 中过量的Fe与HNO3反应生成Fe2 滴入KSCN溶液不呈红色 中Al在常温下遇浓硝酸钝化 而遇稀硝酸反应 答案D 3 2018 济南一中质检 将11 2g的Mg Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中 收集反应产生的气体x 假定产生的气体全部逸出 再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液 产生21 4g沉淀 根据题意推断气体x的成分可能是 A 0 3molNO2和0 3molNOB 0 2molNO2和0 1molN2O4C 0 6molNOD 0 1molNO 0 2molNO2和0 05molN2O4 答案D 方法技巧 金属与硝酸反应计算题的一般方法 拓展铜与一定量浓硝酸反应 得到硝酸铜溶液和NO2 N2O4 NO的混合气体 这些气体与5 6LO2 标准状况 混合后通入水中 所有气体完全被水吸收生成硝酸 则消耗铜的质量为 g 32 题组二硝酸性质的实验探究4 在通风橱中进行下列实验 下列说法不正确的是 A 中气体由无色变为红棕色的化学方程式 2NO O2 2NO2B 中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜 阻止Fe进一步反应C 对比 中的现象 说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D 针对 中的现象 在Fe Cu之间连接电流计 可判断Fe是否被氧化解析A项 铁与稀硝酸反应生成NO NO与空气中的O2反应生成NO2 2NO O2 2NO2 正确 B项 铁遇浓硝酸钝化 阻止铁继续与浓硝酸反应 正确 C项 对比 说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 错误 D项 装置 形成原电池 通过电流计指针偏转的方向 可判断铁是否被氧化 正确 答案C 5 某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验 装置如图所示 加热装置和固定装置均已略去 图中K为止水夹 处于关闭状态 F是一半空的注射器 请回答有关问题 1 设计装置A的目的是 2 在完成 1 中的 操作 后 将装置B中铜丝插入稀硝酸 并微热之 观察到装置B中的现象是 B中反应的离子方程式为 3 装置E和F的作用是 为实现此作用 其操作方法是 4 装置D的作用是 试题分析 2016 课标全国 26 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 氨气的发生装置可以选择上图中的 反应的化学方程式为 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 考查意图 本题以工业上处理大气污染物之一的氮氧化物 NOx 为背景 以氨与NOx的实验探究为主线来设计 从知识层面考查考生对典型气体 NH3 的制备 装置的选择和连接 气体的净化 收集和尾气处理等内容的掌握情况 从能力层面考查考生应用元素化合物的性质来预测陌生反应的实验现象和实验结论的能力 实验基本操作和观察能力 在陌生环境中分析问题和解决问题的能力 试题设计中两次提及尾气处理 旨在帮助考生树立环保意识和引导教学中关注环保意识的渗透 本题抽样统计难度为0 30 真题演练 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO 2016 全国 卷 2 密闭容器中2molNO与1molO2充分反应 产物的分子数为2NA 2015 全国卷 3 施肥时 草木灰 有效成分为K2CO3 不能与NH4Cl混合使用 是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效 2014 全国卷 4 可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 2013 全国卷 5 常温常压下 92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA 2012 全国卷 答案 1 2 3 4 5 2 2015 全国卷 7 我国清代 本草纲目拾遗 中记叙无机药物335种 其中 强水 条目下写道 性最烈 能蚀五金 其水甚强 五金八石皆能穿滴 惟玻璃可盛 这里的 强水 是指 A 氨水B 硝酸C 醋D 卤水解析根据题意 强水 能溶解大多数金属和矿物 所以为硝酸 答案B 3 2016 课标全国 26节选 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 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O2 kg 与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比 联氨的优点是