江苏省扬州市宝应县城镇中学高三化学一轮复习氮及其化合物学案【

氮及其化合物

〖复习目标〗

1．认识氮氧化物之间的转化规律，知道氮氧化物对自然环境的影响； 2．掌握氨及铵盐的性质和用途，了解生物固氮的原理；

3．知道工业上生产硝酸的基本原理，了解硝酸的特性和应用。 〖知识清单〗 一、氮气

1．分子结构：电子式 ，结构式 。 2．化学性质：

常温下氮气性质稳定的原因 。

?3氧化性0还原性?2NH3?????N2?????NO

①②⑴与氢气反应 ，

⑵与氧气反应 ， ⑶与镁反应 。 3．应用：液氮可以做制冷剂；用作保护气；工业上合成氨、制氮肥、制硝酸。 二、氮氧化物 1．“雷雨发庄稼”的反应原理 ，

雨水中HNO3进入土壤与矿物质作用生成 ，其中 被植物根系吸收。 2．光化学烟雾

⑴产生：氮肥的生产、金属的冶炼和汽车等交通工具的广泛使用。 ⑵危害：形成 和 。

⑶防治：使用新能源，减少氮氧化物排放；为汽车安装 装置，反应方程式为 ； 对生产化肥、硝酸工厂进行 等。 三、氨气与铵盐 1．NH3的生产

德国化学家 首次合成出了氨，反应方程式为 。 2．NH3的分子结构：电子式 ，结构式 ，

空间构型 ，分子极性 ，N原子杂化方式 。 3．NH3的化学性质

⑴与H2O反应

⑵与酸反应(HCl、H2SO4、HNO3)

⑶与氧气反应： 4．铵盐 ⑴常见铵盐

碳铵 ，氯铵 ，硫铵(肥田粉) ，硝铵 。 ⑵化学性质 ①受热分解：

②与碱反应：

⑶铵根离子的检验

5．自然界氮的循环

四、硝酸 1．物理性质

纯硝酸是 色，有 气味的液体，具有挥发性，工业硝酸常因溶有少量 而略带黄色。

工业硝酸的质量分数约为69％，质量分数在98％以上的硝酸称为 。 2．化学性质

HNO3的化学性质主要表现为“三性”： ⑴强酸性：具有酸的通性

稀HNO3能使紫色的石蕊试液 。 ⑵不稳定性

硝酸不稳定，见光或受热易分解，其反应方程式： 。 因此，浓硝酸应盛放在 色细口试剂瓶中，且放在黑暗、温度低的地方，

⑶强氧化性

①与金属（除Pt、Au外）的反应

Cu与浓、稀HNO3反应的化学方程式分别为： 、 。

铁、铝遇冷的浓HNO3能发生 ，故可用铁、铝的容器贮存或运输冷的浓HNO3。 ②与非金属C的反应方程式为： 。 ⑷其他性质

①与某些有机物反应：例如，苯的 反应，蛋白质的 反应等。 ②王水：浓硝酸和浓盐酸以 的体积比混合配制成王水。它的氧化性比HNO3更强，

能溶解金、铂等金属。 3．工业制法

工业上制备硝酸一般分为三个过程

⑴NH3的催化氧化：在 中进行，方程式为 ； ⑵生成NO2： （写反应方程式）； ⑶水吸收NO2在 中进行，反应的方程式为： 。

4．硝酸的用途：是一种重要的化工原料，用于制备氮肥、染料、塑料、灼药、硝酸盐等。

要点精析

一、氮元素的单质及其化合物的相互转化，是以化合价的变化为主线，通过氧化还原反应进行转变，在复习过程中要特别注意氮元素在化合物中的化合价。

二、氨的实验室制法 1．铵盐与碱反应 ⑴实验原理：

?⑵装置特点：固体十固体???气体，与实验室制氧气的装置相同。 ⑶收集方法： ⑷验满方法：

①将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生，证明集满NH3； ②将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，证明集满NH3。 ⑸干燥方法：

⑹尾气处理：吸收氨气（或HCl）时要注意防止倒吸

2．加热浓氨水

⑴反应原理：NH3·H2ONH3↑+H2O ⑵装置：左图

3．浓氨水中加固态碱性物质

⑴反应原理：浓氨水中存在以下平衡：

+－

NH3 +H2ONH3·H2O，NH3·H2O NH4 +OH，加入固态碱性物质（如CaO、NaOH、碱石灰等），使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。 ⑵装置：右图

〖典型例析〗

类型一 NH3性质实验综合

例1．某研究小组进行与NH3有关的实验。（药品：浓氨水、硝酸铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰）

⑴写出实验室制取NH3的化学反应方程式： 。 ⑵从图I中挑选所需仪器，装配成快速制取干燥NH3的装置简图（只写编号），（必要的塞子、玻璃导管、胶皮管、固定装置和尾气处理装置略去）。仪器是 。

⑶实验小组关于用上述药品快速制取氨气的原理分析，有道理的是 。

+ －

①在NH3·H2O中有平衡NH3 + H2ONH3·H2O NH4+OH，NaOH使平衡向左移动

+ －

②在NH3· H2O中有平衡NH3 + H2ONH3·H2O NH4+OH，NH4NO3使平衡向左移动 ③NaOH溶于水时放热，使体系温度升高，NH3的溶解度减小，会使部分NH3逸出 ④NH4NO3会分解释放出NH3

⑤在快速制取NH3时可以加入NaNO3固体，以便加快产生NH3

⑷用如图II甲装置收集NH3，(烧杯中为酚酞和水的混合液)如何判断烧瓶中已收集满NH3 。

⑸图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是 。

类型二 结合框图题考查氮及其化合物的性质

例2．下列是中学化学中常见物质间的反应转化关系图，其中部分产物已略去。常温下，G为固体单质，B、I为液体，其余都为气体。A为化合物，I的浓溶液与G在加热条件下生成F、B和C。H可用作工业上冶炼金属的还原剂。请按要求填空：

⑴写出下列物质的化学式：A ；B ；C 。 ⑵写出F+B→I的化学方程式 。 ⑶写出G和I的浓溶液反应的化学方程式 。

类型三 含氮化合物的综合计算

例3．足量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1.68 L O2(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。若向所得

2+

硝酸铜溶液中加入5 mol／LNaOH溶液至Cu恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（ ）

A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL

〖仿真练习〗

1．氮的多样性主要体现在含氮化合物及其性质的多样性上，下列说法正确的是( )

A．Fe、Mg、Cl、NO3能大量共存于pH＝0的溶液中 B．1 L浓度为1 mol·L的NH4Cl溶液中含有NA个NH4

C．除去NO中混有的少量NO2，可将混合气体通过盛有水的洗气瓶，再用排空气法收集NO

D．不论是浓硝酸还是稀硝酸，与铜反应均体现出硝酸的酸性和强氧化性 2．对下列事实的解释正确的是( )

A．浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中，说明浓硝酸不稳定 B．不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜，说明浓硝酸具有挥发性 C．足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化Fe D．锌与稀硝酸反应得不到氢气，说明稀硝酸能使锌钝化

3．室温时，在容积为a mL的试管中充满NO2气体，然后倒置在水中到管内水面不再

2＋

－1

＋

2＋

2＋

－

－

上升时为止；再通入b mL O2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为c mL，且该气体不能支持燃烧。则a、b、c的关系是( )

A．a＝4b＋3c C．a∶b＝4∶1

B．a＝4b＋c D．a∶b＝4∶3

＋

4．把含有(NH4)2SO4、NH4NO3的混合溶液a L分为两等份，一份加b mol KOH刚好使NH4

－

全部转化为NH3，另一份加入c mol BaCl2溶液恰好沉淀完全，则原混合溶液中NO3的浓度是( )

A.C.

b－2c－1

mol·L a2b－4c－1

mol·L

B.D.

2b－c×6 200

% a×1 0004c－2b－1

mol·L

aa5．某同学设计如下实验，测量m克铜银合金样品中铜的质量分数：

下列说法中错误的是( ) A．收集到的V L气体为NO

B．若缺少操作Ⅱ，会导致实验结果偏小 C．被铜银合金还原的硝酸可能为 mol

22.4D．依据m、V不能确定铜的质量分数

6．硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料。现有三种制取硝酸铜的实验方案可供选用：

①铜与稀硝酸反应制取：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②铜与浓硝酸反应制取：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

△

③首先将铜屑在空气中加热生成氧化铜，氧化铜与稀硝酸反应制取：2Cu＋O2=====2CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O

下列有关说法正确的是( )

A．制取等量的硝酸铜，需硝酸的量②最少 B．制取等量的硝酸铜，②产生的有毒气体比①少

V

上升时为止；再通入b mL O2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为c mL，且该气体不能支持燃烧。则a、b、c的关系是( )

A．a＝4b＋3c C．a∶b＝4∶1

B．a＝4b＋c D．a∶b＝4∶3

＋

4．把含有(NH4)2SO4、NH4NO3的混合溶液a L分为两等份，一份加b mol KOH刚好使NH4

－

全部转化为NH3，另一份加入c mol BaCl2溶液恰好沉淀完全，则原混合溶液中NO3的浓度是( )

A.C.

b－2c－1

mol·L a2b－4c－1

mol·L

B.D.

2b－c×6 200

% a×1 0004c－2b－1

mol·L

aa5．某同学设计如下实验，测量m克铜银合金样品中铜的质量分数：

下列说法中错误的是( ) A．收集到的V L气体为NO

B．若缺少操作Ⅱ，会导致实验结果偏小 C．被铜银合金还原的硝酸可能为 mol

22.4D．依据m、V不能确定铜的质量分数

6．硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料。现有三种制取硝酸铜的实验方案可供选用：

①铜与稀硝酸反应制取：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②铜与浓硝酸反应制取：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

△

③首先将铜屑在空气中加热生成氧化铜，氧化铜与稀硝酸反应制取：2Cu＋O2=====2CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O

下列有关说法正确的是( )

A．制取等量的硝酸铜，需硝酸的量②最少 B．制取等量的硝酸铜，②产生的有毒气体比①少

V

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