【独家】2011年高考化学一轮讲练析精品学案第22讲 氮族元素(2)

【例3】（2010安徽卷）低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：

?2H3（g）＋3H2O（g） ?H<0 2NH2（g）＋NO（g）＋NH2（g）???催化剂在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是

A.平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大

B.平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小 C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时，反应达到平衡 D.其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大 答案：C

解析：A选项，放热反应升温平衡常数减小，错误；增大一个反应物浓度另一反应物转化率增大，B错；使用催化剂平衡不移动，D错。

【例4】（2010重庆卷）（15分）某兴趣小组用题27图装置探究氨的催化氧化．

150℃

（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_________反应（填“吸热”或“放热”）．

（3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_________；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是___________________．

（4）为实现氨催化氧化，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___________________． 答案（15分）

催化剂 （1）4NH3+5O2△ 4NO+6H2O

（2）放热

（3）浓H2SO4；生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反

应生成了

NH4NO3

(4)I; NH4CL2与HCL反应生成氧气（合理答案均给分）

【解析】本题考查氨的催化氧化。（1）NH3和O2氧化生成NO。（2）该反应为放热，故不加热后仍能保持红热状态。（3）产物中有NO和NH3，NO会被O2氧化生成NO2，在于空气中的水蒸气反应生成NHO3,而NHO3与NH3会产生白烟。（4）装置5与1均产生科产生NH2。NH4CL加热分解可得NH3和HCL,而HCL与Na2O2可生成O2。

【例5】（2010浙江卷，25）（14分）洗车安全气囊是德国安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。

取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。

请回答下列问题：

（1）甲的化学式为 ，丙的电子式为 。

（2）若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为 。 （3）单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为 ，

安全气囊中红棕色粉末的作用是 。

（4）以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 。

A. KCl B. KNO3 C. Na2S D. CuO

（5）设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分（不考虑结

晶水合物） 。 试题解析：

本题知识载体很新鲜，很生活，很化学。简答式的题目首先要进行分析，确定设计的物质及反应才能完成各小题的内容。

题目关键词：粉末分解释放氮气，粉末仅含Na、Fe、N、O，水溶性试验部分溶解，可溶部分为化合物甲，不溶物红棕色可溶于盐酸。13.0g甲完全分解为N2和单质乙，N26.72L，

单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。

解题分析：1、粉末由两种物质混合而成。2、红棕色物质可能为Fe2O3\\Fe(OH)3等,根据题意只能是Fe2O3。3、甲只有两种元素，且含N，必含Na。3、计算：N(6.72/22.4)*2*14=8.4g，则Na的物质的量为：（13-8.4）/23=0.2mol，N与Na的物质的量之比为：0.6:0.2=3:1，则化合物甲为Na3N。4、在高温下Na与Fe2O3反应的产物为Na2O2和Fe。

答案：（1）Na3N，

(2)2N2O2+4CO2+2H2O=4NaHCO3+O2

(3)6Na+2Fe2O3=3Na2O2+4Fe ,红色粉末的作用是充当氧化剂，除去氮化钠分解产生的金属钠（金属钠溶于水产生大量的热和碱性有害物质），提供大量的热量用于氮化钠的迅速分解。（4）从氧化性角度分析KNO3、CuO均可，但KNO3本身受热分解，产生氧气与氮气反应。故选择D. CuO。（5）实验目的：检验Na2O2在空气中与水或二氧化碳反应的产物，即检验NaOH和Na2CO3或NaHCO3。实验设计一：实验原理：定量分析法。步骤：1、称量混合固体的质量。2、将混合物加热，并将气体通入澄清石灰水，无气体则无NaHCO3，石灰水变浑浊则有NaHCO3无NaOH，称量石灰水质量变化量mg。3、加入过量盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，称量石灰水质量增加量ng。4、通过m与n的计算获得最终结果。实验设计二：实验原理：测定盐酸用量与产生二氧化碳的量的关系确定混合物成分。1、不产生二氧化碳则混合物只有NaOH。2、开始产生二氧化碳前，与开始产生二氧化碳直到最大量消耗的盐酸的体积比为1:1则只有Na2CO3。大于1:1则为NaOH

与Na2CO3的混合物。小于1:1则为Na2CO3和NaHCO3的混合物。即比较图中a,b的大小。

教与学提示：

题型的难点1是通过定性和定量两种方式确定物质的化学

成分，其中Na3N又是学生很不熟悉的。难点2是氧化还原方程式的书写与配平，及氧化还原原理的应用。难点3是实验设计，通过定量来定性。但，题目设计与问题设计都在平时的练习与讨论中必然会涉及。比如实验设计部分，在省市多次统考中均有有关碳酸盐与酸反应定量问题出现过，或反复练习过。但，在简答的环境中也还是有难度的。解题中要动用到平时知识的积累，决定成败还是在平时。

【例6】（2009广东化学15）取五等份NO2 ，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：

2NO2(g) N2O4(g)，ΔH＜0 反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分量（NO2%），

并作出其随反应温度（T）变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是 ( )

答案 BD

解析 在恒容状态下，在五个相同的容器中同时通入等量的NO2，反应相同时间。那么则

有两种可能，一是已达到平衡状态，二是还没有达到平衡状态，仍然在向正反应移动。若5个容器在反应相同时间下，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度越高，平衡向逆反应方向移动，NO2的百分含量随温度升高而升高，所以B正确。若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的NO2转化得快，导致NO2的百分含量少的情况，在D图中转折点为平衡状态，转折点左则为未平衡状态，右则为平衡状态，D正确。

【例7】（2009北京卷27） 某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的，按下图装置进行试验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化

NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳 已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应

2NO2?2NaOH?NaNO3?NaNO2?H2O

（1） 实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中乘放的药品依次是 ．．（2） 滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后 （3） 装置①中发生反应的化学方程式是

（4） 装置②的作用是 ，发生反应的化学方程式是 （5） 该小组得出的结论依据的试验现象是

（6） 试验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液

中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）

a. 加热该绿色溶液，观察颜色变化 b. 加水稀释绿色溶液，观察颜色变化 c. 向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化

d. 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气体，观察颜色变化 答案 （1）3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液

（2）通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内 （3）Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O （4）将NO2转化为NO 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO

（5）装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色 （6）a c d

【例8】（2008全国Ⅰ，11）已知：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)；ΔH =-1 025 KJ/mol，该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是

（ ）

答案 C

解析 由于该反应为放热反应，升高温度平衡左移，NO的含量降低，因此A正确、C错；又由于该反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡左移，因此压强越大，NO的含量越低，故B正确；而催化剂只能提高反应速率，不会引起平衡的移动，因此D正确。

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