氮及其化合物--学案.doc

第三节 氮及其化合物
班级 姓名 学号 制卷：张强 审核：瞿正东 审批： 2011-5-20
【高考目标定位】
考纲导引
考点梳理
1、N2 、NO、NO2、NH3铵盐的性质，氨气的制法，NH4+的检验及HNO3的强氧化性。
2、硝酸与金属反应的相关计算，大气污染等。
1、N2、 NO、NO2、 NH3铵盐的性质
2、氨气的制法，NH4+的检验
3、HNO3的强氧化性。
一、氮气及氮的氧化物
*氮的固定： 。

N2
NO
CO
NO2

结构式

物
理
性
质
颜色

状态

气味

毒性

密度

溶解性

收集
方法

化
学
性
质
与H2
反应

与O2
反应

与水
反应

对环境的影响

思考：（1）将NO2和O2的混合气体溶于水要使其恰好完全反应，NO2和O2的体积比应是多少？

（2）将NO和O2的混合气体溶于水要使其恰好完全反应，NO和O2的体积比应是多少？
【练一练】将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2ml无色气体，则原混和气体中O2的体积是 （ ）
①1.2ml ②2.4ml ③3.6ml ④4ml
A、① ④ B、② ③ C、① ③ D、② ④
二、氨
1、结构与物理性质
电子式
结构式
空间构型
杂化方式
密度
气味
水溶性
特性

2、化学性质
（1）与水反应
氨水的成分有：
（2）与盐酸反应
将蘸有浓氨水的玻璃棒和浓盐酸的玻璃棒靠近，现象
（3）与CO2等酸性氧化物反应：
（4）与盐溶液反应：将氨水加入下列溶液
被滴试剂
现象
离子方程式
FeCl3溶液

AlCl3溶液

AgNO3溶液

CuSO4溶液

（4） NH3的还原性
氨的催化氧化：
NH3与CuO反应
NH3与Cl2反应
（5）制法：
工业制法：
实验室制法：
原理

装置

收集

干燥

验满方法

尾气处理

*其他方法：
A、加热浓氨水：
B、浓氨水中加固态碱：
（6）喷泉实验
①喷泉形成的原理
②喷泉实验成败的关键（1）装置气密性要好；（2）烧瓶要干燥；（3）气体的纯度要高。
③中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、H2S、SO2
NO2和O2
CH2=CH2
吸收剂
水、NaOH溶液
水、盐酸
NaOH溶液
H2O
溴水
【思考】下列各组合中不能形成这样的喷泉的是 ( )
A、HCl和H2O B、O2和H2O C、NH3和H2O D、CO2和NaOH
三、铵盐
1、NH4+的电子式 ，空间结构 ，N的杂化方式 。
2、物理性质：都是白色或无色晶体，都 溶于水
3、化学性质：
（1）不稳定性：
NH4Cl受热分解
NH4HCO3受热分解
（2）与碱反应
与NaOH（离子方程式）
（3）水解反应：
4、NH4+的检验
四、硝酸
1、物理性质：
气味
颜色
挥发性
溶解性

2、化学性质：
（1） 酸的通性：
（2）不稳定性：
*浓HNO3通常保存在 中且置于冷暗处。
*浓硝酸显黄色，是因为
（3）强氧化性：
①与金属反应：除Au和Pt外，大部分金属均能与HNO3反应
Cu和浓硝酸：
离子方程式：
Cu和稀硝酸：
离子方程式：
*钝化：Fe、Al遇冷的 或 能发生钝化，故可以用铁、铝容器储存冷的浓硝酸、浓硫酸。
②与非金属反应：如C
③与某些还原性化合物和离子的反应。如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等
（4）与有机物的反应
①硝化反应
②颜色反应：如鸡蛋清遇浓硝酸变黄

氮及其化合物 课后练习
一、选择题（每小题有1～2各正确选项）
1、据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是（ ）
A、N4是N2的同素异形体 B、N4是N2的同分异构体
C、相同质量的N4和N2所含原子个数比为1:2 D、N4的摩尔质量是56g
2、下列有关试剂的保存方法，错误的是 （ ）
A、浓硝酸保存在无色玻璃试剂瓶中
B、少量的钠保存在煤油中
C、氢氧化钠溶液保存在具橡皮塞的玻璃试剂瓶中
D、新制的氯水通常保存在棕色玻璃试剂瓶中
3．对下列事实的解释错误的是 （ ）
A．在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性
B．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定
C．常温下，浓硝酸可以用铝罐来贮存，说明铝与浓硝酸不反应
D．反应能进行，说明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸
4、氮化铝（AlN）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：
Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO，下列叙述正确的是 ( )
A、在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B、上述反应中每生成2 mol AlN，N2得到3 mol电子
C、氮化铝中氮元素的化合价为－3价
D、氮化铝晶体属于分子晶体
5、氢化铵（）结构相似，和水反应有生成，下列叙述不正确的是 （ ）
A．溶于水时，是氧化剂 B．溶于水后所形成的溶液显酸性
C．的电子式为： D．固体溶于水有两种气体生成
6、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。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2＋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
7、下列对硝酸的认识不正确的是 （ ）
A．打开浓硝酸的瓶盖会产生棕色的烟 B．锌跟稀硝酸的反应是置换反应
C．常用硝酸来制炸药、硫酸和化肥 D．稀硝酸也是一种强氧化性酸
8、（2010·上海卷）下列实验过程中，始终无明显现象的是 （ ）
A．NO2通入FeSO4溶液中 B．CO2通入CaCl2溶液中
C．NH3通入AlCl3溶液中 D．SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中
9、下列反应属于氮的固定的是          （        ）
    A．空气在雷电作用下所产生NO B．NO和O2生成NO2
    C．铜与浓硝酸反应产生NO2    D．NH4Cl与Ca(OH)2反应生成NH3  
10、下列各组离子(各离子浓度为0．1mol／L)在水溶液中能共存的一组是 ( )
A．CO32—，H+，HCO3—，Cu2+ B．Fe3+，NH4+，I—，NO3
C．H+、I—，NO3—，K+ D．CO32—，SO32—，Cl—，K+
11、下列关于氨气的说法正确的是   (    )
A．氨气的检验方法为：将沾有浓盐酸的玻璃棒或者用沾有湿润的蓝色石蕊试纸的玻璃棒靠近容器口
B．氨水能导电，所以NH3是电解质
C．氨分子的结构呈三角锥形，是非极性分子。
D．用水吸收NH3用右图装置可防止倒吸
12、常温下，下列各组气体等体积混合，充满试管倒立在水槽中，试管内气体体积不会明显减少的一组是 （ ）
①
②
③
④
⑤
⑥
NO、O2
C2H4、H2
NO2、O2
Cl2、SO2
NH3、O2
CO、O2
A.③⑤　　　B．②⑤　　　C．②⑥　　　D．①③

13、用如图所示装置制取、提纯并收集表中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，其中可行的是

气体
a
b
c
A
NO2
浓硝酸
铜片
浓硫酸
B
SO2
浓硫酸
Fe
浓硫酸
C
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
D
Cl2
浓盐酸
MnO2粉末
浓硫酸

14、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
15、试管中盛有少量白色晶体，可能是铵盐，检验的方法是 （ ）
A、加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B、加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C、加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞
D、加氢氧化钠溶液，加热，滴入紫色石蕊试剂
16、在某100mL的混合溶液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为0.4mol/L、0.1mol/L，向该混合物中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度是
A、0.15 mol/L B、0.225 mol/L C、0.30 mol/L D、0.45mol/L

二、非选择题
17.氨是一种重要的化工原料，某学习小组欲制取氨气并探究其性质。请回答：
（1）收集氨气应使用____________法，要得到干燥的氨气可选用_____________做干燥剂。
（2）用图9-2（Ⅰ）装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是___ ____ ____。该实验的原理是_____ ___ ____。
（3）如果只提供如图9-2（Ⅱ）的装置，请说明引发喷泉的方法。_____________________________________________。
（4）该小组同学设计了下图所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验产物。

① 实验现象为：黑色CuO变为红色；白色无水CuSO4粉末变为蓝色；同时生成一种无色气体，该气体无污染。请写出氨气与CuO反应的化学方程式 。
② 碱石灰的作用是 。
③该装置存在明显缺陷，请指出存在的问题并提出改进意见
。
（5）有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的稳定性比Cu2+差（Cu+ Cu + Cu2+）。
请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O。
；
(6)工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染物之一。为了治理污染，工业上常用氨气与之发生反应：NOx+NH3→N2+H2O，使其转化为无毒的N2 。现有NO2和NO的混合气体3.0 L，跟3.4 L（同温同压下）NH3反应，恰好使其全部转化为氮气，则原混合气体中，NO2与NO的体积比是_____ _____。
④
18、图中A～J分别代表一种反应物或生成物，已知A受热分解得到等物质的量的B、C、D气态物质，图中部分生成物未列出

请回答：
（1）B的结构式 ， D分子的空间构型为 ；
（2）写出反应①、④的化学方程式
① ；
④ ；
（3）写出反应③的离子方程式 ；
（4）写出有C参加的且C只做还原剂的氧化还原反应化学方程式 ；
（5）将D和G以1:2混合在催化剂的作用下充分反应后无气体剩余，则生成溶液中溶质的质量分数为 （用分数表示）。
19、14g Fe全部溶于某稀硝酸溶液中，恰好完全反应，放出NO气体后得到溶液1L；称量所得溶液，发现比原硝酸增重8g，求：
(1)所得溶液中，金属离子的物质的量浓度。
(2)原稀HNO3溶液的物质的量浓度(体积变化忽略不计)。

18、

上图中A—J分别代表相关反应中的一种物质，已知A为强氧化性酸，受热易分解 (图中有部分生成物未写出)。
(1)B的电子式为____________，D分子的空间构型为____________。
(2)写出反应①②的化学方程式：
①_________________________ __________________；
②_________________________ __________________。
(3)反应③的离子方程式为：___________ ____________________。

15、从某些性质看(CN)2和Cl2、NH3和H2O、NH4+和H3O+、NH2-和OH-各组两两相似。据此判断下列化学方程式或离子方程式正确的是 ( )
A．(CN)2+2OH-==OCN-+CN-+H2O B．2Na+2NH3==2NaNH2+H2↑
C．CuO+2NH4Cl==CuCl2+2NH3↑+H2O D．NH4Cl+NaNH2==2NH3↑+NaCl
17、把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是 (　　 )
A．氧气 B.二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮

1. 答案：（16分）（1）2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+2H2O （2分）
（2）①轻轻挤压滴管，是少量水加入烧瓶，然后打开止水夹K。（2分）
②NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH－ （2分）

（3）① 3CuO + 2NH3 3Cu + N2 + 3H2O （2分）
② 吸收氨气中混有的水蒸气，防止干扰产物水的测定。（2分）
③ 此装置无有尾气吸收装置，NH3排入大气，污染环境；（1分）
连接一个吸收氨气装置如右图所示：（合理即给分）。（1分）
（4）取少许样品于试管中，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu2O；反之则没有 （2分）
（5）7 : 3 （2分）

【课后练习】
1、据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是（ ）
A、N4是N2的同素异形体 B、N4是N2的同分异构体
C、相同质量的N4和N2所含原子个数比为1:2 D、N4的摩尔质量是56g
2、下列有关试剂的保存方法，错误的是（ ）
A、浓硝酸保存在无色玻璃试剂瓶中
B、少量的钠保存在煤油中
C、氢氧化钠溶液保存在具橡皮塞的玻璃试剂瓶中
D、新制的氯水通常保存在棕色玻璃试剂瓶中
3．对下列事实的解释错误的是（ ）
A．在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性
B．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定
C．常温下，浓硝酸可以用铝罐来贮存，说明铝与浓硝酸不反应
D．反应能进行，说明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸
4、氮化铝（AlN）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO，下列叙述正确的是( )
A、在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B、上述反应中每生成2 mol AlN，N2得到3 mol电子
C、氮化铝中氮元素的化合价为－3价
D、氮化铝晶体属于分子晶体
5、氢化铵（）结构相似，和水反应有生成，下列叙述不正确的是（ ）
A．溶于水时，是氧化剂B．溶于水后所形成的溶液显酸性
C．的电子式为：D．固体溶于水有两种气体生成
6、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。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2＋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
7、下列对硝酸的认识不正确的是（ ）
A．打开浓硝酸的瓶盖会产生棕色的烟 B．锌跟稀硝酸的反应是置换反应
C．常用硝酸来制炸药、硫酸和化肥 D．稀硝酸也是一种强氧化性酸
8、氮的固定是指 ( )
A．植物从土壤中吸收含氮养料
B．豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质
C．将氨转变为硝酸及其他氮的化合物
D．将空气中的氮气转变为含氮化合物
9、下列各组离子(各离子浓度为0．1mol／L)在水溶液中能共存的一组是 ( )
A．CO32—，H+，HCO3—，Cu2+ B．Fe3+，NH4+，I—，NO3
C．H+、I—，NO3—，K+ D．CO32—，SO32—，Cl—，K+
10、常温下，下列各组气体等体积混合，充满试管倒立在水槽中，试管内气体体积不会明显减少的一组是
①
②
③
④
⑤
⑥
NO、O2
C2H4、H2
NO2、O2
Cl2、SO2
NH3、O2
CO、O2
A.③⑤　　　B．②⑤　　　C．②⑥　　　D．①③

11、有一种磷的结构式是，有关它的下列叙述不正确的是（ ）
A．它完全燃烧时的产物是P2O5 B．它不溶于水
C．它在常温下呈固态 D．它与白磷互为同分异构体
12、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
13、从某些性质看(CN)2和Cl2、NH3和H2O、NH4+和H3O+、NH2-和OH-各组两两相似。据此判断下列化学方程式或离子方程式正确的是 ( )
A．(CN)2+2OH-==OCN-+CN-+H2O B．2Na+2NH3==2NaNH2+H2↑
C．CuO+2NH4Cl==CuCl2+2NH3↑+H2O D．NH4Cl+NaNH2==2NH3↑+NaCl
14、试管中盛有少量白色晶体，可能是铵盐，检验的方法是（ ）
A、加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B、加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C、加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞
D、加氢氧化钠溶液，加热，滴入紫色石蕊试剂
15、某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50 mL b mol·L－1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是( )
A、若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解
B、若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3＋
C、若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b = 0.3
D、当溶液中金属离子只有Fe3＋、Cu2＋时，则a与b的关系为：b≥80y(1－a/3)
16、制取氨气并完成喷泉实验。
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：
______________________________________________________。
（2）收集氨气应使用_________________法，要得到干燥的氨气可选用_________________做干燥剂。
（3）用图9-2（Ⅰ）装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是____________。该实验的原理是____________________。
（4）如果只提供如图9-2（Ⅱ）的装置，请说明引发喷泉的方法。
_______________________________________________________________________。

17、

上图是无机物A～M在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。其中，I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属，K是一种红棕色气体。
请填写下列空白：
(1)在周期表中，组成单质G的元素位于第____ __周期第___ ___族。
(2)在反应⑦中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____ ____。
(3)在反应②、③、⑥、⑨中，既属于化合反应又能属于非氧化还原反应的是________(填写序号)。
(4)反应④的离子方程式是：_________________________________________。
(5)将化合物D与KNO3、KOH共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾)，同时还生成KNO2和H2O。该反应的化学方程式是：___________________________________________。

18、分析下列两则材料，然后解答相应的试题：
材料一　①PbO＋CPb＋CO↑；
②PbO＋COPb＋CO2；
③[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。
材料二　NH4NO2不稳定，受热分解产生氮气。
实验目的：探究PbO中含有氧。

(1)写出装置甲中生成氮气的化学方程式：____________________________________。
(　　)　(　　)→(　　)　(　　)→(　　)　(　　)→(　　)　(　　)→(f)。
(3)在开始阶段，乙中的澄清石灰水中只有气泡，没有白色浑浊出现，产生这种现象的原因是 ____________________________________________ 。
(4)烧杯中醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2]Ac的作用是 ______________________________。
(5)有同学认为该实验用干燥的空气可以代替干燥氮气。你认为这种想法是否可行？
说明理由： _________________________________________________________。

15