1、第3讲生产生活中的含氮化合物考纲点击1了解N的单质及其重要化合物的主要性质及应用。2了解N的单质及其重要化合物对环境的影响。3N及其重要化合物各部分知识的综合应用。一、氮气及氮氧化物的产生和转化1氮气(1)氮的固定含义：使空气中_的氮转化为_的过程。方法(2)氮气的结构和物理性质电子式结构式颜色气味水溶性密度_溶于水(3)氮气的化学性质通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。写出相关反应方程式2氮的氧化物3环境保护将下列环境问题与对应污染物用线连接起来。即时训练1氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述与氮元素的
2、循环无关的是()。A工业合成氨的过程是固氮的过程B自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物C为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气D电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收即时训练2(1)用化学方程式表示“雷雨发庄稼”的原理。_，_，_。雨水中的HNO3进入土壤与矿物质作用生成_，其中_被植物根系吸收。(2)NO2与溴蒸气都是红棕色气体，请说出一种简单的鉴别方法。二、氮肥的生产及使用1NH3的生产德国化学家_首次合成出了氨，反应方程式为_。2NH3的结构和物理性质电子式结构式密度颜色气味水溶性沸点_液化3NH3的化学性质特别提示：因为NH3的还原性，NH
3、3在常温下较易与Cl2反应：2NH33Cl2=N26HCl或8NH33Cl2=N26NH4Cl，故NH3、Cl2在常温下不能共存。4氨气的制法(1)工业制法_。(2)实验室制法原理_。：装置：_。干燥剂：_。收集方法：_。验满：_。5铵盐(1)常见铵盐及氮肥俗名硫铵氯铵碳铵硝铵尿素化学式(2)物理性质：都是白色或无色晶体，都_溶于水。(3)化学性质不稳定性写出NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式：_；_。与强碱反应写出NH4Cl与NaOH加热反应的离子方程式：_。(4)NH的检验取少许样品(固体或溶液)与强碱(固体或溶液)共热，产生的气体能够使_试纸_。6自然界氮的循环即时训练3下面
4、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即时训练4氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是()。A“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同B“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素C“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡D“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质三、硝酸1物理性质气味颜色挥发性溶解性_色，久置呈_色2化学性质(1)强酸性：硝酸具有酸的通性。紫色石蕊溶液说明氧化性：_。(2)不稳定性硝酸见光或受热易分解，化学方程式为：_。存放HNO3时，应放在_试剂瓶里，并置于阴凉处。(3)强氧化性
5、与金属的反应(除Au、Pt外，大部分金属能与硝酸反应)，都不产生H2。aCu与浓、稀硝酸都能反应，其反应的化学方程式分别为：_，_。b铁、铝遇冷的浓硝酸能发生_，故可用铁、铝容器运输冷的浓硝酸。与非金属(如木炭)反应_。与某些还原性化合物(如Fe2等)反应，离子方程式为：_。(4)参与有机反应硝化反应、酯化反应以及与蛋白质发生的颜色反应等。3制备工业制备过程_，_，_。即时训练5下列反应中，浓硝酸既表现氧化性，又表现出酸性的是()。浓硝酸中滴入石蕊溶液并微热氧化亚铁与浓硝酸反应氢氧化铝与浓硝酸反应碳与浓硝酸反应A B C D即时训练6如图所示，A、B、C、D、E五种物质的相互转化关系。请完成下
6、列问题：(1)若A通常状态下为固态单质，则分别为(写化学式)：A_，B_，D_。EC的化学方程式为_。(2)若A通常状态下为气态单质，则分别为(写化学式)：A_，D_。BC的化学方程式为_。一、氮的氧化物溶于水的计算1NO2溶于水的计算NO2或NO2与N2(非O2且不溶于水)混合气体溶于水，可依据：3NO2H2O=2HNO3NO，利用气体体积差值进行计算，V(NO2)V(V表示体积差)。2NO2和O2混合气体溶于水的计算由4NO2O22H2O=4HNO3可知，当体积比：V(NO2)V(O2)(1)当O2过量时V(NO2)V，V(O2)V总V(NO2)。(2)当NO2过量时剩余NO的体积为V余，
7、相当于NO2体积为3V余，则V(O2)(V总3V余)，V(NO2)(V总3V余)3V余。3NO与O2同时通入水中的计算发生反应：2NOO2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO。总反应方程式为4NO3O22H2O=4HNO3。当体积比：V(NO)V(O2)4NO2、NO、O2三种混合气体通入水中的计算(1)可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。(2)也可先将NO2和H2O反应转化为NO，按4NO3O22H2O=4HNO3情况处理。(3)还可以利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断：NO【例1】同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们分别是N
8、O和NO2，NO2和O2，NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是()。AV1V2V3 BV1V3V2CV2V3V1 DV3V1V2二、金属与硝酸的反应1金属与HNO3反应的一般通式(1)金属浓硝酸金属硝酸盐NO2H2O(2)金属稀硝酸金属硝酸盐NOH2O2反应规律(1)金属与硝酸反应一般不生成H2。浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸一般被还原为NO。(2)铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再和Fe反应生成Fe(NO3)2。(3)铜与浓硝酸反应，若Cu过量，开始时硝酸的还原产物为NO2，
9、随着反应的进行，浓硝酸变稀，硝酸的还原产物为NO，最终应得到NO2和NO的混合气体。3计算方法(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)则有：c(NO)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。(4)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H
10、2SO4提供H的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。【例2】锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为()。A2 mol B1 mol C0.5 mol D0.25 mol 拓展应用将11.2 g的MgCu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的X气体。再向所得溶液中加入适量的氢氧化钠溶液，产生21.4 g沉淀。根据题意推断气体X的成分可能是()。A0.3 mol NO2和0.3 mol NOB0.1 mol NO、0.2 mol NO
11、2和0.05 mol N2O4C0.2 mol NO2和0.1 mol N2O4D0.6 mol NO1在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法不正确的是()。ANO2是该过程的中间产物BNO和O2必须在催化剂表面才能反应C汽车尾气的主要污染成分包括CO和NOD催化转化总反应为：2NOO24CO4CO2N22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浓硝酸使紫色石蕊溶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
12、化性3将充有n mL NO和m mL NO2气体的试管倒立于盛水的水槽中，然后通入n mL O2。气体体积均在同温同压下测定，且mn，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为()。A(mn)/3 mL B(nm)/3 mLC(4m1)/13 mL D3/(mn) mL4(双选)气体X可能由NH3、Cl2、HBr、CO2中的一种或几种组成，已知X通入AgNO3溶液时产生浅黄色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸溶液，若将X通入澄清石灰水中，却不见沉淀产生，则有关气体X的成分的下列说法正确的是()。A一定含有HBr，可能含有CO2B一定不含CO2C一定不含NH3、Cl2D可能含有Cl2、CO25将32.6
13、4 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：(1)NO的体积为_ L， NO2的体积为_ L。(2)待产生的气体全部释放后，向溶液加入V mL a molL1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_ molL1。(3)欲使铜和硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的H2O2_ g。参考答案基础梳理整合一、1(1)游离态化合态氮生物合成氨(2)NNNN无色无味难与空气接近(3)N23H22NH3N2O22NON23MgMg3N22无色红棕色有毒有毒微溶能溶
14、2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O与血红蛋白结合使人中毒转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾3.即时训练1C即时训练2答案：(1)N2O22NO2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO硝酸盐NO(2)方法一：AgNO3溶液法，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无现象的是NO2；方法二：水洗法，溶于水后溶液呈无色的为NO2，呈橙黄色的是溴蒸气；方法三：CCl4法，不溶于CCl4的是NO2，溶于CCl4的是溴蒸气。二、1哈伯N23H22NH32HH比空气小
15、无色刺激性极易溶高，易3NH3H2ONH3H2ONHOH红NH3HCl=NH4Cl2NH3H2SO4=(NH4)2SO44NH35O24NO6H2O还原4(1)N23H22NH3(2)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O固固气碱石灰向下排空气法用湿润的红色石蕊试纸5(1)(NH4)2SO4NH4ClNH4HCO3NH4NO3CO(NH2)2(2)易(3)NH4ClNH3HClNH4HCO3NH3H2OCO2NHOHNH3H2O(4)湿润的红色石蕊变蓝即时训练3D解析：NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新反应生成NH4Cl，在此过程中还有可能出现堵塞导管的情况，因
16、此不能用的方法制取氨气。中试管口未向下倾斜，会导致液体倒流入试管而使试管炸裂，不可行。浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生CaO2NH3H2O=Ca(OH)22NH3，故可用的方法制取氨气。浓氨水受热产生氨气，通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH3，所以符合要求。即时训练4C解析：氯水中存在的微粒有：Cl2、H2O和HClO、Cl、ClO、H、OH，氨水中存在的微粒有：NH3、H2O和NH3H2O、NH、H、OH，A错；氨水无漂白性，B错；氯水变质是因为HClO见光分解，氨水变质是由于氨气的挥发，D错。三、1刺激性无黄易挥发易溶于水2(1)浓硝酸稀硝酸(2)4HNO34NO2O22H2O棕色(3)a
17、.Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2Ob钝化C4HNO3(浓)CO24NO22H2O3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O34NH35O24NO6H2O2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO即时训练5A即时训练6答案：(1)SH2SSO3Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(2)N2NO24NH35O24NO6H2O核心归纳突破【例1】B解析：本题考查了氮的氧化物NO2和NO的性质以及它们与H2O反应的体积的变化，着重考查学生分析问题、解决问题的能力。NO与H2O不反应，设原有NO、NO2各3体积，
18、则由反应3NO2H2O=2HNO3NO知，3体积的NO2与H2O反应后，变为1体积NO，此时剩余NO的总体积与原来气体的体积比为46。由反应4NO2O22H2O=4HNO3可知等体积的NO2和O2混合溶于水时O2过量，若二者皆为4体积，则剩余3体积氧气，与原来总体积的比为38。N2不与水反应，NH3与H2O完全反应，气体剩余体积为原来的一半。显然有V1V3V2。【例2】D解析：方法一：根据题给信息可得方程式：4Zn10HNO3=4Zn(NO3)2NH4NO33H2O，稀硝酸的还原产物是NH4NO3，由方程式可知：当生成4 mol Zn(NO3)2时被还原的HNO3为1 mol，故生成1 mol
19、 Zn(NO3)2时，被还原的HNO3为0.25 mol，D项正确。方法二：由电子得失守恒可知：(NO3)2失2e；HO3H4NO3得8e，即关系式为：4Zn(NO3)2HNO3，D正确。拓展应用B解析：本题考查得失电子守恒与原子守恒在金属与酸反应中的应用。沉淀的质量减去金属的质量等于氢氧根的质量，所以n(OH)0.6 mol，转移电子的物质的量也为0.6 mol。A中对应电子的物质的量为0.31 mol0. 33 mol1.2 mol；B中对应电子的物质的量为0.13 mol0.21 mol0.0521 mol0.6 mol；C中对应电子的物质的量为0.21 mol0.121 mol0.4
20、mol；D中对应电子的物质的量为0.63 mol1.8 mol。演练巩固提升1B解析：根据图示，汽车排放的有毒气体是NO、CO，NO跟空气接触转变为NO2，经过催化剂最终转化为无毒气体CO2和N2，所以反应物中没有NO2，生成物中也没有，NO2是中间产物，选项A、C、D正确；NO和O2反应不需要催化剂，一接触就会反应，所以不需要在催化剂表面进行，选项B不正确。2D解析：使滴有酚酞的NaOH溶液红色褪去，是因为HNO3NaOH=NaNO3H2O，而不是因为强氧化性，D错误。3A解析：(1)设氮氧化物全部反应，则氧气剩余，由反应：4NO2O22H2O=4HNO3，参加反应的O2的体积为m mol，
21、再：4NO3O22H2O=4HNO3，参加反应的O2的体积为n mL，故剩余气体的体积为：nmn(nm)/4，因mn，故不符合题意；(2)设氧气全部反应，氮氧化物剩余，充分反应后，最终剩余的气体为NO；根据电荷守恒，剩余气体的体积为(3nm4n)/3 mL(mn)/3 mL，A项正确。4AC解析：X与AgNO3溶液反应生成不溶于硝酸的淡黄色沉淀，则一定有HBr，而NH3和Cl2与HBr不共存，所以一定没有NH3和Cl2，HBr溶于水是强酸，CaCO3能溶于酸中，所以不能确定CO2是否存在。5答案：(1)5.8245.376(2)(3)57.8解析：(1)设反应得到的NO为x mol，NO2为y mol。解题思路为化合价升降相等(铜元素化合价的升高等于N元素化合价的降低)解得(2)溶液中HNO3的物质的量为n(NaOH)n(NOx)，所以c(HNO3)(aV1030.5)/0.14 molL1。(3)加入双氧水的目的是将氮氧化物氧化成5价的硝酸盐。根据氧化还原反应的电子得失相等(电子守恒)，双氧水得到的电子数和铜失去的电子数相等，即：30%的双氧水的质量为(0.512) g57.8 g。