18版高考化学二轮复习第四章非金属及其化合物4.4氮及其化合物课件180324471

NH3＋H2O
NH3· H2O 为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为 △ NH3· H2O=====NH3↑＋H2O 。 ②与酸的反应 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为 有白烟生成 ，将浓盐酸改为 浓硝酸 ，也会出现相同的现象。 化学方程式分别为 HCl＋NH3===NH4Cl 、 HNO3＋NH3===
5．氮氧化合物(用 NOx 表示)是大气污染的重要因素，根据 NOx 的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。 (1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NO 催化剂 催化剂 ===== 5N2＋6H2O,8NH3＋6NO2 ===== 7N2＋12H2O。同温同 △ △ 压下，3.5 L NH3 恰好将 3.0 L NO 和 NO2 的混合气体完全转 1∶3 。 化为 N2，则原混合气体中 NO 和 NO2 的体积之比是_______ 解析：设 NO 的体积为 V(NO)，NO2 的体积为 V(NO2)，依据方 2 4 程式知， 处理 NO 需 NH3： V(NO)， 处理 NO2 需 NH3： V(NO2)， 3 3
第四节
氮及其化合物
考纲要求：
1.了解氮单质及其主要化合物的制备方法，掌握其主要性质 及其应用。 2.了解氮单质及其重要化合物对环境的影响。 3.掌握氨气的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理 和收集方法） 。
考点一
氮气及氮的氧化物
学什么
双基为本，基稳才能楼高
？
一
氮气的结构与性质
1．氮元素的存在与氮的固定
2NO 2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 。 写出该反应的化学方程式： __________________________________
②NO 与 NO2 按物质的量之比 1∶1 被足量 NaOH 溶液完全吸收后只
NaNO2 得到一种钠盐，该钠盐的化学式是____________________ 。
N2O3 、 N2O5 等。其中属于硝酸酸酐的是 N2O5 。
2．NO 与 NO2 性质的比较
性质 颜色状 态气味 溶解性 毒性 NO NO2
无色无味 的气体 __________
难溶于水 有毒(跟血红蛋白结合)
红棕 色有刺激性气味
的气体 与水反应 有毒
性质 收集 方法 与水 反应 与氧气 反应 对人体、 环境的 影响
NH4NO3 。
③与盐溶液的反应 如过量氨水与 AlCl3 反应的离子方程式：
Al3＋＋3NH3· H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 。
④氨气的还原性——氨的催化氧化
催化剂 化学方程式： 4NH3＋5O2 4NO＋6H2O 。 △ (3)氨的用途：
制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。
注 意
3．(2013· 北京高考)NOx 是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1)NOx 能形成酸雨， 写出 NO2 转化为 HNO3 的化学方程式： _________________________________________________。 (2)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低 NOx 的 排放，当尾气中空气不足时，NOx 在催化转化器中被还原成 N2 排出。写出 NO 被 CO 还原的化学方程式：_________。
解析：①生成两种钠盐，必然是 NO2 的歧化反应，依据量的 关系可知两种盐分别为 NaNO3 和 NaNO2。 ②NO 中氮的化合价为＋2 价，NO2 中氮的化合价为＋4 价， 二者 1∶1 混合时与 NaOH 反应生成一种钠盐，依据电子守 恒可知，钠盐中氮的化合价为＋3，即为 NaNO2。
考点二
NO 只能用排水法收集，不 只能用 能用排空气法收集 不反应
NO2
向上排空气法收
集，不能用排水法收集
3NO2＋H2O===
2HNO3＋NO
不反应
2NO＋O2===2NO2
①与血红蛋白结合使人 中毒 ②转化成 NOx、形成酸 雨、光化学烟雾
形成酸雨、光化学烟雾
注 意
(1) 氮的氧化物都有毒，其中 NO2 与 N2O4 存在下列平衡： 2NO2 N2O4，因此实验测得 NO2 的平均相对分子质量总大于 46。
氨和铵盐
学什么
双基为本，基稳才能楼高
？
一
氨的性质与实验 室制法
1．氨的性质 (1)氨的分子结构与物理性质
电子式
密度
气味
水溶性 极易溶于水 (1∶____) 700
强烈刺激性 气味 比空气小 __ ___________
(2)氨的化学性质
①与水反应：
－ NH3· H2 O NH＋ ＋ OH 。氨气溶于水得氨水， 4 ＋ － ＋ NH · H O 、 H O 、 NH 、 NH 、 OH 、 H 2 3 4 氨水中含有的粒子有： 3 2 。
题点（二）有关氮的氧化物的简单计算
4．将 22.4 L 某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后， 气体体积变为 11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化 合物的化学式为 A．NO2 B．N2O3 C．N2O D．N2O4 ( )
解析：1 mol 氮的氧化物与足量灼热铜粉反应，完全反应后， 生成 CuO 和 N2，其中生成 0.5 mol N2；依据氮原子守恒可知 原氮氧化物分子式中氮原子数为 1， 只有 A 项符合这一要求。 答案：A
考什么
高考为标，全练题点无盲区备考
？
题点（一） 氮气、氮的氧化物的 性质及对环境影响
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2016· 全国乙卷)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应 产生的 NO (×)
(2)(2015· 全国卷Ⅰ)密闭容器中 2 mol NO 与 1 mol O2 充分反 应，产物的分子数为 2NA (×)
三
氮的氧化物与O2、 H2O反应的计算方法
1．关系式法 (1)NO 和 O2 混合气体通入水中 由 2NO＋O2===2NO2 和 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 得总 反应为 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
(2)NO2 和 O2 混合气体通入水中 由 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 和 2NO＋O2===2NO2 得总反应为 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
(6)(2012· 新课标全国卷)常温常压下，92 g 的 NO2 和 N2O4 混 合气体含有的原子数为 6NA (√ )
2．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 ( ) A．反应中 NO 为氧化剂，N2 为氧化产物 B．汽车尾气的主要污染成分包括 CO、NO 和 N2 C．NO 和 O2 必须在催化剂表面才能反应 催化剂 D．催化转化总化学方程式为 2NO＋O2＋4CO======4CO2＋N2 解析：反应过程中 NO、O2 为氧化剂，N2 为还原产物；汽车尾 气中的 N2 不是污染物；NO 和 O2 的反应不需要催化剂；根据 题 中 的 图 示 ， 可 将 反 应 的 过 程 分 成 如 下 两 步 写 ： 2NO ＋ O2===2NO2,2NO2 ＋ 4CO===N2＋ 4CO2，将两步反应式合并可 催化剂 得总化学方程式为 2NO＋O2＋4CO======4CO2＋N2。 答案： D
(1)NH3 是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红 色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 (2)氨水呈碱性，属于一元弱碱，计算氨水的浓度时， 溶质按 NH3 进行计算。
2．喷泉实验 (1)喷泉实验的原理 由于容器内外产生压强差而形成喷泉。 气体迅速溶于水或某 种溶液中，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉。 (2)下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。
基点小练
2．(2017· 沈阳模拟)在一定条件下，将 NO2 和 O2 的混合气体 12 mL 通入足量水中，充分反应后剩余 2 mL 气体(同温同 压下)，则原混合气体中氧气的体积为 ①1.2 mL A．①② ②2.4 mL B．②③ ③3 mL ④4 mL D．①④ C．③④ ( )
解析：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 4 若剩余的气体是 O2，则 V(NO2)＝ ×(12－2)＝8 mL， 5 V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。 若剩余的气体是 NO(2 mL)⇒6 mL NO2。 1 则 V(O2)＝ ×(12－6)＝1.2 mL。答案：D 5
2．N2 的物理性质 无色、无味气体，密度比空气略 小 ， 难 溶于水。
3．N2 的化学性质
写出有关反应的化学方程式：
△ 高温、高压 3Mg ＋ N ===== Mg N 2 3 2 2NH3 ； ① ；②N2＋3H2 催化剂 放电 ③N2＋O2=====2NO。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二
氮的氧化物的种类 与性质
1．氮有多种价态的氧化物，如 N2O、NO、NO2、 N2O4 、
(3)NO、NO2 和 O2 三种混合气体通入水中 先按 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 计算出生成的 NO 体 积，然后加上原来混合气体中 NO 体积，再按①计算。
2．电子守恒法 当 NOx 转化为硝酸时要失去电子， 如果是 NOx 与 O2 混合， 则反应中 O2 得到的电子数与 NOx 失去的电子数相等。 3．原子守恒法 4NO2＋O2 和 4NO＋3O2 从组成上均相当于 2N2O5 的组成， 都与 N2O5＋H2O===2HNO3 等效。当 NO、NO2、O2 的混合气 体溶于水时利用混合气体中 N、O 原子个数比进行分析判断。
(2)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。反应方程式为： 催化剂 ①4NH3＋6NO ===== 5N2＋6H2O △ 催化剂 ②8NH3＋6NO2 ===== 7N2＋12H2O △ 催化剂 ③2NO＋2CO======N2＋2CO2 催化剂 ④2NO2＋4CO======N2＋4CO2
(2)验证某无色气体为 NO 的方法是向无色气体中通入 O2(或空 气)，无色气体变为红棕色。
基点小练
1．溴蒸气和 NO2 都为红棕色气体，如何区分？用湿润的淀粉 KI 试纸或 NaOH 溶液可以吗？
提示：①用 AgNO3 溶液，Br2 可与 AgNO3 溶液反应生成浅 黄色沉淀 AgBr；②用水，溶于水后有颜色的是 Br2，无颜 色的是 NO2。不能用湿润的淀粉KI 试纸或 NaOH 溶液区 分， 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 Br2 蒸气和 NO2 而形成无色溶液。
VNO＋VNO2＝3.0 L 则2 4 VNO＋ VNO2＝3.5 L 3 3 解得 V(NO)＝0.75 L V(NO2)＝2.25 L V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。
(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。 ①NO2 被烧碱溶液吸收时， 生成两种钠盐， 其物质的量之比为 1∶1，
(3)(2015· 浙江高考)燃料的脱硫脱氮、SO2 的回收利用和 NOx 的催化转化都是减少酸雨产生的措施 ( √)
(4)(2014· 天津高考)制取 NO2 时， 用水或 NaOH 溶液吸收尾气 (× ) (5)(2013· 江苏高考)标准状况下，6.72 L NO2 与水充分反应转 移的电子数目为 0.1NA (× )
解析：(2)根据题目信息可知 NO 被 CO 还原为 N2，而 CO 被 催化剂 氧化成 CO2，化学方程式为 2NO＋2CO======N2＋2CO2。 答案：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 催化剂 (2)2NO＋2CO======N2＋2CO2
规律•方法
NOx 尾气的处理方法 (1)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、 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。