必修1 第四章 第四讲 氮及其化合物 知识点与典型题例

必修1 第四章 第四讲 氮及其化合物 知识点与典型题例考点1 氮的氧化物溶于水的计算1.关系式法(1)NO 2和O 2的混合气体溶于水时，由4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3可知，当体积比V (NO 2)V (O 2)⎩⎪⎨⎪⎧＝41，恰好完全反应＞41，NO 2过量，剩余气体为NO ＜41，O 2过量，剩余气体为O 2(2)NO 和O 2同时通入水中时，其反应是：2NO ＋O 2===2NO 2,4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3，总反应式为：4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3当体积比V (NO)V (O 2)⎩⎪⎨⎪⎧＝4 3 恰好完全反应＞43 剩余NO ＜43 剩余O 2(3)值得注意的是：4NO 2＋O 2和4NO ＋3O 2从组成上均相当于2N 2O 5的组成。

即①②两情况中的总反应式都与N 2O 5＋H 2O===2HNO 3等效。

这不仅是记忆①②二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路，即利用混合气体中的N 、O 原子个数比进行分析判断：NO ⎩⎪⎨⎪⎧＜2 5 O 2剩余＝2 5 完全反应＞25 NO 剩余2．电子守恒法当NO 2或NO 转化为HNO 3时要失去电子，若上述两种气体与O 2混合，O 2得电子，且得失电子数必然相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。

题组训练1．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体是( )A ．可能是N 2与NO 2的混合气体B ．只能是O 2与NO 2的混合气体C ．可能是NO 与NO 2的混合气体D ．只能是NO 2一种气体解析解答本题要注意以下两点：(1)明确氮气不溶于水，且常温下不与其他物质发生化学反应；(2)NO2可与水反应生成不溶于水的NO，NO2和NO与氧气按适当的比例被水完全吸收。

答案 C2．将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL。

则原混合气体中NO2和O2体积比可能是________或________。

解析NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来。

2NO＋O2===2NO2①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②由②×2＋①得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③由①×3＋②×24NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④③④两式就是平时计算经常用到的关系式。

设剩余的5 mL气体为O2，则参加反应③的NO2和O2的总体积为50 mL－5 mL＝45 mL则原混合气体里，NO2的体积为45 mL×4/5＝36 mLO2的体积为50 mL－36 mL＝14 mL即NO2与O2的体积比为3614＝187。

设剩余的5 mL气体为NO，由②式得过量的NO2体积为15 mL，则发生反应③的NO2和O2的总体积为50 mL－15 mL＝35 mL。

则原混合气体里，O2的体积为35 mL×1/5＝7 mL，NO2的体积为50 mL－7 mL＝43 mL即NO2与O2的体积比为437。

答案1874373．常温常压下，有一混合气体为1 L CO、1 L NO 、2 L NH3、2L CO2、2 L NO2，现提供下列洗气瓶(内含试剂且不考虑装置内空气的影响)，假设每一次都可以充分反应并完全吸收，请按照要求解决问题。

(已知：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O)(1)请依次选择两装置________(请用“接口数字”填写)，气体按选定的次序从左至右通过后，只剩下一种气体，该气体是________(填化学式)。

氮的氧化物气体在吸收过程中所发生的化学反应方程式是__________________________________________________________、________________________________________________________________________。

(2)如果气体依次通过B—C—D，则最后的气体为________________(填化学式)，在NaOH溶液中发生的离子反应方程式是_______________________________________________________ _________________。

(3)常温常压下，把上述气体缓缓通过盛装足量过氧化钠固体的干燥管，气体的体积变为________L，再经过C、D装置，气体的体积为________L。

解析(3)混合气体通过盛Na2O2的干燥管发生以下两个反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2NO ＋O2===2NO2，故反应后的混合气体为1 L CO、3 L NO2、2L NH3和0.5 LO2；再通过NaOH溶液和浓H2SO4，NH3、NO2、O2均被吸收，其中的化学反应为6NO2＋O2＋6NaOH===5NaNO3＋NaNO2＋3H2O。

答案(1)⑤⑥⑦⑧CONO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O 2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O(注：如写成二氧化氮与水反应、硝酸与氢氧化钠反应、氮的两种氧化物归中三个反应也合理)(2)CO NO CO 2＋2OH －===CO 2－3＋H 2O (3)6.5 1考点2 氨气的制法和喷泉实验1.氨气的制法(1)加热固态铵盐和碱的混合物。

一般加热NH 4Cl 和Ca(OH)2的混合物：2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△2NH 3↑＋CaCl 2＋2H 2O 。

①装置：“固体＋固体――→△气体”(与用KClO 3或KMnO 4制O 2的装置相同)。

②收集：只能用向下排空气法。

③干燥：用碱石灰(NaOH 和CaO 固体的混合物)。

④验满方法：a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。

⑤尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH 3与空气的对流速度，收集到纯净的NH 3，同时也可避免污染空气。

(2)实验室制取氨气的其他方法。

方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置加热浓氨水NH 3·H 2O=====△NH 3↑＋H 2O方法化学方程式(或原理)气体发生装置浓氨水＋固体NaOH NaOH 溶于水放热，促使氨水分解。

且OH－浓度的增大有利于NH 3的生成浓氨水＋固体CaOCaO 与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。

化学方程式为：NH 3·H 2O ＋CaO===NH 3↑＋Ca(OH)2(1)形成喷泉的原理。

形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。

当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，如此持续，最后液体将充满烧瓶。

(2)常见喷泉的形成主要有以下两类。

①极易溶于水的气体(NH 3、HCl 、SO 2等)与水可形成喷泉。

②酸性气体(HCl 、SO 2、NO 2、CO 2、H 2S 等)与NaOH 溶液也能形成喷泉。

(3)喷泉实验成功的关键。

①盛气体的烧瓶必须干燥。

②气体要充满烧瓶。

③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)。

④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。

(4)常见的喷泉实验装置。

喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷，为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来使喷泉产生。

装置Ⅱ：挤压气球，即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。

装置Ⅲ：去掉了胶头滴管。

打开止水夹，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉。

(开放性问题，或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水)装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。

装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。

装置Ⅵ：烧瓶中通入H2S(或SO2)，然后通入SO2(或H2S)，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。

题组训练4.下列有关NH3的实验正确的是()A B实验室制NH3证明NH3极易溶于水C D收集NH3吸收多余NH3解析实验室制NH3时试管口稍向下倾斜，A项错误；NH3密度小于空气，故收集时导管应短进长出，C项错误；NH3极易溶于水，吸收多余NH3时导管口不能插入液面以下，D项错误。

答案 B5．下列制备氨水的实验装置中最合理的是()解析制备氨水不需要干燥氨气，A、C项错误；D项，不能防止倒吸，错误。

答案 B6．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。

下列有关操作不可能引发喷泉现象的是()A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹解析根据喷泉实验的原理，要发生喷泉现象，必须使烧瓶中压强迅速下降，导致外界压强大于烧瓶中的压强，从而使烧杯(锥形瓶)中的液体进入烧瓶中产生喷泉现象，①中的Cl2易溶于CCl4，③中的NH3易溶于水，所以可以使烧瓶中压强迅速下降，产生喷泉现象，④中HCl和浓氨水反应(首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水放出氨气)，同样也会导致烧瓶中压强减小，而②中H2不溶于NaOH溶液，也不与NaOH 反应，所以不能发生喷泉现象。

答案 B7．下列图示是某学习小组设计的制取氨气并利用氨气进行喷泉实验的装置示意图。

请回答下列问题：(1)学生甲用图A 所示装置制备氨气，写出该法制取氨气的化学方程式________________________________；制出的氨气应使用__________法来收集，要得到干燥的氨气可选用 ________作干燥剂。

(2)学生乙用图B 所示装置也制出了氨气，他选用的试剂可能是________和________。

用平衡移动原理分析这种方法制备氨气的原理________________________________________________________________________________________________________________________________________________。