高三化学氮及其化合物复习

方法总结
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。 (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。
2．氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物，如 N2O、_N_O__、N__O_2_、N_2_O_4_、N2O3、N2O5 等。
NO 与 NO2 性质的比较
性质
NO
NO2
颜色状态来自百度文库味
_无__色_气体
红__棕__色有刺激性气味的气体
溶解性
难溶于水
与水反应
毒性
有毒(跟血红蛋白结合)
有毒
与水反应 与氧气反应
不反应 __2_N_O_＋__O__2=_=_=_2_N__O_2_
A．1.2 mL，NO B．2.4 mL，O2 C．3.5 mL，O2 D．4 mL，NO
解析：解题依据的化学方程式： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3； 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 设 O2 的体积为 x，剩余的气体有两种可能： ①若剩 O2，则 V 剩＝x－14×(12 mL－x)＝2 mL 解得 x＝4 mL，B、C 两项均不正确； ②若剩 NO，则 V 剩＝13×[(12 mL－x)－4x]＝2 mL， 解得 x＝1.2 mL，D 项不正确、A 项正确。 答案：A
对点速练 练点一 氮的氧化物的性质 1．Murad 等三位教授提出 NO 在人体内有独特的功能，关于 NO 的叙述 正确的是( ) ①NO 可以是某些含低价氮物质氧化的产物 ②NO 是亚硝酸的酸酐 ③NO 可以是某些含高价氮物质还原的产物 ④NO 是无色气体，在空气中可变为红棕色 A．全部 B．①③④ C．②③④ D．①④
(3)实验室制法：
2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
蓝 白烟
2．铵盐
(1)铵盐的物理性质
铵盐都是_白___色固体，均易溶于水。
(2)铵盐的化学性质
NH4Cl==△===NH3↑＋HCl↑
NH4HCO3==△===NH3↑＋CO2↑＋H2O
NH＋ 4 ＋OH－==△===NH3↑＋H2O
3．NH＋ 4 的检验 未知液―O―H→－ 呈碱性――△→湿润的_红___色石蕊试纸变_蓝___色，则证明含 NH4＋。
考点二 氨和铵盐 1.氨气
喷泉实验装置图 (1)氨气的物理性质 _无____色有__刺__激__性__气味的气体，密度比空气_小___，易液化，极易溶于水 (1:700)。其溶解性可用喷__泉__实验验证。
(2)氨的化学性质
① 与还 氧原 气反 性应：__4_N_H_3_＋__5_O_2_催=_=_△化=_=_剂=__4_N_O__＋__6_H_2_O__。 ②与酸反应 与氯化氢反应：_____N_H_3_＋__H_C__l=_=_=_N__H_4_C_l______。 现象：产__生__白__烟__。应用：用于 NH3 与挥发性酸的互相检验。 ③与水反应：N__H_3_＋__H_2_O____N__H_3_·H__2O__，N__H_3_·_H_2_O____N_H__＋ 4_＋__O_H__－，氨的水 溶液叫氨水，呈弱碱性。
答案：D
5．工业废气 NO、NO2 是造成大气污染的气体之一，工业上常用：NOx ＋NH3―→N2＋H2O，使其转化为无毒的 N2。现有 NO、NO2 的混合气体 3.0 L， 可与 3.5 L 相同状况的 NH3 完全反应，全部转化为 N2，则在原混合气体中 NO 和 NO2 的物质的量之比是( )
第4讲 氮及其化合物
[考纲要求] 1．掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。 2.掌握氮元素重要化合物对环境质量的影响。 3.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。
考点一 氮气和氮的氧化物 1.氮气的性质
写 ①_出__有3_M_关_g_化＋__学N_2_方=点_=_程=燃_=_式=_M_：_g_3N__2 _____；②__N_2_＋__3_H_2_高__催温__化、__剂高__压__2_N_H__3 ___； ③___N_2_＋__O_2_放__电=_=_或=_=高_=_温__2_N__O_____。
解析：NO 中氮的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如 HNO3→NO， 也可以是氧化产物，如 NH3→NO；HNO2 的酸酐是 N2O3；NO 是无色气体，可被 空气中的氧气氧化为红棕色的 NO2。
答案：B
2．将盛有 12 mL NO2 和 O2 的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应 后，还剩余 2 mL 无色气体，则原混合气体中 O2 的体积和剩余的 2 mL 气体 分别是( )
3．将充有 m mL NO 和 n mL NO2 的量筒倒立于水槽中，然后通入 m mL O2，若 m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为( )
A．3(m－n)mL B．(m＋n)mL C．(m－n) mL D．n－3 m mL
解析：发生反应 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3， 故 NO 与 NO2 按 1:1 混合的总反应为：NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3，
＝02.27.54，n＝22.22.54，则 m:n＝1:3。
答案：D
6．汽车尾气主要含有 CO2、CO、SO2、NOx 等物质，这种尾气逐渐成为 城市空气污染的主要来源之一。
(1)汽车尾气中的 CO 来自于_汽__油__的__不__完__全_燃__烧_______， NO 来自于___N_2_与__O__2_在__汽__车__汽__缸_内__的__高__温__环__境__下__的__反__应_____。 汽车尾气对环境的危害主要有________________________________ (至少填两种)。 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应
<4:3 剩余O2 可知：V(NO):V(O2)＝4:3 恰好完全反应
>4:3 剩余NO
③NO2、NO、O2 三种混合气体通入水中： a．可先将 NO 和 O2 转化为 NO2，再按上述各种情况分别处理。 b ． 也 可 先 将 NO2 和 H2O 反 应 转 化 为 NO ， 再 按 4NO ＋ 3O2 ＋ 2H2O===4HNO3 情况处理。
[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)
× (1)氨水中含氮微粒中最多的微粒是 NH＋ 4 ( ) × (2)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性( ) √ (3)浓氨水可检验氯气管道是否漏气( )
(4)分别充满 HCl、NH3 的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明二者均
易溶于水( √ ) √ (5)实验室用 NH4Cl 和 Ca(OH)2 制备 NH3 并不涉及氧化还原反应( )
(1)关系式法
氮的氧化物和 O2、H2O 反应的计算方法
①NO2 和 O2 混合气体溶于水的计算： 由 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 可知：
V(NO2):V(O2)<＝44:1:1
O2过量，剩余气体为O2 恰好完全反应
>4:1 NO2过量，剩余气体为NO
②NO 与 O2 同时通入水中： 由 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
____2_C_O__＋__2_N_O__=_=_=_=_=_N__2_＋_2_C__O_2_____。
解析： (1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧， 会产生 CO；当空气过量时，N2 和 O2 在放电或高温条件下反应生成 NO。汽车尾 气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。 (3)CO、NOx 反应后生成的无毒气体为 CO2 和 N2。
(2)得失电子守恒法 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。
练点二 氮、氧化物对环境的影响 4．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
充有 m mL NO 和 n mL NO2 的量筒倒立于水槽中，然后通入 m mL O2，由于 m<n，故按总反应进行，NO2 有剩余，剩余 NO2 的体积为 n mL－m mL＝(n－m)mL， 再发生 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故生成 NO 的体积为13(n－m) mL。
答案：D
方法总结
(7)密闭容器中 2 mol NO 与 1 mol O2 充分反应，产物的分子数为
× 2NA( ) × (8)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( ) √ (9)NO 能与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒( )
[重点提醒] 1．NO 只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而 NO2 只能用向上排 空气法收集，不能用排水法收集。 2．NO2 虽然与水反应生成 HNO3，但不是硝酸的酸酐。硝酸的酸酐是 N2O5；NO2 不是酸性氧化物。 3．NO2 能使湿润的淀粉—碘化钾试纸变蓝，原因是二氧化氮先与水反应 生成 HNO3，HNO3 再将碘化钾氧化为 I2，最终淀粉遇 I2 变蓝。
[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)
× (1)通过灼热的镁粉，可除 N2 中的少量氧气( ) √ (2)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应( )
× (3)在实验室里，NO 和 NO2 均用排水法收集( ) × (4)NO2 溶于水时，NO2 是氧化剂，水是还原剂( )
× (5)可用 NO2 与水反应制取硝酸，故 NO2 是酸性氧化物( ) √ (6)NO2 与水反应的离子方程式：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO－ 3 ＋NO( )
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 D．催化转化总化学方程式为 2NO＋O2＋4CO催==化==剂= 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 可得总化学方程式为 2NO＋O2＋4CO催==化==剂= 4CO2＋N2。
3NO__2＋__H__2O__=_=_=_2_H_N__O_3_＋_ NO 不反应
3.氮氧化物对环境的污染 (1)光化学烟雾：NOx 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学 反应，产生了一种有毒的烟雾。 (2)酸雨：NOx 排入大气中后，与水反应生成_H__N_O_3_和_H__N_O_2_，随雨雪降 到地面。 (3)破坏臭氧层：NO2 可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量 增加。 (4)NO 与血红蛋白结合使人中毒。
(2)NOx 能 形 成 酸 雨 ， 写 出 NO2 转 化 为 HNO3 的 化 学 方 程 式 ： __3_N__O_2_＋__H_2_O_=_=_=_2_H__N_O__3＋__N_O__。
(3)汽车尾气中的 CO、NOx 在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们
相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出 NO 被 CO 还原的化学方程式： 催化剂
A．1:1 B．2:1 C．3:1 D．1:3
解析：设气体处于标准状况下，232.5.4
mol
NH3 含1202..54
mol
H，生成
5.25 H2O22.4
mol，即232.0.4 mol NOx 中含52.22.54 mol O；现设 NO 和 NO2 的物质的量分别为 m mol
和 n mol，则有：m mol＋n mol＝232.0.4 mol，m mol＋2n mol＝52.22.54 mol，解得 m