专题5 第四单元 第1讲 氮及其化合物

第四单元 生产生活中的含氮化合物

第1讲 氮及其化合物

[复习目标] 1.氮氧化物的产生、转化及其性质(a)。2.氨的性质与用途(b)。3.工业合成氨(b)。4.铵盐的性质与用途(b)。5.硝酸的性质与用途(b)。6.工业制取硝酸的设备和流程(b)。7.氮肥的性质与科学使用(a)。

考点一 氮气及其氧化物

1．氮的固定

2．氮气

(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。 (2)化学性质

写出有关化学方程式： ①3Mg ＋N 2=====点燃

Mg 3N 2； ②N 2＋3H 2

高温、高压催化剂2NH 3；

③N 2＋O 2=======放电或高温

2NO 。 3．氮的氧化物

(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1―→＋5价都有对应的氧化物，如N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2(或N 2O 4)、N 2O 5，其中属于酸性氧化物的是N 2O 3、N 2O 5。

(2)NO和NO2的比较

性质NO NO2

色、态、味无色、无味的气体红棕色、有刺激性气味的气体溶解性难溶于水－

毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一

与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

与氧气反应2NO＋O2===2NO2不反应

提醒①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。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。

4．氮氧化物对环境的污染及防治

(1)常见的污染类型

①光化学烟雾：NO x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：NO x排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，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。

④NO与血红蛋白结合使人中毒。

(2)常见的NO x尾气处理方法

①碱液吸收法

工业尾气中NO x常用碱液吸收处理，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)。

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NO x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。

(1)固氮反应一定属于氧化还原反应(√)

(2)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2(×)

错因：N2与O2在放电条件下生成NO。

(3)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体(×)

错因：Cu与稀硝酸生成NO，NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集。

(4)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂(×)

错因：NO2与H2O反应，NO2既是氧化剂又是还原剂。

(5)可用NO 2与水反应制取硝酸，故NO 2是酸性氧化物(×)

错因：NO 2与H 2O 反应生成HNO 3和NO ，所以NO 2不是酸性氧化物。

1．结合N 2、NO 、NO 2的化学性质，用化学方程式解释“雷雨发庄稼”的科学道理。 答案 ①N 2＋O 2=====放电

2NO ②2NO ＋O 2===2NO 2

③3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO

2．NO 2和溴蒸气均为红棕色气体，你用哪些实验方法鉴别二者？写出所用试剂和区别的现象。 方案一：试剂 ，现象 。 方案二：试剂 ，现象 。 方案三：试剂 ，现象 。 答案 方案一：AgNO 3溶液 NO 2中AgNO 3溶液无明显变化，溴蒸气中产生浅黄色沉淀 方案二：CCl 4(或汽油) NO 2中CCl 4(或汽油)仍为无色，溴蒸气中CCl 4(或汽油)的颜色加深 方案三：蒸馏水 NO 2中蒸馏水不变色，溴蒸气中水的颜色加深(其他合理的答案均正确)

题组一 氮及氧化物的性质和应用

1．(2020·杭州高三月考)下列有关氮气的说法正确的是( ) A ．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼 B ．1 mol N 2可与3 mol H 2完全反应生成2 mol NH 3

C ．电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中发生的反应之一是N 2＋2O 2===2NO 2

D ．NO 、NO 2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物 答案 D

解析 A 项，氮原子最外层有5个电子，氮与氮形成三对共用电子对，达8电子的稳定结构；B 项，氮气与氢气反应生成氨气是可逆反应；C 项，氮气与氧气在放电的条件下生成一氧化氮；D 项，NO 和氧气反应生成NO 2；NO 2和水反应生成NO 。 2．下列说法中错误的是( )

A ．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应

B ．通过灼热的铜粉，可以除去N 2中的O 2

C ．除去NO 中的NO 2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H 2SO 4的洗气瓶中

D ．NO 2与H 2O 的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为2∶1 答案 D

解析 NO 2与H 2O 的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2。

3．如图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL 一氧化氮。若通入11.2 mL 氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内物质的密度为( )

A ．等于1.369 g·L －

1 B ．等于2.054 g·L －1 C ．在1.369 g·L

－1和2.054 g·L

－1

之间

D ．大于2.054 g·L －

1 答案 D

解析 一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮， 2NO ＋ O 2 === 2NO 2 2 1 2 22．4 mL 11.2 mL 22.4 mL

反应后生成了22.4 mL 二氧化氮，假设二氧化氮的体积不变，则容器中气体的密度为

ρ(NO 2)＝

46 g·mol －1×

22.4×10－3 L 22.4 L·mol －1

22.4×10－3 L

≈2.054 g·L －1，因存在转化平衡：2NO 2

N 2O 4，则混合

气体的体积小于22.4 mL ，所以容器中气体的密度应大于2.054 g·L －1。 题组二 氮氧化物对环境的污染及防治

4．化学与生产、生活、环境等社会实际密切相关。下列相关叙述正确的是( ) A ．SO 2、CO 2、NO 2都是可形成酸雨的气体

B ．75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同

C ．纳米铁粉通过物理吸附去除污水中Hg 2＋

、Pb 2＋

等重金属离子 D ．汽车尾气中含有的氮氧化物，会加剧酸雨的形成 答案 D

解析 SO 2和NO 2都是可形成酸雨的气体，CO 2不能形成酸雨，但会造成温室效应，A 项错误；75%的酒精消毒的原理是使蛋白质发生变性，“84”消毒液是利用其主要成分NaClO 的强氧化性杀菌消毒，原理不相同，B 项错误；纳米铁粉能有效地处理污水中的Hg 2＋、Pb 2＋