2015高三化学(人教版)一轮学案：4.4氮及其化合物

第四节 氮及其化合物氮及其氧化物1．自然界中氮的存在和氮的固定2．N 2的性质无色无味的气体，占空气体积的__45__左右。

3．一氧化氮、二氧化氮氨、铵盐1．氨的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)。

(1)与水反应：NH 3＋H 2O NH 3·H 2O NH ＋4＋OH －，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。

(2)还原性与氧气反应：4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O 。

(工业制HNO 3的基础反应)(3)与酸反应与氯化氢反应：NH 3＋HCl===NH 4Cl ， 现象：产生白烟。

应用：用于NH 3与挥发性酸的互相检验。

2．铵盐的性质铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水，属于离子化合物 (1)不稳定性：NH 4Cl=====△NH 3↑＋HCl ↑， NH 4HCO 3=====△NH 3↑＋CO 2↑＋H 2O 。

(2)与强碱反应：NH 4Cl ＋NaOH=====△NH 3↑＋NaCl ＋H 2O 。

应用于NH ＋4的检验和NH 3的制取。

3．NH 3的制取原理(1)工业制法：N 2＋3H 2 高温高压催化剂2NH 3。

(2)实验室制法：2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 。

硝酸硝酸是易挥发的有刺激性气味的液体，与水互溶。

1．强氧化性 (1)与金属反应：①与除Au 、Pt 外大部分金属反应(如Cu)： Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ； 3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O 。

②常温下浓HNO 3使Fe 、Al 钝化。

(2)与非金属(如木炭)反应：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

(3)与某些还原性化合物(如Fe 2＋、SO 2－3、I －等)反应。

如FeCl 2与稀HNO 3反应的离子方程式为3Fe 2＋＋4H＋＋NO －3===3Fe 3＋＋NO ↑＋2H 2O 。

2．不稳定性4HNO 3(浓)=====光或△4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O故硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并放在冷暗处。

3．王水：浓HNO 3与浓盐酸的体积比为1∶3，能溶解金、铂。

1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)NO 只能用排水法收集，不能用排空气法收集的理由是密度与空气接近( ) (2)NO 2与H 2O 反应中，NO 2只作氧化剂( ) (3)NH 3的水溶液呈碱性，故NH 3为碱( )(4)浓氨水与所有浓酸相遇均能形成白烟( ) (5)所有铵盐受热易分解，但不一定均能生成NH 3( ) (6)硝酸的还原产物一定为NO 或NO 2( )(7)足量Cu 与一定浓HNO 3反应，生成的气体中含有NO 2和NO 气体( ) 【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√ 2．写出下列反应的离子方程式(1)NO 2通入水中：____________________________________________。

(2)NH 3通入盐酸中：__________________________________________。

(3)氨水与盐酸混合：___________________________________________。

(4)NaOH 溶液与NH 4Cl 溶液混合共热：__________________________。

(5)Cu 投入浓HNO 3中：_______________________________________。

(6)Cu 投入稀HNO 3中：_______________________________________。

【答案】 (1)3NO 2＋H 2O===2H ＋＋2NO －3＋NO (2)NH 3＋H ＋===NH ＋4(3)NH 3·H 2O ＋H ＋===NH ＋4＋H 2O (4)NH ＋4＋OH －=====△NH 3↑＋H 2O(5)Cu ＋4H ＋＋2NO －3===Cu 2＋＋2NO 2↑＋2H 2O(6)3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO ↑＋4H 2O3．(2014·厦门模拟)氨(NH 3)是重要的含氮化合物。

为了在实验室制取干燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如下图三套实验装置：甲 乙 丙(1)实验装置和所用药品都正确的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。

不正确的理由是______________。

(2)写出实验室制取氨气的化学方程式_______________________________。

(3)试管口棉花的作用是________________________________________。

【答案】 (1)丙 甲不正确是因为无干燥装置，乙不正确是因为浓H 2SO 4吸收NH 3，无法收集到NH 3 (2)2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O (3)防止空气进入试管，避免NH 3与空气对流氮及其化合物转化的一主线N 2―→NH 3――→O 2 NO ――→O 2 NO 2――→H 2O HNO 3――→NH 3NH 4NO 3氨气的3个性质：①NH 3与H 2O ②NH 3与酸 ③NH 3与O 2铵盐与碱反应的2个应用①实验室制NH 3 ②检验铵盐或NH ＋4存在硝酸的3个反应3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ，Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ， C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

1.氮及其化合物的转化关系2．硝酸的强氧化性及其规律 (1)硝酸与非金属单质的反应硝酸与非金属单质反应时非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或其对应的水化物，硝酸只表现为氧化性，完全转化为还原产物。

如C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O S ＋6HNO 3(浓)=====△H 2SO 4＋6NO 2↑＋2H 2O (2)硝酸与金属反应的一般规律 ①硝酸与金属反应一般不产生氢气。

②浓硝酸＋金属→硝酸盐＋NO 2＋H 2O ，稀硝酸＋金属→硝酸盐＋NO ＋H 2O ，稀硝酸也可能被还原为N 2、N 2O 、NH 3和NH 4NO 3等。

③硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。

④浓硝酸与铜反应时，若铜过量，反应开始时浓硝酸被还原为NO 2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物变为NO 。

⑤铁与稀硝酸反应时，铁过量，氧化产物为Fe 2＋；铁不足，氧化产物为Fe 3＋；二者的量在一定范围内，可能生成Fe 2＋和Fe 3＋的混合物。

3．硝酸与金属反应的有关计算方法 (1)原子守恒：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO－3的形式存在于溶液中；一部分作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)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)根据离子方程式的计算方法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO－3在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应根据离子方程式先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO－3进行计算。

(1)氮的氧化物都是大气污染物。

(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。

(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。

(4)NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。

NO2能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。

(2013·上海高考)一定量CuS和Cu2S的混合物投入足量HNO3中，收集到气体V L(标准状况)，向反应后的溶液中(存在Cu2＋和SO2－4)加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO 12.0 g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为1∶1，则V可能为() A．9.0 L B．13.5 LC．15.7 L D．16.8 L【解析】若混合物全是CuS，其物质的量为12/80＝0.15(mol)，电子转移数0.15×(6＋2)＝1.2(mol)。

两者体积相等，设NO x mol，NO2x mol，3x＋x＝1.2，计算得x＝0.3。

气体体积V＝0.6×22.4＝13.44(L)；若混合物全是Cu2S，其物质的量为0.075 mol，转移电子数0.075×10＝0.75(mol), 设NO x mol，NO2x mol, 3x＋x＝0.75，计算得x＝0.1875，气体体积0.375×22.4＝8.4(L)，因此选A。

【答案】 A硝酸与金属反应的常见误区(1)一般情况，浓HNO 3和稀HNO 3的还原产物分别为NO 2和NO ，当金属为活泼金属时，还原产物中氮的化合价也可以是－3、0、＋1、＋3等。

(2)NO －3的强氧化性是在H ＋存在下才表现的，中性、碱性条件氧化性很弱。

(3)当足量不活泼金属与硝酸反应停止后，再加入其他酸(如H 2SO 4或盐酸)反应能继续进行。

考向1 氮的氧化物的主要性质及污染防治方法1．(2013·北京高考节选)NO x 是汽车尾气中的主要污染物之一。

(1)NO x 能形成酸雨，写出NO 2转化为HNO 3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NO x 的排放。

①当尾气中空气不足时，NO x 在催化转化器中被还原成N 2排出。

写出NO 被CO 还原的化学方程式：___________________。

②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NO x 生成盐。

其吸收能力顺序如下：12MgO<20CaO<38SrO<56BaO 。

原因是____________，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NO x 的吸收能力逐渐增强。

【解析】 (2)①利用氧化还原反应中得失电子守恒可得出。

②根据Mg 、Ca 、Sr 和Ba 的质子数，得知它们均为ⅡA 族元素，同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大。

【答案】 (1)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO(2)①2CO ＋2NO =====催化剂N 2＋2CO 2 ②根据Mg 、Ca 、Sr 和Ba 的质子数，得知它们均为ⅡA 族元素。