高2020届高2017级步步高高中化学一轮复习全套课件学案第四章第17讲

第17讲 氮及其化合物考纲要求 1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。

2.了解氮的化合物对环境的影响。

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NO 2的比较(1)固氮反应一定属于氧化还原反应( )(2)NO 中的NO 2杂质气体,可通过盛有水的洗气瓶除去( ) (3)CO 、NO 、NO 2都是大气污染气体,在空气中都稳定存在( ) (4)N 2与O 2在放电条件下直接化合成NO 2( ) (5)NO 2溶于水时,NO 2是氧化剂,水是还原剂( )(6)可用NO 2与水反应制取硝酸,故NO 2是酸性氧化物( ) 【参考答案】：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×【试题解析】：(5)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO,NO 2既是氧化剂,又是还原剂。

1.汽车尾气主要含有CO 2、CO 、SO 2、NO x 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________________,NO 来自于____________________________。

汽车尾气对环境的危害主要有____________________(至少填两种)。

(2)汽车尾气中的CO 、NO x 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:______________________________ ________________________________________________________________________。

【参考答案】：(1)汽油的不完全燃烧 N 2与O 2在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可) (2)2CO ＋2NO=====催化剂N 2＋2CO 2【试题解析】：(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气不足时,汽油燃烧不完全,会产生CO ；当空气过量时,N 2和O 2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。

(2)CO 、NO x 反应后生成的无毒气体为CO 2和N 2。

2.氮氧化合物(用NO x 表示)是大气污染的重要因素,根据NO x 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。

如,4NH 3＋6NO=====催化剂△5N 2＋6H 2O, 写出氨气转化NO 2的化学方程式____________________________________________________________________________________________________________________, 氧化产物与还原产物的质量之比为________。

(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

①NO 2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为1∶1,写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式是__________。

【参考答案】：(1)8NH 3＋6NO 2=====催化剂△7N 2＋12H 2O 4∶3 (2)①2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O ②NaNO 2【试题解析】：(2)①生成两种钠盐,必须是NO 2的歧化反应,依据量的关系可知两种盐分别为NaNO 3和NaNO 2。

②NO 中氮的化合价为＋2价,NO 2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NaNO 2。

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HNO 3和HNO 2,随雨雪降到地面。

③破坏臭氧层:NO 2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2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2ONO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n (NO 2)≥n (NO)。

一般适合工业尾气中NO x 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(N 2),或NO x 与CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2和CO 2)。

一般适用于汽车尾气的处理。

题组一氮气及氧化物的性质和应用1.下列有关氮气用途的说法不正确的是()A.作焊接金属的保护气B.制硝酸和化肥的原料C.食品袋中充氮气来防腐D.与氧气反应制NO从而制硝酸【参考答案】：D【试题解析】：氮气的化学性质不活泼,能防止金属在高温下被空气中的氧气氧化,A项正确；氮气可用于合成氨,氨可作制硝酸和化肥的原料,B项正确；食品袋中充氮气可减缓食品被氧化而变质的速率,C项正确；氮气与氧气的反应很难进行,不宜用氮气与氧气反应制NO从而制备硝酸,D项错误。

2.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.①③④C.②③④D.①④【参考答案】：B【试题解析】：NO中氮元素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。

3.下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－1B.等于2.054 g·L－1C.在1.369 g·L－1和2.054 g·L－1之间D.大于2.054 g·L－1【参考答案】：D【试题解析】：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 L22.4 L·mol －122.4×10－3L≈2.054 g·L －1,因存在转化平衡:2NO 2N 2O 4,则混合气体的体积小于22.4 mL,所以容器中气体ρ应大于2.054 g·L －1。

题组二 氮氧化物溶于水的定量判断4.(NO x 与H 2O 反应计算)如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO 2和NO 气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。

假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液物质的量浓度之比为( )A.1∶1B.5∶7C.7∶5D.4∶3 【参考答案】：A【试题解析】：NO 2、NO 装满试管,则体积相同,根据阿伏加德罗定律:n (NO 2)＝n (NO),根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同,溶液的体积相同,所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。

5.(2018·贵阳模拟)同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体,它们是①NO 和NO 2,②NO 2和O 2,③NH 3和N 2。

将3支试管均倒置于盛水的水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V 1、V 2、V 3,则下列的关系正确的是( ) A.V 1＞V 2＞V 3 B.V 1＞V 3＞V 2 C.V 2＞V 3＞V 1 D.V 3＞V 1＞V 2【参考答案】：B【试题解析】：设各种气体的体积都为1体积。

①根据3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO,即剩余NO 的体积V 1＝(1＋13)体积。

②根据4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3,即剩余O 2的体积V 2＝(1－14)体积。

③剩余N 2的体积V 3＝1体积。

即B 项符合题意。

氮氧化物溶于水的问题分析无论是单一气体(NO 2),还是NO 、NO 2、O 2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO,2NO ＋O 2===2NO 2,故若有气体剩余只能是NO 或O 2,不可能是NO 2。

(1)若NO 和O 2通入水中,总关系式为4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3(4∶3)。

(2)若NO 2和O 2通入水中,总关系式为4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3(4∶1)。

考点二 典型的氧化性酸——硝酸1.物理性质硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。

2.化学性质(1)不稳定性反应:4HNO 3(浓) =========△或光照2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。

(2)强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。

按要求完成下列反应的方程式: ①与金属反应: 稀硝酸与铜反应:3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ； 浓硝酸与铜反应:Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。