《金新學(xué)案》高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第2講　氮的循環(huán)

第2講氮的循環(huán)

考綱展示熱點定位1.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。2.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。1.不同價態(tài)氮元素的轉(zhuǎn)化。2.HNO3、NOx的性質(zhì)及有關(guān)計算。3.NH3、NH4＋的性質(zhì)及NH3的實驗室制法。4.考查含氮化合物及其相關(guān)工業(yè)對環(huán)境的影響。◎判斷下列說法是否正確：1．(2010·山東高考T13－C)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在()2．(2010·全國ⅠT7－D)將NH3通入CuSO4溶液中能使Cu2＋還原為Cu()3．(2010·江蘇T3－C)用稀NaOH溶液吸收NO2：2OH－＋2NO2===NO3－＋NO↑＋H2O()4．(2008·重慶高考T10－A)稀HNO3、稀H2SO4均能將木炭氧化成CO2()5．(2011·佛山模擬T8－D)檢驗NH3的存在可用濕潤的紅色石蕊試紙()提示：1.×2.×3.×4.×5.√一、氮氣及氮的氧化物1．氮的固定(1)含義：使空氣中

的氮轉(zhuǎn)化為

氮的過程。游離態(tài)化合態(tài)2．氮氣3．氮的氧化物(1)物理性質(zhì)(2)化學(xué)性質(zhì)①NO―→NO2：

②NO2―→HNO3(NO)：

顏色氣味毒性密度溶解性NO比空氣

.NO2比空氣

.與水發(fā)生反應(yīng)無色紅棕色有刺激性氣味有毒有毒稍重重不溶2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO(3)氮的氧化物對環(huán)境的污染①形成

，污染空氣。②形成酸雨。③破壞臭氧層。二、氨和銨鹽1．氨氣(1)物理性質(zhì)色味態(tài)：

。水溶性：

，在常溫常壓下，1體積水能溶解

體積氨氣。光化學(xué)煙霧無色有刺激性氣味氣體極易溶于水700(2)化學(xué)性質(zhì)(3)主要用途：

(填兩方面)(4)實驗室制取化學(xué)方程式為：

.制硝酸、制化肥2．銨鹽(1)

[開放探究1]固態(tài)NH4Cl受熱變成氣體，氣體遇冷又變?yōu)楣虘B(tài)NH4Cl；固態(tài)碘受熱變成蒸氣，蒸氣遇冷又變成固態(tài)碘，這兩種現(xiàn)象的本質(zhì)是否相同？提示：不相同，NH4Cl固體受熱分解生成NH3和HCl，發(fā)生了化學(xué)變化；固態(tài)碘受熱升華成為碘的蒸氣，是物理變化。三、硝酸1．物理性質(zhì)色味態(tài)：

；揮發(fā)性：

。水溶性：

；發(fā)煙硝酸：

。2．化學(xué)性質(zhì)無色有刺激性氣味液體易揮發(fā)與水以任意比互溶質(zhì)量分數(shù)在98%以上的硝酸[開放探究2](1)如何除去濃硝酸中的黃色物質(zhì)？(2)濃硝酸與Cu反應(yīng)產(chǎn)生NO2氣體，稀HNO3與Cu反應(yīng)產(chǎn)生NO氣體，有人說稀HNO3氧化性更強，這種說法對嗎？提示：(1)濃HNO3中的黃色物質(zhì)為NO2，可充入O2除去，發(fā)生如下反應(yīng)：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。(2)不對。雖然硝酸與銅反應(yīng)時濃硝酸被還原為NO2(N化合價從＋5價降為＋4價)，稀硝酸被還原為NO(N化合價從＋5價降為＋2價)，似乎稀硝酸被還原的程度比濃硝酸的大，稀硝酸的氧化性應(yīng)該比濃硝酸強。其實，這是對物質(zhì)氧化性強弱標(biāo)準的一種誤解。一種物質(zhì)氧化性的強弱取決于其奪取電子能力的大小(這種能力可用奪取電子的難易來衡量)，而不取決于其奪得電子數(shù)的多少。同一物質(zhì)在相同條件下與濃、稀硝酸反應(yīng)的劇烈程度不同，如銅與濃硝酸的反應(yīng)比銅與稀硝酸的反應(yīng)要劇烈得多，說明濃HNO3比稀HNO3容易得電子。1．起固氮作用的化學(xué)反應(yīng)是()A．N2和H2在一定條件下反應(yīng)生成NH3B．NO與O2反應(yīng)生成NO2C．NH3催化氧化生成NOD．由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4解析：

氮的固定是指將空氣中N2轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。符合題意的為A項。答案：

A2．雷雨時不可能生成的氮的化合物是()A．NO B．NO2C．NH3 D．HNO3答案：

C3．下列說法不正確的是()A．凡是銨鹽均能與苛性鈉共熱產(chǎn)生氨氣B．碳酸氫銨受熱分解產(chǎn)生的氣體用堿石灰干燥后可得到純凈的氨氣C．氨氣溶于水后，水溶液中主要以銨根離子形式存在D．在一定條件下氨可以分解生成氮氣和氫氣解析：

NH3溶于水后，水溶液中主要以NH3·H2O分子形式存在。答案：

C4．下列各組氣體在常溫下能共存且能用向上排空氣法收集的是()A．NO和O2 B．HCl和NH3C．H2和CO D．SO2和CO2解析：

A、B項中的氣體在常溫下不共存；C項的氣體均用向下排空氣法收集。答案：

D5．右圖表示A、B、C、D、E五種含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，其中A、B、C、D常溫下都是氣體，B為紅棕色，寫出A、B、C、D、E的化學(xué)式和各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。(1)各物質(zhì)的化學(xué)式：A__________，B__________，C________，D________，E________。(2)各步反應(yīng)的化學(xué)方程式為：A―→C________________________________________________________________________；D―→C________________________________________________________________________；B―→E________________________________________________________________________；E―→C________________________________________________________________________。一、氨氣的三種實驗室制法(教師可根據(jù)實際情況確定例題)1．下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯誤的是()A．①② B．②③C．③④ D．①③解析：

NH4Cl受熱可產(chǎn)生NH3和HCl，但兩者遇冷會重新反應(yīng)生成NH4Cl，在此過程中還有可能出現(xiàn)堵塞導(dǎo)管的情況，因此不能用①的方法制取氨氣，③中試管口未向下傾斜，會導(dǎo)致液體倒流入試管而使試管炸裂，③不可行。濃氨水滴入氧化鈣固體中，會發(fā)生CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑，故可用②的方法制取氨氣。濃氨水受熱產(chǎn)生氨氣，通過堿石灰吸收水蒸氣后即得干燥的NH3，所以④符合要求。答案：

D2．某同學(xué)用下列裝置(固定、加熱儀器和橡膠管略)進行有關(guān)氨氣制取的實驗探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)若用裝置①制取NH3，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________；若要測定生成的NH3的體積，則必須選擇的裝置是________(填裝置序號)，裝置中所盛試劑應(yīng)具有的性質(zhì)是________________。(2)若用裝置②制取并收集干燥的NH3，燒瓶內(nèi)裝的試劑是________，分液漏斗中裝的試劑是________，收集裝置應(yīng)選擇________(填裝置序號)。解析：

(1)裝置①適用于固-固加熱制取氣體，制取NH3時試劑是NH4Cl和Ca(OH)2。若測定NH3的體積，必須用排液體法，而NH3極易溶于水，故不能用排水法，所用的液體必須不與NH3反應(yīng)，也不溶解NH3才行。(2)裝置②是固-液反應(yīng)，不需加熱的裝置，制取NH3時，可用濃氨水和堿石灰作用。1．加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物3．濃氨水與固態(tài)堿性物質(zhì)作用制氨氣二、氮及其化合物的轉(zhuǎn)化(教師可根據(jù)實際情況確定例題)3．(2010·安徽安慶)A、B、C、D均為中學(xué)化學(xué)所學(xué)的常見物質(zhì)，且均含有同一種元素，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(反應(yīng)條件及其產(chǎn)物已略去)：請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)若A、D的水溶液均能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅，則D為(填寫化學(xué)式)__________。(2)若A為氣體，其水溶液能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，D的稀溶液能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅。則工業(yè)上合成A的化學(xué)方程式為____________________。(3)若A為短周期元素形成的非金屬單質(zhì)，則A可能是________________________________________________________________________。(填3種不同單質(zhì)的化學(xué)式)解析：

(1)中A為H2S，B為SO2，C為SO3，D為H2SO4；(2)在高中階段唯一的一種堿性氣體為NH3；(3)中非金屬單質(zhì)為C、N、S。4．下列是中學(xué)化學(xué)中常見物質(zhì)間的反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，其中部分產(chǎn)物已略去。常溫下，G為固體單質(zhì)，B、I為液體，其余都為氣體。A為化合物，H可用作工業(yè)上冶煉金屬的還原劑。請按要求填空：(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A________；B________；C________。(2)寫出F＋B―→I的化學(xué)方程式_______________________。(3)寫出A＋E―→D的化學(xué)方程式_______________________。1．氮及其重要化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系為2．重點把握三條轉(zhuǎn)化線(1)N2―→銨態(tài)氮肥轉(zhuǎn)化線(2)硝酸工業(yè)轉(zhuǎn)化線(3)雷雨固氮轉(zhuǎn)化線三、金屬與硝酸的反應(yīng)(教師可根據(jù)實際情況確定例題)5．38.4mg銅與適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到氣體22.4mL(標(biāo)準狀況)。反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的量可能是()A．1.0×10－3mol B．1.6×10－3molC．2.2×10－3mol D．2.4×10－3mol答案：

C

6．有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的濃度為2mol·L－1，含硝酸的濃度為1mol·L－1，現(xiàn)向其中加入0.96g銅粉，充分反應(yīng)后(假設(shè)只生成NO氣體)，最多可收集到標(biāo)準狀況下的氣體的體積為()A．89.6mL B．112mLC．168mL D．224mL解析：

銅粉溶解于酸的離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O0．015mol0.1mol0.02mol經(jīng)比較Cu不足。由Cu的量求得生成NO為0.01mol，即標(biāo)準狀況下的氣體的體積為224mL。答案：

D1．一般通式(1)金屬＋濃硝酸―→金屬硝酸鹽＋NO2↑＋H2O(2)金屬＋稀硝酸―→金屬硝酸鹽＋NO↑＋H2O2．反應(yīng)規(guī)律(1)金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成H2。濃HNO3一般被還原為NO2，稀HNO3一般被還原為NO。(2)鐵與稀硝酸反應(yīng)，先生成Fe(NO3)3，若Fe過量，F(xiàn)e(NO3)3再和Fe反應(yīng)生成Fe(NO3)2。(3)銅與濃HNO3反應(yīng)，若Cu過量，開始時硝酸的還原產(chǎn)物為NO2，隨著反應(yīng)的進行，濃HNO3變稀，硝酸的還原產(chǎn)物為NO，最終應(yīng)得到NO2和NO的混合氣體。3．有關(guān)金屬與硝酸反應(yīng)的計算方法(1)原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時，一部分HNO3起酸的作用，以NO3－的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。(2)電子守恒法HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。(3)離子方程式計算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中NO3－在H2SO4提供H＋的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H＋或NO3－進行相關(guān)計算，且溶液中要符合電荷守恒。1．下列反應(yīng)中，濃硝酸既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是()A．氧化銅與濃硝酸反應(yīng)B．氧化亞鐵與濃硝酸反應(yīng)C．氫氧化鋁與濃硝酸反應(yīng)D．碳與濃硝酸解析：

生成物中有硝酸鹽說明HNO3表現(xiàn)了酸性，有氮的氧化物(或氮元素的其他非＋5價產(chǎn)物)證明HNO3表現(xiàn)了氧化性。答案：

B2．把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是()A．氧氣 B．二氧化氮C．二氧化氮和氧氣 D．二氧化氮和一氧化氮解析：

設(shè)有3molNO2氣體，與水反應(yīng)形成2molHNO3和1molNO，HNO3再與小蘇打溶液反應(yīng)，產(chǎn)生2molCO2,2molCO2和1molNO通過Na2O2時，CO2與Na2O2反應(yīng)生成1molO2,1molNO和1molO2反應(yīng)生成NO2并有O2剩余。答案：

C3．(2011·沈陽模擬)如圖利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實驗現(xiàn)象所做的解釋正確的是()選項實驗現(xiàn)象解釋A濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙NH3與HCl反應(yīng)生成了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象NH3與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng)C氯化物溶液變渾濁