2013年高考化學(xué) 教材回歸詳析 4.4 氮及其重要化合物

第四節(jié) 氮及其重要化合物考點(diǎn)梳理1.了解氮單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解氮單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。一、氮的單質(zhì)及其氧化物1.氮在自然界中的存在與轉(zhuǎn)化(1)氮元素的存在與氮的固定2氮?dú)?1)物理性質(zhì)顏色：無色；氣味：無味；狀態(tài)：氣體；密度：比空氣小；溶解性：難溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)3.NO和NO2的性質(zhì)比較NONO2物理性質(zhì)顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)2NOO2=2NO2與H2O反應(yīng)3NO2H2O=2HNO3NO實(shí)驗(yàn)室制法(填化學(xué)方程式)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O與人體、環(huán)境的關(guān)系與血紅蛋白結(jié)合使人中毒轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學(xué)煙霧形成酸雨、光化學(xué)煙霧二、氨和銨鹽1氨氣物理性質(zhì)無色、刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水，常溫常壓下1體積水能溶解700體積的氨氣，易液化（可作致冷劑）2. 氨氣化學(xué)性質(zhì)（1）與水反應(yīng)：氨水呈堿性，原理：NH3+H2ONH3·H2ONH4+OH-氨氣是唯一能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，常用此性質(zhì)檢驗(yàn)氨氣。（2）與酸反應(yīng)與揮發(fā)性酸(如濃鹽酸、硝酸)的反應(yīng)NH3+HCl=NH4Cl 現(xiàn)象：產(chǎn)生白煙 與硫酸反應(yīng)：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4（3）與鹽反應(yīng)：向AlCl3溶液中滴加氨水反應(yīng)的離子方程式為：Al3+3 NH3·H2O=Al(OH)3+3 NH4+（4）氨氣的還原性NH3中的N呈3價(jià)，所以NH3具有還原性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物質(zhì)氧化。3.實(shí)驗(yàn)室制法：2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。4用途：制HNO3、銨鹽、純堿、尿素，制冷劑等。5.銨鹽（1）物理性質(zhì)：都是無色或白色晶體，易溶于水。（2）化學(xué)性質(zhì)：不穩(wěn)定性： NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2（30以上可分解）， NH4Cl NH3+ HCl與堿反應(yīng)： a. 在稀溶液中不加熱：b.加熱時(shí)或濃溶液： （3）NH4+的檢驗(yàn)：取少量樣品，與堿混合于試管中，加熱。將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近管口，試紙變藍(lán)色，說明樣品中含有NH4+；也可以將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近管口，若有白煙產(chǎn)生，說明樣品中含有NH4+。未知液呈堿性濕潤(rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)色，則證明含NH。三、硝酸1、物理性質(zhì)無色、易揮發(fā)（在空氣中遇水蒸氣呈白霧狀），有刺激性氣味的液體。2、化學(xué)性質(zhì)（1）不穩(wěn)定性市售濃硝酸呈黃色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里硝酸保存在棕色試劑瓶中，置于冷暗處，不能用橡膠塞。（2）強(qiáng)氧化性：硝酸無論濃、稀都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大氧化性越強(qiáng)能與Au、Pt以外的所有金屬反應(yīng)，如Cu與濃、稀硝酸的反應(yīng)方程式：Cu+4HNO3(濃)= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O注意：有些金屬(如Al、Fe等)在冷的濃硝酸中發(fā)生鈍化。故可以用鐵、鋁容器運(yùn)輸冷的濃硝酸。與非金屬的反應(yīng)碳與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：C+4HNO3 CO2+4NO2+2H2O與某些還原性物質(zhì)反應(yīng)（如FeO）化學(xué)方程式：3FeO+ 10HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO+5H2O3、NO3離子的檢驗(yàn)：晶體或濃溶液與濃硫酸、Cu共熱時(shí)，若產(chǎn)生紅棕色氣體則含NO3；若為稀溶液則先濃縮。(3)與有機(jī)物反應(yīng)硝化反應(yīng)(與C6H6反應(yīng))：C6H6+HNO3濃硫酸C6H5NO2+H2O顏色反應(yīng)：蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色3.用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸藥等?！緹狳c(diǎn)難點(diǎn)】一、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法與性質(zhì)1加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物(1)反應(yīng)原理： 2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。 (2)裝置：“固體固體氣體”(與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同)。 (3)收集：只能用向下排空氣法。(4)干燥：用堿石灰(NaOH和CaO固體的混合物)。(5)驗(yàn)滿方法：用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)色；將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生。(6)環(huán)保措施：收集時(shí)，一般在管口塞一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球，可減小NH3與空氣的對(duì)流速度，收集到純凈的NH3，同時(shí)也可避免污染空氣。2加熱濃氨水(1)反應(yīng)原理：NH3·H2ONH3H2O。(2)裝置：右圖3濃氨水中加固態(tài)堿性物質(zhì)(1)原理： 濃氨水中存在以下平衡：NH3H2ONH3·H2ONH OH，加入固態(tài)堿性物質(zhì)(如CaO、NaOH、堿石灰等)， 使平衡逆向移動(dòng)，促進(jìn)了NH3·H2O的分解。(2)裝置：特別提醒加熱銨鹽和堿制氨氣時(shí)：(1)不宜選用NH4NO3和NH4HCO3，NH4NO3受熱易爆炸，NH4HCO3受熱易分解產(chǎn)生CO2。(2)Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH易吸濕，結(jié)塊，不利于NH3的逸出。4.氨氣的性質(zhì)(1)氨氣的催化氧化實(shí)驗(yàn)探究裝置作用或現(xiàn)象提供氨氣和氧氣使氨氣被催化氧化，紅熱狀態(tài)的鉑銠合金絲更加紅熱吸收剩余的氨氣和生成的水蒸氣看到有紅棕色的氣體產(chǎn)生(2)氨氣的溶解性實(shí)驗(yàn)問題噴泉實(shí)驗(yàn)的基本原理氣體在液體中溶解度很大，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生足夠的壓強(qiáng)差(負(fù)壓)，則打開止水夾后，大氣壓將燒杯內(nèi)的液體壓入燒瓶中，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。 形成噴泉的氣體與液體組合a.NH3、HCl、SO2、NO2 與水組合能形成噴泉。 b.酸性氣體與NaOH溶液組合能形成噴泉。 【典例1】實(shí)驗(yàn)室里可按下圖所示的裝置干燥、貯存某氣體R，多余的氣體可用水吸收，則R是()ANO2BHClCCH4 DNH3解析：由儲(chǔ)氣瓶的連接方式知，瓶?jī)?nèi)只能收集密度小于空氣的氣體，排除NO2、HCl；由尾氣吸收裝置知，該氣體極易溶于水，排除CH4。答案： D二、硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的一般規(guī)律1硝酸與金屬反應(yīng)的一般規(guī)律(1)金屬與HNO3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)足量金屬與一定量濃硝酸反應(yīng)時(shí)，隨著硝酸濃度的降低，產(chǎn)物也發(fā)生改變。(3)金屬與HNO3反應(yīng)的一般通式為金屬濃硝酸金屬硝酸鹽NO2H2O反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性(被還原)的HNO3占；表現(xiàn)酸性生成硝酸鹽的HNO3占。金屬稀硝酸金屬硝酸鹽NOH2O反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性(被還原)的HNO3占；表現(xiàn)酸性生成硝酸鹽的HNO3占。2硝酸與非金屬反應(yīng)的規(guī)律(1)濃硝酸能與碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，一般生成最高價(jià)含氧酸或最高價(jià)氧化物、二氧化氮和水。(2)與非金屬反應(yīng)，HNO3表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，不表現(xiàn)酸性。3計(jì)算中的守恒思想的應(yīng)用(1)原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以NO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)得失電子守恒法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)電荷守恒法HNO3過量時(shí)反應(yīng)后溶液中(不考慮OH)則有：c(NO)c(H)nc(Mn)(Mn代表金屬離子)。(4)離子方程式計(jì)算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NO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(jì)算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒?！镜淅?】1.92 g Cu投入一定量的濃HNO3溶液中，Cu完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體672 mL，將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水，則通入的氧氣的體積為()A504 mL B336 mLC224 mL D168 mL解析從整個(gè)反應(yīng)來看，CuCu2；HNO3NO、NO2HNO3，O2H2O，N元素的化合價(jià)在整個(gè)反應(yīng)前后沒有變化，則Cu失去電子的物質(zhì)的量等于氧氣得到電子的物質(zhì)的量。所以O(shè)2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為×22.4 L/mol×103 mL/L336 mL。答案B