(课标通用版)2020版高考化学大一轮复习专题四第4讲氮及其化合物课件.pptx
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1、第4讲 氮及其化合物,考点一 氮及其氧化物的性质及应用,考点二 硝酸的重要性质及应用,总纲目录,考点三 氨和铵盐的性质及应用,高考真题演练,考点一 氮及其氧化物的性质及应用,1.氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定,2.氮气 (1)分子式:N2; 电子式: NN ; 结构式: 。,写出有关化学方程式: . 3Mg+N2 Mg3N2 ,N2表现 氧化 性。,(2)性质:,. N2+3H2 2NH3 ,N2表现 氧化 性。 . N2+O2 2NO ,N2表现 还原 性。,3.氮的氧化物 (1)氮有多种氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中属于 酸性氧化物的是N2O3、N
2、2O5。,(2)完成NO和NO2的比较表,1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)食品袋中充氮气可用来防腐 ( ) (2)氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾,又是形成酸雨的主 要物质 ( ) (3)用湿润的淀粉-KI试纸或NaOH溶液可以鉴别溴蒸气和NO2 ( ) (4)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA ( ),(5)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象 ( ) (6)用排水法收集NO2,用向上排空气法收集NO ( ),2.【深度思考】 (1)反应3NO2+H2O 2HNO3+NO中,氧化剂为 ,还原剂为 ,氧化剂与还原剂物质
3、的量之比为 ,1 mol NO2参与反应转 移电子的个数为 。 (2)写出俗语“雷雨发庄稼”中所涉及的三个反应的化学方程式。 ; ; ;。,答案 (1)NO2 NO2 12 NA (2)N2+O2 2NO 2NO+O2 2NO2 3NO2+H2O 2HNO3+NO,题组一 氮的氧化物对环境的影响,解析 由反应过程+得O2 2O,O+O2 O3,由此可知NO2 起催化剂作用,反应过程中NO2既作氧化剂又作还原剂,A正确,B、C错 误;SO2是形成酸雨的主要物质,D错误。,2.NO2可以用氢氧化钠溶液吸收,或在一定条件下用氨气与其反应使之 转化为无污染的物质,发生反应的化学方程式分别是:2NO2+
4、2NaOH M+NaNO3+H2O,8NH3+6NO2 7X+12H2O。则M、X代表的物质的化 学式分别是 ( A ) A.NaNO2、N2 B.HNO2、N2 C.NO、HNO3 D.N2、N2,解析 根据题目所提供的化学方程式,利用原子守恒定律可得M为 NaNO2,X为N2。,3.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式: 。 (2)汽车尾气处理系统中的催化转化器可有效减少NOx的排放,当尾气中 空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原 的化学方程式: 。,答案 (1)3NO2+H2O 2HNO3+NO
5、 (2)2NO+2CO N2+2CO2,解析 (2)根据题目信息可知NO被CO还原为N2,分析可知CO被氧化成 CO2,化学方程式为2NO+2CO N2+2CO2。,题后悟道 常见的NOx尾气处理方法 (1)碱液吸收法 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O 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)。该法一般适合工业尾气中NOx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(N2)或NOx与 CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。该法一般适用于汽 车
6、尾气的处理。,题组二 氮氧化物溶于水的定量计算,4.(2018山西太原模拟)在一定条件下,将NO2和O2的混合气体12 mL通入 足量水中,充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下),则原混合气体中氧 气的体积为 ( D ) 1.2 mL 2.4 mL 3 mL 4 mL A. B. C. D.,解析 如果剩余2 mL O2,则V(NO2)= (12-2) mL=8 mL,混合气体中 V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL。若剩余的2 mL气体是NO,则混合气体中 V(O2)=(12 mL-2 mL3) =1.2 mL,D项正确。,5.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
7、种气体, 它们是NO和NO2,NO2和O2,NH3和N2。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V1、V2、V3,则下 列关系正确的是 ( B ) A.V1V2V3 B.V1V3V2 C.V2V3V1 D.V3V1V2,解析 设各种气体的体积都为1体积。根据3NO2+H2O 2HNO3+ NO,即剩余NO的体积V1=(1+ )体积。根据4NO2+O2+2H2O 4HNO3,即剩余O2的体积V2=(1- )体积。剩余N2的体积V3=1体积。即 B项符合题意。,题后悟道 氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合
8、气体, 反应的实质是3NO2+H2O 2HNO3+NO,2NO+O2 2NO2,故若有气 体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中,总关系式为4NO+3O2+2H2O 4HNO3(43)。 (2)若NO2和O2通入水中,总关系式为4NO2+O2+2H2O 4HNO3(41)。,考点二 硝酸的重要性质及应用,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 反应的化学方程式: 4HNO3 2H2O+4NO2+O2 。,(2)强氧化性 浓硝酸和稀硝酸都有强氧化性,而且浓度越大氧化性越强。 a.与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式: 3
9、Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2 NO+4H2O 。 浓硝酸与铜反应的化学方程式: Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 。,浓硝酸与C反应的化学方程式: C+4HNO3(浓) CO2+4NO2+ 2H2O 。 c.与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。如稀硝酸与 FeSO4溶液反应的离子方程式: 3Fe2+4H+N 3Fe3+NO+2H2O 。,b.与非金属反应,a.硝化反应(与苯反应) +HNO3 +H2O b.颜色反应:含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变 黄 色。,(3)与有机物反应,1.易错易混辨析(正
10、确的画“”,错误的画“”)。 (1)浓硝酸的还原产物一般是NO2,而稀硝酸的还原产物一般是NO,并且 硝酸的浓度越大,氧化性越强 ( ) (2)硝酸与金属反应时,硝酸只表现强氧化性 ( ) (3)硝酸可与Na2S反应制得H2S气体 ( ) (4)常温下,可用铁制或铝制容器盛放浓HNO3,说明Fe、Al与浓HNO3不 反应 ( ),(5)除去Cu粉中混有的CuO,可加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥 ( ) (6)3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O反应中,起酸性作用和起氧 化剂作用的HNO3物质的量之比为31 ( ) (7)在1.0 mol/L的KNO3溶液中,H+、Fe2+
11、、Cl-、S 可以大量共存( ) (8)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2+4H+N 3Fe3+ NO+2H2O ( ),2.【深度思考】 在浓硝酸中放入铜片,回答下列问题。 (1)反应开始时的离子方程式为 ,实验现象为 。 (2)若铜有剩余,则反应将要结束时的离子方程式为 。 (3)待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是 。,答案 (1)Cu+4H+2N Cu2+2NO2+2H3O 铜片逐渐溶解,溶液 逐渐变蓝,有红棕色气体逸出 (2)3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O (3)加入稀H2SO4后,H+与反应后溶液中的N 同时存在,相当于形
12、成了 HNO3溶液,又能与过量的Cu反应,题组一 硝酸的性质及应用,1.(2018湖南长沙模拟)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( D ),A. B. C. D.,解析 过量的铁粉中加入稀HNO3,生成Fe2+,加入KSCN溶液时,无明 显现象,故错;浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于其 中,故正确;Al箔遇浓HNO3钝化,稀HNO3会使Al箔溶解,故错;浓硝酸 具有酸性和强氧化性,可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故正确。 选D。,2.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论 的是 ( D ),A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体
13、不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物 D.的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应,解析 本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。中 的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。,3.在如图所示的实验装置中,盛有足量水的水槽里放两个烧杯,小烧杯里 放有适量铜片和过量浓硝酸,小烧杯外面倒扣一大烧杯,请回答下列问 题:(1)实验过程中,观察到的主要现象是: ;, ; ; 。 (2)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验,最突出的优点是 。 (3)若要验证最终得到的气体生成物,最简便的操作及现象是 。,答案 (1)铜片表面产生气泡
14、,铜片慢慢溶解,最后消失 小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色 大烧杯中有红棕色气体生成,后来慢慢变成无色 大烧杯内液面上升,水槽中液面下降 (2)反应体系封闭,无氮氧化合物逸出,不污染环境 (3)轻轻掀起倒扣的大烧杯,通入适量的空气,若有红棕色气体生成,则证 明最终气体生成物为NO,答题模板 现象描述答题模板 (1)全面描述现象的程序“海、陆、空” “海”溶液有什么变化; “陆”固体有什么变化; “空”气体有什么变化。 (2)规范描述现象的答题模板 如颜色:由(具体颜色)变为(具体颜色);,气体:溶液中产生(颜色)气泡或在固体表面产生(颜色)气泡; 沉淀:在(颜色)溶液中产生(颜色)沉淀(或浑浊)
15、。,题组二 硝酸与金属反应的计算与判断 4.38.4 g铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到气体22.4 L(标 准状况),反应消耗的HNO3的物质的量是(不考虑2NO2 N2O4的存在)( C ) A.1.0 mol B.1.6 mol C.2.2 mol D.2.4 mol,解析 由关系式Cu+2HNO3(酸)Cu(NO3)2,HNO3(氧化剂)NO2(或 NO),根据N原子守恒可知反应消耗的HNO3的物质的量为 2+=1.2 mol+1 mol=2.2 mol。,5.取x g铜和镁的合金完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生8 96 0 mL NO2气体和672 mL N2O4
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