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1、专题十 氮及其化合物,专题十 氮及其化合物,考情精解读,A考点帮知识全通关,目录 CONTENTS,考点1 氮气及氮的氧化物 考点2 氨和铵盐 考点3 硝酸,考纲要求,命题规律,命题分析预测,知识体系构建,方法1 氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算 方法2 氨的实验室制法 方法3 金属与HNO3反应的规律和相关计算 微课9 喷泉实验,B方法帮素养大提升,C考法帮考向全扫描,考向1 氨和铵盐的性质 考向2 结合环保问题考查氮及氮的化合物的性质,考情精解读,考纲要求 命题规律 命题分析预测 知识体系构建,1.了解常见非金属元素(N)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
2、解常见非金属元素(N)单质及其重要化合物对环境的影响。 3.以上各部分知识的综合应用,考纲要求,命题规律,考情分析 氮氧化物的性质、铵盐的性质(N H 4 + 的水解、与碱反应)、氨气的还原性、硝酸的强氧化性是近年来高考考查的重点,多以实验题和工艺流程题的形式出现,与生产、生活实际相联系,将物质的循环利用、保护环境等观念渗透在考题中,以体现“科学态度与社会责任”的化学核心素养,分值为210分。 命题预测 预测2019年高考单独考查含氮化合物的性质的可能性不大,但与其相关的内容会分散在一些题目中进行考查;此外,还应关注磷、砷及其化合物的性质和应用,命题分析预测,知识体系构建,A考点帮知识全通关,
3、考点1 氮气及氮的氧化物 考点2 氨和铵盐 考点3 硝酸,考点1 氮气及氮的氧化物（重点）,1.氮气 (1)氮元素在自然界中的存在形式和氮的固定,(2)氮气的性质,化学专题十 氮及其化合物,2.氮的氧化物 (1)氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 注意 N2O3和N2O5是酸性氧化物,而N2O、NO、NO2、N2O4均不是酸性氧化物。,化学专题十 氮及其化合物,(2)NO与NO2,化学专题十 氮及其化合物,续表,化学专题十 氮及其化合物,特别提醒 1.NO2虽然能与水反应生成HNO3,但不是硝酸的酸酐。NO2既有氧化性又有还原性,但以氧化性
4、为主,如NO2能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝。 2.NO2气体存在平衡:2NO2 N2O4,故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体。,化学专题十 氮及其化合物,(3)氮氧化物对环境的污染及其防治 氮的氧化物都是有毒气体,都是大气污染物。 空气中的NO2等是造成光化学烟雾的主要因素。 空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。 常见的NOx尾气处理方法 a.碱液吸收法: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)。一般适用于工业尾气中NOx的处理。 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH 2N
5、aNO2+H2O b.催化转化:在催化剂、一定温度下,NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。,化学专题十 氮及其化合物,考点2 氨和铵盐（重点）,1.氨的性质、制备和用途,化学专题十 氮及其化合物,续表,化学专题十 氮及其化合物,规律总结 1.氨的电子式为 ,结构式为 ,分子构型为三角锥形。 2.氨是中学阶段所学的唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,这一点在推断题中可作为解题的突破口。,化学专题十 氮及其化合物,2.铵盐 (1)铵盐的性质与用途,化学专题十 氮及其化合物,(2)N H 4 + 的检验,考点3
6、硝酸（重点）,化学专题十 氮及其化合物,拓展延伸 1.硝酸浓度越大,越容易分解。长期存放的浓硝酸呈黄色,原因是HNO3分解产生的NO2又溶于硝酸。工业盐酸中常混有FeCl3,也呈黄色。 2.浓、稀硝酸均有强氧化性,浓度越大,氧化性越强。 3.与金属反应时,盐酸、稀硫酸中起氧化作用的是H+,故能放出H2;而硝酸中+5价的N、浓硫酸中+6价的S的氧化性均强于H+的。因此,硝酸、浓硫酸与金属反应时,其还原产物不是H2,而分别为低价态的含氮物质、SO2。,B方法帮素养大提升,方法1 氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算 方法2 氨的实验室制法 方法3 金属与HNO3反应的规律和相关计算 微课9 喷泉
7、实验,方法1 氮的氧化物与O2、H2O反应的相关计算,方法解读：,1.关系式法 (1)NO和O2的混合气体通入水中 由2NO+O2 2NO2和3NO2+H2O 2HNO3+NO得总反应方程式为4NO+3O2+2H2O 4HNO3,化学专题十 氮及其化合物,(2)NO2和O2的混合气体通入水中 由3NO2+H2O 2HNO3+NO和2NO+O2 2NO2得总反应方程式为4NO2+O2+2H2O 4HNO3 (3)NO、NO2和O2的混合气体通入水中 先按3NO2+H2O 2HNO3+NO计算出生成NO的体积,再加上原来混合气体中NO的体积,然后按(1)计算。,化学专题十 氮及其化合物,注意4NO
8、2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5,(1)、(2)中的总反应都与N2O5+H2O 2HNO3等效。当混合气体溶于水时可利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断: N(N)N(O) 25 剩余NO 2.得失电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子,如果是NOx与O2混合,则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。,化学专题十 氮及其化合物,示例1 用三支导管同时将NO、NO2、O2三种气体通入到盛满水且倒立在水槽(也盛有水)中的集气瓶中,最后集气瓶内仍充满水,则通入的三种气体的体积(同温同压下)比不可能是 A.111 B.263 C.142 D.374 思维导引 因为
9、NO、NO2数量关系未知,故无法利用方程式进行计算,但依据得失电子守恒原理可快速解题。,化学专题十 氮及其化合物,解析 由题中条件知气体恰好反应完,依据得失电子守恒原理有3V(NO)+ V(NO2)=4V(O2),将四个选项分别代入上述等式中,只有C项不能使等式成立。 答案 C,方法2 氨的实验室制法,方法解读：,1.加热固态铵盐和碱的混合物,化学专题十 氮及其化合物,2.实验室制取氨的3种其他方法,化学专题十 氮及其化合物,续表,化学专题十 氮及其化合物,示例2 某同学用如图所示装置(固定及夹持装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验探究。 请回答下列问题: (1)若用装置制取NH3,
10、其反应的化学方程式为 ;若要测定生成NH3的体积,则必须选择的装置是 (填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是 。 (2)若用装置制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是 ,分液漏斗中装的试剂是 ,收集装置应选择 (填装置序号)。,化学专题十 氮及其化合物,解析 (1)装置适用于“固+固”加热制取气体,制取NH3时试剂选用NH4Cl和Ca(OH)2。若要测定生成NH3的体积,必须用排液体法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法,所用的液体必须不易挥发、不与NH3反应且不溶解NH3才行。(2)装置是“固+液”不需加热的制气装置,制取NH3时,可选用浓氨水和碱石灰等。 答案 (1)2NH4Cl+
11、Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O 氨气难溶于该试剂,且该试剂不易挥发,不与氨气反应 (2)CaO(或NaOH或碱石灰)固体 浓氨水(或浓NH4Cl溶液) ,化学专题十 氮及其化合物,突破攻略 1.制取氨时所用的铵盐不宜用硝酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵。因为在加热过程中,NH4NO3可能发生爆炸;而(NH4)2CO3、NH4HCO3受热易分解产生CO2,使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。 2.“固+固”加热制取NH3时,消石灰不能用NaOH、KOH代替,一方面Ca(OH)2比NaOH便宜,另一方面NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。 3.氨
12、是碱性气体,不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5)干燥,也不能用CaCl2干燥,因为CaCl2可以吸收NH3生成CaCl28NH3。,方法3 金属与HNO3反应的规律和相关计算,方法解读：,1.金属与HNO3反应的思维模型,化学专题十 氮及其化合物,2.“4法”突破金属与HNO3反应的计算,化学专题十 氮及其化合物,示例3 4.9 g Mg和Fe的混合物在过量稀硝酸中完全反应,得到标准状况下NO的体积为2.24 L,向反应后的溶液中加入足量烧碱充分反应,最后生成沉淀的质量是 A.8 g B.10 g C.10.2 g D.11.2 g 思维导引 本题中发生的反应有3Mg+8HNO3 3Mg(NO
13、3)2+2NO+4H2O、Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO+2H2O、Mg(NO3)2+2NaOH Mg(OH)2 +2NaNO3、Fe(NO3)3+3NaOH Fe(OH)3+3NaNO3。常规解法是根据前两个反应列方程组可将Mg、Fe的物质的量计算出来,然后再计算生成沉淀的量。这种解法消耗时间长,且步骤烦琐,容易出错。若注意到化学反应的实质,找出金属失电子数与金属离子结合OH-的数目之间的关系,则可以列出关系式,迅速得到正确答案。,化学专题十 氮及其化合物,解析 由题意知,整个过程中存在关系:Fe 3e-3OH-Fe(OH)3,Mg2e-2OH-Mg(OH)2,可以看出存在关系式e
14、-OH-,又因得失电子守恒,所以有NO3e-3OH-,故参加反应的OH-的物质的量n(OH-)=n(e-)=2.24 L22.4 Lmol-1 3=0.3 mol,所以m(沉淀)=m(金属)+m(OH-)=4.9 g+0.3 mol17 gmol-1=10 g。 答案 B,微课9 喷泉实验,微点解读：,1.形成喷泉的原理 形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在较大的压强差。当烧瓶内的气体溶于液体或与液体反应时,瓶内气体大量减少,压强减小,外界的大气压将液体压入烧瓶内。,化学专题十 氮及其化合物,2.常见喷泉的“两大”类型 (1)极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉; (2)一些酸性气体
15、与NaOH溶液也能形成喷泉。,化学专题十 氮及其化合物,3.常见的喷泉实验装置 装置:打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,使少量水进入烧瓶,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置:挤压气球,即可使少量的酚酞溶液沿导管进入烧瓶,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生“红色”喷泉。,化学专题十 氮及其化合物,装置:去掉了胶头滴管。打开止水夹,用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。(或用浸过冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水) 装置:在锥形瓶中加入能产生气体的物质,使锥形瓶内气体的压强明显增大,将液体压入烧瓶而产生喷泉。 装
16、置:在水槽中加入使水温度升高的物质,致使锥形瓶内酒精因升温而挥发,锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。 装置:向烧瓶中通入H2S(或SO2),然后通入SO2(或H2S),有淡黄色粉末状物质生成,瓶内壁附有水珠,NaOH溶液喷到烧瓶内。,化学专题十 氮及其化合物,示例4 某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。 如图所示,在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体,胶头滴管中盛有酚酞溶液,实验时将酚酞溶液挤入甲烧瓶中,可观察到酞酚溶液变红;然后打开弹簧夹,便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。则X、Y分别为 A.NH3和HCl B.HCl和NH3 C.S
17、O2和HCl D.NO和HCl,化学专题十 氮及其化合物,思维导引 不管是“喷泉”还是“喷烟”,利用的都是气体溶解或反应造成压强减小,形成压强差,抓住实质就可轻松解题。 解析 要想产生“喷烟”现象,应具备两个条件:一是形成压强差,二是两种气体反应会生成白烟,排除C、D项。由甲中溶液颜色发生变化,结合题给条件“胶头滴管中盛有酚酞溶液”可知,甲中气体显碱性,即X为NH3,故Y为HCl,选A。 答案 A,C考法帮考向全扫描,考向1 氨和铵盐的性质 考向2 结合环保问题考查氮及氮的化合物的性质,考情揭秘,1.氨及铵盐的性质,常分布在高考选择题中,与盐类的水解、阿伏加德罗常数的应用、实验等知识联系起 来
18、考查,如2016年全国卷第8题B项,考查氮气和氢气发生可逆反应生成氨气的分子数, 2013年新课标全国卷第7题B项,考查氨气的检验等。 2.陌生氮的化合物性质及应用的考查,如2016年全国卷第26题,考查肼(N2H4)的性质及应用,考查考生从提供的新信息中,准确提取实质性内容,并与已有知识整合、重组为新知识的能力。 3.结合环境污染问题,考查氮氧化物的综合利用,如 2016年全国卷第26题,探究一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2的问题。,示例5 高考组合改编题双选下列说法正确的是 A.2017全国卷,13C改编加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试
19、纸,石蕊试纸变蓝,说明NH4HCO3显碱性 B.2014新课标全国卷,8C改编施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效 C.2014新课标全国卷,11BpH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1 D.2013新课标全国卷,7B可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气,考向1 氨和铵盐的性质,化学专题十 氮及其化合物,解析 NH4HCO3受热分解生成的NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,只能说明NH3为碱性气体,不能确定NH4HCO3的酸碱性,A项错误;K2CO3与NH4Cl混合,发生相互促进的水解反应,释
20、放出NH3,会降低肥效,B项正确;因为NH3H2O为弱碱,将氨水稀释10倍后,pH改变小于1个单位,所以ab+1,C项错误;浓盐酸挥发出的氯化氢气体遇氨气能生成固体氯化铵,现象为有白烟出现,故可检验氨气是否泄漏,D项正确。 答案 BD,示例6 2016全国卷,26,14分氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题: (1)氨气的制备 氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。,考向2 结合环保问题考查氮及氮的化合物的性质,化学专题十 氮及其化合物,欲收集一瓶干燥的氨
21、气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置 (按气流方向,用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。,化学专题十 氮及其化合物,化学专题十 氮及其化合物,解析 (1)观察装置知,A装置适合加热固体制备气体,B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨气,可以选择A装置作发生装置,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨气,故也可以选择B装置作发
22、生装置,化学方程式为NH3H2O NH3+H2O。实验室用碱石灰干燥氨气,用向下排空气法收集氨气,用水吸收尾气中的氨气并注意防倒吸。故选择C、D、F装置,注意连接干燥管时应大口进气,小口出气。所以,连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。(2)NO2呈红棕色,氨气 与二氧化氮发生反应:8NH3+6NO2 7N2+12H2O,故观察到Y管中红棕色气体慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚,反应后气体分子数减少,装置内压强减小,故打开K2,NaOH溶液会产生倒吸现象。,化学专题十 氮及其化合物,答案 (1)A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O (或B NH3H2O NH3+H2O) d c f e i (2)红棕色气体慢慢变浅 8NH3+6NO2 7N2+12H2O Z中NaOH溶液产生倒吸现象 反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压,化学专题十 氮及其化合物,考点扫描,化学专题十 氮及其化合物,续表,