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1、氮及其化合物知识,强氧化性,NO,N2,NO2,HNO3,NH3,Mg3N2,N2O4,NaNO3,NH3.H2O,与水反应,与酸反应,铵盐：NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2SO4、NH4HCO3等,Cl2、金属氧化物、氮的氧化物,氨的催化氧化,与弱碱阳离子反应,弱碱（与Ag+反应生成银氨溶液）,氮及其化合物之间的转化关系,分解,与碱反应,水解,酸性,不稳定性,与非金属反应,与其它还原性物质反应,与 金 属 反 应,与有机物反应,方法指导,一、氨的制取及检验,1.氨气的实验室制取 (1)反应原理： 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O (2)装置原理(发生、净化、
2、收集、尾气吸收),加热,发生装置：大试管、单孔橡胶塞、酒精灯等。 净化装置：含有水蒸气杂质，可以通过装有碱石灰的U形管或球形干燥管进行净化，不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl28NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。 收集装置：氯气能溶于水，所以要用向上排空法或排饱和食盐水法。,一、氨的制取及检验,1.氨气的实验室制取 (1)反应原理： 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O (2)装置原理(发生、净化、收集、尾气吸收),加热,尾气吸收：氨气不能直接排放到空气中，可以用将多 余的氨气通入水中进行吸收(要注
3、意放倒吸)装置图如下：,一、氨的制取及检验,1.氨气的实验室制取 (1)反应原理： 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O (2)装置原理(发生、净化、收集、尾气吸收),加热,(3)如果没有氯化铵和氢氧化钙，也可以使用浓氨水和生石灰或烧碱固体来制取少量氨气。装置如上图。,一、氨的制取及检验,2.工业合成氨简述 (1)原料：空气、水和燃料(用于生产氢气) (2)适宜条件 从反应速率、平衡转化率、催化剂活性、成本等方面进行综合分析： 温度：500左右 压强：1107 Pa左右 催化剂：铁触媒 及时将生成的氨气分离，剩余氮气和氢气循环使用。,3.氨气的检验 方法一：能使湿润的红
4、色石蕊试纸变蓝； 方法二：与浓盐酸作用产生大量白烟；,二、NO、NO2的制取,三、氮氧化物有关计算,(1)原理将NO2(或NO)和O2同时通水中发生如下反应： 3NO2+H2O 2HNO3+NO 2NO+O2 2NO2 以上两个反应不断循环，逐步经计算非常复杂。通常用总反应式进行计算将大大简化，两个总反应式如下： 4NO2+O2+2H2O 4HNO3 4NO+3O2+2H2O 4HNO3,三、氮氧化物有关计算,(2)具体分析如下 如果是将NO2和O2同时通入水中反应： 当V(NO2)V(O2)=41时，无气体剩余，最后只是HNO3 当V(NO2)V(O2)41时，NO2过量，剩余为NO 如果是
5、将NO和O2同时通入水中反应： 当V(NO)V(O2)=43时，恰好完全反应，无气体剩余 当V(NO)V(O2)43时，NO过量，NO剩余 当V(NO)V(O2)43时，O2过量，O2剩余,(3)如果不是恰好反应，则剩余气体只可能是氧气或NO， 不可能剩余NO2(为什么？),四、NO2和溴蒸气的鉴别方法,五.硝酸还原产物的确定,(1)金属与一定量的浓硝酸反应时，随着反应进行，硝酸浓度将降低，转化为稀硝酸时，还原产物也将从原来的NO2转化为NO； (2)定量分析：硝酸还原产物是什么，取决于硝酸得到的电子数。假设每摩尔硝酸获得电子x mol,则有： 若x=1，还原产物是NO2或N2O4； 若x=2
6、，还原产物是N2O3； 若x=3，还原产物是NO； 若x=4，还原产物是N2O； 若x=5，还原产物是N2或NH4NO2； 若x=8，还原产物是NH3或NH4NO3；,六.NO制取实验的探究,由于NO很容易被氧气氧化，因此要制得较为纯净的NO，必须设法排除空气的影响。常用方法有：,方案一：装置如图，利用与NO不反应的气体如CO2赶尽装置中的空气。 实验步骤为：先向试管中加入一定量的碳酸钙固体，再向试管中加入过量的稀硝酸，并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞，待反应完全后，将导管插入试管内接近液面，再将铜丝插入到溶液中，此时铜与稀硝酸反应产生无色NO气体，(如反应不明显，可稍加热)用注射器向试管内推入
7、氧气，可看到无色NO气体变成红棕色的NO2气体。,方案二：如用图装置进行实验，可以用液体赶尽装置中的空气。 实验步骤为：将分液漏斗活塞打开，从U形管的长管口注入稀硝酸一直注到分液漏斗的活塞处为止，关闭活塞。此时可看到有气体生成(如反应不明显可放在热水浴中稍加热)。当产生的NO气体将稀硝酸排入长管内，使铜丝与稀硝酸脱离后反应会自动停止，在U形管的短管内可观察到无色的NO气体。如果将活塞慢慢打开，U形管长管中的稀硝酸又回落到短管内，分液漏斗中有红棕色的气体生成。,2.NO制取实验的探究,由于NO很容易被氧气氧化，因此要制得较为纯净的NO，必须设法排除空气的影响。常用方法有：,方案三：如用图装置进行
8、实验， 实验步骤为：将分液漏斗置于铁圈上，向分液漏斗中加稀硝酸，至液面离漏斗口1厘米左右(目的是不仅可避免塞胶塞时酸液外溢，又可防止空气残留)，塞上带长颈漏斗的胶塞(事先捆上细铜丝)，这时锥形瓶里反应缓慢发生，产生的气体压强加大使液体被缓慢地压到长颈漏斗中直至铜丝与稀硝酸脱离接触，反应即自行停止。打开分液漏斗的下口活塞，液体逐渐流入烧杯中，长颈漏斗中的液体也一起流下，使分液漏斗中的气体压强减小，空气被快速吸入分液漏斗中，使NO被氧化为NO2。,2.NO制取实验的探究,由于NO很容易被氧气氧化，因此要制得较为纯净的NO，必须设法排除空气的影响。常用方法有：,方案四：如用图装置进行实验，利用稀硝酸
9、排净“U”型管右边空气，实验产生的NO气体将稀硝酸排入长管内，使铜丝与稀硝酸脱离后反应会自动停止，在U形管的短管内可观察到无色的NO气体。然后用注射器向试管内推入氧气，可看到无色NO气体变成红棕色的NO2气体。,2.NO制取实验的探究,由于NO很容易被氧气氧化，因此要制得较为纯净的NO，必须设法排除空气的影响。常用方法有：,七.氨水浓度计算,氨气溶于水后发生反应，溶液中含有多种成分，在计算氨水溶质质量分数时，应该以原来溶解的氨气质量作为溶质质量。,1.发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均
10、为无色，但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是 A. 高温下N2遇空气生成NO2 B. NO遇空气生成NO2 C. CO2与NO反应生成CO和NO2 D. NO与H2O反应生成H2和NO2,【解析】 红烟是二氧化氮，由NO和氧气反应生成。,2. (2008广东)下列化学反应的离子方程式正确的是 （ ） A.在稀氨水中通入过量CO2： NH3H2O+CO2 NH4+HCO3 B.少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中： SO2+H2O+Ca2+2ClO CaSO3+2HClO C.用稀HNO3溶液FeS固体： FeS+2H+ Fe2+H2S D.氢氧化钙溶液与等物质的量的稀硫酸混合：
11、 Ca2+OH+H+SO42 CaSO4+H2O,A,【解析】HClO有强氧化性，CaSO3还原性强，两者不能同时存在，B错；HNO3能将H2S氧化，C错；氢氧化钙溶液与等物质的量的稀硫酸反应，各种离子均能反应完全，所以参加反应的Ca2+和OH物质的量之比应该为12，D错。,3、下图中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂， 可用下图装置制取、净化、收集的气体是 （ ）,B,4、下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是,A.只有 B.只有 C. D.,【解析】实验室制备NH3的方法不只一种，除课本介绍的由NH4Cl与碱石灰反应制取之外，其他的只要合理亦可。装置中NH4Cl加热分解产生的
12、NH3、HCl很容易在管口重新化合成NH4Cl，而无法收集到NH3。装置在加热时，管口应略向下倾斜，以防止冷凝水倒流使试管底部破裂。,5、无色的混合气体甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种。将100mL气体甲经过下图实验处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩 余，则气体甲的组成可能为 （ ）,A.NH3、NO2、N2 B.NH3、NO、CO2 C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2,B,【解析】原来气体无色，说明不含NO2；通过浓硫酸体积减少，说明含有氨气；通过足量Na2O2，气体显红棕色，证明含有NO、CO2；最后几乎无气体剩余，说明没有N2。,6、 (2008重
13、庆)下列叙述正确的是 （ ） A.稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳 B.Na2O2与水反应、红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱 C.Li、C、P分别在足量氧气中燃烧均生成一种相应氧化物 D.NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三种固体受热后均能生成气体,C,【解析】稀硝酸、稀硫酸均无法将木炭氧化成二氧化碳，A错；Fe与水蒸气反应能生成四氧化三铁，B错；Na2CO3固体受热难分解，D错。,7、 关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（ ）,A,A.装置中，d为阳极、c为阴极 B.装置可用于收集H2、NH3、CO2等气体 C.装置中X若为四氯化碳，可用于吸收氨气或氯化氢，并防止倒吸 D
14、.装置可用于干燥、收集氨气，并吸收多余的氨气,【解析】电流从电源正极流出，所以d与电源负极相连应该是阴极。装置收集H2、NH3、时应该从a口进气，收集CO2气体则应该从b口进气；氨气或氯化氢都极易溶于水，但是不溶于四氯化碳，可以防倒吸；碱石灰可以干燥氨气，吸收氨气应该防倒吸。,【评注】从图示观察信息，结合物质的性质综合考查相关知识。 关键要准确看懂图中装置及其用途。,8、已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：,（1）D的化学式(分子式)是 ，E的化学式(分子式) 是 。 （2）A和B反应生成C的化学方程式是 （3）E和F反应生成D、H和G的化学方程式
15、是,NH3,NH4Cl,H2+Cl2 2HCl,点燃,2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+2H2O+CaCl2,B,9、已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：,【解析】 E、F两种固体之间反应生成气体D同时有氯化钙生成，应该就是Ca(OH)2和氯化铵反应制取氨气的反应；又因为A和B两种气体反应产生生成气体C，C和D(氨气)产生固体E，因此可以确定C是氯化氢。,10、短周期元素的单质X、Y、Z在通常状况下均为气态，并有下列转化关系(反应条件略去)：,已知： a.常见双原子单质分子中，X分子含共价键最多。 b.甲分子含10个电子，乙分子含18个电子。
16、,(1) X的电子式是,(2)实验室可用下图所示装置(缺少收集装置，夹持固定装置略去)制备并收集甲。,在图中方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图为 。 试管中的试剂是(填写化学式) 烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是(用电离方程式表示),NH4Cl、Ca(OH)2,NH3H2O NH4+OH,(3)磷在Z中燃烧可生成两种产物，其中一种产物丁分子中各原子最外层不都是8电子结构，丁的化学式是 。 (4) n mol丁与n mol丙在一定条件下反应，生成4n mol 乙和另一化合物，该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气的174倍，其化学式是,PCl3,P3N3Cl6,【解析】(1)首先判断出X、Y、Z
17、分别是氮气、氢气、氯气；甲、乙、丙分别是氨气、氯化氢、氯化铵；(2)收集氨气应该向下排空法，画图时应该将进气口画到接近瓶底；(3)磷在氯气中燃烧生成最外层不都是8电子结构的分子是PCl5；(4)先求出化合物相对分子质量是1742=348；依据质量守恒定律可以写出如下表示式：PCl5+NH4Cl 4HCl+？得出新化合物分子中各原子个数比PClN=121，设其化学式为PxNxCl2x，依据相对分子质量为348，可以求得化学式。,11、有混合气体X，它是由NO、H2、CO2组成，通入足量的Na2O2层后，变成混合气体Y，将Y用电火花引燃使其充分反应，只得到浓度为70%的HNO3溶液，无其他任何气体
18、，则X中NO、H2、CO2的体积之比为 ( ) A.111 B.127 C.322 D.247,D,【解析】依据题意最后得到70%的HNO3溶液，假设硝酸溶液为90 g，则含有HNO3 63 g即1 mol,含有H2O 27 g即1.5 mol。依据元素守恒可以求出N原子物质的量为1 mol, H物质的量为4 mol；再依据4NO+3O2+2H2O 4HNO3和O2+2H2 2H2O、2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2，可以求出CO2物质的量为(3/4+1)2 mol=3.5 mol。,12、向1 L 0.4 mol/L硫酸溶液中加入10.1 g KNO3和9.6 g 铜粉，充分反应
19、后产生的气体在标准状况下的体积为 A. 2.24 L B.1.12 L C. 0.448 L D.0.56 L,【解析】加入硝酸钾后相当于有硝酸，与铜反应后成硝酸铜。如果含有氢离子存在，又相当于有硝酸，会继续反应，不断反复，因此应该采用离子方程式进行分析： 3Cu+8H+2NO3 3Cu2+2NO+4H2O。 溶液中n(H+)=0.8 mol,n(NO3)=0.1 mol, n(Cu)=0.15 mol,所以氢离子过量，硝酸根离子和铜粉均完全反应，产生气体物质的量为0.1mol。,13、将充满NO2和O2混合气体的量筒倒立于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒容积的一半处停止了，则
20、原混合气体中NO2和O2的体积比是多少？,【解析】设原混合气体的体积为1，混合气体中NO2的体积为x，则O2的体积为1x。根据题意可知，最后剩余气体不可能为NO，只能为O2(理由：若剩余的气体为NO，其体积为1/2，则相当于NO2过量3/2，过量的NO2比原来的NO2和O2混合气体的总体积还大，不合理。)。发生的总反应是： 4NO2+O2+2H2O 4HNO3 则有：1xx/4=1/2，解得x=2/5， V(NO2)V(O2)=2/5(12/5)=23，从而得到,14、将0.1 mol铜与40 mL 10 molL1HNO3充分反 应后，溶液中含a mol H+，由此可知 （ ） A.生成的气
21、体在标准状况下的体积为4.48 L B.生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L C.被还原的硝酸的物质的量为(0.2a) mol D.反应后溶液所含NO3物质的量为0.2 mol,C,【解析】反应开始时是浓硝酸，随后浓度变稀，转化为铜与稀硝酸反应。因此不能用铜与浓硝酸或稀硝酸的一种反应进行计算；但是无论浓硝酸还是稀硝酸，铜片均能反应完。根据氮元素守恒有：被还原的硝酸+硝酸铜中的硝酸根离子+剩余硝酸=原有硝酸总量，即被还原的硝酸+0.1 mol2+a mol=0.4 mol,故被还原的硝酸=(0.2a) mol。由于a不确定，所以不能计算产生气体物质的量。,15、 0.5 mol硝酸铵在一定
22、条件下可分解成0.2 mol硝酸和16.2 g水以及另外一种气态物质，该气态物质可能是 （ ） A.NO B.N2O C.N2O3 D.N2,D,解法一：0.5 mol硝酸铵中含有0.5 mol硝酸根离子和0.5 mol铵根离子。依据题意有0.3 mol硝酸根离子被还原、0.5 mol铵根离子被氧化。假设每个NO3得到x个电子，每个NH4+失去y个电子，因为电子得失相等，则有:0.3 mol x=0.5 mol y，得出xy=53，NO3和NH4+中的氮元素都转化为零价，所以产物是氮气。,【解析】,【评注】确定氧化产物或是还原产物最基本的方法就是依据元素化合价变化情况来分析。本例中方法二适用性
23、不广，一般不用。,15、0.5 mol硝酸铵在一定条件下可分解成0.2 mol硝酸和16.2 g水以及另外一种气态物质，该气态物质可能是 （ ） A.NO B.N2O C.N2O3 D.N2,D,16、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NO和NO2，NO2和O2，NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，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 A.V1V2V3 B.V1V3V2 C.V2V3V1 D.V3V1V2,【解析】 只有NO2发生反应：3NO2+H2O 2HNO3+ NO，结果气体减少了1/3，剩余2/3；发生的反应是4NO2+O2+2H2O 4HNO3，假设原来气体各有4体积，反应后只剩余氧气3体积，是原体积的3/8；中氨气全部溶解，剩余体积一半。,