2018高三化学一轮复习专题4第4单元生活中的含氮化合物

第四单元 生活中的含氮化合物[基础知识自查]1．自然界中氮的存在和氮的固定2．N 2的性质及应用(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点比O 2的低。

(2)化学性质N 2的电子式为，结构式为N≡N。

①与H 2反应的化学方程式：N 2＋3H 2 高温、高压催化剂2NH 3，N 2表现氧化性。

②与Mg 反应的化学方程式：N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2，N 2表现氧化性。

③与O 2反应的化学方程式：，N 2表现还原性。

3．NO 、NO 2的比较22322425其中①N 2O 3、N 2O 5分别为HNO 2、HNO 3相应的酸性氧化物(酸酐)。

②NO 2与N 2O 4可相互转化2NO 2 N 2O 4。

[应用体验]1．(1)氮元素的非金属性很强，但N 2的化学性质特别稳定，其原因是什么？(2)溴蒸气和NO 2都为红棕色气体，如何区分？用湿润的淀粉­KI 试纸或NaOH 溶液可以吗？[提示] (1)N 2的结构式为N≡N，N 原子间以三键结合，键稳定，难破坏，所以N 2的化学性质非常稳定。

(2)①用AgNO 3溶液，Br 2可与AgNO 3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr ；②用水，溶于水后有颜色的是Br 2，无颜色的是NO 2。

不能用湿润的淀粉­KI 试纸或NaOH 溶液区分，因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI 中的I －氧化成I 2，使试纸变蓝色。

NaOH 溶液可以吸收Br 2蒸气和NO 2而形成无色溶液。

2．实验探究：在进行NO 2溶于水的实验时有如图所示操作。

(1)将充满NO 2的试管倒扣在盛有水的水槽中，可观察到的现象是：红棕色气体逐渐变为无色，水位上升，最后水充满整个试管的23。

化学方程式为3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

(2)当向试管中通入O 2，现象是无色气体又变为红棕色气体，试管内液面上升至充满，继续通O 2试管内液面又下降。

[考点多维探究]角度1 N 2和NO x 的主要性质及对环境的影响1．将空气中的氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。

能实现人工固氮的是( )A ．雷雨天闪电B ．NH 3催化氧化制NOC ．豆科植物根瘤菌D ．工业合成氨[答案] D2．烧瓶中放入铜片和稀硝酸，来制取较纯净的一氧化氮，反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体，这时的操作应是( )【导学号：37742109】A ．立即接上收集容器，用向上排空气法收集B ．待烧瓶中红棕色气体消失后，用向上排空气法收集C ．待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集D ．立即用排水法收集D [红棕色气体为NO 2，NO 2与水反应生成NO 。

]3．(2017·大连模拟)随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。

汽车尾气装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是( )A ．反应中NO 为氧化剂，N 2为氧化产物B ．汽车尾气的主要污染成分包括CO 、NO 和N 2C ．NO 和O 2必须在催化剂表面才能反应D ．催化转化总化学方程式为2NO ＋O 2＋4CO =====催化剂4CO 2＋N 2D [A 项，反应中NO 、O 2均为氧化剂，N 2为还原产物；B 项，N 2不是污染成分；C 项，NO 与O 2常温下就可以发生反应。

]NO x 对环境的4种污染(1)光化学烟雾：NO x 在日光照射下，NO 2与O 2经过复杂反应生成O 3，O 3与碳氢化合物发生化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

(2)酸雨：NO x 排入大气中后，与水反应生成HNO 3和HNO 2，随雨雪降到地面。

(3)破坏臭氧层：NO 2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。

(4)NO 与血红蛋白结合使人中毒。

角度2 NO x 与H 2O 或碱液反应的问题分析4.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管内水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体是( )A ．可能是N 2与NO 2的混合气体B ．只能是O 2与NO 2的混合气体C ．可能是NO 与NO 2的混合气体D ．只能是NO 2一种气体C [根据题意①3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，②2NO＋O 2===2NO 2。

将①②反应合并可得4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3。

最后试管充满水的条件是NO 2或NO 2和NO 混合或NO 2和O 2混合。

]5．工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

(1)NO 2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比1∶1，写出该反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________(2)NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________。

[答案] (1)2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O(2)NaNO 2(1)氮氧化物溶于水的问题分析无论是单一气体(NO 2)，还是NO 、NO 2、O 2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO,2NO ＋O 2===2NO 2，故若有气体剩余只能是NO 或O 2，不可能是NO 2。

①若NO 和O 2通入水中，总关系式为4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3(4∶3)。

②若NO 2和O 2通入水中，总关系式为4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3(4∶1)。

(2)NO x 与NaOH 溶液反应问题分析①NO 2能被NaOH 溶液吸收生成2种盐。

②NO 不能被NaOH 溶液吸收。

③n (NO 2)∶n (NO)≥1时能完全被NaOH 溶液吸收。

考点2| 硝酸的性质及其应用[基础知识自查]硝酸的主要性质纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H 2O 以任意比互溶。

1．不稳定性(1)反应：4HNO 3=====△或光照2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。

(2)市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO 3分解生成的NO 2溶于硝酸中。

2．强氧化性(1)与不活泼金属反应稀硝酸与铜反应：3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O 。

浓硝酸与铜反应：Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。

(2)常温下，浓HNO 3使Fe 、Al 钝化。

常温下浓HNO 3可用铁桶盛装。

(3)与非金属反应如浓硝酸与C 的反应：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

(4)与还原性化合物反应硝酸可氧化H 2S 、SO 2、Na 2SO 3、HI 、Fe 2＋、FeO 等还原性物质。

如稀HNO 3与SO 2、Na 2SO 3、FeO 反应的离子方程式分别为3SO 2＋2NO －3＋2H 2O===3SO 2－4＋2NO↑＋4H ＋，3SO 2－3＋2NO －3＋2H ＋===3SO 2－4＋2NO↑＋H 2O ，3FeO ＋NO －3＋10H ＋===3Fe 3＋＋NO↑＋5H 2O 。

3．与有机物反应(1)硝化反应(与C 6H 6反应)C 6H 6＋HNO 3――→浓H 2SO 4△C 6H 5NO 2＋H 2O 。

(2)颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。

[应用体验]1．(1)浓HNO 3如何保存？(2)硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe 反应一定生成Fe 3＋吗？为什么？[提示] (1)保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处。

(2)不一定，当Fe 少量时生成Fe 3＋，当Fe 过量时生成Fe 2＋。

2．向一定量的浓HNO 3中投入过量的Cu 充分反应，生成的气体成分有哪些？反应结束后，再加入稀H 2SO 4，写出发生反应的离子方程式。

[提示] NO 2、NO 、N 2O 4。

3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O 。

[考点多维探究]角度1 硝酸的主要性质及其应用1．有关硝酸性质的叙述中，正确的是( )A ．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色B ．足量Zn 与浓HNO 3反应最终产生的气体成分中含有H 2C ．稀HNO 3溶液中Fe 3＋、SO 2－3、I －、Cl －、Fe 2＋可以共存D ．稀HNO 3与FeO 反应时HNO 3既表现氧化性又表现酸性D [A 项，浓HNO 3具有强氧化性，能使红色褪去；B 项，HNO 3与金属反应不可能生成H 2；C 项，SO 2－3、I －、Fe 2＋与HNO 3均反应，不能共存；D 项，生成Fe(NO 3)3表现酸性，生成NO 表现氧化性。

]2．如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L －1的硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中一定大量存在的是( )①NO －3 ②Fe 3＋ ③H ＋ ④NO ⑤NO 2 ⑥H 2A ．①⑥B ．①⑤C ．②④⑤D ．①②③⑤ B [Fe 与浓HNO 3反应时，开始生成的还原产物是NO 2，并且若铁少量时，还原产物只有NO 2；当铁过量时，氧化产物是Fe 2＋，当HNO 3过量时，氧化产物是Fe 3＋。

因产物有硝酸盐，故溶液中一定还有NO－3。

]硝酸与金属反应的规律(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。

(2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2、NH3、NH＋4。

(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。

(4)浓硝酸与铜反应时，若铜过量，反应开始时浓硝酸被还原为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物变为NO。

(5)铁与稀硝酸反应时，铁过量，氧化产物为Fe2＋；铁不足，氧化产物为Fe3＋；二者的量在一定范围内，可能生成Fe2＋和Fe3＋的混合物。

(6)NO－3(H＋)不能与Fe2＋、I－、SO2－3、S2－等还原性较强的离子大量共存。

角度2 硝酸与金属反应的有关定量分析3．(2017·武汉调研)一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。

下列叙述一定正确的是( )【导学号：37742110】①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少②硝酸浓度不同，生成的Fe(NO3)3的物质的量相同③硝酸浓度越大，产生的气体越少④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同A．只有②B．②④C．③④D．①②③B[依据Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，①错；根据铁元素守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，②正确；③硝酸浓度越大，产生的气体越多，③错；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，④正确。