内容正文:
第 10 章 氮及其化合物
考点26 氮、磷及其氧化物
考点27 氨气 铵盐
考点28 硝酸及其盐
考点26 氮、磷及其氧化物
考法1 氮及其氧化物的性质
考法2 氮的氧化物溶于水的计算
氮分子的电子式为 ∶ NN ∶,结构式为 。
1.氮气
(1)氮气的分子结构
(2)物理性质
无色无味的气体,密度比空气略小,难溶于水,熔、沸点很低。
①氧化性:
②还原性:
(3)氮气的化学性质
(4)氮气的用途:常作保护气。
通常情况下,氮气的化学性质非常稳定;但在高温或放电条件下氮气可以发生化学反应。
1.氮气
N2O俗称笑气,有麻醉作用;N2O3是亚硝酸的酸酐;N2O5是硝酸的酸酐。在中学化学中氮的比较重要的氧化物是NO、NO2和N2O4。
氮元素价态 +1 +2 +3 +4 +5
氧化物的化学式 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5
2.氮氧化物
(1)氮的几种氧化物
(2)NO与NO2的比较
2.氮氧化物
3.磷及其化合物
(1)磷的同素异形体
(2)单质磷的化学性质
①与氧气反应: 。
②与卤素单质反应:
③与稀硝酸反应:
(3)五氧化二磷
五氧化二磷是磷酸的酸酐,有很强的吸水性,是一种干燥剂。
白磷(黄磷,P4)为正四面体结构 ,与红磷(赤磷)是同素异形体。
磷酸易溶于水、难挥发,属于三元非氧化性中强酸(视弱酸对待),
具有酸的通性。
①电离方程式
②与碱反应
(4)磷酸
3.磷及其化合物
【注意】无色气体NO遇氧气变成红棕色气体NO2,因此不能用排空气法收集NO气体;NO2能与水反应,因此只能用排空气法收集。
2.掌握NO和NO2的物理性质和化学性质在实际应用中的体现,特别是它们的制备与收集方法,以及尾气吸收问题。
考法1 氮及其氧化物的性质
1.掌握有关氮气与镁、氢气、氧气等反应的条件、现象、结论。
【注意】氮元素的非金属性比磷元素的非金属性强,但由于N2中存在氮氮三键,使N2活泼性比P活泼性差。正是由于N2的惰性,N2常用作焊接保护气及粮食贮存的保护气。
3.重点掌握的几个反应
考法1 氮及其氧化物的性质
例1
[北京理综2017·27题节选]SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。NSR(NOx储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图甲所示。
(1)通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_____。
例1
(2)用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图乙表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是_____。
(3)还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:
例1
考法2 氮的氧化物溶于水的计算
氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有:3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2。
叠加后得①4NO2+O2+2H2O==4HNO3 ②4NO+3O2+2H2O==4HNO3
③ NO2+NO +O2+H2O== 2HNO3
1.利用关系式求解
若为NO2、O2混合气体通入水中,由①式可知其体积比有:
若为NO、NO2、O2混合气体通入水中,当V(NO)∶V(NO2)∶ V(O2)=1∶1∶1时,恰好转化为HNO3,即按③式反应。当V(NO)∶V(NO2)∶V(O2)≠1∶1∶1时,可先将NO2转化为NO,这样问题就转化为NO、O2混合气体溶于水的计算。
考法2 氮的氧化物溶于水的计算
1.利用关系式求解
若为NO、O2混合气体通入水中,由②式可知其体积比有:
2.依据氮氧原子个数比求解
通过上述方程式的关系,我们不难发现:无论是哪种情况,生成HNO3的NO、NO2、O2中氮氧原子个数比都为2∶5。上述反应都等效于硝酸的酸酐N2O5与H2O的反应。在解题时,我们也可以利用这个关系来进行分析判断,并最终得出结论。
3.利用电子守恒关系求解
从氧化还原反应的电子得失角度分析上述反应,都是氮的氧化物被氧气氧化生成硝酸。
解题时,可以根据氮的氧化物失电子总数=氧气得电子总数的关系来求解。
[湖北襄阳四中2018届月考]一定量的金属Cu完全溶于适量浓硝酸中,收集到混合气体(含NO、N2O4、NO2)共1.8 mol。将上述气体平均分为两份,一份与标准