第5章 第20讲 氨及铵盐 含氮物质的转化（教师用书word）-【金版新学案】2026年新高考化学高三总复习大一轮复习（双选）

第20讲　氨及铵盐　含氮物质的转化 考点一　氨气的结构与性质 1.氨的结构特征 2.氨的物理性质 无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小，易液化，液氨可作制冷剂，极易溶于水(常温常压下，1∶700)，可由喷泉实验证明。 【微思考】　试从结构和性质上解释NH3极易溶于水的原因。 　　　　　　　。 提示：NH3、H2O均为极性分子，NH3与H2O之间可形成分子间氢键，并且NH3和H2O反应。 3.化学性质 (1)与水反应 ①反应原理：NH3＋H2O⥫⥬NH3·H2O⥫⥬N＋OH－。 ②氨水中的微粒有：NH3·H2O、NH3、H2O、N、OH－、H＋。 ③NH3·H2O为可溶性一元弱碱，受热易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)与酸反应 ①与盐酸反应的化学方程式为NH3＋HClNH4Cl。 ②蘸有浓挥发性酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，产生大量白烟。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：A＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3N。 (4)还原性 ①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 ③被氯气氧化：2NH3(少量)＋3Cl2N2＋6HCl或8NH3(过量)＋3Cl2N2＋6NH4Cl。 (5)较强的配位能力 Cu(OH)2溶于氨水：Cu(OH)2＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。 4.用途 (1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。 (2)制硝酸、铵盐、纯碱、尿素等。 氨气的性质 1.(2024·宜春丰城拖船中学开学考)如图所示，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即将另一表面皿扣在上面。表中对应的实验现象及解释正确的是(　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸挥发出的HCl反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化铝溶液先浑浊再澄清 氢氧化铝沉淀溶解 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 氨气属于碱 答案：A 解析：NaOH固体溶于水放热，氨水易挥发出氨，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，会产生NH3，与浓盐酸挥发出的HCl反应生成NH4Cl固体，反应现象是产生白烟，A正确；NH3为碱性气体，与浓硫酸发生反应生成硫酸铵，由于浓硫酸不挥发，该反应无明显现象，B错误；氨气溶于水形成NH3·H2O，NH3·H2O与氯化铝在溶液中发生复分解反应生成氢氧化铝和NH4Cl，NH3·H2O为弱碱，不能溶解氢氧化铝沉淀，故氯化铝溶液变浑浊后不会变澄清，C错误；氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是氨气与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O电离出OH－，使溶液呈碱性，氨气不属于碱，D错误。 学生用书⬇第112页 2.氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。下列说法错误的是(　　) A.甲装置中的固体可以是NaOH或CaO B.乙装置中的干燥剂可以是碱石灰 C.丙中发生的反应是4NH3＋5O24NO＋6H2O D.若戊中观察到紫色石蕊溶液变红，则说明已制得HNO3 答案：A 解析：甲装置需要提供氨气和氧气，如果甲装置中的固体是NaOH或CaO，只能提供氨气，不能提供氧气，X应为过氧化钠等，故A错误；乙用于干燥NH3、O2，可用碱石灰作干燥剂，故B正确；戊中观察到紫色石蕊溶液变红，说明生成了酸性物质，可以说明反应生成了硝酸，故D正确。 肼(N2H4)的结构与性质 3.联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。 (1)联氨的电子式为　　　　　　　　，其中氮的化合价为　　　　。 (2)联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似。写出联氨的第一步电离方程式：　　　　　　　　　　　　，联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为　　　　。 (3)实验室可用NaClO溶液与NH3反应制备联氨，反应的化学方程式为　　　　　　　。 已知2N2H4(l)＋N2O4(l)3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 048.9 kJ·mol－1，分析联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)H︰N︰N︰H　－2　(2)N2H4＋H2ON2＋OH－　N2H6(HSO4)2　(3)2NH3＋NaClON2H4＋NaCl＋H2O　联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体 解析：(2)根据NH3在水中的电离可知联氨的第一步电离方程式为N2H4＋H2O⥫⥬N2＋OH－；联氨的第二步电离方程式为N2＋H2O⥫⥬N2＋OH－，因此联氨与硫酸形成的酸式盐为N2H6(HSO4)2。 考点二　铵盐及氨的实验室制法 1.氨气的实验室制法 (1)铵盐和熟石灰混合加热法 (2)实验室制取氨气的其他方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水＋固体CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaONH3↑＋Ca(OH)2 学生用书⬇第113页 2.铵盐及N的检验 (1)铵盐 ①物理性质：铵盐通常是白色或无色晶体，绝大多数铵盐易溶于水。 ②化学性质 (2)N的检验 未知液产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含N。 【正误判断】　 1.加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华 (　　) 2.用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是氯化铵分解吸收热量，降低了温度；氯化铵分解产生的气体隔绝了空气 (　　) 3.草木灰(含K2CO3)与铵盐混用降低肥效 (　　) 4.铵盐加热均易分解产生NH3 (　　) 5.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性 (　　) 答案：1.×　2.√　3.√　4.×　5.√ 1.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，关于如图所示三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是(　　) A.加热时，①中试管上部汇集了固体 B.加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色 C.加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红 D.三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应 答案：A 解析：加热氯化铵分解，在①中试管上部HCl与氨气化合生成氯化铵，A正确；氨气的水溶液显碱性，加热时氨气逸出，酚酞溶液褪色，冷却时氨气溶于酚酞溶液，溶液显红色，B错误；二氧化硫可使品红褪色，加热又恢复原色，则加热时，③中溶液变红，冷却后红色褪去，C错误；可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，D错误。 2.某化学兴趣小组为了制取并探究氨的性质，用下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验[制取氨的反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O]。 (1)利用上述原理，实验室制取氨应选用　　　　(填字母)发生装置进行实验。 (2)B装置中的干燥剂可选用　　　　。 (3)气体通过C、D装置时，试纸颜色会发生变化的是　　　　(填“C”或“D”)装置。 (4)当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　。 (5)F装置中倒置漏斗的作用是　　　　　　　。 (6)氨的用途很广，如可用氨处理二氧化氮：8NH3＋6NO27N2＋12H2O，该反应中氨体现　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。请你列举出氨的另一种用途：　　　　　　　。 答案：(1)a　(2)碱石灰　(3)D　(4)产生白烟 (5)防止倒吸　(6)还原性　作制冷剂、制氮肥(或化肥)、制硝酸、作化工原料(任答一点，其他合理答案也可) 学生用书⬇第114页 防倒吸装置创新 1.正误判断 (1)(2024·山东卷)用氨水配制银氨溶液，体现了NH3的配位性 (　　) (2)(全国Ⅱ卷)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纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性 (　　) (3)(天津卷)用烧碱处理含高浓度N的废水并回收利用氨 (　　) (4)(2019·江苏卷)NH4HCO3受热易分解，因而可用作化肥 (　　) (5)(北京卷)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原 (　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 2.(2024·湖北卷)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]－是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是(　　) A.碱石灰有利于NH3逸出 B.锂片必须打磨出新鲜表面 C.干燥管中均可选用P2O5 D.双口烧瓶中发生的反应是Li＋nNH3Li＋＋[e(NH3)n]－ 答案：C 解析：碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物，可以吸收浓氨水中的水分，同时吸水过程大量放热，有利于NH3逸出，A正确；锂片表面有Li2O，Li2O会阻碍Li和液氨的接触，所以必须打磨出新鲜表面，B正确；第一个干燥管目的是干燥氨气，P2O5为酸性干燥剂能与氨气反应，所以不能用P2O5，而装置末端的干燥管作用为吸收过量的氨气，可用P2O5，C错误；双口烧瓶中发生的反应是Li＋nNH3Li＋＋，D正确。 3.(2024·北京卷)氘代氨(ND3)可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到ND3：①Mg3N2与D2O的水解反应；②NH3与D2O反应。下列说法不正确的是(　　) A.NH3和ND3可用质谱法区分 B.NH3和ND3均为极性分子 C.方法①的化学方程式是Mg3N2＋6D2O3Mg(OD)2＋2ND3↑ D.方法②得到的产品纯度比方法①的高 答案：D 解析：NH3和ND3的相对分子质量不同，可以用质谱法区分，A正确；NH3和ND3的H原子不同，但空间结构均为三角锥形，是极性分子，B正确；Mg3N2与D2O发生水解生成Mg(OD)2和ND3，C正确；方法②是通过D2O中D原子代替NH3中H原子的方式得到ND3，代换的个数不同，产物会不同，纯度低，D错误。 4.(2023·广东卷)1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是(　　) A.图1：喷泉实验 B.图2：干燥NH3 C.图3：收集NH3 D.图4：制备NH3 答案：B 解析：NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期目的；P2O5为酸性氧化物，NH3具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B不可以达到预期目的；NH3的密度比空气小，集气瓶正放，则需要短进长出，故C可以达到预期目的；CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，故D可以达到预期目的。 5.(广东卷)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为　　　　(填字母)。 答案：ACG 学生用书⬇第115页 　　喷泉实验是课本叙述和演示的一个重要实验，也是高考常考内容，并且题型的设计屡有创新，难度也在变化中递增。我们通过实验操作、讨论、计算，不仅要了解溶于水的气体由于压强变化形成美丽的喷泉的定性认识，更要掌握只要压强变化，气体和溶液、气体和气体都能形成这一实验现象的本质。 1.喷泉实验的原理 形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，如此持续，最后液体将充满烧瓶。 (1)减小内压法，如图1所示： 烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→外部液体迅速进入形成喷泉。 (2)增大外压法，如图2所示： 锥形瓶内液体受热挥发或发生化学反应产生气体→锥形瓶内压强增大→锥形瓶内液体迅速进入烧瓶形成喷泉。 2.形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(4∶3) NO2、O2(4∶1) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 3.喷泉实验的发散装置及操作方法 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。 设计说明：装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。 装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。 装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温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(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。 装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。 装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 学生用书⬇第116页 4.一些特殊的喷泉实验 编号 烧瓶中 气体 烧杯中的液体 喷泉的颜色 变色的原因 1 HCl 石蕊溶液 红色 HCl的水溶液呈酸性，遇石蕊溶液变红 硝酸银溶液 白色 产生了白色的AgCl沉淀 氢氧化铜悬浊液 绿色 2HCl＋Cu(OH)2CuCl2＋2H2O，在CuCl2的水溶液中存在[CuCl4]2－和[Cu(H2O)4]2＋两种绿色离子 2 Cl2 KSCN的FeCl2溶液 红色 Cl2氧化Fe2＋变为Fe3＋，使KSCN变红 KI的淀粉溶液 蓝色 Cl2置换出KI中的I－生成I2，I2遇淀粉变蓝 KBr的CCl4溶液 橙色 Cl2置换出KBr中的Br－生成Br2，Br2的CCl4溶液呈橙色 3 NH3 酚酞溶液 红色 NH3的水溶液呈碱性，遇酚酞变红 石蕊溶液 蓝色 NH3的水溶液呈碱性，遇石蕊变蓝 FeCl3溶液 红褐色 产生了红褐色的Fe(OH)3沉淀 4 CO2 含酚酞的NaOH溶液 浅红 CO2与NaOH反应产生Na2CO3，使红色变浅 紫色石蕊溶液 红色 CO2的水溶液呈酸性，遇石蕊溶液变红 澄清石灰水 白色 产生了白色碳酸钙沉淀 5.喷泉实验产物的浓度计算 关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度： (1)HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时，所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1。 (2)当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝ mol·L－1。 1.在如图所示的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种液体。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是(　　) 选项 气体 液体 喷泉颜色 A Cl2 饱和食盐水 黄绿色喷泉 B NH3 含有酚酞的H2O 红色喷泉 C HCl AgNO3溶液 白色喷泉 D CO2 含有酚酞的NaOH溶液 红色喷泉 答案：A 解析：A项，Cl2在饱和食盐水中溶解度较小，不会形成黄绿色喷泉，与事实不相符；B项，氨气易溶于水，其水溶液呈碱性，能使酚酞变红，可形成红色喷泉，与事实相符；C项，HCl和AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀，反应后烧瓶内压强减小，能形成白色喷泉，与事实相符；D项，含有酚酞的NaOH溶液显红色，CO2能和NaOH溶液反应，形成红色喷泉，与事实相符。 学生用书⬇第117页 2.(2024·广东广州模拟预测)利用氨的催化氧化原理制备硝酸并进行喷泉实验，装置如图所示(省略夹持装置)，下列说法正确的是(　　) A.也可以通过加热NH4Cl固体制备氨气 B.一段时间后，可以在圆底烧瓶观察到无色喷泉 C.实验过程中，硬质玻璃管中可以观察到红棕色气体 D.氨的催化氧化反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为4∶5 答案：C 解析：氯化铵加热分解产生氨气和氯化氢，氨气和氯化氢又会在试管口生成氯化铵，故不能加热氯化铵制备氨气，A错误；NO、氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸(或：NO、O2与水反应生成硝酸)，溶液为酸性，可以在圆底烧瓶观察到红色喷泉，B错误；NH3催化氧化转化为NO，NO、氧气反应生成红棕色气体二氧化氮，故实验过程中，硬质玻璃管中可以观察到红棕色气体，C正确；氨气催化氧化转化为NO，化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，氨气为还原剂，氧气为氧化剂，则氧化剂与还原剂物质的量之比为5∶4，D错误。 3.利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中压强变化的装置如图1所示(夹持仪器略)。下列说法错误的是(　　) A.取下a处胶头滴管，用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满 B.打开弹簧夹b，挤压a处胶头滴管，使少量水进入三颈瓶引发喷泉 C.喷泉实验时三颈瓶内压强变化曲线如图2，C点时喷泉最剧烈 D.常温常压下，实验结束后所得溶液的物质的量浓度为 mol·L－1 答案：D 解析：氨气溶于水呈碱性，取下a处胶头滴管，用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满，若红色石蕊试纸变蓝，说明氨气已经充满装置，A正确；氨气极易溶于水，打开弹簧夹b，挤压a处胶头滴管，使少量水进入三颈瓶，氨气溶于水使瓶内压强减小，引发喷泉，B正确；电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2，C点时容器内外压强差最大，则喷泉最剧烈，C正确；若在标准状况下完成该实验，假设溶液刚好充满烧瓶且混合均匀，容器的容积为V L，则溶液的物质的量浓度为＝ mol·L－1，常温下应小于该值，D错误。 4.探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。 (1)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。 (2)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2；　　　　　　。 (3)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体(标准状况下)进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为　　　　 mol·L－1(结果保留两位有效数字)。 答案：(1)(进气管短，出气管长)　(2)观察气泡的生成速率，控制混合气体的比例　(3)0036 解析：(3)混合气体全部被吸收，则恰好发生反应4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，HNO3的物质的量恰好是完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的，溶液体积等于烧瓶体积，设烧瓶体积为V L，则溶液的物质的量浓度为＝ mol·L－1≈0036 mol·L－1。 5.如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学在烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度。(假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散) (1)若用HCl气体，则c(HCl)＝　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若用NO2气体，则c(HNO3)＝　　　　　　　。 (3)若用n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合气体，则c(HNO3)＝　　　　　　　　。 答案：(1) mol·L－1　(2) mol·L－1　(3) mol·L－1 解析：设烧瓶的容积为V L，则气体的物质的量均为 mol。 (1)若是HCl气体，喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为V L，c(HCl)＝＝ mol·L－1。 (2)若为NO2，喷泉后，溶质为HNO3， 3NO2＋H2O2HNO3＋NO mol mol 则喷泉后溶液的体积为V L， c(HNO3)＝＝ mol·L－1。 (3)若n(NO2)∶n(O2)＝2∶1，发生反应：4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，则反应剩余 L O2，溶液的体积为V L，溶质为HNO3，则c(HNO3)＝＝ mol·L－1。 学科网（北京）股份有限公司 $