2011年高考化学一轮讲练析精品学案
第22讲 氮族元素
考点解读 1.了解氮气及其重要含氮化合物的主要性质及应用 2.了解某些含氮化合物对环境质量的影响 3.能综合应用氮及氮的化合物知识 知识体系
1．氨水显弱碱性的理解。
-+
氨气溶于水形成氨水，氨水少部分电离出OH、NH4，所以氨水具有弱碱性。注意以下两
点：
3+3+2+
(1)氨水遇Al、Fe、Mg分别可以生成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，但氨水中滴+
加Ag溶液开始出现沉淀AgOH，继续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液；（2）氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐，又根据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸式盐。如：用氨水吸收少量二氧
+-化硫的离子方程式 NH3.H2O+SO2=NH4+HSO3是错误的。
2．NO、O2被水吸收的分析。
NO、O2被水吸收实质上发生如下反应：2NO+O2=2NO2，3NO2+2H2O=2HNO3+NO。生成NO还可以继续氧化，生成NO2再溶于水，这是一个循环反应。如无任何气体剩余，最终产物应为HNO3，恰好反应的量的关系：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，实际反应中可以有NO或O2剩余，但不能两者兼有之。
3．氮可以形成多种氧化物。NO2可以与水反应生成硝酸，但NO2不是硝酸的酸酐。掌握酸酐的判断方法。NO2与溴蒸气不能用湿润的KI淀粉试纸检验。
-2+3+2-2-- 4．NO3在酸性溶液中具有强氧化性，可以将Fe氧化为Fe、SO3氧化为SO4，将I、
-2-Br、S氧化为I2、Br2、S。
+
5．检验NH4离子，可加入烧碱溶液后，必须加热，再用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，．．
否则不一定有NH3放出。 基础过关 氮及其化合物
1.本课时知识结构
2.氮的循环:
3.氮及其化合物的衍变关系：
NH3 ←N2 →NO→NO2→HNO3→NH4NO3→NH3
4.氮氧化物
①各种价态氮氧化物：N（N2O）、N（NO）、N（N2O3）、N（NO2、N2O4）、N（N2O5），其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。
②NO和NO2性质比较
NO：一种无色气体，难溶于水，不成盐氧化物。常温下，极易被氧化为NO2：2NO+O2=2NO2
NO2：一种有刺激性气味的红棕色气体,溶于水后与水反应：3NO2+H2O==2HNO3+NO
?1?2NH3·H2O
NH4+、OH
－
?3?4?5 ③氮氧化物溶于水计算方法
涉及的可能相关化学反应方程式分别为：3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3、NO2+NO+O2+H2O=2HNO3。
NO与NO2混合气体溶于水：反应最后得到的气体是NO，其体积=V（NO）+1/3V（NO2） NO与O2的混合气体溶于水：
若V（NO）∶V（O2）=4∶3，则容器内无气体剩余，水可充满容器。 若V（NO）∶V（O2）>4∶3，则容器内剩余气体为过量的NO。 若V（NO）∶V（O2）<4∶3，则容器内剩余气体为过量的O2。 NO2与O2的混合气体溶于水：
若V（NO2）∶V（O2）=4∶1，则容器内无气体剩余，水可充满容器。
若V（NO2）∶V（O2）>4∶1，则NO2过量，容器内剩余气体为的NO，体积为过量的NO2的1/3。
若V（NO2）∶V（O2）<4∶1，则O2过量，容器内剩余气体为过量的O2。 NO2、NO与O2三种气体溶于水：
若V（NO2）∶V（NO）∶V（O2）=1∶1∶1，则容器内无气体剩余，水可充满容器。 若按1∶1∶1反应后，仍有某两种或一种气体多余可按前面思路进行判断。 5．硝酸的重要特性：强氧化性
①浓、稀硝酸在与活泼或不活泼金属发生反应时，硝酸中N被还原，一般不产生氢气。
?5②浓、稀硝酸与活泼金属反应时，N被还原，所得产物可以是N（NO2）、N（NO）、
N（N2O）、N（N2）或N（NH3），鉴于反应复杂，中学对活泼金属与浓、稀硝酸的反应
?10?5?4?2?3不做要求。
③浓、稀硝酸与金属铜的反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu-
(NO3)2+2NO↑+4H2O。以上反应中，硝酸表现出氧化性同时还表现出酸性。其他不活泼金属类似于铜与浓、稀硝酸反应。注意：一定量的浓硝酸与足量的铜发生反应时，硝酸会由浓变稀，往往得到的是NO和NO2的混合气体。
④浓硝酸与碳的反应：C+4HNO3（浓）
性。
CO 2↑+NO2↑+2H2O。硝酸只表现出氧化性。
⑤在浓硝酸中滴加几滴石蕊试液、微热，先变红、后褪色，说明浓硝酸的酸性及氧化⑥冷的浓硝酸在常温下使铁、铝等活泼金属发生钝化(在其表面因氧化生成一层致密的．．．氧化膜)。常温时，常把浓硝酸存放在铁质、铝质密闭容器里。但若加热，则会剧烈反应。
⑦王水：浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为1:3。可溶解金、铂、钛等金属。 6.氨、液氨、氨水、铵之间的区别：
氨：无色有刺激性气味的气体，比空气轻。氨分子是一种呈三角锥形的极性分子，极易
溶于水，易液化。液氨是氨气液化的产物，仍然是氨分子，属纯净物。
氨水是氨气的水溶液，是混合物：NH3+H2O—
NH3·H2ONH4++OH-。氨水中微粒
有：NH3、H2O、NH3·H2O、NH4+、OH、极少量的H+。氨水浓度越大，密度越小。
铵（NH4+）是带一个单位正电荷的离子，不能单独存在，只能在铵盐或氨水中与阴离子共存。凡是含NH4+的盐叫铵盐，铵盐易溶于水。铵盐不稳定，加热易分解。 ＋
+
氨与铵可相互转化：NH3 － NH4，NH4与强碱反应放出NH3,
＋
＋H
＋OH
7.NH4+的检验方法：
①检验固态铵盐不必加热，只需取少量晶体与石灰拌和有氨的特殊气味即可； ②若是铵盐溶液，为了使更多的NH3放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则必须加热。 ③铵盐溶液与强碱溶液反应的离子方程式有三种写法：
a、浓溶液不加热写成：NH4++OH=NH3＋H2O；b、稀溶液不加热写成NH4++OH== NH3·H2O；
—
—
c、不论浓、稀，只要加热则写成：NH4++OH -
△ NH3↑+H2O。
Na2SO4+2NH3↑+2H2O。实验室常用
铵盐与碱共热都能产生氨气：(NH4)2SO4+NaOH
加热铵盐和碱的混合物制取氨气，反应生成的氨气用湿润的红色石蕊试纸检验。
8.光化学烟雾
氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，主要生成光化学氧化剂（主在是O3）及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二次污染物，统称为光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。 典型例题 【例1】（2010全国卷1）一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25g磷消耗掉314mL氯气（标准状况），则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于
A．1：2 B．2：3 C．3：1 D．5：3
【解析】设n(PCl3)=X mol, n(PCl5)=Y mol，由P元素守恒有：X+Y=0.25/31≈0.008……①；由Cl元素守恒有3X+5Y=（0.314×2）/22.4≈0.028……②，联立之可解得：X=0.006,Y=0.002故选C
【命题意图】考查学生的基本化学计算能力，涉及一些方法技巧的问题，还涉及到过量问题等根据化学化学方程式的计算等
【点评】本题是个原题，用百度一搜就知道！做过多遍，用的方法很多，上面是最常见的据元素守恒来解方程法，还有十字交叉法，平均值法、得失电子守恒等多种方法，此题不好！ 【例2】（2010上海卷）白磷（P4）是磷的单质之一，易氧化，与卤素单质反应生成卤化磷。卤化磷通常有三卤化磷或五卤化磷，五卤化磷分子结构（以PCl5为例）如右图所示。该结构中氯原子有两种不同位置。
1）6.20g白磷在足量氧气中完全燃烧生成氧化物，反应所消耗的氧气在标准状况下的体积为 L。
上述燃烧产物溶于水配成50.0mL磷酸（H3PO4）溶液，该磷酸溶液的物质的量浓度为 mol·L。
2）含0.300mol H3PO4的水溶液滴加到含0.500mol Ca(OH)2的悬浮液中，反应恰好完全，生成l种难溶盐和16.2g H2O。该难溶盐的化学式可表示为 。
3）白磷和氯、溴反应，生成混合卤化磷
-1
PCl5?xBrx（1?x?4，且x为整数）。
如果某混合卤化磷共有3种不同结构（分子中溴原子位置不完全相同的结构），该混合卤化磷的相对分子质量为 。
4）磷腈化合物含有3种元素，且分子中原子总数小于20。0.10mol PCl5和0.10mol NH4Cl恰好完全反应，生成氯化氢和0.030mol磷腈化合物。推算磷腈化合物的相对分子质量（提示：M>300）。
答案：1）5.6；4.00；2）Ca5(PO4)3(OH)；3）297.5或342；4）348或464。 解析：此题考查了元素化合物、化学计算知识。1）白磷燃烧生成五氧化二磷，白磷的相对分子质量为：128，则其6.20g的物质的量为：0.05mol，其完全燃烧消耗氧气0.25mol，标准状况下体积为5.6L；将这些白磷和水反应生成磷酸0.20mol，溶液体积为50mL，也就是0.05L，则磷酸溶液的物质的量浓度为4.00mol/L；2）根据该水溶液中含有溶质的物质的量和氢氧化钙悬浊液中溶质的物质的量，根据质量守恒，可知该物质中含有5个钙离子和3个磷酸根离子，结合电荷守恒，必还含有1个氢氧根离子，写作：Ca5(PO4)3(OH)；3）根据题意x为整数，其可能为：PCl4Br、PCl3Br2、PCl2Br3、PClBr4四种，要是有三种不同结构的话，结合PCl5的结构，其可能为：PCl3Br2或PCl2Br3，则其相对分子质量可能为：297.5或342；4）根据题意和质量守恒定律，可求出化合物提供的Cl原子的物质的量为：0.1mol×5+0.1mol×1=0.6mol；由于磷腈化合物中只含有三种元素，故必须将其中的氢原子全部除去；两物质提供的H原子的物质的量为：0.1mol×4=0.4mol，则生成的氯化氢的物质的量为：0.1mol×4=0.4mol；则磷腈化合物中含有的Cl原子为：0.2mol、P原子为：0.1mol、N原子为：0.1mol，则该化合物的最简式为：PNCl2；假设其分子式为(PNCl2)x，由其含有的碳原子总数小于20，则知：4x<20，故x<5；假设x=4，其分子式为： P4N4Cl8，相对分子质量为464；假设x=3，其分子式为： P3N3Cl6，相对分子质量为：348；假设x=2，其分子式为：P2N2Cl4，相对分子质量<300 舍去。故其相对分子质量可能为：348或464。