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考点梳理5.2.1 氮气、一氧化氮、二氧化氮
考点梳理
考点1 氮气
氮气是空气中含量最多的气体,也是工业生产的重要材料,了解其物理性质与化学性质,从而衍生到生活生活生产中的应用。
1、存在:
(1)游离态:空气中含有大量的氮气。
(2)化合态:动植物体内的蛋白质、硝酸盐、亚硝酸盐等。
2、氮的物理性质:
无色透明的气体,熔沸点低,密度略小于空气。
化学性质:
由氮元素在周期表的位置可知,氮原子最外层有五个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子,与其他原子结合通常形成共价键。氮气单质中两氮原子通过共价三键结合,断键所需能量大,所以难与其他物质反应,因此氮气的化学性质不活泼。
氮的固定:
氮气在高温、放电等情况下可以与氧气、镁、氢气发生反应,在大自然中将游离的氮转化为含氮化合物的过程叫做氮的固定。
与氧气反应:N2+O22NO(雷电固氮)(雷雨发庄稼)
与氢气反应:N2+3H2 2NH3(人工固氮)
与镁反应:N2+3MgMg3N2
生物固氮:豆科植物的根瘤菌吸收氮气形成氮的化合物。
自然界氮循环:
考点2 一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮和二氧化氮是氮的重要氧化物。了解其理化性质,对于大气污染的防治,硝酸的合成有着重要的作用,考察通常结合氮不同价态的性质进行考察。
一氧化氮:
物理性质:无色、不溶于水的有毒气体。
化学性质:
生成:N2+O22NO
与氧反应:2NO+O22NO2 (一氧化氮是无色气体,遇到氧气会迅速变为红棕色气体)
制取硝酸:4NO+3O2+H2O4HNO3
二氧化氮
物理性质:红棕色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化、易溶于水。
化学性质:
工业制硝酸:3NO2+H2O4HNO3+2NO;
4NO2+O2+2H2O4HNO3(二氧化氮与水反应会制取硝酸会有一氧化氮生成,所以在水充足的情况下,调整洋气的用量抵消一氧化氮)
反应式1:3NO2+H2O4HNO3+2NO
反应式2:2NO+O22NO2
总反应式:4NO2+O2+2H2O4HNO3
题型剖析
题型剖析
考点1 氮气
常考、必考题型:
主观题(理化性质,存在以及日常生活中的简单用途)
考向1 氮气的结构与性质
1、X、Y、Z三种元素的原子序数依次减小且三者原子序数之和为16,其常见单质在适当条件下可发生如图所示变化,其中B和C均为10电子分子。下列说法正确的是(????)
A. 1?mol?Y和4?mol?Z在一定条件下充分反应可生成2?mol?CB. 相同条件下,C的沸点高于BC.
2、在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是(????)
A. B. C. SiO2→H
3、氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是
A. 催化剂a表面发生了极性共价键的断裂和形成B. N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%C. 在催化剂b表面形成氮氧键时,不涉及电子转移D. 催化剂a、b能提高反应的平衡转化率
(1)下列说法中,正确的是________(填字母)。
a.氮原子的最外层有5个电子
b.氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族
c.氮元素的最低化合价为-3价,最高化合价为+5
d.根据元素周期律推测,氮化硅的化学式为SiN
(2)氮气的化学性质很稳定,可用作灯泡填充气。从分子结构角度解释其原因是____________________________________________。
(3)大自然通过闪电可将空气中的氮气转化为含氮化合物,从而实现自然固氮。该过程中生成的含氮化合物是________。
(4)我国科研团队借助一种固体催化剂(LDH),在常温常压和可见光作用下实现了人工固氮,其过程如图所示。写出该过程中反应的化学方程式:________________________。
考向2 氮的固定
1、辛勤劳动才能创造美好生活。下列劳动与所涉及的化学知识不相符的是
选项
劳动项目
化学知识
A.
社区服务:回收旧衣物并进行分类
棉、麻和丝主要成分均为纤维素
B.
家务劳动:用热的纯碱溶液去除餐具的油污
碳酸钠溶液显碱性
C.
校内劳动:用稀硝酸处理做过银镜反应的试管
硝酸具有强氧化性
D.
学农活动:利用豆科植物作绿肥进行施肥
豆科植物可实现自然固氮
A. A B. B C. C D. D
2、下列说法中正确的是 (? ?)
A. 雨天追肥有利于农作物的吸收B. 大量施用化肥对环境没有污染C. 绿色植物都能直接在空气中进行生物固氮D. 硫酸铵适用于雨水充沛的地区,硝酸铵适用于气候较干燥的地区
3、关于氮的变化关系图如下:则下列说法不正确的是(????)
A. 路线①②③是工业生产硝酸的主要途径B. 路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径C. 上述所有反应都是
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