2022年高考化学一轮复习课件 第4章 第23讲　氮及其化合物 (含解析)

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1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及 应用。2.了解氮的化合物对环境的影响。
考点二　典型的氧化性酸——硝酸
微专题11　喷泉实验及拓展应用
2.氮气(1)物理性质：____色____味气体，密度比空气略小，____溶于水。(2)化学性质
写出有关化学方程式：①____________________；②________________________；③_______________________。
3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1―→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、_____、N2O3、NO2(或______)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、______。
(2)NO和NO2的比较
红棕色、有刺激性气味的气体
2NO＋O2===2NO2
提醒　①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2 N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。
4.氮氧化物对环境的污染及防治(1)常见的污染类型①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。④NO与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法工业尾气中NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
(1)固氮反应一定属于氧化还原反应(　　)错因：______________________________________________________。(2)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2(　　)错因：__________________________。(3)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体(　　)错因：________________________________________________________。
N2与O2在放电条件下生成NO
Cu与稀硝酸生成NO，NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集
(4)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂(　　)错因：_______________________________________。(5)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物(　　)错因：____________________________________________________。
NO2与H2O反应，NO2既是氧化剂又是还原剂
NO2与H2O反应生成HNO3和NO，所以NO2不是酸性氧化物
1.结合N2、NO、NO2的化学性质，用化学方程式解释“雷雨发庄稼”的科学道理。
答案　①N2＋O2 2NO②2NO＋O2===2NO2③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2.NO2和溴蒸气均为红棕色气体，你用哪些实验方法鉴别二者？写出所用试剂和区别的现象。方案一：试剂___________，现象____________________________________________________。方案二：试剂____________，现象__________________________________________________________。方案三：试剂_______，现象_______________________________________________________________。
NO2中AgNO3溶液无明显变化，溴蒸
NO2中CCl4(或汽油)仍为无色，溴蒸
气中CCl4(或汽油)的颜色加深
NO2中蒸馏水不变色，溴蒸气中水的颜色
加深(其他合理的答案均正确)
题组一　氮及氧化物的性质和应用1.(2020·通化高三月考)下列有关氮气的说法正确的是A.氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼B.1 ml N2可与3 ml H2完全反应生成2 ml NH3C.电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中发生的反应之一 是N2＋2O2===2NO2D.NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大 气污染物
解析　A项，氮原子最外层有5个电子，氮与氮形成三对共用电子对，达8电子的稳定结构；B项，氮气与氢气反应生成氨气是可逆反应；C项，氮气与氧气在放电的条件下生成一氧化氮；D项，NO和氧气反应生成NO2；NO2和水反应生成NO。
2.下列说法中错误的是A.工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应B.通过灼热的铜粉，可以除去N2中的O2C.除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗 气瓶中D.NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为2∶1
解析　NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2。
3.如图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内物质的密度为
A.等于1.369 g·L－1B.等于2.054 g·L－1C.在1.369 g·L－1和2.054 g·L－1之间D.大于2.054 g·L－1
解析　一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮，2NO　＋　O2　===　2NO22　　　　 1　　　　 222.4 mL　 11.2 mL　 22.4 mL反应后生成了22.4 mL二氧化氮，假设二氧化氮的体积不变，
因存在转化平衡：2NO2 N2O4，则混合气体的体积小于22.4 mL，所以容器中气体的密度应大于2.054 g·L－1。
题组二　氮氧化物对环境的污染及防治4.(2020·湖南怀化统一考试)化学与生产、生活、环境等社会实际密切相关。下列相关叙述正确的是A.SO2、CO2、NO2都是可形成酸雨的气体B.75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同C.纳米铁粉通过物理吸附去除污水中Hg2＋、Pb2＋等重金属离子D.汽车尾气中含有的氮氧化物，会加剧酸雨的形成
解析　SO2和NO2都是可形成酸雨的气体，CO2不能形成酸雨，但会造成温室效应，A项错误；75%的酒精消毒的原理是使蛋白质发生变性，“84”消毒液是利用其主要成分NaClO的强氧化性杀菌消毒，原理不相同，B项错误；纳米铁粉能有效地处理污水中的Hg2＋、Pb2＋等重金属离子，与其还原性有关，C项错误。
5.工业上常采用生物硝化法将 转化为 来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是
A.生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降： ＋2O2=== ＋ 2H＋＋H2OB.长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化C.检验 所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸D.微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH
解析　NH4Cl水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B项正确；检验 应使用红色石蕊试纸，C项错误；生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H＋反应来调节水体的pH，D项正确。
6.(1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：__________________________。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如4NH3＋6NO 5N2＋6H2O。写出氨气转化NO2的化学方程式：_____________________________，该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为_____。
(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式：____________________________________。②NO与NO2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________。
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
1.物理性质硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。2.化学性质
(1)不稳定性反应：_______________________________________。
(2)强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。按要求完成下列反应的方程式：①与金属反应：稀硝酸与铜反应：__________________________________________；浓硝酸与铜反应：_________________________________________。
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
②与非金属反应：浓硝酸与C的反应：_______________________________________。③与还原性化合物反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：______________________________________。
(3)与有机物反应①硝化反应(与 反应)：__________________________________；②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
(1)实验室也可用锌粒与稀硝酸制取氢气(　　)错因：_______________________________________。(2)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化(　　)错因：______________________________________________________。(3)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S(　　)错因：________________________________。(4)铜溶于稀硝酸不能体现硝酸的酸性(　　)错因：______________________________________________。
HNO3有强氧化性，与金属反应时不放出H2
HNO3会将－2价的硫氧化成单质硫
Cu与HNO3反应，生成Cu(NO3)2，体现HNO3的酸性
(5)在酸性条件下，　　与I－、Fe2＋、　　等离子能大量共存(　　)错因：_________________________________________________________________。
在酸性条件下有强氧化性，会将I－、Fe2＋、 等还原性
(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。(2)硝酸的还原产物不只有NO2和NO，很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。(4)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题①忽视 在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下 不能与Fe2＋、I－、 、S2－等还原性较强的离子大量共存。②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应，如易错易混辨析中的(3)。
1.将浓硝酸存放在无色试剂瓶中，一段时间后观察到溶液变黄，用化学方程式解释变黄的原因，由此得到启示，如何保存浓硝酸？
答案　4HNO3(浓) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑，浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。
2.用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。①反应开始阶段产生_____色气体，化学方程式为___________________________________________。②反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为_____________________________________________。③待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是_____________________________________________________________________________。
Cu＋4HNO3(浓)===
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，
题组一　硝酸的性质及应用1.(2019·潍坊期末)硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是A.浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同B.将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同D.浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变黄
解析　A项，HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项，浓HNO3和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，常温下，铁在浓硝酸中钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同，错误；D项，浓HNO3能使蛋白质显黄色，正确。
2.将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是A.硝酸浓度越大消耗的硝酸越少，产生的有毒气体也越少B.反应中转移的电子总数：稀硝酸少于浓硝酸C.试管内壁上的铜用浓硝酸除去比用稀硝酸好，因为反应速率快D.两者用排水法收集的气体的体积相同
解析　铜完全反应，在进行相关计算时以铜为标准，等质量的铜在反应中失去的电子数相同，生成的Cu(NO3)2的量相同，浓硝酸被还原为NO2，化合价由＋5降到＋4，每个氮原子只得到1个电子，稀HNO3被还原时每个氮原子得到3个电子，故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少，生成的NO2也比NO多。用排水法收集气体时，由于会发生反应：3NO2＋H2O=== 2HNO3＋NO，故两种情况收集到的气体一样多。
3.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是
A.①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2B.③中反应的离子方程式为3Cu＋ ＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OC.③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强D.由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应
解析　Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，稀硝酸被还原为NO，NO遇空气中的O2生成NO2，故试管口有红棕色气体产生，A错误；③中溶液含有 ，滴加稀硫酸后，Cu、 、H＋继续反应生成NO，B正确；
③中铜片继续溶解，是因为稀硫酸提供H＋，与 形成HNO3，继续与Cu反应，C错误；Cu是不活泼金属，在常温下，可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D错误。
题组二　硝酸反应产物综合实验探究题
F是一半空的注射器。请回答有关问题：(1)设计装置A的目的是_______________________________________________________________。
产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反
4.(2020·桂林高三测试)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，
应生成NO2而产生干扰
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热，观察到装置B中的现象是______________________________________________________；B中反应的离子方程式为___________________________________________。
Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，
3Cu＋8H＋＋ ===3Cu2＋＋
(3)装置E和F的作用是_______________；为实现此作用，其操作方法是_________________________________________________________。(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有_________的功能。
将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO
1.氨的分子结构和物理性质
提醒　①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。
3.铵盐及 的检验(1)铵盐的物理性质铵盐都是____色固体，均易溶于水。
4.氨的实验室制法(1)加热固态铵盐和碱的混合物
①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变____；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生
用___________法。收集时，一般在管口塞一团棉花球，可减小NH3与空气的对流速率，收集到纯净的NH3
(2)实验室制取氨的其他方法
(1)液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化(　　)错因：_______________________________________________。(2)能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐(　　)错因：_________________________________。
NH4Cl气化是NH4Cl分解生成NH3与HCl，是化学变化
原因是NH4Cl受热分解生成气体挥发
(3)现有1 ml·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 ml·L－1(　　)错因：_______________________________________________。(4)浓氨水可检验氯气管道是否漏气(　　)错因：______________________________________________________。
氨水中还含有NH3、 ，故c(NH3·H2O)