2024年高考化学一轮复习第四章第三节氮及其化合物课件

这是一份2024年高考化学一轮复习第四章第三节氮及其化合物课件，共60页。PPT课件主要包含了目标导航，合液中，答案1√，人工固氮，1物理性质，Mg＋N2，Mg3N2，NO2，4氮氧化物的污染，考点二氨和铵盐等内容，欢迎下载使用。

[自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)除去 NO 中的少量 NO2，除杂试剂为 H2O、无水 CaCl2。
(2)NO2 是酸性氧化物，与水反应生成硝酸。(
(3)用 Ba(OH)2 溶液鉴别 NH4Cl、(NH4)2SO4 和 K2SO4。(
(4)液氨和氨水在组成上相同。(
(5)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气。(
(6)稀硝酸可除去试管内壁的银镜。(
(7)Cu 在 KNO3 溶液和稀 H2SO4 中均不溶解，但能溶解在其混
(2)×(3)√(4)×(5)√
错因：NO2 不是酸性氧化物，硝酸不是 NO2 的水合物。错因：液氨是纯净物，氨水属于混合物。(6)√ (7)√
2.(1)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____________。
(2)按下图装置进行 NH3 性质实验。
①先打开旋塞 1，B 瓶中的现象是________________，原因是______________________________________________________________________________，稳定后，关闭旋塞 1。②再打开旋塞 2，B 瓶中的现象是_______________________________________________________________________________。
答案：(1)A、C、G
(2)①有白烟生成 A 瓶中的氯化氢移动
到 B 瓶中，与 B 瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟体进入 B 瓶中，溶液的颜色变红
考点一 氮气及其氧化物1.自然界中氮元素的存在及固定
无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。(2)从分子结构角度认识 N2 的化学性质
N2 分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以 N2 的化学性质很稳定，通常情况下难与其他物质发生化学反应。
写出序号表示反应的化学方程式：①_________________________________；②_______________________________；③______________________________。
3.氮的氧化物(1)氮的氧化物
(2)NO 和 NO2 的性质比较
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4NO＋2H2O＋3O2===4HNO3
4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3
(1)N2O 俗称笑气，有麻醉作用。只有 N2O3 和 N2O5 是酸性氧化物，其余均不是。(2) 氮的氧化物都有毒，其中 NO2 与 N2O4 之间存在平衡：
N2O4，在阿伏加德罗常数问题中要考虑该平衡的存在。
(3)NO、CO 均能与血红蛋白结合而使人中毒。
1.氨的分子结构和物理性质
绝大多数铵盐都是______色固体，均易溶于水。
2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
一般通过加热 NH4Cl 和 Ca(OH)2 的混合物制备氨气，化学方程式为_________________________________________________。实验装置如图所示：
2NH4Cl＋Ca(OH)2
硝酸是无色、易______的液体，有刺激性气味。2.化学性质
浓硝酸不稳定，见光或受热易发生分解，化学方程式为_________________________________________________。
Cu＋4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
3Fe2+＋4H+＋NO3 ===3Fe3+＋NO↑＋2H2O
＋H2O。②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
①浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。②常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，表面生成致密的氧化膜，并非不发生反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。
考点四 环境保护 绿色化学1.环境污染
大气污染是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮的氧化物(NO、NO2 等)、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染(其中 SO2、NOx 主要来源于化石燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾，臭氧层空洞，光化学烟雾，室内空气污染(指家用燃料的燃烧、烹调、吸烟产生的 CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染等；其中 CO 与血红蛋白作用会使血液失去输氧能力，导致 CO 中毒)。
指大量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属 Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水；另一类是植物营养物质污染，如水中高浓度的 N、P 等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染，它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。
(3)固体废弃物造成的污染
主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染。目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。
(1)工业废气的回收利用。
(2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂
(3)回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。
(1)核心：利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。绿色化学的理念在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。
(2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：
①采用无毒、无害的原料及可再生资源；
②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；③产品应该是环境友好的；
④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。
4.原子经济性美国著名有机化学家 在 1991 年首先提出“原子经济性”的概念：认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中(如完全的加成反应)达到零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量，可表示为原子利用率
目标生成物的质量×100%。经济性的反应有两个显著优点：一反应物的总质量
是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。
考向1 氨的制取及性质1.(2022 年北京海淀区一模)用如图装置(夹持装置已略去)进行
NH3 制备及性质实验。下列说法不正确的是(
A.甲中制备 NH3 利用了 NH3·H2O 的分解反应B.乙中的集气瓶内 a 导管短、b 导管长C.若将丙中的 CCl4 换成苯，仍能防止倒吸
D.向收集好的 NH3 中通入少量 Cl2，可能观察到白烟
解析：将浓氨水滴入碱石灰中，CaO 与水反应生成 Ca(OH)2同时放出热量，促使 NH3·H2O 分解释放出 NH3，A 正确；集气瓶乙用于收集 NH3，由于 NH3 的密度小于空气，采用向上排空气法收集，故集气瓶内 a 导管短、b 导管长，B正确；苯的密度小于水，将 CCl4 换成苯，苯在上层，导管直接插入水中，不能防止倒吸，C错误；向收集好的NH3中通入少量Cl2，发生反应：3Cl2＋8NH3==N2＋6NH4Cl，生成 NH4Cl，观察到白烟生成，D 正确。
2.(2022 年营口二模)氮化铬具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能和高温稳定性能，因而具有广泛的应用前景。实验
CrN＋3HCl，装置
室制备 CrN 的反应原理为 CrCl3＋NH3如图所示：
A.装置①还可以用于制取 O2、Cl2、CO2 等气体B.装置②、④中分别盛装 NaOH 溶液、KOH 固体C.装置③中也可盛装维生素 C，其作用是除去氧气D.装置⑤中产生的尾气冷却后用水吸收得到纯盐酸
解析：装置①可以用过氧化氢(MnO2 作催化剂)制取氧气，用浓盐酸与高锰酸钾制取氯气，用盐酸与碳酸钙制取二氧化碳气体，A 正确；装置②中的 NaOH 溶液可以吸收装置中的二氧化碳气体，观察气体流速，④中的 KOH 固体可以吸收水分，B 正确；装置③中的亚硫酸钠可以除去装置中的氧气，也可盛装维生素C，C正确；装置⑤中产生的尾气中有反应生成的 HCl ，还有未完全反应的NH3，所以冷却后用水吸收得到的不是纯盐酸，D 错误。
考向2 硝酸的性质及应用
3.(2022 年北京东城区一模)用如图装置探究铜与硝酸的反应，
A.①中反应的化学方程式是 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2 ＋2NO2↑＋2H2OB.②中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是 NO2与 H2O 反应导致压强减小C.③中的实验现象能证明②中 Cu 与硝酸反应生成了 NOD.待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生
解析：①中铜与浓硝酸反应生成 Cu(NO3)2、NO2 和 H2O，产生红棕色气体NO2，A正确；NO2与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体的总物质的量减小，压强减小，注射器内剩余的水被“吸入”试管，B 正确；②中推动注射器活塞使部分水进入试管，NO2与水反应生成 NO，故③的现象不能证明②中 Cu 与硝酸生成 NO，C 错误；②中反应停止后，铜片剩余，溶液中含 Cu(NO3)2，滴加少
[方法技巧] “四法”突破金属与硝酸反应的计算
考向3 氮及其化合物的转化关系及应用
5.(原创题)研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮及其化合物的“价类二维图”如下，B 是红棕色气体。
A.工业上以 A、空气和水为原料生成硝酸B.由 A→N2，从原理上看，可由 A 与 NO 反应实现C.由 B→NO，必须加入还原剂才能实现转化D.物质 B 与水反应，生成 1 ml C 时转移电子数为 NA
解析：由图可知，物质A、B、C分别代表 NH3、NO2、HNO3。工业制硝酸，以 NH3、空气和水为原料，实现转化：NH3→NO→NO2→HNO3，A 正确；根据氧化还原反应规律，NH3 和 NO 发生价态“归中反应”，可生成 N2 和 H2O，B 正确；NO2 与水反应生成 HNO3 和 NO，故 NO2→NO 转化不一定加入还原剂，C 错误；NO2→HNO3，N 元素由＋4 价升高到＋5 价，故生成 1 ml HNO3时转移电子数为 NA，D 正确。
6.(2022 年滨州期末)氮及其化合物的“价类”二维图如图所
A.X 可通过加热氯化铵固体制取B.从物质类别角度分析，P 和 Z 都属于酸性氧化物C.将 P 转化为 Y 的过程，属于氮的固定
－1＝0.015 L＝15 mL，D 正确。
解析：X 是 NH3，加热氯化铵固体生成的 NH3 和 HCl，遇冷重新生成NH4Cl，不能用来制取NH3，A错误；P是N2O5，Z是NO2 或N2O4，NO2、N2O4 不是酸性氧化物，B 错误；氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮，P是N2O5，Y是HNO3，C错误；Y是HNO3，3.2 g Cu为 0.05 ml，与 HNO3 反应生成 0.05 ml Cu(NO3)2，生成 NO、NO2 混合气体 1.12 L(标准状况)，则气体总物质的量为 0.05 ml，据 N 原子守恒可知原硝酸中 n(HNO3)＝0.05 ml×2＋0.05 ml＝0.15 ml，故硝酸
0.15 ml10 ml·L
考向4 “喷泉实验”原理及拓展应用7.(2020 年全国Ⅲ卷)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气
体－溶液，能出现喷泉现象的是(
解析：从原理上来说，只要圆底烧瓶内的气体易溶于胶头滴管内所吸有的液体即可使烧瓶内的气压在短时间内迅速减小，与大气压形成较大的压强差，形成喷泉。H2S 为酸性气体，在稀盐酸中的溶解度较小，不能形成喷泉，A 错误；HCl 为酸性气体，稀氨水呈碱性，二者发生反应，引起烧瓶内气体压强明显减小，易形成喷泉，B 正确；NO 气体不溶于稀硫酸，且和稀硫酸不反应，不能形成喷泉，C 错误；CO2气体难溶于饱和碳酸氢钠溶液，不能形成喷泉，D 错误。
8.(2022 年济南十一校联考)如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，
下列与实验事实相符的是(
A.CO2(饱和 NaHCO3 溶液)/无色喷泉B.NH3(H2O 含石蕊)/蓝色喷泉C.SO2(浓 NaOH 溶液)/红色喷泉D.HCl(H2O 含石蕊)/白色喷泉
解析：要形成喷泉，必须满足气体易溶于水或易与溶液反应，烧瓶内外形成较大的压强差。CO2 难溶于饱和NaHCO3 溶液，不能形成无色喷泉，A错误；NH3易溶于水，溶液显碱性，形成蓝色喷泉，B正确；SO2 能与NaOH溶液反应，但溶液无色，形成无色喷泉，C错误；HCl易溶于水，显酸性，形成红色喷泉，D错误。
考向5 环境保护 绿色化学9.SO2 属于严重的大气污染物，可用 H2 与 SO2 高温反应消除SO2 的污染，其反应原理可分为两步，过程如图所示。下列说法正
A.SO2 排放到空气中会形成 pH≈5.6 的酸雨B.可用 CuSO4 溶液检验是否有 X 气体生成C.在 100～200 ℃时发生的是置换反应D.工业上可用浓硝酸处理工业尾气中的 SO2
解析：酸雨的 pH<5.6，A 错误；由 X＋SO2―→S↓可知 X 气体为 H2S，能与 CuSO4 反应，生成黑色的不溶于水和酸的硫化铜沉淀，所以可用 CuSO4 溶液检验是否有 X 气体生成，B 正确；在100～200 ℃时发生的反应为 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，不是置换反应，C 错误；若用浓硝酸处理工业尾气中的 SO2，会产生含氮元素的大气污染物(即氮的氧化物)，D 错误。
10.“践行绿色发展理念，建设美丽中国”要求工业生产符合绿色化学或环境保护理念。原子利用率是衡量绿色化学的重要指
标，下列化工生产工艺是理想的绿色化学工艺的是(A.工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅B.利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱C.工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾D.石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷
解析：工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅，反应为 2C＋SiO2
Si＋2CO↑，原子利用率不是 100%，不符合“绿色化学”的理念，A 错误；利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱，反应的化学方程式为 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，原子利用率不是 100%，不符合“绿色化学”的理念，B 错误；工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾过程中铜和浓硫酸反应生成污染性气体
二氧化硫，原子利用率不是 100%，C 错误；石油化工利用乙烯催
化氧化法制备环氧乙烷：2CH2==CH2＋O2―→子利用率 100%，符合“绿色化学”的理念，D 正确。答案：D
1.(2022 年江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说
A.自然固氮、人工固氮都是将 N2 转化为 NH3B.侯氏制碱法以 H2O、NH3、CO2、NaCl 为原料制备 NaHCO3和 NH4ClC.工业上通过 NH3 催化氧化等反应过程生产 HNO3D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
解析：自然固氮是将 N2 转化为含氮化合物，不一定是转化为NH3，比如大气固氮是将 N2 转化为 NO，A 错误；侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl 为原料制备 NaHCO3 和 NH4Cl，反应的化学方程式为 H2O＋NH3＋CO2＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，B 正确；工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产 HNO3 ，相关的化学反应方程式为 4NH3 ＋
4NO＋6H2O、2NO＋O2=== 2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3
＋NO、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，C 正确；氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界
的“氮循环”，D 正确。
2.(2021 年全国甲卷) 实验室制备下列气体的方法可行的是
解析：氯化铵不稳定，加热易分解生成氨气和氯化氢，但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体，所以不能用于制备氨气，A 不可行；将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象，不能用于制备二氧化氮，B 不可行；硫化氢为还原性气体，浓硫酸具有强氧化性，不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体，因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应，C 不可行；实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，可用此方法制备氧气，D 可行。
3.(2020 年天津卷)检验下列物质所选用的试剂正确的是(