内容正文:
考点12 氮及其化合物
本考点重点考查氮氧化物的性质、铵盐的性质(NH4+的水解、与碱反应)、氨气的还原性、硝酸的强氧化性,多以实验题和工艺流程题的形式出现,与生产、生活实际相联系,将物质的循环利用、保护环境等观念渗透在考题中,以体现“科学态度与社会责任”的化学核心素养。
预测2022年高考单独考查含氮化合物的性质的可能性不大,但与其相关的内容会分散在一些题目中进行考查;此外,还应关注磷、砷及其化合物的性质和应用
一、氮及其氧化物
二、硝酸
三、氨、铵盐
氮及其氧化物
1.氮的固定
2.氮气
(1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质
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、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较
性质
NO
NO2
色、态、味
无色、无味气体
红棕色、有刺激性气味气体
溶解性
难溶于水
毒性
有毒,大气污染物之一
有毒,大气污染物之一
与水反应
不反应
3NO2+H2O===2HNO3+NO
与氧气反应
NO+O2===2NO2
不反应
对环境的影响
NO与血红蛋白结合使人中毒,NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层
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
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
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)。一般适合工业尾气中NOx的处理。
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。
氮氧化物溶于水的问题分析
无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中,总关系式为4NO+3O2+2H2O===4HNO3(4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中,总关系式为4NO2+O2+2H2O===4HNO3(4∶1)。
(1)氮气在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供呼吸( )
(2)液氮可用于医学和高科技领域,制造低温环境( )
(3)高温高压催化剂条件下与氢气反应时,氮气作还原剂( )
(4)固氮反应一定属于氧化还原反应( )
(5)高温或通电的条件下,氮气能与氧气化合生成一氧化氮( )
(6)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
(5)NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂( )
(7)NO易溶于水,所以可用排空气法收集( )
(8)NO是一种有刺激性气味的红棕色气体( )
(9)常温常压下,含等质量氧元素的NO和CO的体积相等( )
(10)NO2不能通过化合反应获得( )
(11)NO2能与水反应生成硝酸,故NO2为酸性氧化物( )
(12)除去O2中混有的NO2,可将混合气体通过水,将NO2溶解( )
(13)NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液,溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2,得橙色溶液的为溴蒸气( )
(14)CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都稳定存在( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)× (9)√ (10)× (11)× (12)× (13)× (14)×
【典例】
例1 下列关于N2的说法错误的是( )
A.通常情况下N2性质很稳定,所以N2可在电焊时作保护气
B.反应N2+O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C. N2的质量约占空气总质量的
D.在反应3Mg+N2Mg3N2中,N2作氧化剂
【解析】A项,N2可在电焊时作保护气,是利用氮气的稳定性,故A正确;B项,汽车尾气造成污染的主要原因之一是N2+O22NO,故B正确;C项,氮气的体积约占空气总体积的,故C错误;D项,在反应3Mg+N2Mg3N2中,N元素的化合价降低,得电子,即N2作氧化剂