内容正文:
考点16 氮及其化合物
1.3年真题考点分布
年份
卷区
考点分布
氮气与氮的氧化物的性质
硝酸的性质及用途
氨气和铵盐的性质及用途
综合应用
2023
江苏
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广东
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北京
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浙江
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全国
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2022
天津
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重庆
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河北
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北京
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江苏
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山东
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浙江
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2021
重庆
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江苏
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广东
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2.命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查:
1.氮气与氮的氧化物的性质及应用
2.硝酸的性质探究
3.氨气和铵盐的性质及应用
【备考策略】熟练掌握氮及其化合物之间的转化关系,熟悉各物质的特特殊性质及其应用;明确元素化合物和化学反应原理、物质结构和性质之间的联系。
【命题预测】氮元素的多种价态及各种价态化合物的相互转化内容丰富,是氧化还原反应的重要素材,也是化学反应原理的重要素材。氮及其化合物的考查以氨气、氨水、铵盐、一氧化氮、二氧化氮与硝酸等物质的性质为重点,突出考查反应方程式的书写和相关氧化还原反应知识,以及化学与STSE的关系,考查形式灵活多样,题型多变,相关题目新颖、知识覆盖面广、思维跨度大,大多以选择题、综合实验题、化学反应原理题的形式出现。
考法1 氮气和氮的氧化物的结构与性质
氮元素的原子序数为7,位于元素周期表第二周期ⅤA族,处于p区,价电子排布式为2s22p3,核外空间电子运动状态有5种,不成对电子数为3,原子半径大于氧原子,非金属性小于氧元素,第一电离能大于氧元素,电负性小于氧元素。
1.氮气
自然界存在
氮元素在元素周期表中位于第二周期ⅤA族。在自然界中,氮元素既有 态,也有化合态,大部分氮元素以游离态的形式存在于空气中。将空气中游离的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定,氮的固定的方式有自然固氮、生物固氮、工业固氮
物理性质
N2是无色、无味气体,密度比空气略小,难溶于水
化学性质
稳定性
常温下,氮气化学性质稳定(氮氮三键的键能大),通常情况下不易发生化学反应
氧化性
3Mg+N2Mg3N2
N2+3H22NH3
还原性
N2+O22NO
2.一氧化氮和二氧化氮
氮的氧化物
NO
NO2
物理性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不溶
能溶
化学性质
与O2反应
2NO+O2===2NO2
与H2O反应
3NO2+H2O===2HNO3+NO
聚合反应
2NO2 (红棕色) N2O4(无色)
实验室制法
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
与环境的关系
空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等,空气中NO、NO2是形成酸雨、光化学烟雾的主要因素
(1)氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因,同时也可造成水体污染。汽车尾气中的氮氧化物(燃料在发动机内高温燃烧时,空气中的氮气与氧气反应生成的)与碳氢化合物经紫外线照射发生反应生成形成的一种有毒的烟雾,称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛、伤害植物并使大气能见度降低。
(2)收集NO用排水法,收集NO2用向上排空气法,前者易与氧气反应,后者易与水反应。
(3)工业上就是利用3NO2十H2O=2HNO3+NO这一原理制取HNO3,为了提高NO2的吸收率,在吸收的过程中要补充适量的O2,所以总的吸收反应可表示为:4NO2+O2+2H2O=4HNO3。NO与O2配比适当时,也可以被水完全吸收。总的吸收反应可表示为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3。
(4)通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯,因为在常温、常压下能发生聚合反应。由于此可逆反应的发生,通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值,或在相同条件下,比相同物质的量的气体体积要小。同理,通常实验测得N2O4的相对分子质量小于它的实际值,或在相同条件下,比相同物质的量的气体体积要大。此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。
【典例1】(2023·华中师大附中高三月考)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A.雾和霾的分散剂相同
B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C.NH