专题04 氮气和氮氧化物-【题高分】2023-2024学年高一化学同步教学专题讲义（人教版2019必修第二册）

1.氮——重要的非金属元素 (1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族，氮元素的非金属性比氧元素弱，比碳元素强，硝酸的酸性比磷酸强。 (2)氮元素原子最外层有5个电子，氮原子很难得失电子形成离子键，一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 (3)氮元素在自然界中的存在 ①游离态：主要以氮分子的形式存在于空气中。 ②化合态：部分存在于动植物体内的蛋白质中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 2.氮气 (1)氮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，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应。 (2)氮气与一些物质反应的化学方程式 ①金属镁：N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性； ②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性； ③氧气：N2＋O22NO，氮气表现还原性。 3.氮的固定 氮的固定— 1．（2023春·全国·高一期中）化学性质 1)通常状况下很难与其它物质发生化学反应 2)在一定条件下，能与一些物质发生化学反应 ①与H2反应：___________； ②与某些金属反应：3Mg+N2Mg3N2 Mg3N2离子化合物，在水中强烈水解___________ 1．（2023春·广东广州·高一广州市真光中学校考期中）不能实现下列物质间直接转化的元素是 单质氧化物 酸(或碱) 盐 A．N B．S C．C D．P 2．（2023春·云南曲靖·高一曲靖市民族中学校考期中）下列关于氮气的说法正确的是 A．氮分子中有一个氮氮双键 B．氮气不能与其他物质发生反应 C．氮气中的共价键为极性共价键 D．豆科植物的根瘤菌可以将氮气转化为含氮化合物，实现自然固氮 3．（2023春·江苏盐城·高一统考期中）最近科学家研究了一种在酸性介质中利用电解原理进行电化学固氮的方法，反应机理示意图如图，氨气在催化剂电极表面产生。下列说法正确的是 A．过程中存在H+发生氧化反应转化为H原子 B．在该过程中，氮气分子中N≡N断裂产生N原子 C．在催化剂作用下，N2与H原子反应可能生成N2H4和NH3两种产物 D．与传统工业合成氨法比较，电化学固氮法会消耗大量电能，没有研究价值 1.不同价态的氮的氧化物 氮的氧化物 N2O(笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 氮元素化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋4 ＋5 酸性氧化物 酸性氧化物 2.一氧化氮、二氧化氮性质比较 氮氧化物 NO NO2 色、味、态 无色无味气体 红棕色、有刺激性气味气体 溶解性 不溶于水 易溶于水且与水反应 氧化物类别 非酸性氧化物(不成盐氧化物) 非酸性氧化物(不成盐氧化物) 氧化性或还原性 具有氧化性、还原性，主要表现强还原性 具有氧化性、还原性，主要表现强氧化性，能氧化SO2、KI等物质 毒性 有毒(易结合血红蛋白使人中毒) 有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜) 相互转化 NONO2 ①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2 ②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 3.二氧化氮的性质 (1)红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大。 (2)易溶于水且与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 (3)具有强氧化性：能与SO2、KI等反应。 (4)自身二聚：2NO2N2O4(无色气体)。 1．（2023春·江苏连云港·高一连云港高中校考期中）在高温或放电条件下，N2和O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO转化为N2。在指定条件下，下列选项所示的物质能一步转化实现的是 A．NO(g) HNO3(aq) B．N2(g) NO2(g) C．NO(g)N2(g) D．NH3NO2(g) 1．（2023·山东烟台·统考二模）实验室通过反应：制备。下列实验装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制备NO B．用装置乙干燥NO C．用装置丙制备 D．用装置丁处理尾气 2．（2023春·江苏连云港·高一统考期中）合成17 t NH3，放出Q kJ热量。利用浓氨水吸收氯气工业的尾气，同时得到副产品NH4Cl；也可以用FeCl2溶液吸收氯气制得FeCl3溶液，然后制备Fe(OH)3胶体；经实验发现，溶液几乎都有丁达尔效应(粒子对光的散射现象)，且丁达尔现象随其浓度升高逐渐增强，胶体的丁达尔现象比溶液的强。下列物质的性质与用途具有对应关系的是 A．NH3具有还原性，可用作制冷剂 B．NO有氧化性，可用于CO去除 C．FeCl3溶液呈酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu D．NH4Cl易溶于水，可用作化肥 3．（2023春·河北唐山·高一