第03讲 氮及其重要化合物（复习讲义）（四川专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 氮及其重要化合物 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 氮及其氧化物、氨和铵盐 知识点1 氮及其氧化物 知识点2 氨和铵盐 考向1 考查含氮物质对环境的污染及防治 【思维建模】氮氧化物(NOx)污染的常用处理方法 考向2 氮氧化物的性质及计算 【思维建模】 氮氧化物溶于水的计算依据 考向3 考查氨和铵盐的性质及应用 考向4 考查氨的实验室制法及喷泉实验 【思维建模】 喷泉实验的原理及发生条件 考点二 硝酸、含氮物质的转化 知识点1 硝酸 知识点2 含氮物质的转化 考向1 硝酸的性质及实验探究 【思维建模】硝酸与金属和非金属反应的规律 考向2 金属与硝酸反应的定量计算 【思维建模】金属与硝酸反应计算的思维模型 考向3 氮及其化合物的转化实验探究 考向4 氮及其化合物的转化流程分析 【思维建模】分析氮及其化合物“价态-类别”二维图的三个维度 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 氮及其氧化物 选择题 非选择题 河北卷T8，3分 陕晋青宁卷T7，3分 江苏卷T1，3分 浙江1月卷T4，3分 湖北卷T1，3分 氨与铵盐 选择题 非选择题 云南卷T5，3分 北京卷T5，3分 重庆卷T6，3分 广东卷T11，3分 湖北卷T10，3分 河北卷T9，3分 河北卷T10，3分 广东卷T13，3分 新课标卷T12，6分 辽宁卷T3，3分 浙江1月卷T5，2分 广东卷T11，2分 硝酸与硝酸盐 选择题 非选择题 广东卷T8，3分 云南卷T8，3分 安徽卷T8，3分 湖北卷T8，3分 湖南卷T7，3分 浙江1月卷T16，3分 河北卷T2，3分 山东卷T2，2分 不同价态含氮物质的转化 选择题 非选择题 湖北卷T8，3分 山东卷T7，3分 浙江1月卷 广西卷T5，3分 广西卷T12，3分 浙江卷1月卷T6，3分 湖南卷T1，3分 浙江1月卷T6，2分 江苏卷T6，3分 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，近几年高考试题以选择题、综合推断题、实验题为主。试题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。选择题常从宏观辨识与微观探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用，具有一定的创新性；非选择题常以氮及其化合物的基础知识为主线，以最新的信息处理和知识的应用考查为重点，与物质结构、电化学、电解质溶液等知识，结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质，突出考查学生综合运用知识的能力。 2．从命题思路上看，氮及其化合物物与人类生命、生产、生活、环境及社会联系紧密，命题以新材料、新技术为背景或框图推断题综合考查氮及其化合物相互转化及生活应用；以氮及其化合物的制备、性质的实验为载体考查基本实验操作及实验的设计评价和实验探究能力；结合化学与生活考查氮氧化物对环境污染与防治及其预防措施等。 预计本部分内容仍是以后高考的热点。复习中要关注守恒法在化学计算中的应用，注重氮及其化合物在生活中的应用，结合相关工业生产注重氮及其化合物对环境质量的影响等。氮及其化合物的命题将延续“基础性+创新性”双轨模式，2026年还可能新增“氮资源可持续利用”情境（如人工固氮能耗对比）。 复习目标： 1．了解氮及其重要化合物的性质和应用。 2．掌握NH3、NO、NO2的制法及性质探究。 3．了解铵盐(NH4+)的检验方法。 4．从化合价的角度理解氨催化氧化制HNO3的过程及原理。 5．了解环境污染及其保护和绿色化学。 考点一 氮及其氧化物、氨和铵盐 知识点1 氮及其氧化物 1．氮元素存在形态及氮的固定 （1）存在：氮元素在自然界中主要以 的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%、总质量的75%)，部分氮元素存在于动植物体内的 中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 （2）氮的固定： ①概念：将大气中 态的氮转化为氮的 的过程叫做氮的固定。 ②方法：氮的固定分为 固氮(放电条件下氮气与氧气化合)、 固氮(豆科植物的根瘤菌固氮)和 固氮(工业上合成氨等)。 2．氮气 （1）物理性质： 色 味气体，密度比空气略 ， 溶于水。 （2）分子结构：电子式：_____________，结构式： ；氮氮键很难断裂，通常情况下，氮气的化学性很质稳定、不活泼，不易与其他物质反应。 （3）化学性质： ①结构：氮的原子结构示意图为______________，位于元素周期表的第 周期、第 族。氮原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过 与其他原子相互结合构成物质。 ②常温下氮气 ，N2的化学性质很不活泼，很难与其它物质发生反应。 ③在一定条件下(如：高温、放电、点燃)，也能跟某些物质(如：H2、O2、Mg等)发生反应： 与氢气反应生成NH3：N2＋3H22NH3 与氧气在放电或高温条件下生成NO：N2＋O22NO 与活泼金属(Mg、Li)反应方程式： 氮化镁与水的反应方程式： (金属氮化物易水解，生成氨气和相应的碱) （4）氮气的制法： ①实验室制法：加热NH4Cl饱和溶液和NaNO2晶体的混合物：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O ②工业制法：工业上从液态空气中，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点 加以分离而制得氮气。 （5）氮气的用途： ①工业上合成氨，制硝酸； ②在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； ③保存粮食、水果等食品，以防止腐烂； ④医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； ⑤代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； ⑥高科技利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。 3．氮的氧化物 （1）氮元素有+1、+2、+3、+4、+5价，五种正价对应六种氧化物：( )、( )、( )、( )、( )，其中 和 为酸性氧化物，分别是 和 的酸酐 （2）NO和NO2性质的比较 NO NO2 物理性质 颜色 色 色 毒性 毒(跟血红蛋白结合)，大气污染物之一 毒、有刺激性气味的气体、大气污染物之一 溶解性 溶于水 溶于水 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 — 与H2O反应 — 对环境的影响 导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层 其他性质 NO化学性质：既有氧化性又有还原性，以还原性为主： 与酸性KMnO4反应：5NO＋3MnO4－＋4H＋===5NO3－＋3Mn2＋＋2H 与酸性K2Cr2O7反应：2NO＋Cr2O7－＋6H＋===2NO3－＋2Cr3＋＋3H2O NO2化学性质：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主，NO2能氧化SO2、KI等物质： 与SO2的反应：NO2＋SO2===SO3＋NO 与碘化钾溶液的反应： (NO2能使湿润的淀粉KI试纸变 ) 与水的反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氢氧化钠溶液的反应： 与N2O4相互转化：2NO2N2O4 实验室制法 NO： （只能用排水法收集） NO2： （只能用排空气法收集） 得分速记 ①NO只能用 收集，不能用 法收集；而NO2只能用 法收集，不能用 法收集。 ②NO2气体存在平衡：2NO2N2O4，故常温时 纯净的NO2或N2O4气体，实验测得NO2的平均相对分子质量总 46。 ③NO2虽然与水反应生成HNO3，但不是硝酸的酸酐。硝酸的酸酐是 ；NO2 酸性氧化物。 ④NO2能使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝，原因是二氧化氮先与水反应生成HNO3，HNO3再将碘化钾氧化为I2，最终淀粉遇I2变蓝。 ⑤验证某无色气体为NO的方法是 ，无色气体变为红棕色。 （3）其他氮的氧化物： ①一氧化二氮(N2O)：俗称 ，常作麻醉剂 ②三氧化二氮(N2O3)： 酸的酸酐，可与水作用生成亚硝酸，N2O3＋H2O===2HNO2 ③四氧化二氮(N2O4)： 色气体，易液化，与NO2相互转化，N2O42NO2 ④五氧化二氮(N2O5)： 酸的酸酐，可与水作用生成硝酸，N2O5＋H2O===2HNO3 4．氮氧化物对环境的污染和防治 （1）环境污染：气态的氮氧化物几乎都是 性物质， 大气污染物，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。 （2）空气中氮氧化物的来源：空气中的NO、NO2主要来源于 的燃烧、 、硝酸工厂的废气等。 （3）常见的污染类型： ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与 发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成 和 ，随雨雪降到地面，就有可能形成酸雨。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的 减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④水体污染：水体 。 ⑤NO与血红蛋白结合使人中毒。 （4）常见的NOx尾气处理方法 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)。化学方程式： 、 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)。 a．氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O 4NH3＋6NO5N2＋6H2O b．汽车尾气转换器： 知识点2 氨和铵盐 1．氨 （1）分子结构和物理性质： 电子式 密度 颜色、气味 水溶性 其它 ________ 比空气 无色、有强烈 气味 易液化 溶于水(1∶700) 需防止倒吸现象的发生 易液化可用作 剂。 得分速记 NH3极易溶于水的原因：NH3、H2O均为极性分子，NH3与H2O之间可形成 ，并且NH3和H2O反应。 （2）氨的化学性质： ①与水的反应：氨溶于水的水溶液称为 ，其中大部分NH3与水结合成一水合氨(NH3·H2O)，NH3·H2O为 电解质，只能部分电离成NH4＋和OH－：NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH― 。 得分速记 ①NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变 的气体，常用此性质检验NH3。 ②液氨与氨水的比较 液氨 氨水 物质成分 纯净物(非电解质) 混合物(NH3·H2O为弱电解质) 粒子种类 主要性质 不具有碱性 具有碱的通性 存在条件 常温常压下 存在 在常温常压下 存在 ③氨水的性质：NH3·H2O为可溶性一元弱碱，能使无色酚酞试液变为 色，使红色石蕊试液变为 色。氨水的浓度越大，密度反而 。NH3·H2O易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 ④氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以 用金属容器盛装氨水。通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。 ⑤有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH3·H2O形式存在，但计算时仍以 作溶质。 ②氨气与酸(盐酸、硝酸、硫酸等)反应，生成铵盐： a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象是有 产生。 原因：浓氨水和浓盐酸均有挥发性，挥发出来的NH3和HCl在空气中相遇，化合生成 固体小颗粒，即为白烟。 反应的化学方程式： (产生白烟，可用于检验NH3) b．将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 反应的化学方程式：NH3＋HNO3===NH4NO3 (产生白烟，可用于检验NH3) c．与硫酸反应：2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 (浓硫酸 挥发性， 形成白烟， 用浓硫酸干燥氨气) d．与CO2、SO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或 。 ③NH3的还原性：NH3分子中氮元素的化合价为 价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨具有还原性。NH3能与与O2、CuO、Cl2等的反应。 a．氨的催化氧化：氨气在催化剂（如铂等）、加热条件下，被氧气氧化生成NO和H2O。此反应是放热反应，叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化)，是工业制硝酸的反应原理之一。化学方程式： (工业制硝酸的基础，也是工业上制NO的方法) b．与纯氧反应： (黄绿色火焰) c．与CuO反应： (氨气还原CuO是实验室制氮气的方法之一) d．氨气与氯气反应： 氨气与少量氯气反应的化学方程式为： 氨气与足量氯气反应的化学方程式为： ④与盐溶液反应 被滴试剂 现象 离子方程式 FeCl3溶液 生成红褐色沉淀 AlCl3溶液 生成白色沉淀 （3）氨的用途： ①氨是氮肥工业及制造硝酸、碳铵、纯碱等的重要原料 ②氨也是有机合成工业中的常用原料 (如：尿素、合成纤维、染料等) ③氨还以用作制冷剂。液氨作制冷剂的原因是氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低 （4）氨气的实验室制法 ①常规方法 制备原料 实验室一般用氯化铵或硫酸铵与 固体 实验原理 实验装置 发生装置 “固＋固气”型，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同 净化装置 通常用 干燥氨气，不能用五氧化二磷、 和 干燥 收集装置 NH3极易溶于水 密度比空气小，只能用 法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是 尾气处理 多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用 或 浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸，常采用的装置如图所示： 验满方法 ①方法一：用镊子夹住一片湿润的 色石蕊试纸放在试管口，若试纸变 ，说明已经收集满 ②方法二：用蘸取 的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满 得分速记 ①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但 用NH4HCO3或NH4NO3代替。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3极易分解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质。 ②消石灰 用KOH或NaOH代替，原因是：NaOH、KOH易吸水、易结块，不利于生成的NH3逸出，而且高温下NaOH、KOH会 试管。 ③氨气干燥时： 用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成 。P2O5与浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用 干燥。 ④收集NH3时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要塞一团用 或 浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，使收集的气体纯净，同时也可避免污染空气。 ②简易方法： 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出 浓氨水＋固体CaO 化学方程式： CaO的作用：①与水反应，使溶剂(水)减少；②反应放热，促使氨水分解；③增加溶液中的OH－浓度，减小NH3的溶解度 ③氨的工业制法：N2＋3H22NH3 （5）喷泉实验——氨极易溶于水： ①喷泉实验的原理：因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成 ，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。 ②能形成喷泉的条件：从原理上讲，气体要 溶于水或易与水反应，以形成足够大的 ；从实验条件上讲，烧瓶内气体要 ，气体和仪器均要 ，装置的 要好。 ③NH3的喷泉实验： 实验装置 实验现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈 色 实验结论 氨 溶于水，水溶液呈 性 方程式 NH3＋H2ONH3·H2O 得分速记 使容器内外产生较大压强差的两种方法 ①减小内压法：使烧瓶外气压 ，烧瓶内气压 实验装置 原理 烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→外部液体迅速进入形成喷泉 引发喷泉 打开橡皮管上的弹簧夹，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉 常见气体与吸收剂的组合 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2＋O2 吸收剂 组合时的条件 气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差(负压) ②增大外压法：使烧瓶外气压 ，烧瓶内气压 实验装置 原理 锥形瓶内液体挥发或发生化学反应产生气体→容器内压强增大→锥形瓶内液体迅速流入烧瓶形成喷泉 实例 喷雾器、人造喷泉、火山喷发等 2．铵盐及NH的检验 （1）铵盐：由 离子和 离子构成的盐，铵盐属于铵态氮肥。硫酸铵[(NH4)2SO4 ，俗称 ，又称肥田粉]，氯化铵[NH4Cl，俗称 ]，硝酸铵[NH4NO3，俗称 ]，碳酸氢铵[NH4HCO3，俗称 ]。 （2）组成：具有 键、 键，是由非金属元素组成的离子化合物(离子晶体)。 （3）物理性质：铵盐都是 色固体，绝大多数铵盐都 溶于水。 （4）化学性质： ①不稳定性：铵盐受热易分解，但不一定都有 生成。 a．在试管中加热氯化铵固体，反应的化学方程式：NH4ClNH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl 【易错提醒】 该过程不是升华，利用NH4Cl的这种性质常用来分离提纯NH4Cl固体。 b．NH4HCO3固体受热分解： c．(NH4)2CO3固体受热分解： d．NH4NO3受热分解较为复杂： ②与碱反应： a．固体反应(NH4Cl固体与NaOH固体共热)： b．溶液中的反应： (NH4)2SO4与NaOH两溶液混合加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O（ ，写成NH3↑＋H2O） 浓NaOH溶液中加入硫酸铵固体：OH－＋NH===NH3↑＋H2O（ ，写成NH3↑＋H2O） NH4Cl与NaOH两稀溶液混合：NH＋OH－===NH3·H2O（ 写NH3·H2O） （5）用途：可用作氮肥，炸药，焊药 （6）NH4＋的检验：取少量待测溶液于试管中，再加入浓的 溶液， 产生能使湿润红色石蕊试纸变 的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，有白烟产生)，则该溶液中存在NH。 考向1 考查含氮物质对环境的污染与防治 例1 （2025•四川•押题卷）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为 B．工业制硝酸过程中的物质转化： C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应： D．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：(稀) 思维建模 氮氧化物(NOx)污染的常用处理方法 ①NaOH溶液吸收法：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 ②氨吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O，4NH3＋6NO5N2＋6H2O。 ③催化转化法：汽车尾气催化转化器中发生反应：2CO＋2NO2CO2＋N2。 【变式训练1·变考法】（2025·浙江温州·三模）下列关于的叙述中不正确的是 A．雷雨天，空气中的与可反应生成NO B．与在一定条件下合成氨属于氮的固定 C．分子中键与键的比值为 D．既可作氧化剂又可作还原剂 【变式训练2·变载体】 (2022·天津卷)燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是 A．甲是空气中体积分数最大的成分 B．乙是引起温室效应的气体之一 C．反应( Ⅰ )在常温下容易发生 D．反应( Ⅱ )中NO是氧化剂 考向2 氮氧化物的性质与计算 例2 （2023·四川凉山·统考二模）下列操作和实验目的均正确的是 A．用甲装置收集NO气体 B．乙装置中II有平衡气压的作用，可将多余气体直接排出到空气中 C．用丙装置制取并收集干燥纯净的NH3 D．用丁装置(环己醇与浓硫酸混合加热脱水)制备环己烯，反应过程中，分水器中有水积攒就应该立即打开活塞放出。 思维建模 氮氧化物溶于水的计算依据 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，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。 （2）若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O==4HNO3。 【变式训练1·变载体】 （2025百师联盟期末联考）用下列仪器或装置进行实验，能达到相应实验目的的是 A．除去SO2中的HCl气体 B．收集NO2气体 C．配制1.0mol/LNaOH溶液 D．吸收尾气中的NH3 【变式训练2·变题型】 (2024·湖南三湘创新联合体联考)相同条件下，将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到无色气体M。将此无色气体M与等体积的O2通入水中充分吸收后，得到5 mL无色气体N。下列说法不正确的是 A．M气体是NO，N气体是O2 B．M气体的体积是20 mL C．V mL的取值范围是20＜V mL＜60 D．将盛有体积比为4∶1 的NO2和O2混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为 mol/L 考向3 氨和铵盐的性质及应用 例3 (2024·四川遂宁统考)下列关于铵盐的叙述不正确的是 A．加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝 B．可用Ba(OH)2溶液鉴别(NH4)2SO4和(NH4)2CO3 C．可用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨 D．实验室不能直接加热NH4Cl或NH4NO3固体制取氨 【变式训练1·变载体】（2025•四川达州渠县中学•二模）NH4NO3是一种高效氮肥，也是一种烈性炸药。下列说法不正确的是 A. 将结块的硝酸铵置于研钵中，用研杵敲碎，研细 B. 硝酸铵可由氨气和硝酸反应制备，该反应不属于氮的固定 C. 施化肥时，不能将草木灰和硝酸铵混合使用 D. 医用硝酸铵速冷冰袋是利用硝酸铵溶于水吸热性质 【变式训练2·变题型】（2025·广东汕头·三模）按下图装置进行实验(夹持装置省略)，下列判断正确的是 A．甲装置试管中的固体是NH4Cl B．乙中a处比b处先变蓝 C．由于与酸产生铵盐，丙中有白烟 D．因为极易溶于水，所以丁中会产生倒吸 考向4 氨的实验室制法及喷泉实验 例4（2025·四川八省联考·提升卷）下列实验装置能达到相应实验目的的是 A．装置①可用于演示喷泉实验 B．装置②可用于验证SO2可与水反应 C．装置③可用于制备并收集乙酸乙酯 D．装置④可用于分离苯和苯酚的混合物 思维建模 喷泉实验的原理及发生条件 ①喷泉实验的原理：使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 ②容器内气体极易溶于水或容器内气体与溶液中的溶质发生化学反应。 气体 NH3 HCl SO2、CO2 NO2和O2 吸收剂 水或盐酸 水或NaOH溶液 NaOH溶液 水 【变式训练1·变考法】（2025·四川宜宾市·二诊）利用图示装置和提供的试剂能完成相应气体制备与收集的是 选项 气体 试剂 装置 A 浓氨水 B 双氧水 C 浓盐酸 D NO Cu+浓硝酸 A. A B. B C. C D. D 【变式训练2·变载体】（2025·河北衡水·三模）根据指定试剂和选择的装置能完成相关实验的是 A．选择装置I，除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸 B．选择装置Ⅱ，用二氧化锰和浓盐酸制备氯气 C．选择装置Ⅲ，用溴水证明电石与水反应生成乙炔气体 D．选择装置Ⅳ，用和，制备 【变式训练3·变题型】(2025•四川• 押题卷)下列有关物质的性质或结构的解释错误的是 A．氨气极易溶于水，因为氨分子与水分子间能形成氢键且二者均为极性分子 B．甲醛为平面结构，因为分子中C原子采取的杂化类型为 C．三氟乙酸的酸性大于乙酸，因为氟的电负性大于氢 D圆形容器中结出的冰是圆形的，因为晶体具有自范性 考点二 硝酸、含氮物质的转化 知识点1 硝酸 1．物理性质 硝酸是 色 挥发的液体，有 气味，能跟水以任意比互溶，打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有 产生(与浓盐酸相同) 2．化学性质 （1）酸性：属于 酸，溶于水完全电离：HNO3===H+＋NO3－，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应 如CaCO3与HNO3反应：CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (若无稀盐酸 用稀硝酸代替室制CO2) 得分速记 ①稀硝酸使石蕊试液变 色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(体现浓硝酸的 性和 性)。 ②硝酸具有酸的一些通性，但硝酸与活泼金属反应时无 产生。 （2）不稳定性：硝酸见光或受热易发生分解，HNO3越浓，越 分解，温度越高分解越 ，光照越强分解越 。化学方程式： 得分速记 ①实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的 又溶于硝酸所致。消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气或 ，发生反应方程式： 。 ②硝酸一般保存在 色试剂瓶中，并放置在阴凉处。 （3）强氧化性：HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越 。还原产物一般为：HNO3(浓)→ ，HNO3(稀)→ ；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 ①与金属的反应：硝酸与金属反应时，硝酸既表现 性又表现 性。 金属与硝酸反应规律 a．铜与浓、稀硝酸反应 浓硝酸与铜反应 化学方程式： 该反应较剧烈，反应过程中有 色气体产生，此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，反应产生的气体是 等的混合气体 稀硝酸与铜反应 化学方程式： 该反应较缓慢，反应后溶液显 色，反应产生的 色气体遇到空气后变为 色(无色的 被空气氧化为红棕色的 ) b．与Fe、Al反应：常温下，浓硝酸能使Fe、A1发生 ，可用 制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。 当加热时，加热时可以与Fe、Al发生反应： c．铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀=== 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)=== ②与非金属的反应：硝酸与非金属反应时，硝酸只表现出 性。 规律：非金属单质＋浓硝酸 a．木炭与浓硝酸反应： b．硫与浓硝酸反应：S + 6HNO3(浓)H2SO4+6 NO2↑+4H2O c．白磷与浓硝酸反应： ③与还原性化合物的反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI(I—)、Fe2＋、FeO等还原性物质。 a．稀硝酸与H2S反应的离子方程式： b．稀硝酸与SO2反应的离子方程式：3SO2＋2NO3－＋2H2O===3SO42－＋2NO↑＋4H＋ c．稀硝酸与Na2SO3反应的离子方程式： d．稀硝酸与HI反应的离子方程式：6I－＋2NO3－＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O e．稀硝酸与Fe2＋反应的离子方程式： （4）与有机物反应 ①硝化反应(与反应)化学方程式：__________________________________________ ②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色 得分速记 ①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属：3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O ②活泼金属与硝酸反应不生成 ，硝酸的浓度不同，还原产物不同，可能是NO2、N2O、NO、N2、NH4NO3 如：4Mg＋10HNO3(稀)===4Mg (NO3)2＋NH4NO3＋3H2O ③王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 ④NO 氧化性，而当NO3－在 溶液中时，则具有强氧化性。 a．在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了 而使Fe2＋被氧化为Fe3＋。则过量的Cu与浓硝酸反应，待反应停止后，再加入稀盐酸或硫酸，此时铜片上 无色气体生成。 b．铜片与稀硝酸和稀硫酸混合液反应方程式： 。 ⑤能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤、衣服、纸张、橡胶等。因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心，万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量 冲洗，再用 或 液洗涤。 3．用途 硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐、氮肥等 4．硝酸的制法 （1）实验室制法：NaNO3＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HNO3↑ (利用浓H2SO4的 ， 性制取挥发性的HNO3) 【易错提醒】 因HNO3不稳定，加热温度 ；由于硝酸易腐蚀橡胶，因此该反应禁用 塞，所用仪器为 甑。 （2）工业制法： ①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O ②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2 ③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ④尾气吸收：NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+ H2O，2NO2 + 2NaOH===NaNO2 + NaNO3 + H2O 知识点2 含氮物质的转化 1．氮在自然界中的循环 2．含氮元素物质之间的转化关系 （1）歧化反应——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH=== （2）归中反应——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH=== 3．氮元素的“价类二维图” 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系 （1）NH3→NO： ； （2）NH3·H2O→NH： ； （3）NO2→HNO3： ； （4）HNO3→NO： 。 考向1 硝酸的性质及实验探究 例1 将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是 A．装置a中出现红棕色气体，只体现HNO3的酸性 B．一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，b中气体红棕色变浅 C．注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸生成H2 D．装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物 思维建模 硝酸与金属和非金属反应的基本规律 ①硝酸与金属反应： ②硝酸与非金属反应： 【变式训练1·变考法】（2024•四川广安•二诊）下列说法正确的是 A. 装置①可用于制备少量NO B. 图②标识表示实验中需正确使用火源 C. 图③操作用于排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡 D. 图④操作用于配制100mL 0.1mol/L的NaOH溶液 【变式训练2·变载体】【工业生产与学科知识结合】（2025·全国·模拟预测）金、银、铜是电脑、手机等电子线路中不可或缺的材料。从废旧电子材料中回收Au等可实现贵金属资源的再利用。如图是从废旧CPU中回收Au、Cu、Ag的一种工艺流程。已知：王水与Au的反应为。下列说法不正确的是 A．在实验室中，步骤①应在通风橱中进行 B．步骤②用浓HCl和NaNO3也可使Au溶解 C．配离子[AuCl4]-在溶液中能完全电离出Cl- D．为实现步骤③中[AuCl4]-→Au的转化，可尝试加入 考向2 金属与硝酸反应的定量计算 例2(2024·四川成都模拟)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列说法不正确的是 A．Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1 B．硝酸的物质的量浓度为2.6 mol/L C．产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol 思维建模 硝酸与金属反应计算的思维模型 【变式训练1•变载体】（2025·江苏南京·一模）向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中加入1 L 0.6 mol·L-1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2 240 mL NO气体(标准状况)。已知：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。下列说法不正确的是 A．上述体现酸性的硝酸与体现氧化性的硝酸的物质的量之比为5∶1 B．若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为32 g C．Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O+14H++2=6Cu2++2NO↑+7H2O D．若混合物中含0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为0.1 mol 【变式训练1·变考法】（2025·重庆·一模）铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图，下列说法错误的是 A．少量铁粉与足量9.75mol·L-1溶液反应得到标准状况下气体2.24L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol B．常温时，相同规格的铜片和铁片分别投入相同浓度的浓硝酸中，铜片的反应更剧烈 C．硝酸的浓度越大，其还原产物中高价态的N元素成分越多 D．当硝酸浓度为12.2mol·L-1时，主要的还原产物是NO和NO2，且二者物质的量之比为1：1 考向3 氮及其化合物的转化实验探究 例3（2025·四川·一模）某学生按图示方法进行实验，一段时间后，锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。下列相应的推理错误的是 A．常温下3NO2+H2O=2HNO3+NO能自发进行，说明该反应 B．铜位于周期表第四周期第I族 C．锥形瓶内气体颜色先变深后变浅，说明铜与稀反应生成 NO D．锥形瓶中液面下降，最终铜丝与液面脱离接触，说明体系压强增大 【变式训练1•变载体】【探究实验与学科知识结合】（2025·河南·三模）某小组设计实验探究NaNO2的性质，装置如图所示(夹持装置省略)。 已知： (棕色环)。实验现象：装置乙中产生“棕色环”，装置丙中溶液紫色变浅。 下列叙述错误的是 A．通入装置乙中的气体可能有NO B．用溶液检验装置甲中FeSO4是否完全反应 C．可以用含酚酞的纯碱溶液替代装置丙中酸性KMnO4溶液 D．其他条件不变，撤去水浴，产生“棕色环”速率变慢 【变式训练2•变题型】（2025泰安期末）生物硝化与反硝化工艺除去工业废水中过量NH的原理如图所示： 已知：硝化菌对pH值的变化非常敏感，最佳pH值是8.0~8.4，反硝化菌最适宜的pH值是6.5~7.5。 （1）含过量NH的工业废水排放会导致的环境问题是___________；硝化阶段中溶液的pH___________(填“升高”或“降低”)。 （2）向含的酸性废水中加入适量的碳源(甲醇)，能实现“反硝化”过程，并产生两种对环境无污染的气体，每处理含的酸性废水，理论上消耗甲醇的物质的量为___________。反硝化作用是造成土壤中氮元素损失的重要原因之一，在农业上常采用___________的办法防止氮肥损失。 （3）一种硝化与反硝化的改进工艺工作原理如图所示： 半硝化脱氨过程NH与的物质的量之比为___________，过程中加入的物质的量应略___________(填“大于”或“小于”)；该过程中与原方法相比，该方法的优点是___________。 （4）一种双阴极微生物燃料电池装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，其中硝化过程中NH被氧化。 电池工作时，“厌氧阳极”的电势比“好氧阴极”___________(填“高”或“低”)，“厌氧阳极”若流出1.2mol电子，该区域“出水”比“进水”减轻了___________g(假设气体全部逸出)。 考向4 氮及其化合物的转化及流程分析 例4 自然界中氮的循环意义重大。其中，部分含氮物质的转化关系呈现在氮及其化合物的“价一类”二维图中。下列说法不正确的是 A．a→b的转化是工业制硝酸的基础 B．既属于g又属于f的盐可用作氮肥 C．汽车中的三元催化器可促进尾气中的b、c向a转化 D．实验室中，常用f与强碱反应产生e来检验f中阳离子的存在 思维建模 分析氮及其化合物“价态-类别”二维图的三个维度 ①横向变化体现了氮元素同价态不同类别物质(氢化物、碱、盐)之间的转化，通过加入酸(或碱)实现物质的转化。 ②纵向变化体现氮元素不同价态同类别物质之间的转化，主要通过加入氧化剂或还原剂来实现物质之间的转化。 ③斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 【变式训练1•变考法】（2025•四川宜宾•二模）利用CeO2脱除汽车尾气中CO和NO的反应过程如下图所示。下列说法错误的是 已知：①中部分Ce4+转化成Ce3+ A. 该反应的催化剂为 B. 大力推广该技术可减少酸雨的发生 C. 当x=0.2时，CeO(2-x)中 D. 过程②中，每脱除1molNO转移2mol电子 【变式训练2•变载体】（2025·全国·模拟预测）工业废水中的砷元素(主要存在形式是)具有强毒性，需要进行脱砷处理才能排放，下图是一种处理酸性废水中砷元素的工艺。下列叙述正确的是 A．氧化剂可以选择 B．氧化步骤的离子方程式： C．加有助于通过共沉淀提高除砷率 D．脱砷后排放的水可用于配制溶液 1．（2025·云南卷）下列装置(省略部分夹持装置)或操作正确的是 A．制备NH3 B．配100mL1.0mol/L KCl溶液 C．探究Na与H2O反应 D．探究温度对化学平衡的影响 A．A B．B C．C D．D 2. （2025·北京卷5）下列反应中，体现还原性的是 A. 加热分解有生成 B. 和的混合溶液加热有生成 C. 固体在溶液中溶解 D. 溶液中滴加溶液出现白色沉淀 3.（2025·山东7）用硫酸和NaN3可制备一元弱酸HN3。下列说法错误的是 A.NaN3的水溶液显碱性 B.的空间构型为V形 C.NaN3为含有共价键的离子化合物 D.的中心N原子所有价电子均参与成键 4．（2025·浙江1月卷）蛋白质中N元素含量可按下列步骤测定： 下列说法不正确的是 A．步骤Ⅰ，须加入过量浓，以确保N元素完全转化为 B．步骤Ⅱ，浓溶液过量，有利于氨的蒸出 C．步骤Ⅲ，用定量、过量盐酸标准溶液吸收，以甲基红(变色的范围：)为指示剂，用标准溶液滴定，经计算可得N元素的含量 D．尿素样品、样品的N元素含量均可按上述步骤测定 5．（2025·云南卷）某化学兴趣小组设计如下实验装置，通过测定反应前后质量的变化，验证固体在酒精灯加热条件下，受热分解的气态产物。 实验步骤：先缓慢通入Ar气，排尽装置内空气；关闭Ⅰ左侧阀门，点燃酒精灯；一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，熄灭酒精灯甲；再次缓慢通入Ar气……下列说法错误的是 A．实验步骤中，点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙 B．整个过程中，若Ⅲ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的在Ⅱ中反应完全 C．实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量，则分解的气态产物只有 D．应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放 6．(2024·江苏卷，6，3分)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见倠化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。倠化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3(二甲醚)、V2O5倠化氧化SO2等。催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO。催化作用能消除污染和影响环境，如汽车尾气处理、废水中NO3-电倠化生成N2、氯自由基催化O3分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界，高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列化学反应表示正确的是( ) A．汽车尾气处理：2NO+4CON2+4CO2 B．NO3-电催化为N2的阳极反应：2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O C．硝酸工业中NH3的氧化反应：4NH3+3O22N2+6H2O D．CO2和H2催化制二甲醚： 7．(2024·湖南卷，7，3分)某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是 A． 开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B． 锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C． 红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O=2HNO3+NO D． 铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 8．（2023·广东卷）1827年，英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是 A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥 C．图3：收集 D．图4：制备 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 氮及其重要化合物 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 氮及其氧化物、氨和铵盐 知识点1 氮及其氧化物 知识点2 氨和铵盐 考向1 考查含氮物质对环境的污染及防治 【思维建模】氮氧化物(NOx)污染的常用处理方法 考向2 氮氧化物的性质及计算 【思维建模】 氮氧化物溶于水的计算依据 考向3 考查氨和铵盐的性质及应用 考向4 考查氨的实验室制法及喷泉实验 【思维建模】 喷泉实验的原理及发生条件 考点二 硝酸、含氮物质的转化 知识点1 硝酸 知识点2 含氮物质的转化 考向1 硝酸的性质及实验探究 【思维建模】硝酸与金属和非金属反应的规律 考向2 金属与硝酸反应的定量计算 【思维建模】金属与硝酸反应计算的思维模型 考向3 氮及其化合物的转化实验探究 考向4 氮及其化合物的转化流程分析 【思维建模】分析氮及其化合物“价态-类别”二维图的三个维度 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 氮及其氧化物 选择题 非选择题 河北卷T8，3分 陕晋青宁卷T7，3分 江苏卷T1，3分 浙江1月卷T4，3分 湖北卷T1，3分 氨与铵盐 选择题 非选择题 云南卷T5，3分 北京卷T5，3分 重庆卷T6，3分 广东卷T11，3分 湖北卷T10，3分 河北卷T9，3分 河北卷T10，3分 广东卷T13，3分 新课标卷T12，6分 辽宁卷T3，3分 浙江1月卷T5，2分 广东卷T11，2分 硝酸与硝酸盐 选择题 非选择题 广东卷T8，3分 云南卷T8，3分 安徽卷T8，3分 湖北卷T8，3分 湖南卷T7，3分 浙江1月卷T16，3分 河北卷T2，3分 山东卷T2，2分 不同价态含氮物质的转化 选择题 非选择题 湖北卷T8，3分 山东卷T7，3分 浙江1月卷 广西卷T5，3分 广西卷T12，3分 浙江卷1月卷T6，3分 湖南卷T1，3分 浙江1月卷T6，2分 江苏卷T6，3分 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，近几年高考试题以选择题、综合推断题、实验题为主。试题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。选择题常从宏观辨识与微观探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用，具有一定的创新性；非选择题常以氮及其化合物的基础知识为主线，以最新的信息处理和知识的应用考查为重点，与物质结构、电化学、电解质溶液等知识，结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质，突出考查学生综合运用知识的能力。 2．从命题思路上看，氮及其化合物物与人类生命、生产、生活、环境及社会联系紧密，命题以新材料、新技术为背景或框图推断题综合考查氮及其化合物相互转化及生活应用；以氮及其化合物的制备、性质的实验为载体考查基本实验操作及实验的设计评价和实验探究能力；结合化学与生活考查氮氧化物对环境污染与防治及其预防措施等。 预计本部分内容仍是以后高考的热点。复习中要关注守恒法在化学计算中的应用，注重氮及其化合物在生活中的应用，结合相关工业生产注重氮及其化合物对环境质量的影响等。氮及其化合物的命题将延续“基础性+创新性”双轨模式，2026年还可能新增“氮资源可持续利用”情境（如人工固氮能耗对比）。 复习目标： 1．了解氮及其重要化合物的性质和应用。 2．掌握NH3、NO、NO2的制法及性质探究。 3．了解铵盐(NH4+)的检验方法。 4．从化合价的角度理解氨催化氧化制HNO3的过程及原理。 5．了解环境污染及其保护和绿色化学。 考点一 氮及其氧化物、氨和铵盐 知识点1 氮及其氧化物 1．氮元素存在形态及氮的固定 （1）存在：氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%、总质量的75%)，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 （2）氮的固定： ①概念：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 ②方法：氮的固定分为自然固氮(放电条件下氮气与氧气化合)、生物固氮(豆科植物的根瘤菌固氮)和人工固氮(工业上合成氨等)。 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）分子结构：电子式：，结构式：N≡N；氮氮键很难断裂，通常情况下，氮气的化学性很质稳定、不活泼，不易与其他物质反应。 （3）化学性质： ①结构：氮的原子结构示意图为，位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质 ②常温下氮气很稳定，N2的化学性质很不活泼，很难与其它物质发生反应。 ③在一定条件下(如：高温、放电、点燃)，也能跟某些物质(如：H2、O2、Mg等)发生反应： 与氢气反应生成NH3：N2＋3H22NH3 与氧气在放电或高温条件下生成NO：N2＋O22NO 与活泼金属(Mg、Li)反应方程式：3Mg＋N2Mg3N2 6Li＋N22Li3N 氮化镁与水的反应方程式：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (金属氮化物易水解，生成氨气和相应的碱) （4）氮气的制法： ①实验室制法：加热NH4Cl饱和溶液和NaNO2晶体的混合物：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O ②工业制法：工业上从液态空气中，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气。 （5）氮气的用途： ①工业上合成氨，制硝酸； ②在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； ③保存粮食、水果等食品，以防止腐烂； ④医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； ⑤代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； ⑥高科技利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。 3．氮的氧化物 （1）氮元素有+1、+2、+3、+4、+5价，五种正价对应六种氧化物：(N2O)、(NO)、(N2O3)、(NO2、N2O4)、(N2O5)，其中N2O3和N2O5为酸性氧化物，分别是HNO2和HNO3的酸酐 （2）NO和NO2性质的比较 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒(跟血红蛋白结合)，大气污染物之一 有毒、有刺激性气味的气体、大气污染物之一 溶解性 不溶于水 易溶于水 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 — 与H2O反应 — 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 对环境的影响 导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层 其他性质 NO化学性质：既有氧化性又有还原性，以还原性为主： 与酸性KMnO4反应：5NO＋3MnO4－＋4H＋===5NO3－＋3Mn2＋＋2H 与酸性K2Cr2O7反应：2NO＋Cr2O7－＋6H＋===2NO3－＋2Cr3＋＋3H2O NO2化学性质：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主，NO2能氧化SO2、KI等物质： 与SO2的反应：NO2＋SO2===SO3＋NO 与碘化钾溶液的反应：NO2＋2KI===2KNO2＋I2 (NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝) 与水的反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氢氧化钠溶液的反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 与N2O4相互转化：2NO2N2O4 实验室制法 NO：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O（只能用排水法收集） NO2：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O（只能用排空气法收集） 得分速记 ①NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 ②NO2气体存在平衡：2NO2N2O4，故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体，实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。 ③NO2虽然与水反应生成HNO3，但不是硝酸的酸酐。硝酸的酸酐是N2O5；NO2不是酸性氧化物。 ④NO2能使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝，原因是二氧化氮先与水反应生成HNO3，HNO3再将碘化钾氧化为I2，最终淀粉遇I2变蓝。 ⑤验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 （3）其他氮的氧化物： ①一氧化二氮(N2O)：俗称笑气，常作麻醉剂 ②三氧化二氮(N2O3)：亚硝酸的酸酐，可与水作用生成亚硝酸，N2O3＋H2O===2HNO2 ③四氧化二氮(N2O4)：无色气体，易液化，与NO2相互转化，N2O42NO2 ④五氧化二氮(N2O5)：硝酸的酸酐，可与水作用生成硝酸，N2O5＋H2O===2HNO3 4．氮氧化物对环境的污染和防治 （1）环境污染：气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，都是大气污染物，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。 （2）空气中氮氧化物的来源：空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。 （3）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，就有可能形成酸雨。 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。 ④水体污染：水体富营养化。 ⑤NO与血红蛋白结合使人中毒。 （4）常见的NOx尾气处理方法 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)。化学方程式： 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 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)。 a．氨气吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O 4NH3＋6NO5N2＋6H2O b．汽车尾气转换器：2CO＋2NO2CO2＋N2 知识点2 氨和铵盐 1．氨 （1）分子结构和物理性质： 电子式 密度 颜色、气味 水溶性 其它 比空气小 无色、有强烈刺激性气味 易液化 极易溶于水(1∶700) 需防止倒吸现象的发生 易液化可用作制冷剂。 得分速记 NH3极易溶于水的原因：NH3、H2O均为极性分子，NH3与H2O之间可形成分子间氢键，并且NH3和H2O反应。 （2）氨的化学性质： ①与水的反应：氨溶于水的水溶液称为氨水，其中大部分NH3与水结合成一水合氨(NH3·H2O)，NH3·H2O为弱电解质，只能部分电离成NH4＋和OH－：NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH― 。 得分速记 ①NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3。 ②液氨与氨水的比较 液氨 氨水 物质成分 纯净物(非电解质) 混合物(NH3·H2O为弱电解质) 粒子种类 NH3分子 NH3、NH3·H2O、H2O、NH、OH－、H＋ 主要性质 不具有碱性 具有碱的通性 存在条件 常温常压下不能存在 在常温常压下可存在 ③氨水的性质：NH3·H2O为可溶性一元弱碱，能使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色。氨水的浓度越大，密度反而越小。NH3·H2O易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 ④氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水。通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。 ⑤有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH3·H2O形式存在，但计算时仍以NH3作溶质。 ②氨气与酸(盐酸、硝酸、硫酸等)反应，生成铵盐： a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象是有大量白烟产生。 原因：浓氨水和浓盐酸均有挥发性，挥发出来的NH3和HCl在空气中相遇，化合生成NH4Cl固体小颗粒，即为白烟。 反应的化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl (产生白烟，可用于检验NH3) b．将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 反应的化学方程式：NH3＋HNO3===NH4NO3 (产生白烟，可用于检验NH3) c．与硫酸反应：2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 (浓硫酸没有挥发性，不能形成白烟，不能用浓硫酸干燥氨气) d．与CO2、SO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。 ③NH3的还原性：NH3分子中氮元素的化合价为－3价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨具有还原性。NH3能与与O2、CuO、Cl2等的反应。 a．氨的催化氧化：氨气在催化剂（如铂等）、加热条件下，被氧气氧化生成NO和H2O。此反应是放热反应，叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化)，是工业制硝酸的反应原理之一。化学方程式： 4NH3＋5O24NO＋6H2O (工业制硝酸的基础，也是工业上制NO的方法) b．与纯氧反应：4NH3 + 3O2(纯氧) 2N2 + 6H2O (黄绿色火焰) c．与CuO反应：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O (氨气还原CuO是实验室制氮气的方法之一) d．氨气与氯气反应： 氨气与少量氯气反应的化学方程式为：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 氨气与足量氯气反应的化学方程式为：2NH3 + 3Cl2 ===N2 + 6HCl ④与盐溶液反应 被滴试剂 现象 离子方程式 FeCl3溶液 生成红褐色沉淀 Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH （3）氨的用途： ①氨是氮肥工业及制造硝酸、碳铵、纯碱等的重要原料 ②氨也是有机合成工业中的常用原料 (如：尿素、合成纤维、染料等) ③氨还以用作制冷剂。液氨作制冷剂的原因是氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低 （4）氨气的实验室制法 ①常规方法 制备原料 实验室一般用氯化铵或硫酸铵与Ca(OH)2固体 实验原理 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 实验装置 发生装置 “固＋固气”型，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同 净化装置 通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥 收集装置 NH3极易溶于水 密度比空气小，只能用向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气 尾气处理 多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸，常采用的装置如图所示： 验满方法 ①方法一：用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明已经收集满 ②方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满 得分速记 ①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3极易分解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质。 ②消石灰不能用KOH或NaOH代替，原因是：NaOH、KOH易吸水、易结块，不利于生成的NH3逸出，而且高温下NaOH、KOH会腐蚀试管。 ③氨气干燥时：不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥。 ④收集NH3时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，使收集的气体纯净，同时也可避免污染空气。 ②简易方法： 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2OH2O＋NH3↑ 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出 浓氨水＋固体CaO 化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 CaO的作用：①与水反应，使溶剂(水)减少；②反应放热，促使氨水分解；③增加溶液中的OH－浓度，减小NH3的溶解度 ③氨的工业制法：N2＋3H22NH3 （5）喷泉实验——氨极易溶于水： ①喷泉实验的原理：因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。 ②能形成喷泉的条件：从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。 ③NH3的喷泉实验： 实验装置 实验现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色 实验结论 氨易溶于水，水溶液呈碱性 方程式 NH3＋H2ONH3·H2O 得分速记 使容器内外产生较大压强差的两种方法 ①减小内压法：使烧瓶外气压不变，烧瓶内气压减小 实验装置 原理 烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→外部液体迅速进入形成喷泉 引发喷泉 打开橡皮管上的弹簧夹，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉 常见气体与吸收剂的组合 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2＋O2 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水 组合时的条件 气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差(负压) ②增大外压法：使烧瓶外气压增大，烧瓶内气压不变 实验装置 原理 锥形瓶内液体挥发或发生化学反应产生气体→容器内压强增大→锥形瓶内液体迅速流入烧瓶形成喷泉 实例 喷雾器、人造喷泉、火山喷发等 2．铵盐及NH的检验 （1）铵盐：由铵离子和酸根离子构成的盐，铵盐属于铵态氮肥。硫酸铵[(NH4)2SO4 ，俗称硫铵，又称肥田粉]，氯化铵[NH4Cl，俗称氯铵]，硝酸铵[NH4NO3，俗称硝铵]，碳酸氢铵[NH4HCO3，俗称碳铵]。 （2）组成：具有离子键、共价键，是由非金属元素组成的离子化合物(离子晶体)。 （3）物理性质：铵盐都是白色固体，绝大多数铵盐都易溶于水。 （4）化学性质： ①不稳定性：铵盐受热易分解，但不一定都有NH3生成。 a．在试管中加热氯化铵固体，反应的化学方程式：NH4ClNH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl 【易错提醒】 该过程不是升华，利用NH4Cl的这种性质常用来分离提纯NH4Cl固体。 b．NH4HCO3固体受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O c．(NH4)2CO3固体受热分解：(NH4)2CO32NH3↑＋CO2↑＋H2O d．NH4NO3受热分解较为复杂：NH4NO3N2O↑＋2H2O，2NH4NO32N2↑＋O2↑＋4H2O ②与碱反应： a．固体反应(NH4Cl固体与NaOH固体共热)：NH4Cl＋NaOHNH3↑＋NaCl＋H2O b．溶液中的反应： (NH4)2SO4与NaOH两溶液混合加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O（加热，写成NH3↑＋H2O） 浓NaOH溶液中加入硫酸铵固体：OH－＋NH===NH3↑＋H2O（浓溶液，写成NH3↑＋H2O） NH4Cl与NaOH两稀溶液混合：NH＋OH－===NH3·H2O（稀溶液且不加热或无特殊说明写NH3·H2O） （5）用途：可用作氮肥，炸药，焊药 （6）NH4＋的检验：取少量待测溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，有白烟产生)，则该溶液中存在NH。 考向1 考查含氮物质对环境的污染与防治 例1 （2025•四川•押题卷）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为 B．工业制硝酸过程中的物质转化： C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应： D．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：(稀) 【答案】D 【解析】A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮的化合物，故A错误；B．工业制硝酸过程中的物质转化是氮气转化为氨气，氨气发生催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮氧化为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，故B错误； C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应是一氧化氮和一氧化碳反应生成氮气和二氧化碳，2NO+2CON2+2CO2，故C错误；D．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物，铜稀硝酸反应生成NO气体，NO遇空气转化为NO2，故D正确；选D。 思维建模 氮氧化物(NOx)污染的常用处理方法 ①NaOH溶液吸收法：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 ②氨吸收法：8NH3＋6NO27N2＋12H2O，4NH3＋6NO5N2＋6H2O。 ③催化转化法：汽车尾气催化转化器中发生反应：2CO＋2NO2CO2＋N2。 【变式训练1·变考法】（2025·浙江温州·三模）下列关于的叙述中不正确的是 A．雷雨天，空气中的与可反应生成NO B．与在一定条件下合成氨属于氮的固定 C．分子中键与键的比值为 D．既可作氧化剂又可作还原剂 【答案】C 【解析】A．雷雨天时发生自然固氮，空气中N2和O2可反应生成NO，A正确；B．氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，与在一定条件下合成氨属于氮的固定，B正确；C．单键均为σ键，叁键含有1个σ键2个π键；分子中键与键的比值为1:2，C错误；D．N2中N元素的化合价可以降低生成NH3或铵根离子等，也可以升高生成NO等，故N2既可作氧化剂又可作还原剂，D正确；选C。 【变式训练2·变载体】 (2022·天津卷)燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是 A．甲是空气中体积分数最大的成分 B．乙是引起温室效应的气体之一 C．反应( Ⅰ )在常温下容易发生 D．反应( Ⅱ )中NO是氧化剂 【答案】C 【解析】甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳，再根据元素守恒，则甲为氮气。甲是氮气，氮气是空气中体积分数最大的成分，A正确；乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，B正确；由于氮气含有氮氮三键，因此反应( Ⅰ )在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，C错误；一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮元素化合价降低，因此反应( Ⅱ )中NO是氧化剂，D正确。 考向2 氮氧化物的性质与计算 例2 （2023·四川凉山·统考二模）下列操作和实验目的均正确的是 A．用甲装置收集NO气体 B．乙装置中II有平衡气压的作用，可将多余气体直接排出到空气中 C．用丙装置制取并收集干燥纯净的NH3 D．用丁装置(环己醇与浓硫酸混合加热脱水)制备环己烯，反应过程中，分水器中有水积攒就应该立即打开活塞放出。 【答案】A 【解析】A．NO不溶于水，可以用排水法收集，A项正确；B．乙装置中II有平衡气压的作用，Cl2、NO等气体都是有毒的气体，不能直接排出，B项错误；C．氨气的密度比空气小，应该用向下排空气法收集，C项错误；D．分水器的作用是将反应生成的水能够及时分离出来，使反应正向进行，且分水器中的水量不再增多时，说明反应结束，即可停止实验，故还有控制反应的作用，故反应过程中，当分水器的水层增至支管口附近时，再打开活塞放出部分水，D项错误；答案选A。 思维建模 氮氧化物溶于水的计算依据 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，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。 （2）若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O==4HNO3。 【变式训练1·变载体】 （2025百师联盟期末联考）用下列仪器或装置进行实验，能达到相应实验目的的是 A．除去SO2中的HCl气体 B．收集NO2气体 C．配制1.0mol/LNaOH溶液 D．吸收尾气中的NH3 【答案】B 【解析】A．二氧化硫、氯化氢均与饱和亚硫酸钠反应，会将二氧化硫除去，不能除杂，应该用饱和亚硫酸氢钠溶液，A不符合题意；B．二氧化氮的密度比空气密度大，NaOH可吸收过量气体，可选图中向上排空气法收集，B符合题意；C．不能在容量瓶中溶解固体，应在烧杯中溶解、冷却后，转移到容量瓶中定容，C不符合题意；D．氨气极易溶于水，应该有防倒吸装置，D不符合题意。 【变式训练2·变题型】 (2024·湖南三湘创新联合体联考)相同条件下，将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到无色气体M。将此无色气体M与等体积的O2通入水中充分吸收后，得到5 mL无色气体N。下列说法不正确的是 A．M气体是NO，N气体是O2 B．M气体的体积是20 mL C．V mL的取值范围是20＜V mL＜60 D．将盛有体积比为4∶1 的NO2和O2混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为 mol/L 【答案】D 【解析】NO不与水反应，NO2能与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则无色气体M为NO；无色气体M与等体积的O2混合通过水后发生反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，可知O2过量，则无色气体N为O2，A正确；由于过量的氧气为5 mL，而开始反应时NO与O2的体积相等，根据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，剩余O2体积占反应的O2总体积的 ，可知NO的体积为V(NO)＝V(O2)＝5 mL/()＝20 mL ，B正确；由N可知，NO2与水反应产生的NO和原来的NO共20 mL，若NO全部来源于原气体，则V＝20；若NO全部是由NO2与水反应产生，根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知V＝3×20＝60，则V的取值范围是20＜V＜60，C正确；将盛有体积比为4∶1的NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应，发生反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，恰好完全转化为硝酸，但由于未指明气体所处温度和压强，不能计算气体的物质的量及其形成的硝酸的浓度，D错误。 考向3 氨和铵盐的性质及应用 例3 (2024·四川遂宁统考)下列关于铵盐的叙述不正确的是 A．加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝 B．可用Ba(OH)2溶液鉴别(NH4)2SO4和(NH4)2CO3 C．可用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨 D．实验室不能直接加热NH4Cl或NH4NO3固体制取氨 【答案】B 【解析】加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，受热分解生成氨，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，A正确；Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4和(NH4)2CO3溶液反应均生成氨和白色沉淀，不能鉴别，B错误；烧碱可与NH反应生成氨，故可用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨，C正确；加热NH4Cl生成的氨和HCl遇冷又化合为氯化铵，加热NH4NO3固体易爆炸，不能用于实验室制取氨，D正确。 【变式训练1·变载体】（2025•四川达州渠县中学•二模）NH4NO3是一种高效氮肥，也是一种烈性炸药。下列说法不正确的是 A. 将结块的硝酸铵置于研钵中，用研杵敲碎，研细 B. 硝酸铵可由氨气和硝酸反应制备，该反应不属于氮的固定 C. 施化肥时，不能将草木灰和硝酸铵混合使用 D. 医用硝酸铵速冷冰袋是利用硝酸铵溶于水吸热性质 【答案】A 【解析】A．硝酸铵在敲碎、研细时，可能会发生爆炸，A错误；B．氨气与硝酸反应可以得到硝酸铵，由于氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮，所以该反应不属于氮的固定，B正确；C．草木灰溶于水呈碱性，硝酸铵溶于水呈酸性，二者会发生双水解反应，可以释放出氨气，导致氮肥流失，因此不能将草木灰与硝酸铵混合使用，C正确；D．硝酸铵溶于水吸收热量，因此医用硝酸铵速冷冰袋是利用硝酸铵溶于水吸热的性质，D正确；故答案为：A。 【变式训练2·变题型】（2025·广东汕头·三模）按下图装置进行实验(夹持装置省略)，下列判断正确的是 A．甲装置试管中的固体是NH4Cl B．乙中a处比b处先变蓝 C．由于与酸产生铵盐，丙中有白烟 D．因为极易溶于水，所以丁中会产生倒吸 【答案】B 【解析】该实验的实验目的是利用氯化铵与氢氧化钙共热反应制备氨气，并探究氨气的性质。A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢在试管口遇冷生成氯化铵，无气体进入装置乙中，无法探究氨气的性质，故A错误；B．氨气的密度小于空气，所以乙瓶中a处比b处先变蓝，故B正确；C．浓硫酸不具有挥发性，不能与氨气反应生成铵盐而产生白烟，故C错误；D．倒置的干燥管能起到防倒吸的作用，所以丁中不会产生倒吸，故D错误；故选B。 考向4 氨的实验室制法及喷泉实验 例4（2025·四川八省联考·提升卷）下列实验装置能达到相应实验目的的是 A．装置①可用于演示喷泉实验 B．装置②可用于验证SO2可与水反应 C．装置③可用于制备并收集乙酸乙酯 D．装置④可用于分离苯和苯酚的混合物 【答案】A 【解析】A项，打开装置①的止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶，一段时间后移走热毛巾，即可在圆底烧瓶中看到喷泉，A正确；B项，装置②中试管液面上升，可能因为SO2能溶于水，不能证明SO2能与水反应，B错误；C项，制备乙酸乙酯实验中，挥发出的乙酸和乙醇在乙酸乙酯中均有一定的溶解度，应用饱和碳酸钠来去除乙酸，且乙酸乙酯在饱和碳酸钠中的溶解度更小，C错误；D项，苯和苯酚互溶，不能用装置④中的分液漏斗进行分离，D错误；故选A。 思维建模 喷泉实验的原理及发生条件 ①喷泉实验的原理：使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 ②容器内气体极易溶于水或容器内气体与溶液中的溶质发生化学反应。 气体 NH3 HCl SO2、CO2 NO2和O2 吸收剂 水或盐酸 水或NaOH溶液 NaOH溶液 水 【变式训练1·变考法】（2025·四川宜宾市·二诊）利用图示装置和提供的试剂能完成相应气体制备与收集的是 选项 气体 试剂 装置 A 浓氨水 B 双氧水 C 浓盐酸 D NO Cu+浓硝酸 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】A．浓氨水受热逸出氨气，氨气密度较空气小，采用向下排空气法收集，右图装置中氨气短管进长管出，A正确； B．二氧化锰催化过氧化氢常温生成氧气，无需加热，且氧气密度大于空气，应该用向上排空气法收集，由图装置，应该长进短出，B错误；C．高锰酸钾和浓盐酸无需加热就反应生成氯气，氯气密度大于空气，应该用向上排空气法收集，由图装置，应该长进短出，C错误； D．铜和浓硝酸反应生成二氧化氮，而不是得到NO，D错误；故选A。 【变式训练2·变载体】（2025·河北衡水·三模）根据指定试剂和选择的装置能完成相关实验的是 A．选择装置I，除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸 B．选择装置Ⅱ，用二氧化锰和浓盐酸制备氯气 C．选择装置Ⅲ，用溴水证明电石与水反应生成乙炔气体 D．选择装置Ⅳ，用和，制备 【答案】D 【解析】A．乙醇、乙酸溶于乙酸乙酯中，不能直接用分液漏斗除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，A错误；B．二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热，装置Ⅱ未加热，B错误；C．电石中有硫化钙、磷化钙等杂质，产生硫化氢、磷化氢会干扰乙炔检验，装置Ⅲ缺少除硫化氢、磷化氢的装置，C错误；D．NH4Cl和Ca(OH)2混合加热制备NH3，装置Ⅳ为固体加热型发生装置，可完成，D正确；故答案选D。 【变式训练3·变题型】(2025•四川• 押题卷)下列有关物质的性质或结构的解释错误的是 A．氨气极易溶于水，因为氨分子与水分子间能形成氢键且二者均为极性分子 B．甲醛为平面结构，因为分子中C原子采取的杂化类型为 C．三氟乙酸的酸性大于乙酸，因为氟的电负性大于氢 D圆形容器中结出的冰是圆形的，因为晶体具有自范性 【答案】D 【解析】A．氨分子与水分子间能形成氢键且二者均为极性分子，所以氨气极易溶于水，故A正确；B．甲醛分子中C原子采取的杂化类型为sp2，所以甲醛为平面结构，故B正确；C．氟的电负性大于氢，F原子吸引电子能力强，使羧基中O-H键极性增强，所以三氟乙酸的酸性大于乙酸，故C正确；D．晶体的自范性是晶体能自发地呈现多面体外形的性质，圆形容器中结出的冰虽然呈圆形，但不是自发形成的，所以不能体现晶体的自范性，故D错误；选D。 考点二 硝酸、含氮物质的转化 知识点1 硝酸 1．物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味，能跟水以任意比互溶，打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有白雾产生(与浓盐酸相同) 2．化学性质 （1）酸性：属于强酸，溶于水完全电离：HNO3===H+＋NO3－，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应 如CaCO3与HNO3反应：CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2) 得分速记 ①稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(体现浓硝酸的酸性和强氧化性)。 ②硝酸具有酸的一些通性，但硝酸与活泼金属反应时无氢气产生。 （2）不稳定性：硝酸见光或受热易发生分解，HNO3越浓，越易分解，温度越高分解越快，光照越强分解越快。化学方程式：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑ 得分速记 ①实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气或O2，发生反应方程式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。 ②硝酸一般保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。 （3）强氧化性：HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。还原产物一般为：HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 ①与金属的反应：硝酸与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性。 金属与硝酸反应规律 a．铜与浓、稀硝酸反应 浓硝酸与铜反应 化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 该反应较剧烈，反应过程中有红棕色气体产生，此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，反应产生的气体是NO2、NO等的混合气体 稀硝酸与铜反应 化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 该反应较缓慢，反应后溶液显蓝色，反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO被空气氧化为红棕色的NO2) b．与Fe、Al反应：常温下，浓硝酸能使Fe、A1发生钝化，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。 当加热时，加热时可以与Fe、Al发生反应：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O c．铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②与非金属的反应：硝酸与非金属反应时，硝酸只表现出氧化性。 规律：非金属单质＋浓硝酸最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O a．木炭与浓硝酸反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O b．硫与浓硝酸反应：S + 6HNO3(浓)H2SO4+6 NO2↑+4H2O c．白磷与浓硝酸反应：P4 + 20HNO3(浓)4H3PO4+20 NO2↑+4H2O ③与还原性化合物的反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI(I—)、Fe2＋、FeO等还原性物质。 a．稀硝酸与H2S反应的离子方程式：3H2S＋2HNO3(稀)===3S↓＋2NO↑＋4H2O b．稀硝酸与SO2反应的离子方程式：3SO2＋2NO3－＋2H2O===3SO42－＋2NO↑＋4H＋ c．稀硝酸与Na2SO3反应的离子方程式：3SO32－＋2NO3－＋2H＋===3SO42－＋2NO↑＋H2O d．稀硝酸与HI反应的离子方程式：6I－＋2NO3－＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O e．稀硝酸与Fe2＋反应的离子方程式：3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O （4）与有机物反应 ①硝化反应(与反应)化学方程式： ②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色 得分速记 ①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属：3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O ②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同，可能是NO2、N2O、NO、N2、NH4NO3 如：4Mg＋10HNO3(稀)===4Mg (NO3)2＋NH4NO3＋3H2O ③王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 ④NO无氧化性，而当NO3－在酸性溶液中时，则具有强氧化性。 a．在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了H＋而使Fe2＋被氧化为Fe3＋。则过量的Cu与浓硝酸反应，待反应停止后，再加入稀盐酸或硫酸，此时铜片上有无色气体生成。 b．铜片与稀硝酸和稀硫酸混合液反应方程式：3Cu＋2HNO3＋3H2SO4===3CuSO4＋2NO↑＋4H2O。 ⑤能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤、衣服、纸张、橡胶等。因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心，万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂液洗涤。 3．用途 硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐、氮肥等 4．硝酸的制法 （1）实验室制法：NaNO3＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HNO3↑ (利用浓H2SO4的高沸点，难挥发性制取挥发性的HNO3) 【易错提醒】 因HNO3不稳定，加热温度不宜过高；由于硝酸易腐蚀橡胶，因此该反应禁用橡胶塞，所用仪器为曲颈甑。 （2）工业制法： ①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O ②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2 ③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ④尾气吸收：NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+ H2O，2NO2 + 2NaOH===NaNO2 + NaNO3 + H2O 知识点2 含氮物质的转化 1．氮在自然界中的循环 2．含氮元素物质之间的转化关系 （1）歧化反应——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O （2）归中反应——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 3．氮元素的“价类二维图” 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系 （1）NH3→NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O； （2）NH3·H2O→NH：NH3·H2O＋HCl===NH4Cl＋H2O； （3）NO2→HNO3：3NO2＋2H2O===2HNO3＋NO； （4）HNO3→NO：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 考向1 硝酸的性质及实验探究 例1 将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是 A．装置a中出现红棕色气体，只体现HNO3的酸性 B．一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，b中气体红棕色变浅 C．注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸生成H2 D．装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物 【答案】B 【解析】铜与浓硝酸反应生成红棕色NO2和硝酸铜，体现了硝酸的强氧化性和酸性，A错误；一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，b中气体红棕色变浅，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，B正确；注入水后装置b中铜片表面产生气泡，Cu与稀硝酸反应生成NO，C错误；酸性氧化物是指和水反应只能生成对应价态的酸、或和碱反应只能生成盐和水的氧化物，NO和NO2均不是酸性氧化物，D错误。 思维建模 硝酸与金属和非金属反应的基本规律 ①硝酸与金属反应： ②硝酸与非金属反应： 【变式训练1·变考法】（2024•四川广安•二诊）下列说法正确的是 A. 装置①可用于制备少量NO B. 图②标识表示实验中需正确使用火源 C. 图③操作用于排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡 D. 图④操作用于配制100mL 0.1mol/L的NaOH溶液 【答案】A 【解析】A．稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水，装置①中可用于制备少量NO，故A正确；B．图②标识表示防止烫伤，故B错误；C．用酸式滴定管盛放K2Cr2O7溶液，图③为碱式滴定管排气泡方式，故C错误；D．配制溶液时，不能在容量瓶中直接溶解固体溶质，故D错误；选A。 【变式训练2·变载体】【工业生产与学科知识结合】（2025·全国·模拟预测）金、银、铜是电脑、手机等电子线路中不可或缺的材料。从废旧电子材料中回收Au等可实现贵金属资源的再利用。如图是从废旧CPU中回收Au、Cu、Ag的一种工艺流程。已知：王水与Au的反应为。下列说法不正确的是 A．在实验室中，步骤①应在通风橱中进行 B．步骤②用浓HCl和NaNO3也可使Au溶解 C．配离子[AuCl4]-在溶液中能完全电离出Cl- D．为实现步骤③中[AuCl4]-→Au的转化，可尝试加入 【答案】C 【解析】废旧CPU中含有单质Au(金)、Ag和Cu，加入硝酸酸化后，金不反应，Ag和Cu转化为铜离子和银离子的混合溶液，反应为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O，含Au固体中加入王水溶液，Au转化为HAuCl4，反应为Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+2H2O+NO↑，HAuCl4经还原分离得到金，以此解答。 A．在实验室中，步骤①Ag和Cu分别转化为银离子和铜离子，其中一个反应为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，产生有毒气体NO，需要在通风橱中进行，A正确；B．浓HCl和NaNO3也可提供足够浓度的氯离子和硝酸根离子，能起到与王水同样的作用，使Au溶解，B正确；C．配离子[AuCl4]-是内界，在溶液中难电离出Cl-，C错误；D．步骤③中[AuCl4]-→Au的转化，需加入还原剂，Na2SO3具有强还原性，可实现[AuCl4]-→Au的转化，D正确；故选C。 考向2 金属与硝酸反应的定量计算 例2(2024·四川成都模拟)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列说法不正确的是 A．Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1 B．硝酸的物质的量浓度为2.6 mol/L C．产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol 【答案】B 【解析】设Cu和Cu2O的物质的量分别为x、y，最后得到的39.2 g沉淀为Cu(OH)2，则有64 g/mol x＋144 g/mol y＝27.2 g，(x＋2y)×98 g/mol＝39.2 g，联立两式解得：x＝0.2 mol，y＝0.1 mol，故Cu与Cu2O的物质的量之比为0.2 mol∶0.1 mol＝2∶1，A正确；根据铜元素守恒可知反应生成Cu(NO3)2的物质的量为0.2 mol＋0.1 mol×2＝0.4 mol，反应中失电子的总物质的量为0.2 mol×2＋0.2 mol×1＝0.6 mol，根据得失电子守恒推知，反应生成NO为0.2 mol，在标准状况下的体积为0.2 mol×22.4 L/mol＝4.48 L，C正确；金属离子恰好沉淀时，溶液中溶质为NaNO3，则原硝酸溶液中n(HNO3)＝n(NaNO3)＋n(NO)＝1.0 mol/L×1.0 L＋0.2 mol＝1.2 mol，故c(HNO3)＝1.2 mol/0.5 L＝2.4 mol/L，B错误；结合氮元素守恒可知，Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为n(NaNO3)－2n[Cu(NO3)2]＝1.0 mol－2×0.4 mol＝0.2 mol，D正确。 思维建模 硝酸与金属反应计算的思维模型 【变式训练1•变载体】（2025·江苏南京·一模）向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中加入1 L 0.6 mol·L-1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2 240 mL NO气体(标准状况)。已知：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。下列说法不正确的是 A．上述体现酸性的硝酸与体现氧化性的硝酸的物质的量之比为5∶1 B．若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为32 g C．Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O+14H++2=6Cu2++2NO↑+7H2O D．若混合物中含0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为0.1 mol 【答案】B 【解析】A．Cu、Cu2O、CuO与HNO3恰好完全反应时生成Cu(NO3)2、NO和H2O，硝酸的物质的量为1 L×0.6 mol·L-1=0.6 mol，生成的NO的物质的量=2.24 L÷22.4 L·mol-1=0.1 mol，则体现氧化性的硝酸是0.1 mol，体现酸性的硝酸是0.5 mol，体现酸性的硝酸与体现氧化性的硝酸的物质的量之比为5∶1，A正确；B．根据N原子守恒可知：n[Cu(NO3)2]=(0.6 mol-0.1 mol)÷2=0.25 mol，混合物中所含的Cu元素共有0.25 mol，根据铜元素守恒可知，用H2还原Cu、Cu2O、CuO的混合物后应得到0.25 mol Cu，故所得固体的质量为0.25 mol×64 g·mol-1=16 g，B错误；C．Cu2O被稀HNO3氧化为Cu2+，硝酸根被还原为NO，同时生成H2O，反应的离子方程式为3Cu2O+14H++2NO=6Cu2++2NO↑+7H2O，C正确；D．若混合物中含0.1 mol Cu，生成的NO的物质的量0.1mol，共转移0.3mol电子，Cu-Cu2+-2e-、Cu2O-Cu2+-2e-，根据电子转移守恒，混合物中n(Cu2O)=(0.1 mol×3－0.1 mol×2)÷2=0.05 mol，根据铜元素守恒可知，n(CuO)=0.25 mol－0.1 mol－0.05 mol×2=0.05 mol，混合物中，Cu不与稀H2SO4反应，0.05 mol Cu2O、0.05 mol CuO与稀H2SO4反应，根据Cu2O、CuO中氧原子与H2SO4电离出的H+反应生成H2O，可得n(H2SO4)=0.05 mol+0.05 mol=0.1 mol，D正确；故选B。 【变式训练1·变考法】（2025·重庆·一模）铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图，下列说法错误的是 A．少量铁粉与足量9.75mol·L-1溶液反应得到标准状况下气体2.24L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol B．常温时，相同规格的铜片和铁片分别投入相同浓度的浓硝酸中，铜片的反应更剧烈 C．硝酸的浓度越大，其还原产物中高价态的N元素成分越多 D．当硝酸浓度为12.2mol·L-1时，主要的还原产物是NO和NO2，且二者物质的量之比为1：1 【答案】A 【解析】A．参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的(转化为硝酸铁)，因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1mol，故A错误；B．常温时，相同规格的铜片和铁片分别投入相同浓度的浓硝酸中，铁与浓硝酸发生钝化，故B正确；C．由图象可知，随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中高价态的N元素成分越多，故C正确；D．由图象可知，当硝酸浓度为12.2mol·L-1时，主要的还原产物是NO和NO2，且二者物质的量之比为1：1，故D正确；答案选A。 考向3 氮及其化合物的转化实验探究 例3（2025·四川·一模）某学生按图示方法进行实验，一段时间后，锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。下列相应的推理错误的是 A．常温下3NO2+H2O=2HNO3+NO能自发进行，说明该反应 B．铜位于周期表第四周期第I族 C．锥形瓶内气体颜色先变深后变浅，说明铜与稀反应生成 NO D．锥形瓶中液面下降，最终铜丝与液面脱离接触，说明体系压强增大 【答案】B 【解析】铜丝与稀硝酸反应生成一氧化氮气体，气体不断在锥形瓶中聚集，压强不断增大，把液体压到长颈漏斗，使长颈漏斗液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。A．常温下3NO2+H2O=2HNO3+NO为熵减反应，其能自发进行，说明该反应放热，故△H<0，A正确；B．铜为29号元素，位于周期表第四周期第IB族，B错误；C．二氧化氮为红色、NO为无色，锥形瓶内气体颜色先变深后变浅，说明铜与稀HNO3反应生成 NO， C正确；D．据分析，锥形瓶中液面下降，最终铜丝与液面脱离接触，说明体系压强增大，D正确；故选B。 【变式训练1•变载体】【探究实验与学科知识结合】（2025·河南·三模）某小组设计实验探究NaNO2的性质，装置如图所示(夹持装置省略)。 已知： (棕色环)。实验现象：装置乙中产生“棕色环”，装置丙中溶液紫色变浅。 下列叙述错误的是 A．通入装置乙中的气体可能有NO B．用溶液检验装置甲中FeSO4是否完全反应 C．可以用含酚酞的纯碱溶液替代装置丙中酸性KMnO4溶液 D．其他条件不变，撤去水浴，产生“棕色环”速率变慢 【答案】C 【分析】装置乙中产生“棕色环”，说明乙中发生反应，即甲中反应生成NO；装置丙中酸性高锰酸钾溶液吸收NO，溶液紫色变浅。A．装置乙中产生“棕色环”，说明乙中发生反应，即甲中反应生成NO通入装置乙中，A正确；B．与Fe2+反应生成蓝色沉淀，可用溶液检验Fe2+的存在，即检验装置甲中Fe2+是否完全反应，B正确；C．装置丙中酸性高锰酸钾溶液吸收NO，并检验NO，不能用纯碱溶液吸收NO，C错误；D．热水浴起加热作用，撤去热水浴，温度降低，反应速率降低，产生“棕色环”速率变慢，D正确；故答案为：C。 【变式训练2•变题型】（2025泰安期末）生物硝化与反硝化工艺除去工业废水中过量NH的原理如图所示： 已知：硝化菌对pH值的变化非常敏感，最佳pH值是8.0~8.4，反硝化菌最适宜的pH值是6.5~7.5。 （1）含过量NH的工业废水排放会导致的环境问题是___________；硝化阶段中溶液的pH___________(填“升高”或“降低”)。 （2）向含的酸性废水中加入适量的碳源(甲醇)，能实现“反硝化”过程，并产生两种对环境无污染的气体，每处理含的酸性废水，理论上消耗甲醇的物质的量为___________。反硝化作用是造成土壤中氮元素损失的重要原因之一，在农业上常采用___________的办法防止氮肥损失。 （3）一种硝化与反硝化的改进工艺工作原理如图所示： 半硝化脱氨过程NH与的物质的量之比为___________，过程中加入的物质的量应略___________(填“大于”或“小于”)；该过程中与原方法相比，该方法的优点是___________。 （4）一种双阴极微生物燃料电池装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，其中硝化过程中NH被氧化。 电池工作时，“厌氧阳极”的电势比“好氧阴极”___________(填“高”或“低”)，“厌氧阳极”若流出1.2mol电子，该区域“出水”比“进水”减轻了___________g(假设气体全部逸出)。 【答案】（1）①水体富营养化(或水华或赤潮) ②降低 （2）0.42mol ②. 松土(合理即可) （3）4：3 ②小于 ③不再需要外加碳源(或还原剂，或甲醇) （4）①低 ②14.4 【解析】（1）含有过量NH的工业废水排放到水中，会导致水体中营养物质过剩，从而引发藻类等水生生物的大量繁殖，藻类的过度生长会消耗水中的溶解氧，导致水体缺氧，进而影响水生生物的生存，甚至引发水华或赤潮现象；硝化过程是氨氮在硝化菌等作用下被氧化为硝酸盐的过程，因此硝化反应的化学方程式可以表示为NH+2O2=NO +H2O+2H+，从方程式可以看出，硝化过程中生成的H+使溶液的酸性增强，pH值降低； （2）反硝化过程是将硝酸盐在反硝化菌的作用下还原为N2的过程。在这个过程中，需要碳源(甲醇)作为电子供体。反硝化过程的离子方程式可以表示为，从方程式可以看出，每消耗0.5molNO ，理论上消耗甲醇的物质的量为0.42mol；反硝化作用会导致土壤中的氮元素以氮气的形式逸出，从而造成氮肥损失。在农业上，可以通过松土来增加土壤的通气性，使氧气更容易进入土壤，从而抑制反硝化过程的发生，因为反硝化菌是厌氧菌，在有氧条件下其活性会受到抑制，从而减少氮肥的损失； （3）半硝化脱氨过程是指将氨氮部分氧化为亚硝酸盐的过程，在改进工艺中，亚硝酸盐可以直接被反硝化菌还原为氮气，而不需要进一步氧化为硝酸盐，离子方程式为，，从这两个方程式可以看出，半硝化脱氨过程NH与O2的物质的量之比为4：3；在改进工艺中，加入NaHCO3的物质的量应略小于NH；由上一问可知：半硝化脱氨过程NH与O2的物质的量之比为4：3，同时会生成4份的H+，理论上NaHCO3和NH物质的量之比为1：1即可恰好消耗H+，但若NaHCO3过量，可能会与NH发生双水解的反应，造成原料损耗，故加入NaHCO3的物质的量应略小于NH；改进工艺通过半硝化直接生成亚硝酸盐，同时，由于亚硝酸盐可以直接被反硝化，也减少了对碳源的需求；改进工艺的优点是不再需要外加碳源（或还原剂或甲醇）； （4）在微生物燃料电池中，“厌氧阳极”是发生氧化反应的电极，而“好氧阴极”是发生还原反应的电极；根据电化学原理，“厌氧阳极”实际是负极，“好氧阴极”是正极；因此，“厌氧阳极”的电势比“好氧阴极”低；“厌氧阳极”的电极反应式为，每1molC6H12O6反应，消耗6molH2O，转移24mole-，“厌氧阳极”区质量减少，所以当流出1.2mole-时，质量减少14.4g。 考向4 氮及其化合物的转化及流程分析 例4 自然界中氮的循环意义重大。其中，部分含氮物质的转化关系呈现在氮及其化合物的“价一类”二维图中。下列说法不正确的是 A．a→b的转化是工业制硝酸的基础 B．既属于g又属于f的盐可用作氮肥 C．汽车中的三元催化器可促进尾气中的b、c向a转化 D．实验室中，常用f与强碱反应产生e来检验f中阳离子的存在 【答案】A 【解析】由N元素的化合价及物质所属类别，可确定a为N2、b为NO、c为NO2、d为HNO3、e为NH3、f为铵盐、g为硝酸盐。A项，工业制硝酸的基础是氨的催化氧化，即NH3→NO，而a为N2，则N2→NO的转化不是工业制硝酸的基础，A不正确；B项，既属于g(硝酸盐)又属于f(铵盐)的盐为NH4NO3，它含氮量较高，可用作氮肥，B正确；C项，NO、NO2是大气污染物，利用汽车中的三元催化器，可促进尾气中NO、NO2与CO作用，生成N2和CO2，C正确；D项，实验室中，检验NH4+时，常用铵盐与强碱在加热条件下反应，通过检验反应产生的NH3检验NH4+的存在，D正确；故选A。 思维建模 分析氮及其化合物“价态-类别”二维图的三个维度 ①横向变化体现了氮元素同价态不同类别物质(氢化物、碱、盐)之间的转化，通过加入酸(或碱)实现物质的转化。 ②纵向变化体现氮元素不同价态同类别物质之间的转化，主要通过加入氧化剂或还原剂来实现物质之间的转化。 ③斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 【变式训练1•变考法】（2025•四川宜宾•二模）利用CeO2脱除汽车尾气中CO和NO的反应过程如下图所示。下列说法错误的是 已知：①中部分Ce4+转化成Ce3+ A. 该反应的催化剂为 B. 大力推广该技术可减少酸雨的发生 C. 当x=0.2时，CeO(2-x)中 D. 过程②中，每脱除1molNO转移2mol电子 【答案】C 【解析】A．从反应过程来看，CeO2先消耗，后生成，在整个反应中起到了催化作用，它通过自身的氧化还原循环来促进CO和NO的反应，因此是该反应的催化剂。A正确；B．由于该技术能够有效脱除汽车尾气中的CO和NO，而这些气体是形成酸雨的主要物质，因此推广该技术确实可以减少酸雨的发生，B正确；C．CeO1.8中设Ce3+为x个，Ce4+为y个，则x+y=1，根据电荷守恒3x+4y=3.6，则x=0.4，y=0.6，即，C错误；D．在过程②中，NO被还原为N2，每个NO 分子需要获得2个电子才能被还原为氮气。因此，每脱除 1molNO，确实需要转移 2mol 电子。D正确；故选C。 【变式训练2•变载体】（2025·全国·模拟预测）工业废水中的砷元素(主要存在形式是)具有强毒性，需要进行脱砷处理才能排放，下图是一种处理酸性废水中砷元素的工艺。下列叙述正确的是 A．氧化剂可以选择 B．氧化步骤的离子方程式： C．加有助于通过共沉淀提高除砷率 D．脱砷后排放的水可用于配制溶液 【答案】C 【解析】高浓度的含砷废水中，砷以As(Ⅲ)和As(Ⅴ)形式存在，废水呈酸性，向废水中加入H2O2将低价态的As(Ⅲ)氧化为高价态，再加入FeCl3和NaOH，FeCl3在碱性条件下生成Fe(OH)3沉淀，砷的化合物与Fe(OH)3共同沉淀，提高除砷率，再调节废水pH，使水质符合排放标准，最终排放。A．若氧化剂使用KMnO4，会引入新的杂质锰元素，因此氧化剂不能选择KMnO4，A项错误；B．氧化步骤中加H2O2将AsO33-氧化为AsO43-，H2O2被还原为H2O，而不是生成O2，B项错误；C．加NaOH调节pH，FeCl3会转化为Fe(OH)3沉淀, 通过共同沉淀提高除砷率，C项正确；D．根据流程分析可知，脱砷后排放的水中含有Cl-等杂质，会与Ag+反应生成沉淀，不能用于配制AgNO3溶液，D项错误；答案选C。 1．（2025·云南卷）下列装置(省略部分夹持装置)或操作正确的是 A．制备NH3 B．配100mL1.0mol/L KCl溶液 C．探究Na与H2O反应 D．探究温度对化学平衡的影响 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物加热制取氨气，试管口要略向下倾斜，A错误；B．配制100mL1.0mol/LKCl溶液，应在烧杯中溶解KCl固体，B错误；C．金属钠与水反应剧烈，不能在试管中进行，应在烧杯中进行，且烧杯不能盛满水，C错误；D．两个烧杯中分别盛有热水和冰水，可以通过观察气体的颜色深浅来探究温度对2NO2(红棕色)N2O4(无色)平衡的影响，D正确；故选D。 2. （2025·北京卷5）下列反应中，体现NH还原性的是 A. NH4HCO3加热分解有NH3生成 B. NH4Cl和NaNO2的混合溶液加热有N2生成 C. 固体在溶液中溶解 D. (NH4)2SO4溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀 【答案】B 【解析】A．NH4HCO3分解生成NH3，氮的氧化态保持-3，未发生氧化还原反应，A不符合题意；B．NH中的N(-3价)与NO2-中的N(+3价)反应生成N2(0价)，NH被氧化，体现还原性，B符合题意；C．水溶液中，铵根离子可以直接结合氢氧化镁弱电离的氢氧根离子，使沉淀溶解平衡向正向移动，则该氢氧化镁溶解过程，无化合价变化，没有体现其还原性，C不符合题意；D．(NH4)2SO4与BaCl2的沉淀反应属于复分解反应，NH未参与氧化还原，D不符合题意。 3.（2025·山东7）用硫酸和NaN3可制备一元弱酸HN3。下列说法错误的是 A.NaN3的水溶液显碱性 B.的空间构型为V形 C.NaN3为含有共价键的离子化合物 D.的中心N原子所有价电子均参与成键 【答案】B 【解析】A.NaN3是强碱（NaOH）和弱酸（HN3）形成的盐，N3-水解生成OH-，溶液显碱性，A正确。B.N3-与CO2是等电子体，两者结构相似 ，其中心原子均为sp杂化，其电空间构型均为直线型，而非V形，B错误。C.NaN3为离子化合物（Na+与N3-通过离子键结合），N3-内部三个N原子以共价键连接，C正确。D.中心N原子通过sp杂化形成两个双键，无孤电子对，所有价电子参与成键，D正确。 4．（2025·浙江1月卷）蛋白质中N元素含量可按下列步骤测定： 下列说法不正确的是 A．步骤Ⅰ，须加入过量浓，以确保N元素完全转化为 B．步骤Ⅱ，浓溶液过量，有利于氨的蒸出 C．步骤Ⅲ，用定量、过量盐酸标准溶液吸收，以甲基红(变色的范围：)为指示剂，用标准溶液滴定，经计算可得N元素的含量 D．尿素样品、NaNO3样品的N元素含量均可按上述步骤测定 【答案】D 【解析】蛋白质中的N元素以氨基或酰胺基形式存在，在浓硫酸、K2SO4和催化剂CuSO4作用下发生反应生成NH，再加入浓NaOH溶液让NH转化为NH3蒸出，NH3用一定量的盐酸吸收，多余的盐酸用标准NaOH溶液通过滴定测定出来，从而计算出N的含量。A．步骤Ⅰ，加入过量浓H2SO4，使蛋白质中的氨基和酰胺基全部转化为NH，确保N元素完全转化为NH，A正确；B．根据NH+OH-⇋NH3·H2O⇋NH3+H2O，NaOH过量，增大OH-浓度有利于氨的蒸出，B正确；C．步骤Ⅲ，用定量、过量盐酸标准溶液吸收NH3后，过量的HCl用标准NaOH溶液滴定，反应后溶液中有NaCl和NH4Cl，终点显酸性，用在酸性范围内变色的甲基红为指示剂，C正确；D．NaNO3中的N元素在浓硫酸、K2SO4和催化剂CuSO4作用下不会转化为NH，不能按上述步骤测定，D错误；答案选D。 5．（2025·云南卷）某化学兴趣小组设计如下实验装置，通过测定反应前后质量的变化，验证固体在酒精灯加热条件下，受热分解的气态产物。 实验步骤：先缓慢通入Ar气，排尽装置内空气；关闭Ⅰ左侧阀门，点燃酒精灯；一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，熄灭酒精灯甲；再次缓慢通入Ar气……下列说法错误的是 A．实验步骤中，点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙 B．整个过程中，若Ⅲ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的在Ⅱ中反应完全 C．实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量，则分解的气态产物只有 D．NaNO3应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放 【答案】A 【解析】先缓慢通入Ar气，排尽装置内空气，防止对实验造成干扰，关闭Ⅰ左侧阀门，先后点燃乙、丙、甲处酒精灯，一段时间后，Ⅰ中灼热的铜网变黑，说明NaNO3分解产生了O2，熄灭酒精灯甲，再次缓慢通入Ar气，使NaNO3分解产生的气态产物全部排尽，浓硫酸用于防止空气中的水蒸气进入装置干扰实验。A．一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，说明NaNO3分解产生了O2，为确保能准确测定产生的氧气的质量，应先点燃乙处酒精灯，再点燃丙处酒精灯，最后点燃甲处酒精灯，A错误；B．Ⅱ、Ⅲ中Cu均能和氧气反应生成黑色的CuO，整个过程中，若Ⅱ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的O2在Ⅱ中反应完全，B正确；C．Ⅱ中的Cu只能吸收O2，实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅰ中增加的质量，则分解的气态产物只有O2，C正确；D．由该实验可知NaNO3受热易分解产生氧化剂、助燃性气体O2，故NaNO3应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放，D正确；答案选A。 6．(2024·江苏卷，6，3分)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见倠化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。倠化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3(二甲醚)、V2O5倠化氧化SO2等。催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO。催化作用能消除污染和影响环境，如汽车尾气处理、废水中NO3-电倠化生成N2、氯自由基催化O3分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界，高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列化学反应表示正确的是( ) A．汽车尾气处理：2NO+4CON2+4CO2 B．NO3-电催化为N2的阳极反应：2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O C．硝酸工业中NH3的氧化反应：4NH3+3O22N2+6H2O D．CO2和H2催化制二甲醚： 【答案】D 【解析】A项，该反应方程式配平错误，汽车尾气处理：2NO+2CON2+2CO2，A错误；B项，NO3-电催化为N2，N元素化合价降低，发生还原反应，应是在阴极发生反应，反应方程式是：2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O，B错误；C项，硝酸工业中NH3发生催化氧化生成NO，NO进一步反应得到NO2后再与水反应制得硝酸，该氧化反应：4NH3+5O24NO+6H2O，C错误；D项，CO2和H2催化制二甲醚：，D正确；故选D。 7．(2024·湖南卷，7，3分)某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是 A． 开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B． 锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C． 红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O=2HNO3+NO D． 铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 【答案】C 【解析】A项，金属铜与稀硝酸不会产生钝化。开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，A项错误；B项，由于装置内有空气，铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，B项错误；C项，装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，气体颜色变浅，C项正确；D项，由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停止，D项错误；故选C。 8．（2023·广东卷）1827年，英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是 A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥 C．图3：收集 D．图4：制备 【答案】B 【解析】A．NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期；B．P2O5为酸性氧化物，NH3具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B不可以达到预期；C．NH3的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期；D．CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，故D可以达到预期；故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$