大单元3 第19讲 硝酸 含氮物质的转化-（配套课件）【赢在微点·顶层设计】2027年高考化学高考一轮总复习

该高中化学高考复习课件聚焦“硝酸及含氮物质的转化”核心考点，依据高考评价体系明确硝酸性质及应用、氮化合物转化规律、生产生活现象解释三大考查要求，通过知识梳理（物理化学性质、转化关系）、实验探究（硝酸与铜反应装置改进）、习题训练（性质判断、转化推断），分析硝酸氧化性（占比约40%）、氮转化推断（占比约35%）等高频考点，归纳常考题型。 课件亮点在于“真题引领+方法突破+素养提升”，精选2024湖南卷、北京卷等真题，以“三守恒”（得失电子、N元素、电荷守恒）巧解金属与硝酸反应计算题，培养科学思维与科学探究素养。设易错点警示（如钝化属化学变化），教师可精准教学，学生高效掌握答题技巧，助力高考冲刺。

赢在微点 高考复习顶层设计 化学 大单元三 非金属及其化合物 第19讲 大单元三　非金属及其化合物 硝酸　含氮物质的转化 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 目 标 速 览 1.掌握硝酸的性质及应用。2.能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系。3.能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考点1　典型的氧化性酸——硝酸 赢在微点 化学 大一轮 微考点/核心突破 第一部分 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5 1.物理性质 硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 2.化学性质 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)不稳定性。 化学方程式：___________________________________。 (2)强氧化性。 硝酸无论浓、稀都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 按要求完成下列反应的方程式： ①与金属反应。 稀硝酸与铜反应：_________________________________________，  浓硝酸与铜反应：_________________________________________。  3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ②与非金属反应。 浓硝酸与C反应： 。  ③与还原性化合物反应。 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 。  3Fe2++4H++N===3Fe3++NO↑+2H2O 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 思维辨析 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 1.1 mol Cu和足量稀硝酸反应产生NA个NO分子。( ) 2.1 mol Fe与足量的稀硝酸反应，转移2NA个电子。( ) 提示：铜与稀硝酸的反应为3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+ 4H2O，1 mol Cu反应会产生NA个NO分子。 提示：如Fe与足量的稀硝酸反应Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+ NO↑+2H2O，1 mol Fe与足量的稀硝酸反应转移3NA个电子。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜的离子方程式为2Ag+2H++N=== 2Ag++NO↑+H2O。( ) 4.消除久置浓硝酸的黄色可通入氧气。( ) 提示：银与稀硝酸反应的离子方程式为3Ag+4H++N===3Ag++ NO↑+2H2O。 提示：浓硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，通入O2(或空气)使其发生反应4NO2+O2+2H2O=== 4HNO3。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.铝和铁在浓硝酸中“钝化”是物理变化。( ) 提示：钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属与硝酸的进一步反应，属于化学变化。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 实验：硝酸与铜的反应 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 实验操作 实验现象 实验结论 如图所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向具支试管中加入2 mL浓硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与浓硝酸接触，观察实验现象。向上拉铜丝，终止反应 反应较快，有红棕色气体生成，溶液呈绿色 反应生成NO2 将上述实验中的浓硝酸换成稀硝酸 反应较慢,有气泡产生，在接近管口处观察到红棕色气体,试管中的溶液呈蓝色 反应生成NO 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 化学方程式：Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O； 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 离子方程式：Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O； 3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.硝酸属于氧化性酸，具有很强的氧化性，除Pt、Au以外的大多数金属都能被硝酸氧化，但不生成H2。 2.浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强，一般情况下，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。在与铜的反应中，硝酸既表现出强氧化性又表现出酸性。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.硝酸的浓度不同，与金属反应的产物也不同。通常，金属与浓硝酸反应时生成NO2气体；随着反应的进行，硝酸浓度变小，则生成NO气体，因此过量的Cu与浓硝酸反应时生成NO2与NO的混合气体。 4.铁与稀硝酸的反应：铁不足时发生反应Fe+4HNO3(稀)=== Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；铁过量时发生反应3Fe+8HNO3(稀)=== 3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。 5.将浓硝酸与浓盐酸以1∶3的体积比混合，所得混合物称为王水，它能溶解一些不溶于硝酸的金属，如Pt、Au等。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度一　硝酸的性质 1.公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔·本·哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，这是人类关于硝酸最早的记录。下列关于硝酸的叙述正确的是( ) A.NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物 B.硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气 C.浓硝酸见光或受热易分解，必须保存在棕色细口瓶中 D.硝酸与铜的反应只表现出氧化性 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 NO2和硝酸中氮元素的化合价不相等，NO2不是酸性氧化物；硝酸与活泼金属反应时常生成盐和含氮氧化物；浓硝酸见光易分解，应保存在棕色细口瓶中；硝酸与铜反应生成硝酸铜及NO或NO2，硝酸既表现出氧化性也表现出酸性。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 ( ) 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2，但不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 ①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气，A项正确；通过A项分析可知，浓硝酸受热分解可以产生二氧化氮和氧气，所以②中红棕色 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 气体可能来源于硝酸分解，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B项错误；实验③中木炭没有与浓硝酸接触，浓硝酸没有被加热，生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应或是挥发出的硝酸受热分解，从生成的二氧化氮看，都是来源于HNO3中+5价氮元素，所以红棕色气体是还原产物，C项正确；由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2，且③中木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.如图甲是验证铜和浓硝酸反应的装置，乙、丙是改进后的装置。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)甲、乙、丙三个装置中发生反应的化学方程式都为_____________ __________________________。  (2)和甲装置相比，乙装置的优点是_____________________________ _____________________。  (3)为了进一步验证NO2和水的反应，某学生设计了丙装置。实验时先关闭止水夹 ，再打开止水夹 , 才能使NO2气体充满试管②。当气体充满试管②后，将铜丝拉起与溶液脱离，欲使烧杯中的水进入试管②，应如何操作?______________________________________ ____________________________。  Cu+4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 可控制反应速率，可吸收NO2， 防止NO2污染环境 c a、b 先关闭止水夹b，再关闭止水夹a，然后打 开止水夹c，用手捂住试管② 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)可利用对比的方法，找出各装置的优缺点，NO2有毒，要进行尾气吸收。(3)本实验的目的之一是验证NO2与H2O的反应。丙 装置中要使NO2充满试管②，应先关闭止水夹c，再打开止水夹 a、b。待NO2充满试管②后，把铜丝拉起，先关闭止水夹b，再关闭止水夹a，然后打开止水夹c，用手捂住试管②，使气体受热膨胀，与水接触，NO2极易与水反应，使试管②内压强减小，烧杯中的水被压入试管②中。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度二　硝酸根离子氧化性实验探究 5.为了探究N的氧化性，某实验小组以一定的气体流速分别向等量的煮沸和未煮沸的Ba(NO3)2溶液中通入SO2，测定溶液pH变化(装置如图1所示)，测定结果如图2、图3所示。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)根据图2猜想：实验时N在无溶解氧条件下氧化性极弱。 验证：用图1装置(药品可替换)做下表实验，完成表中实验操作。 实验操作 实验现象与结论 —————————————————————————————————————————————————— 实验前600 s溶液pH变化与图2几乎相同，证明溶液pH下降的原因是SO2与H2O发生反应生成H2SO3，猜想正确 将煮沸的硝酸钡溶液替换为等量的煮沸的水，然后以相同的流速通入二氧化硫，测定溶液pH的变化 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)根据图3推测：存在溶解氧时，通入Ba(NO3)2溶液中的SO2变为 _______，溶液酸性明显增强；酸性增强可提高N的氧化性，与SO2反应使溶液pH进一步下降。查阅资料得知前一步反应的活化能比后一步反应的活化能略大。画出SO2通入未煮沸的BaCl2溶液中时，溶液的pH变化图。  H2SO4 答案 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 酸氧化为硫酸，但是溶解的氧气仍会将亚硫酸氧化为硫酸，又因为氧气氧化H2SO3的反应活化能较大，则该反应的反应速率小于硝酸钡存在时的反应速率，且600 s时溶液酸性要稍弱。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考点2　氮及其重要化合物的转化规律 赢在微点 化学 大一轮 微考点/核心突破 第一部分 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 34 1.氮及其化合物间的转化关系 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.NH3、N、N和—NH2的比较及氨和铵盐的性质 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 空间 结构 三角锥形 正四面体形 V形 V形 存在 形式 独立存在 铵盐晶体或溶液中 离子化 合物中 共价化 合物中 主要 性质 ①与水反应 NH3+H2O N H3·H2O ②与酸反应 NH3+H+===N ③与某些氧化剂反应 ①与碱反应 N+OH-===NH3·H2O　　 ②与水反应 N+H2O NH3·H2O+H+ — — 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.氮及其化合物的推断 有关氮及其重要化合物的推断题常以产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使湿润红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.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。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度三　氮在自然界中的循环 6.海洋生物参与氮循环的过程如图 所示。下列说法正确的是( ) A.反应①②④均为氧化还原反应 B.反应③④中的氮元素均被还原 C.反应③和⑤均属于氮的固定 D.等质量的N分别参与反应④和⑤，转移电子数之比为4∶3 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 反应①为N—→NH3，N元素的化合价没有发生变化，不属于氧化还原反应；反应②为NH2OH—→N2H4，N元素的化合价由-1价降低为-2价，存在化合价变化，属于氧化还原反应；反应④为N—→NH2OH，N元素的化合价由+3价降低为-1价，存在化合价变化，属于氧化还原反应，A项错误；反应③为N2H4—→N2， N元素的化合价由-2价升高为0价，N元素被氧化，反应④为N—→NH2OH，N元素的化合价由+3价降低为-1价，N元素被还 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 原，B项错误；氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮，因此反应③⑤不是氮的固定，C项错误；反应④为N—→NH2OH， N元素的化合价由+3价降低为-1价，降低4价，反应⑤为N —→N2，N元素的化合价由+3价降低为0价，降低3价，转移电子数之比为4∶3，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度四　氮及其化合物的转化与物质推断 8.合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下：   高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 下列说法不正确的是( ) A.Ⅰ为人工固氮过程 B.硝酸铵是一种高效氮肥，可直接施用 C.Ⅴ中发生反应NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl D.Ⅵ的副产物可在上述流程中被再次利用 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 甲是N2，与H2化合生成NH3。反应Ⅴ是侯氏制碱法原理，丁是NaHCO3，受热分解生成Na2CO3。NH3发生催化氧化生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3和NH3反应生成NH4NO3，即乙是NO，丙是NO2。将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮，Ⅰ为工业合成氨过程，属于人工固氮，A项正确；硝酸铵受热或受撞击会发生爆炸，不可直接施用，必须经过改性处理，B项错误；反应Ⅴ是侯氏制碱法原理，化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl，C项正确；NaHCO3分解生成的CO2可以循环利用，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 9.N元素是化工生产中的重要非金属元素，哈伯于1905年发明了合成氨技术——哈伯法，有效推动了工农业生产。结合氮及其化合物的“价(态)—类(别)”二维图(如图)，回答下列问题： 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)b的分子式为 ；h中含有的化学键类型是 。  (2)写出物质d与水反应的离子方程式： 。  (3)下列有关物质的说法错误的是 (填字母)。  A.a比水蒸气的热稳定性更强 B.e是一种酸性氧化物 C.磷酸的酸性比f的酸性强 D.哈伯法属于氮的固定 N2 离子键、共价键 3NO2+H2O===2H++2N+NO AC 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)少量铜粉中加入稀f溶液，通过观察到________________________ _____________________的现象，证明f具有强氧化性。  (5)图示8个转化反应中，共有 (填数字)个不属于氧化还原反应。  由题图可知，a为氨气、b为氮气、c为一氧化氮、d为二氧化氮、e为五氧化二氮、f为硝酸、h为氯化铵。(1)由分析可知，b为氮气，分子式是N2；h为含有离子键和共价键的离子化合物氯化铵。 解析 铜粉溶解，溶液变为淡蓝 色，有无色气体逸出 2 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式为3NO2+H2O===2H++2N+NO。(3)同周期元素从左到右非金属性依次增强，氢化物的稳定性依次增强，则氨气的稳定性弱于水蒸气，A项错误；五氧化二氮与碱反应生成硝酸盐和水，则五氧化二氮属于酸性氧化物，B项正确；同主族元素从上到下非金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱，则磷酸的酸性弱于硝酸，C项错误；合成氨反应是游离态氮元素转化为化合态氮元素的反应，属于人工固氮，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (4)少量铜粉中加入稀硝酸，铜粉溶解，溶液变为淡蓝色，有无色气体逸出，说明铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应中氮元素化合价部分降低被还原，硝酸在反应中表现强氧化性和酸性。(5)由题图可知，五氧化二氮与水生成硝酸的反应和氨气与氯化氢生成氯化铵的反应是没有元素化合价变化的非氧化还原反应，则8个转化反应中共有2个属于非氧化还原反应。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度五　氮及其化合物的转化与物质制备 10.亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，某学习小组设计实验制备亚硝酸钙，实验装置如图所示(夹持装置略去)。 已知：①2NO+CaO2===Ca(NO2)2，2NO2+CaO2===Ca(NO3)2； ②2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 下列说法不正确的是( ) A.装置B、C中的试剂可以分别为水和无水CaCl2 B.将稀硝酸换成浓硝酸可以制备纯净的Ca(NO3)2 C.装置F中酸性K2Cr2O7溶液的作用是吸收多余的氮氧化物 D.该装置存在缺陷，应在装置D和E之间增加一个干燥装置 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 装置A中出来的气体中含有水蒸气和硝酸蒸气，水蒸气、硝酸蒸气能与过氧化钙反应，需要除去，装置B中盛放水，吸收硝酸蒸气，装置C中盛放无水氯化钙，干燥NO气体，A项正确；将稀硝酸换成浓硝酸，反应生成的NO2通过装置B转化为NO，NO与过氧化钙反应生成亚硝酸钙，因此不能得到纯净的硝酸钙，B项错误；氮的氧化物有毒，污染环境，需要尾气处理，利用酸性重铬酸钾溶液的强氧化性可以将氮的氧化物氧化为N，消除污染，C项正确；过氧化钙能与水反应，为提高产品的纯度，需要在D、E之间增加一个干燥装置，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 11.水合肼(N2H4·H2O)是重要的氢能源稳定剂,具有较强的还原性。水合肼的制备原理为NaClO+2NH3·H2O===N2H4·H2O+NaCl+2H2O。下列装置和操作能达到实验目的的是( ) 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.装置甲用于制备NH3 B.装置乙用作反应过程的安全瓶 C.装置丙中先加入NaClO溶液，再从a口通入NH3 D.装置丁用于吸收反应中过量的NH3 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 装置甲中直接加热NH4Cl虽然能产生氨气，但因为盐酸的酸性 强，很快在试管口附近与氨气结合变为NH4Cl固体，A项错误；氨气极易溶于水，导管应短进短出，可防止倒吸，B项错误；水合肼具有较强的还原性，容易被氧化，所以装置丙中应先从a口通入NH3，再滴入NaClO溶液，C项错误；氨气会污染环境，用装置丁吸收反应中过量的NH3，并且利用氨气不溶于四氯化碳来防止倒吸，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 角度六　氮及其化合物的转化与典型物质性质探究 12.一定温度下，探究铜与稀硝酸反应的过程如下： 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 下列说法不正确的是( ) A.过程Ⅰ中被还原的硝酸占反应硝酸总物质的量的四分之一 B.过程Ⅲ的反应速率比过程Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使HNO3浓度增大 C.由实验可知，NO2对该反应可能具有催化作用 D.当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 过程Ⅰ中被还原的硝酸产物为NO，通过反应方程式可得出被还原的硝酸占反应硝酸总物质的量的四分之一，A项正确；过程Ⅲ中硝酸的浓度没有过程Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比过程Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大，B项错误；由实验可知，过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2可能对该反应具有催化作用，C项正确；当活塞不再移动时，再抽入空气,NO与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成稀硝酸，能够继续溶解铜,D项正确。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 13.(2025·广州联考)某小组探究NH3的催化氧化，实验装置如图所 示。③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟。下列分析不正确的是( ) 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ①中高锰酸钾受热制备氧气，装置②中氯化铵与氢氧化钙共热反应制备氨气，装置③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮，装置④中反应生成的NO与过量的O2反应生成红棕色气体NO2，NO2与水蒸气反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵，会有白烟产生，装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液。由分析可知，③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后产生白烟说明③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高效破题——“三守恒”巧解金属与 硝酸反应计算题 赢在微点 化学 大一轮 微充电/素养提升 第二部分 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 66 【方法归纳】　 硝酸与金属反应的计算方法 硝酸与金属反应时，金属被氧化生成金属阳离子，硝酸被还原为低价氮的化合物。所遵循的规律必须符合三个守恒： 1.得失电子要守恒。 根据这个守恒，往往求氮元素被还原后的价态，根据价态确定反应产物。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.N元素守恒。 硝酸与金属活动性顺序中氢以后的金属发生作用时，浓硝酸的还原产物主要是NO2，稀硝酸的还原产物主要是NO。若金属和一定量浓硝酸恰好反应，则产生的气体为NO、NO2的混合气体，无论硝酸的还原产物是NO、NO2还是两者的混合物，n(HNO3)还原=n(气体)，n(HNO3)消耗=n(气体)+an(金属)(a为金属的化合价)或溶液中的N 和放出的NO(或NO2)中N元素的物质的量之和等于原HNO3的物质的量。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.溶液中要符合电荷守恒。 Mn+和H+所带正电荷总数应等于N所带负电荷总数(因为这种溶液中OH-浓度很小，可被忽略)。 另外，如果变价金属与硝酸反应，例如Fe，Fe不足时生成Fe3+，Fe过量时生成Fe2+。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【母题】　足量铜溶于一定量的浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L-1 H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为( ) A.6.4 g B.9.6 g C.19.2 g D.24 g 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【衍生】　将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶 解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。回答下列问题： (1)NO的体积为 L，NO2的体积为 L。  (2)参加反应的HNO3的物质的量是 。  5.824 5.376 1.52 mol 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度 为  mol·L-1。  (4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水 g。  57.8 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 赢在微点 化学 大一轮 微真题/把握方向 第三部分 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 76 考向一　硝酸的性质、制备 1.(2024·湖南卷)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。 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 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，原因是铜丝在稀硝酸中表面钝化 B.锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀硝酸反应生成了NO2 C.气体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 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 金属铜在稀硝酸中不会钝化，开始时反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，A项错误；由于装置内有空气，铜和稀硝酸反应生成的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；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发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO，气体颜色变浅，C项正确；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。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2024·北京卷)HNO3是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO3。 (1)方法一：早期以硝石(含NaNO3)为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为H2SO4(浓)+NaNO3===NaHSO4+HNO3↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。  难挥发性 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)方法二:以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。   第Ⅰ步反应的化学方程式为 。  (3)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因： ______________________________________________________________________________。  N2中存在氮氮三键，键能大，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2022·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( ) A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3 D.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” 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O===4HNO3，C项正确；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项正确。 解析 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 把握高考微点，实现素能提升 完成——课时微练(十九) 本部分内容讲解结束 4HNO3(浓)2H2O+4NO2↑+O2↑ C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O (3)与有机物反应。 ①硝化反应(与反应)： __________________________________________。 ②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 6.N是一种有着鲜明个性的离子，不能单独表现强氧化性，但在酸性条件下，它能氧化多种离子，如Fe2+、I-、S、S2-等。 7.使指示剂先变色后褪色的物质。 (1)浓硝酸先变红后褪色 (2)氯水先变红后褪色 (3)Na2O2先变红后褪色 3.硝酸是一种无色液体，常用来制造火药、氮肥、染料。下列关于硝酸的认识正确的是( ) A.等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应，转移电子数不同 B.久置的浓硝酸呈黄色，体现了浓硝酸的不稳定性 C.检验久置于空气中的亚硫酸钠溶液是否变质，可以先加硝酸溶液，再加氯化钡溶液 D.工业制硝酸的原理：空气NONO2硝酸→尾气处理 等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应，铜被氧化为Cu2+，转移电子数相同，A项错误；久置的浓硝酸呈黄色，是因为硝酸分解生成的NO2溶于硝酸中，体现了浓硝酸的不稳定性，B项正确；亚硫酸钠能被硝酸氧化为硫酸钠，检验久置于空气中的亚硫酸钠溶液是否变质，应该先加盐酸，再加氯化钡溶液，若生成白色沉淀，证明亚硫酸钠已变质，C项错误；工业制硝酸的原理：氨气NO→NO2硝酸→尾气处理，D项错误。 (1)如果实验时N在无溶解氧条件下氧化性极弱，则溶液pH下降的原因是SO2与H2O发生反应生成H2SO3。验证猜想可以将煮沸的硝酸钡溶液替换为等量煮沸的水进行对比实验，具体操作为将煮沸的硝酸钡溶液替换为等量的煮沸的水，然后以相同的流速通入二氧化硫，测定溶液pH的变化。(2)未煮沸的Ba(NO3)2溶液中有O2，氧气具有氧化性，通入SO2后发生反应SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+ O2===2H2SO4。氯化钡溶液和硝酸钡溶液的区别在于Cl-不能将亚硫 7.一种新型制备氨的方法如图所示。下列说法错误的是( ) A.反应①属于氮的固定 B.反应③为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ C.反应⑤两种气体相遇时产生白烟 D.该制备总反应为N2+3H22NH3 反应①是镁和氮气反应生成氮化镁，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定，A项正确；反应③为电解熔融氯化镁生成镁和氯气，反应方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，B项正确；反应⑤为氨气和氯化氢相遇生成氯化铵，现象为产生白烟，C项正确；根据图示，该制备总反应为2N2+6H2O4NH3+3O2，D项错误。 A.③④中现象说明③中的反应是4NH3+5O24NO+6H2O B.④中白烟的主要成分是NH4Cl C.一段时间后⑤中可能变蓝 D.若用氨气进行尾气处理，每处理0.6 mol NO2需消耗0.8 mol氨气 生成一氧化氮，反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，A项正确；由分析可知，④中白烟的主要成分是硝酸铵，B项错误；装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液,C项正确;用氨气处理尾气NO2，发生的反应的方程式为6NO2+8NH3===7N2+12H2O，NO2与NH3的化学计量数之比为6∶8，则处理0.6 mol NO2需消耗0.8 mol氨气，D项正确。 设原来溶解的Cu的物质的量为x，Cu失去的电子被N元素得到生成氮的氧化物，这些氮的氧化物再与O2、H2O反应生成HNO3，可看成Cu失电子，O2得电子，则根据得失电子守恒可知，2x= ×4，解得x=0.1 mol，所以原所得溶液中N的物质的量为0.2 mol； 3Cu+8H+ + 2N===3Cu2++2NO↑+4H2O 1 mol 0.2 mol H+过量，所以继续溶解的Cu的质量为×3×64 g·mol-1=19.2 g。 (1)n(Cu)==0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体在标准状况下的总体积为11.2 L，有x+y=0.5 mol。根据得失电子守恒，有3x+y=(0.51×2) mol。解得x=0.26 mol，y=0.24 mol。则V(NO)=0.26 mol×22.4 L·mol-1=5.824 L，V(NO2)=11.2 L-5.824 L=5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol×2+ 0.5 mol=1.52 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以N的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则溶液中只有NaNO3,其物质的量为10-3aV mol,也就是以N形式留在溶液中的N的物质的量为10-3aV mol。所以,c(HNO3)= mol·L-1。(4)由得失电子守恒得2×n(Cu)=2×n(H2O2)，×2=n(H2O2)×2，n(H2O2)=0.51 mol,则m(H2O2)=17.34 g。需30%的双氧水=57.8 g。 4NH3+5O24NO+6H2O (1)浓硫酸难挥发，产物HNO3为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。(2)第Ⅰ步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。(3)N2中存在氮氮三键，键能大，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。 考向二　氮及其化合物的转化 3.(2023·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( ) A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)NONO2 B.工业制硝酸过程中的物质转化：N2NOHNO3 C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2 D.实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+ 2H2O Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应2NO+O2 ===2NO2，A项正确；工业制硝酸的生产流程为N2与H2在高温、高压、催化剂条件下制NH3，NH3催化氧化生成NO，NO、O2和水反应生成HNO3，B项错误；汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为2NO+2CON2+2CO2，C项正确；实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3，化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，D项正确。 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项错误；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项正确；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+5O24NO+6H2O、2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O=== $$