20 第二部分 第四章 第20讲 氮及其氧化物 硝酸(基础课)-【名师导航】2026年高考化学一轮总复习课件（人教版）

第四章　非金属及其化合物 第20讲　氮及其氧化物　硝酸 (基础课) 第二部分　元素及其化合物 1.了解氮气与氮的氧化物的性质及应用。　2.掌握硝酸的性质及应用。 第四章　非金属及其化合物 2 知识点一 01 知识点二 02 高考真题演练 03 课时质量评价 04 第四章　非金属及其化合物 3 知识点一　氮气与氮的氧化物 1．自然界中氮的存在和氮的固定 命题角度1 命题角度2 多维训练 第四章　非金属及其化合物 4 2．N2的结构、性质 (1)物理性质：___色、___味的气体，密度比空气略小，___溶于水。 (2)化学性质 无 无 难 第四章　非金属及其化合物 ②与H2反应：__________________________(写化学方程式)，N2表现______性。 ③与O2反应：__________________________(写化学方程式)，N2表现______性。 氧化 氧化 还原 第四章　非金属及其化合物 3．氮的氧化物的性质 (1)氮有多种价态氧化物，氮元素从＋1价至＋5价都有相应的氧化物，依次为_____________________________________，其中属于酸性氧化物的有_______和_______。 N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5 N2O3 N2O5 第四章　非金属及其化合物 (2)NO、NO2的性质比较 物质 NO NO2 颜色 ___色 ______色 毒性 ______ ______ 溶解性 ______于水 易溶于水 自身转化或与O2、H2O反应 _________________、不与水反应 ____________________________________________________ 收集方法 _________ __________________ 无 红棕 有毒 有毒 不溶 2NO＋O2===2NO2 ===2HNO3＋NO 排水法 向上排空气法 第四章　非金属及其化合物 4．氮氧化物对环境的污染、人体的危害及防治 (1)常见的污染类型及对人体的危害 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，随雨水降到地面。 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。 第四章　非金属及其化合物 (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)，一般适用于工业尾气中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)。 第四章　非金属及其化合物 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)N2―→NH3和NH3―→NO两步转化均为氮的固定。(　 　) (2)NO2与H2O反应生成HNO3，故NO2为酸性氧化物。(　 　) (3)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂。(　 　) (4)利用AgNO3溶液、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气。(　 　) (5)氮是活泼的非金属元素，故N2的化学性质活泼。(　 　) (6)NO、CO的中毒原理均是与血红蛋白结合而中毒。(　 　) × × × √ × √ 第四章　非金属及其化合物 ——氮气与氮氧化物的性质 1．下列关于N2的叙述正确的是(　 　) A．N2是一种无色、无味且易溶于水的气体 B．在雷雨天，空气中的N2和O2可以直接反应生成NO2 C．在N2与Mg反应生成Mg3N2的过程中，N2作还原剂 D．一定条件下，N2与H2合成NH3属于氮的固定 √ 第四章　非金属及其化合物 √ 2．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　　) A．1∶1　 B．5∶7　 C．7∶5　 D．4∶3 第四章　非金属及其化合物 A　[NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒可得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。] 第四章　非金属及其化合物 NOx和O2、H2O反应的计算 (1)NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： 第四章　非金属及其化合物 (2)NO与O2同时通入水中： 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： 第四章　非金属及其化合物 √ ——NO、NO2对环境的污染及处理 3．下列关于氮氧化物的形成、吸收等说法正确的是(　　) A．汽车尾气中含氮氧化物，其主要来自烃类燃料 B．用石灰乳吸收NO和NO2，增加气体流速可提高氮氧化物的吸收率 C．收集NO2气体时采用排水法，可提高NO2气体的纯度 D．用CO(NH2)2可将NO2转化为N2，是利用了CO(NH2)2的还原性 第四章　非金属及其化合物 D　[烃类物质仅含C和H元素，不含N元素，A错误；增加气体流速后，可能会导致石灰乳吸收气体不充分，不能有效提高氮氧化物的吸收率，B错误；NO2和水可发生反应转化为硝酸和NO，不能采用排水法收集NO2，C错误；NO2转化为N2，N元素化合价降低，所以CO(NH2)2为还原剂，体现其还原性，D正确。] 第四章　非金属及其化合物 4．(2025·临沂模拟)亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图所示： (1)等物质的量的NO与NO2被Ca(OH)2吸收，反应的化学方程式为____________________________________________________。 第四章　非金属及其化合物 (2)吸收时，采用气—液逆流接触吸收(尾气从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋)，其目的是________________________________________ ___________________________________________________________。 (3)该工艺需控制NO和NO2的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)<1∶1，则会导致______；若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致________。 (4)生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为__________________________。 第四章　非金属及其化合物 答案：(1)NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O (2)使NO、NO2与石灰乳充分接触，增大吸收速率，提高吸收效率 (3)产品中含有Ca(NO3)2　NO不能完全吸收，污染空气 (4)3N+2H+ N+2NO↑+H2O 第四章　非金属及其化合物 知识点二　硝酸 1．硝酸的物理性质 纯净的硝酸是无色、___挥发、有_________气味的液体，与H2O以任意比互溶。实验室浓硝酸的浓度一般为69%或16 mol·L－1。 　浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3混合而成的溶液称王水，具有很强的氧化性，能氧化Au、Pt等。 易 刺激性 命题角度1 命题角度2 多维训练 第四章　非金属及其化合物 22 2．硝酸的化学性质 (1)不稳定性 ②现象：市售浓硝酸呈黄色的原因是__________________________ ______。 ③保存：浓硝酸____________________________________________。 HNO3分解生成的NO2溶于硝 酸中 保存在棕色带有玻璃塞的试剂瓶中，置于阴凉处 第四章　非金属及其化合物 (2)强氧化性 ①与不活泼金属(Au、Pt、Ti除外)反应 稀硝酸与铜反应：___________________________________________。 浓硝酸与铜反应：___________________________________________。 ②常温下，浓硝酸使_________钝化，金属表面形成一层致密的氧化物保护膜，加热时浓硝酸与Fe、Al发生反应。 ③与非金属反应 浓硝酸与C的反应：_________________________________________。 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O Fe、Al 第四章　非金属及其化合物 ④与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。稀硝酸与SO2、Fe2＋反应的离子方程式分别为___________________ _____________________、___________________________________。 3SO2+2N+2H2O ===3S+2NO↑+4H+ 3Fe2++N+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O 第四章　非金属及其化合物 　①硝酸与金属反应时，HNO3的还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；②很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 第四章　非金属及其化合物 3．工业制HNO3的原理 NH3催化氧化的化学方程式为_______________________________。 第四章　非金属及其化合物 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铜、碳分别与浓硝酸反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性。(　 　) (2)在酸性条件下,N与I-、Fe2+、S等离子均不能大量共存。(　 　) (3)Cu在KNO3溶液和稀硫酸中均不溶解，但能溶解在其混合液中。(　 　) (4)Zn与浓硝酸反应生成NO2，Zn与稀硝酸反应生成H2。(　 　) (5)含4 mol HNO3的浓硝酸与足量Cu充分反应，生成 2 mol NO2。(　 　) × √ √ × × 第四章　非金属及其化合物 ——硝酸的性质及实验探究 1．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　) 序号 实验操作 现象 解释或结论 ① 过量的铁粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液不 呈红色 稀硝酸不能将Fe氧化为Fe3＋ ② 浓硝酸久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解 第四章　非金属及其化合物 √ A．①②　 B．③④　 C．②③④　 D．②④ D　[①中，过量的Fe又把Fe3＋还原为Fe2＋，错误；③中，Al与稀硝酸可以反应，不发生钝化，错误。] 序号 实验操作 现象 解释或结论 ③ Al箔插入稀硝酸中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 ④ 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化性 第四章　非金属及其化合物 2．(2025·淄博模拟)某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。 第四章　非金属及其化合物 √ 下列说法不正确的是 (　　) A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液 B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应 C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞 D．装置J收集的气体中一定不含NO 第四章　非金属及其化合物 √ ——硝酸与金属反应的守恒法计算 3．足量铜溶于一定量浓硝酸，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100 mL 5 mol·L－1 H2SO4溶液，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 第四章　非金属及其化合物 C　[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。] 第四章　非金属及其化合物 4．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。请回答下列问题： (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_________。 (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。 第四章　非金属及其化合物 解析：(1)根据电子守恒可知 可求n(NO)=0.26 mol,n(NO2)=0.24 mol。 (2)根据原子(N)守恒可知:n(HNO3)=n(NO)+n(NO2)+2n(Cu2+)=1.52 mol。 第四章　非金属及其化合物 (3)根据电荷守恒可知：反应后剩余的n(HNO3)＝n(H＋)＝aV×10－3 mol－0.51×2 mol 可求原有HNO3：n＝(1.52＋aV×10－3－0.51×2)mol＝(aV×10－3＋0.5)mol。 答案：(1)5.824　5.376　(2)1.52 mol　(3) 第四章　非金属及其化合物 高考真题演练 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。 命题角度1 命题角度2 多维训练 第四章　非金属及其化合物 38 √ 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．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 第四章　非金属及其化合物 C　[金属铜与稀硝酸不会产生钝化，开始反应速率较慢，可能的原因是反应温度较低，故A项说法错误；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，故B项说法错误；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反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体颜色变浅，故C项说法正确；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，故D项说法错误。] 第四章　非金属及其化合物 √ 2．(2024·河北卷)关于实验室安全，下列表述错误的是(　　) A．BaSO4等钡的化合物均有毒，相关废弃物应进行无害化处理 B．观察烧杯中钠与水反应的实验现象时，不能近距离俯视 D．硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时应注意防护和通风 第四章　非金属及其化合物 第四章　非金属及其化合物 √ 3．(2024·浙江6月卷)下列说法不正确的是 (　　) A．Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 C．FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4 D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 A　[Al(OH)3呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确Na2O2能与CO2反应产生O2，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故Na2O2可作供氧剂，B正确；FeO有还原性，其中铁元素的化合价为＋2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4，C正确；见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中，HNO3见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确。] 第四章　非金属及其化合物 √ 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” A　[N2转化为NH3或NO等均为固氮，A不正确。] 第四章　非金属及其化合物 5．下列说法正确的是______(填标号)。 (1)(2023·新课标卷)常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象，可以得出稀硝酸的氧化性比浓硝酸强 (2)(2023·山东卷)稀硝酸可以清洗附有银镜的试管 (3)(2023·广东卷)装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅是因为NO2转化为N2O4的反应吸热 (4)(2022·山东卷)浓硝酸保存在棕色细口瓶中 (5)(2022·浙江6月卷)浓硝酸与铁在常温下不能反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸 (2)(4) 第四章　非金属及其化合物 6．(2024·北京卷节选)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________。 第四章　非金属及其化合物 (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：________ _____________________________________________。 第四章　非金属及其化合物 答案：(1)难挥发性 (3)N2中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程 第四章　非金属及其化合物 ①与Mg反应：N2＋3MgMg3N2，N2表现______性。 N2＋3H22NH3 N2＋O22NO 2NO2N2O4、3NO2＋H2O V(NO2)∶V(O2) V(NO)∶V(O2) ①反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O NH3NONO2HNO3 4NH3＋5O24NO＋6H2O 已知：在溶液中FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。 D　[FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4为可逆反应，NO不能完全被吸收，D错误。] C．具有标识的化学品为易燃类物质，应注意防火 A　[BaSO4性质稳定，不溶于水和酸，可用作“钡餐”，说明BaSO4对人体无害，无毒性，A错误；钠与水反应剧烈且放热，不能近距离俯视，B正确；为易燃类物质的标识，使用该类化学品时应注意防火，C正确；硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时应注意防护和通风，D正确。] (2)4NH3＋5O24NO＋6H2O $$