5.2氮及其化合物 讲义 2024-2025学年高一下学期化学人教版必修第二册

氮及其化合物（答案） 学习要点： 考点01 氮气 考点02 氮的氧化物 考点03 氮氧化物的相关计算 考点04 NH3及铵盐 考点05 硝酸 考点06 硝酸的相关计算 考点07 氮及其化合物的相互转化 考点01 氮气 1．氮元素存在形式及氮的固定 （1）氮元素在周期表中的位置及氮原子结构 氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族。氮原子结构示意图为，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）氮元素在自然界中的存在形式（既有游离态又有化合态） 在自然界中，氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中，部分氮元素以化合态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。 （3） 氮的固定 ①将大气中游离态的氮(N2)转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 ②氮的固定分为自然固氮(豆科植物的根瘤菌固氮及放电条件下氮气与氧气化合)和人工固氮(工业上合成氨等)。 自然固氮：大自然将大气中氮气转化为氮的化合物的过程。 人工固氮：人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物的过程。 2．氮气 （1）物理性质：无色无味气体，密度比空气的略小，难溶于水。N2的收集：排水法 （2）化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要吸收较多能量，故氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。 补充：离子化合物的特征：活泼金属离子或 共价化合物的特征：全是非金属元素 共价化合物的特例：AlCl3，FeCl3，BeCl2 写出有关化学方程式： ①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3；（工业合成氨） ③N2＋O22NO。 （3）氮气的应用 ①液氮用于医疗手术利用了氮气的什么性质? 液氮用于医疗手术利用了氮气沸点低（熔点：-210℃、沸点：-196℃）的性质，汽化时吸收大量的热，起到冷冻麻醉的作用。 ②利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，其依据是什么? 氮气化学性质稳定，不易发生反应，利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，可隔绝空气，防止被氧化变质。 【例1】写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。 2Mg＋O22MgO； 3Mg＋N2Mg3N2； 2Mg＋CO22MgO＋C 【例2】判断正误 (1)N2和O2在高温的条件下会生成NO(　√　) (2)N2中N元素价态为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性(　√　) (3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　√　) (4)氮的固定中氮元素一定被氧化(　×　) (5)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(　×　) 【例3】氮在自然界中的循环如图所示： (1)过程①称为 ，写出合成氨反应的化学方程式： ，该反应中氮气表现_____性。 (2)过程②中能通过 的作用将空气中的氮气固定下来，写出③中固氮反应的化学方程式： ，该反应中氮气表现_____性。 【答案】(1)人工固氮 N2＋3H22NH3 氧化 (2)豆科植物根瘤菌 N2＋O22NO 还原 考点02 氮的氧化物 （1）氮的氧化物的种类 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__ 其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5，分别对应于HNO2和HNO3。 补充： 酸性氧化物：能与碱反应生成盐和水的氧化物。 碱性氧化物：能与酸反应生成盐和水的氧化物。 注意酸性氧化物或碱性氧化物需满足以下两个条件： ①反应前后价态不变，即非氧化还原反应； ②只能生成一种盐。 例如，NO2与NaOH反应变价，属于特殊氧化物； Na2O2与HCl反应变价，属于特殊氧化物； Fe3O4与HCl反应生成两种盐，属于特殊氧化物。 （2）NO和NO2性质的比较 NO NO2 物理性质 颜色/气味 无色无味 红棕色，有刺激性气味 毒性 有毒(跟血红蛋白结合)、 大气污染物之一 有毒、 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 注意： 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 > （填＞或<）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。 【实验5-5】探究NO和NO2的性质 化学方程式： 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 操作1：在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。 现象：无明显现象。 操作2：打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹。 现象：无色气体变为红棕色。 操作3：振荡注射器。 现象：红棕色气体逐渐变为无色，注射器活塞向左移动(<35mL)。 （3）NOx对环境的影响 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物(CxHy)发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。 ②酸雨（HNO3型酸雨）：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3，随雨雪降到地面。 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。 注意：酸雨（pH<5.6） 【例4】NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是（ ） A.NO是一种红棕色气体 B.常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合 C.含等质量的氧元素的NO和CO的质量相等 D.NO不溶于水，可以用排水法收集 （4）NOx尾气处理 ①碱液吸收法 NaOH溶液： 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O Na2CO3溶液： 2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋CO2 NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2 NO2、NO的混合气体能被足量烧碱或碳酸钠溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)，一般适合工业尾气中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)。 分别写出NO、NO2、NOx与CO反应的化学方程式： 2NO+2CON2＋2CO2 2NO2+4CON2＋4CO2 2NOx+2x CON2＋2x CO2 【例5】下列有关NO2的说法正确的是(　 　) A.NO2能与水反应生成硝酸，故NO2为酸性氧化物 B.除去O2中混有的NO2，可将混合气体通过水，将NO2溶解 C.NO2与Br2蒸气的鉴别可用NaOH溶液，若得到无色溶液则为NO2，若得到橙色溶液则为Br2 D.在NO2与水的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2 【例6】工业制HNO3的过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下，则混合气体不能被NaOH溶液完全吸收的是(　 　) A.1∶1 B.1∶3 C.2∶1 D.3∶1 【例7】下列有关氮的氧化物的说法正确的是(　 　) A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收 B．4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA C．用湿润的淀粉-KI试纸鉴别Br2(g)和NO2 D．除去NO中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥 考点03 氮氧化物的相关计算 1.溶于水 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： ②NO与O2混合气体溶于水的计算： 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) ③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 【例8】将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。 (1)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。 (2)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。 答案：(1)O2　8 mL、4 mL (2)NO　10.8 mL、1.2 mL 考点04 NH3及铵盐 1．NH3物理性质 颜色 密度 气味 水溶性 其他 无色 比空气小 刺激性气味 极易溶于水(1∶700) 易液化，可用作制冷剂 补充：CO2在水中的溶解度（1: 1 ） Cl2在水中的溶解度（1: 2 ） H2S在水中的溶解度（1: 2.6 ） SO2在水中的溶解度（1: 40 ） HCl在水中的溶解度（1: 500 ） NH3在水中的溶解度（1: 700 ） 总结：常见的易溶于水的气体有 SO2 、 HCl 、 NH3 NH3极易溶于水的原因：NH3、H2O均为极性分子（相似相溶），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 ①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 （1）氨气与水的反应 氨气溶于水得氨水，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。 ①氨水（ 混合物 ）中含有的粒子：NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。 ②NH3·H2O（ 纯净物 ）为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解： NH3·H2ONH3↑＋H2O。 （2）氨气与酸的反应 a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。（冒白烟） 注意：若玻璃棒蘸有浓硫酸，发生反应但是无现象！ 2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4（无现象） b．与CO2等酸性氧化物反应： CO2少量：2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3 CO2过量：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 CO2/SO2/H2S，碱少量，去1个，生成//;碱过量，去2个,生成// //,酸少量，加1个，生成//;酸过量，加2个,生成CO2↑/SO2↑/H2S↑ （3）氨气与盐溶液的反应 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 写出下列反应的离子方程式： AlCl3溶液与少量NH3·H2O反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液与过量NH3·H2O反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液与少量NaOH溶液反应：Al3＋＋3===Al(OH)3↓ AlCl3溶液与过量NaOH溶液反应：Al3＋＋4===[Al(OH)4 （4）氨气的还原性 ①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O（氨的催化氧化，4546） 现象：观察到悬在液面上的铂丝更加红亮，瓶口有红棕色气体生成 ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O ③被氯气氧化： 氨气少量：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl 氨气过量：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 【例9】判断正误 (1)液氨可用作制冷剂，是因为其汽化时吸收大量的热(　√　) (2)1 mol·L－1的氨水中c(NH3·H2O)为1 mol·L－1 (　×　) (3)氨水可以导电，所以NH3为电解质(　×　) (4)浓氨水与所有酸反应均有白烟产生(　×　) (5)氨中氮元素的化合价为－3价，在反应中只能升高而具有还原性(　√　) 【例10】清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出：“鼻冲水，……贮以玻璃瓶，紧塞其口，勿使泄气，则药力不减……唯以此水瓶口对鼻吸其气，即遍身麻颤出汗而愈，虚弱者忌之。宜外用，勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是(　　) A．鼻冲水是弱电解质 B．鼻冲水滴入酚酞溶液中，溶液变红色 C．鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种 D．存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ 【例11】氨是一种重要的工业原料，工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气，下列说法错误的是(　　) A.若管道漏气，遇氨就会产生白烟 B.该反应利用了Cl2的强氧化性 C.该反应属于复分解反应 D.生成1 mol N2时有6 mol 电子转移 【实验5-6】氨气溶于水喷泉实验 （涉及物理变化和化学变化！） 化学方程式：NH3＋H2ONH3·H2O 实验操作：打开弹簧夹，挤压胶头滴管 现象： ①烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉 ②瓶内液体呈红色 结论： ①氨极易溶于水（物理性质） ②氨气与水反应能生成碱性物质（化学性质） 补充：形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2 (4∶3) NO2、O2 (4∶1) 吸收剂 水 水 NaOH溶液 NaOH溶液 水 水 【典例分析】喷泉实验产物的浓度计算 计算标准状况下V L的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度，忽略溶质在水溶液中的扩散。 (1)HCl、NH3、SO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：所得溶液的物质的量浓度为 (2)当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，HNO3溶液的物质的量浓度为 答案：（1） mol·L－1 （2） mol·L－1 3．铵盐及NH的检验 （1）铵盐的物理性质 铵盐都是白色固体，绝大多数铵盐都易溶于水。 （2）铵盐的化学性质 注意： ①铵盐受热都能分解，但不是所有的铵盐分解都能生成NH3，如2NH4NO3O2↑＋2N2↑＋4H2O。 （3）NH的检验（重点背诵） 取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则说明有NH4+ (1取样2浓NaOH溶液3加热4湿润5红色石蕊试纸6变蓝7结论) 4．氨气的实验室制法 【实验室制备氨气】2 棉花1 化学方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（固固加热型） 收集装置：向下排空气法 验满方法： ①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色 ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 棉花的作用： 棉花1：防止导管堵塞 棉花2： ①干燥棉花：减少空气对流，提高收集的NH3的纯度。 ②潮湿棉花：尾气处理，吸收NH3，防止污染大气。 【问题】 1.为什么不用(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等制氨？ 因它们受热易分解，产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸。 2.为什么用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH？ ①因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨，②在高温下均能腐蚀玻璃。 注意：制氨时铵盐不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨，且在高温下均能腐蚀玻璃。 （2）简易方法 方法 化学方程式(或原理) 发生装置 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水＋NaOH固体 NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水＋CaO固体 CaO与水反应，使溶剂(水)减少，反应放热，促使氨水分解， 化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 注意： ①干燥氨气不能用无水CaCl2因：8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3，通常用碱石灰（主要成分：CaO，NaOH）干燥氨气。 ②吸收氨气（溶解度大的气体）时要注意防止倒吸，可用于吸收氨气并能防倒吸的常用装置为： 【例题12】下列制备NH3并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是(　D　) 【例13】某同学探究氨气和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是(　　) A．室温下测定等浓度的氨水和NaOH溶液的pH，比较NH3·H2O和NaOH的碱性强弱 B．向试管中滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH C．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O D．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3 【例14】为探究氨及铵盐性质，将NH4Cl晶体装入如图所示T形三通管两端，进行微型实验。下列说法错误的是(　　) A．轻轻挤压任一乳胶头，若蒸馏水中有气泡冒出，则装置气密性良好 B．同时点燃两个酒精灯后，两端湿润的pH试纸均变蓝 C．实验过程中竖直支管上方会出现白烟 D．停止加热后可以交替挤压两边乳胶头，使气体更充分吸收，减少污染 考点05 硝酸 1．物理性质： 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶。 2．化学性质 （1）不稳定性 ①反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 ②市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。 挥发出来的HNO3分子遇到空气中的水分子结合成的小液滴，实际是酸雾。 ③浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处。 （2）强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 浓硝酸，还原产物为NO2 稀硝酸，还原产物为NO 注意： 无氧化性，而当在酸性溶液中时，则具有强氧化性 【例15】判断下列离子能否大量共存 （1）中性：, √ （2）, , √ （3）, , × （4）中性：, × （5）, , × （6）, , × 【例16】稀硝酸或浓硝酸滴入石蕊试液，分别有什么现象？ 稀硝酸：石蕊试液变红 浓硝酸：石蕊试液先变红后褪色 注：稀硝酸具有酸性使石蕊变红，稀硝酸虽有氧化性，但不能将石蕊氧化。 浓硝酸既有酸性又有强氧化性， 故使石蕊先变红后褪色。 【实验5-8】浓/稀硝酸与铜反应 稀硝酸与铜反应 化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 离子方程式：3Cu+8H++2＝ 3Cu2++2NO↑+4H2O 现象：开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，在试管上部的气体变为红棕色，铜丝变细，溶液逐渐变蓝。 浓硝酸与铜反应 化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 离子方程式：Cu+4H++2＝ Cu2++2NO2↑+2H2O 现象：剧烈反应产生大量红棕色气体，铜丝变细，溶液逐渐变绿。 Cu2+溶液显绿色可能的原因：NO2溶解，红棕色和蓝色叠加色是绿色；Cu2+浓度高显绿色。 【例17】同学们在做铜与浓硝酸反应的实验时，发现反应后溶液呈绿色，而不显蓝色．甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体．同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确．这些方案中不可行的是（　　） A、加水稀释绿色溶液，观察颜色变化 B、加热该绿色溶液，观察颜色变化 C、向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化 D、向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化 分析： 要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走再观察颜色变化，二是改变溶液中Cu(NO3)2溶液的浓度观察反应后的颜色变化，以此解答该题． A．加水稀释绿色溶液，Cu(NO3)2浓度降低同时二氧化氮和水反应，不能证明溶液颜色的变化原因，故A错误； B．加热该绿色溶液，二氧化氮气体挥发，可通过颜色的变化证明，故B正确； C．向该绿色溶液中通入氮气，可将二氧化氮气体排出，通过颜色变化可证明，故C正确； D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，如颜色变为绿色，可证明，故D正确． ①浓/稀硝酸与Cu反应（不需要加热） ②常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化。 ③与非金属反应 浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 浓硝酸与S的反应：S + 6HNO3(浓)H2SO4+ 6NO2↑ + 2H2O 浓硝酸与P的反应：P＋5HNO3(浓)H3PO4＋5NO2↑＋H2O 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。 写出下列反应的离子方程式： a．稀硝酸与H2S反应的离子方程式：3H2S＋2H+＋2NO===3S↓＋2NO↑＋4H2O b．稀硝酸与SO2反应的离子方程式：3SO2＋2NO3－＋2H2O===3＋2NO↑＋4H＋ c．稀硝酸与Na2SO3反应的离子方程式：3＋2NO3－＋2H＋===3＋2NO↑＋H2O d．稀硝酸与HI反应的离子方程式：6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O e．稀硝酸与Fe2＋反应的离子方程式：3Fe2+＋NO＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O f．稀硝酸与FeO反应的离子方程式：3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3+＋NO↑＋5H2O （3）与有机化合物反应（自学） ①硝化反应(与苯反应)： ②显色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 3．硝酸的工业制法（氨的催化氧化+与水反应） （1）工业合成氨：N2＋3H22NH3 （2）NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O（工业制备硝酸的基础） （3）NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2 （4）用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 补充：王水（盐酸：硝酸=3：1） 【例18】下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。 下列说法不正确的是(　　) A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2SO4 B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3 C．当X是强酸时，C在常温下是气态单质 D．B和Cl2的反应为氧化还原反应 【答案】C 【解析】当X是强碱时，和强碱反应产生的气态氢化物B可判断为NH3，则A为铵盐，过量的B跟Cl2反应生成的盐酸盐是NH4Cl，则C为N2，由此判断D为NO、E为NO2、F为HNO3；A和强酸反应生成的B能被Cl2氧化，且生成的C能被O2连续氧化，在常见的物质中可考虑A为硫化物，所以，当X是强酸时，A、B、C、D、E、F可分别为(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，故A、B正确，C错误；B是氨气或硫化氢，氨气与Cl2反应生成氯化铵和氮气，硫化氢和氯气反应生成硫单质和氯化氢，因此B与氯气的反应是氧化还原反应，故D正确。 考点06 与硝酸有关的计算 1.化学方程式法（只有硝酸，只生成一种气体） 【例19】（计算结果保留1位小数） 64 g的Cu与足量浓HNO3反应，铜全部溶解，则收集到 L气体（标况下）。 64 g的Cu与足量稀HNO3反应，铜全部溶解，则收集到 L气体（标况下）。 【答案】44.8 14.9 2.离子方程式计算法（硝酸/硫酸混合酸，只生成一种气体） 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过少量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算。 【例20】(计算结果保留三位有效数字) ①19.2g Cu与100 ml，2 mol/L的HNO3反应可产生标准状况下气体 L ②19.2g Cu与100 ml，2 mol/L的HNO3及100 ml、2 mol/L H2SO4的混合液反应时，可产生标准状况下气体 mol ③19.2g Cu与100 ml，2 mol/L的HNO3及150 ml、2 mol/L H2SO4的混合液反应时，可产生标准状况下气体 mol 【答案】①1.12 ②0.150 ③0.200 3、电荷守恒法 HNO3与金属反应后，溶液中溶质为硝酸盐和硝酸（可能有剩），满足电荷守恒。 【例21】3.2 g铜与过量硝酸(8 mol·L－1、30 mL)充分反应，硝酸的还原产物为NO2和NO，反应后溶液中含有a mol H＋，则此时溶液中所含NO的物质的量为(　　) A． (0.2＋a)mol　 B．(0.1＋a)mol C．(0.05＋a)mol D．a mol 【答案】B。解析：3.2 g铜与过量硝酸(8 mol·L－1、30 mL)充分反应生成Cu2＋，充分反应后溶液中Cu2＋的物质的量为0.05 mol，含a mol H＋，根据电荷守恒，可得硝酸根的物质的量等于铜离子物质的量的2倍和氢离子的物质的量之和，则此时溶液中所含NO的物质的量为(0.1＋a)mol。 4、原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物（NO或NO2），这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 【例22】38.4克的Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解，共收集到22.4L气体，则反应消耗HNO3的物质的量为________ 【答案】2.2mol 5、得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量 【例22变式】铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与5.6LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为(　　) A．16g B．32g C．64g D．无法计算 【答案】B。解析：该题氮元素变化为硝酸―→氮的氧化物―→硝酸，所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为2×＝0.5mol，即32g 典例分析【例23】（重要） 在标准状况下将3.84 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气1.12L (标况)。 (1)Cu的物质的量是 mol。 (2)反应消耗HNO3的物质的量 mol。 (3)NO2和NO的体积比为 。 【答案】 0.06 0.17 3∶7 【详解】(1)Cu的物质的量是，故答案为：0.06； (2)根据原子守恒法可知：被还原的硝酸物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和，，未被还原的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中NO3-的物质的量，，所以n[Cu(NO3)2]=0.06mol，故消耗的HNO3的物质的量为，故答案为：0.17； (3)在标准状况下NO2和NO组成的混和气体1.12L，设NO2、NO的物质的量分别是x、y，x+y=0.05mol，根据电子得失守恒：x+3y=0.06mol×2，x=0.15，y=0.35，x:y=0.15:0.35=3:7，故答案为3∶7。 考点07 氮及其化合物的相互转化归中 光 歧化 CO CO Cl2/CuO N2O4 +NaNO2 3Mg＋N2Mg3N2 Mg3N2+8HCl===3MgCl2+2NH4Cl NH＋OH－NH3·H2O NH＋OH－NH3↑＋H2O NH3＋H2ONH3·H2O NH3·H2ONH3↑＋H2O NH3＋H+===NH HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3（冒白烟） 2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4（无现象） Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑ N2＋3H22NH3（工业合成氨） 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（实验室合成氨） 2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl (NH3过量) 8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl (NH3少量) 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O 4NH3＋5O24NO＋6H2O（氨的催化氧化，工业制备硝酸的基础反应） 2NO＋O2===2NO2 2NO2N2O4 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O （歧化） NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O （归中） 2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋CO2 （歧化） NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2 （归中） 2NO+2CON2＋2CO2 2NO2+4CON2＋4CO2 2NOx+2x CON2＋2x CO2 4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O 2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑ 2NH4NO3O2↑＋2N2↑＋4H2O 作业 一、选择题 1.(2024·扬州高一期中)下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　C　) A.浓硝酸具有酸性，可用于钝化铁、铝 B.HNO3具有氧化性，可用于生产氮肥NH4NO3 C.氨水具有碱性，可用于去除烟气中的SO2 D.N2不溶于水，可用作保护气 2.(2024·江苏淮安高一段考)在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能一步实现的是(　C　) A.N2NO2 B.NOHNO3 C.CuNO2 D.SSO3 [氮气与氧气在放电条件下反应生成NO，NO和氧气反应生成NO2，转化不能一步实现，A错误；NO和水不反应，不能一步转化为硝酸，B错误；硫与氧气在点燃条件下反应生成SO2，SO2和氧气反应生成SO3，转化不能一步实现，D错误。] 3.NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是(　C　) A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D.图中所涉及的反应均为氧化还原反应 [NH4Cl是氮肥，NaHCO3不是化肥，A项错误；NH4Cl、HNO3受热易分解，而Na2CO3受热不易分解，B项错误；NO2与NH3可以发生反应：6NO2+8NH37N2+12H2O，该反应是氧化还原反应，C项正确；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和H2O，该反应是非氧化还原反应，D项错误。] 4.(2023·唐山高一期末)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是(　A　) A.①中产生红棕色气体，说明浓硝酸受热易分解 B.②中产生红棕色气体，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 C.③中产生红棕色气体，说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为氧化产物 D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定被浓硝酸氧化 [该溶液中只有硝酸和水，放入灼热的碎瓷片后产生红棕色气体，说明浓硝酸受热分解生成气体，A正确；红热的木炭加入浓硝酸后，浓硝酸受热分解会生成二氧化氮，浓硝酸和木炭反应也生成二氧化氮，所以不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，B错误；红热木炭没有接触浓硝酸就产生红棕色气体，说明红热木炭和挥发的硝酸反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮为还原产物，C错误；红热木炭与O2反应可生成CO2，该实验中检验出二氧化碳不能说明是木炭和浓硝酸反应得到的，D错误。] 二、简答题 5.(12分)氮及其化合物的“价—类”二维图如图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。 (1)N元素在元素周期表的位置是　　　　。  (2)X的化学式为　　　，NH3的电子式为　　　。  (3)写出图中涉及自然界高能固氮的化学方程式：　　　　　　　　。  (4)为了预防和控制污染，可将NOx在一定条件下转化为无污染的N2。若要实现该转化，下列物质合适的是　　　　　　(填字母)。  A.CO B.HNO3 C.NH3 D.浓H2SO4 5.(1)第二周期第ⅤA族　(2)N2O5　　(3)N2+O22NO　(4)AC　(5)1∶2 三、计算题(学考同学计算题只做第8小题) 6.(2024·四川自贡高一段考)将盛有1.2 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.6 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2的体积比为(　B　) A.1∶2 B.1∶1 C.3∶7 D.无法确定 [设1.2 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1.2-a) mol NO2，根据4NO+3O2+2H2O===4HNO3和4NO2+O2+2H2O===4HNO3可得：+=0.6，解得a=0.6 mol，则原混合气体中NO与NO2的体积比为1∶1，故选B。] 7.将0.06 mol锌粉与一定质量浓硝酸反应,当锌粉完全溶解时,收集到NO、NO2混合气体2.24 L(折算为标准状况下),则所消耗硝酸的物质的量是( D 　 ) A. 0.1 mol B. 0.11 mol C. 0.16 mol D. 0.22 mol 8.(2024·湖北黄冈高一期中)硝酸是工业生产中不可或缺的化学品之一，通常用硝酸来制取硝酸铜溶液。为了分析制取硝酸铜溶液过程中的原料用量和产生污染气体的情况，某中学化学兴趣小组用足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应，得到6.72 L(标准状况)NO2与NO的混合气体，这些气体与一定体积的O2混合后通入水中，恰好被完全吸收生成硝酸。该兴趣小组又向所得硝酸铜溶液中加100 mL 6 mol·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好沉淀完全。下列说法正确的是(　D　) A.参加反应的HNO3是0.75 mol B.消耗氧气的体积为3.36 L C.此反应过程中转移了0.3 mol的电子 D.混合气体中含0.15 mol NO [Cu失去电子转化为Cu2+，HNO3得到电子转化为6.72 L (标准状况) NO2和NO的混合气体，NO2、NO、O2与水反应又转化为HNO3，最终O2得到电子，整个过程中转移电子的量是守恒的，铜失去2个电子转化为Cu2+，Cu2+再和OH-结合生成Cu(OH)2，可知转移的电子数目等于OH-的数目，n(OH-)=0.1 L×6 mol·L-1=0.6 mol，则转移的电子的物质的量也是0.6 mol，C错误；反应过程中转移了0.6 mol电子，则需要0.15 mol O2，未指明是否为标准状况下，无法计算体积，B错误；在反应过程中HNO3体现了酸性和氧化性，体现酸性的硝酸转化为Cu(NO3)2，根据n()=2n(Cu)=0.3 mol×2=0.6 mol；体现氧化性的硝酸转化为NO2和NO，设n(NO2)=x，n(NO)=y，则根据转移电子守恒和元素守恒，有x+y==0.3 mol，x+3y=0.6 mol，得x=y=0.15 mol，根据N原子守恒，则体现氧化性的n(HNO3)=n(NO)+n(NO2)=0.15 mol+0.15 mol=0.3 mol，参加反应的HNO3为0.6 mol+0.3 mol=0.9 mol，A错误、D正确。] 9. 向800 mL稀硝酸中加入一定质量的铁粉,铁粉完全溶解后,放出NO气体11.2 L(标准状况),同时溶液质量增加18.6 g。下列判断正确的是(　 A 　) A.反应后的溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶1 B.原溶液中投入铁粉物质的量是0.5 mol C.原溶液中HNO3的浓度是4.0 mol·L-1 D.反应后的溶液中还可溶解16.0 g铜 解析:生成NO气体11.2 L为0.5 mol(质量为15 g),所以硝酸得电子为1.5 mol,溶液质量增加18.6 g,所以加入的铁粉为18.6 g+15 g=33.6 g(0.6 mol),所以最终溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量共为0.6 mol。设最终溶液中Fe2+和Fe3+各自为x mol和 y mol,有x+y=0.6;根据得失电子守恒得到:2x+3y=1.5;解得x=y=0.3;所以选项A正确,选项B错误;最终溶液中Fe2+和Fe3+各自为0.3 mol,即硝酸铁和硝酸亚铁各自为0.3 mol,其中共含有1.5 mol硝酸根离子,生成的NO为0.5 mol,根据N原子守恒得到硝酸为2 mol,浓度为=2.5 mol·L-1(因为溶液中最后有Fe2+,所以硝酸一定不剩余),选项C错误;反应后溶液中有0.3 mol Fe3+,能够反应0.15 mol Cu,质量为9.6 g,选项D错误。 第 1 页 共 24 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 氮及其化合物（学案） 学习要点： 考点01 氮气 考点02 氮的氧化物 考点03 氮氧化物的相关计算 考点04 NH3及铵盐 考点05 硝酸 考点06 硝酸的相关计算 考点07 氮及其化合物的相互转化 考点01 氮气 1．氮元素存在形式及氮的固定 （1）氮元素在周期表中的位置及氮原子结构 氮元素位于元素周期表的 。氮原子结构示意图为 ，最外电子层有5个电子，既 3个电子，也 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）氮元素在自然界中的存在形式（既有 又有 ） 在自然界中，氮元素主要以 的形式存在于空气中，部分氮元素以化合态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 和 中。 （3）氮的固定 ①将大气中 转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 ②氮的固定分为自然固氮(豆科植物的根瘤菌固氮及放电条件下氮气与氧气化合)和人工固氮(工业上合成氨等)。 自然固氮：大自然将大气中氮气转化为氮的化合物的过程。 人工固氮：人类通过控制条件，将氮气 为氮的化合物的过程。 2．氮气 （1）物理性质： 气体，密度比空气的 ， 溶于水。N2的收集： 法 （2）化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要吸收较多能量，故氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。 补充：离子化合物的特征： 共价化合物的特征：全是 元素 共价化合物的特例： 写出有关化学方程式： ① ② （ ） ③ （3）氮气的应用 ①液氮用于医疗手术利用了氮气的什么性质? 液氮用于医疗手术利用了氮气 （熔点：-210℃、沸点：-196℃）的性质，汽化时 ，起到 的作用。 ②利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，其依据是什么? 氮气 ，不易发生反应，利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，可隔绝空气，防止被氧化变质。 【例1】写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。 【例2】判断正误 (1)N2和O2在高温的条件下会生成NO(　 　) (2)N2中N元素价态为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性(　 　) (3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　 　) (4)氮的固定中氮元素一定被氧化(　 　) (5)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(　 　) 【例3】氮在自然界中的循环如图所示： (1)过程①称为 ，写出合成氨反应的化学方程式： ，该反应中氮气表现_____性。 (2)过程②中能通过 的作用将空气中的氮气固定下来，写出③中固氮反应的化学方程式： ，该反应中氮气表现_____性。 考点02 氮的氧化物 （1）氮的氧化物的种类 氮的氧化物 N2O (笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 氮元素化合价 ____ ___ ____ ___ ____ ____ 其中属于酸性氧化物的是 ，分别对应于 。 补充： 酸性氧化物：能与碱反应生成盐和水的氧化物。 碱性氧化物：能与酸反应生成盐和水的氧化物。 注意酸性氧化物或碱性氧化物需满足以下两个条件： ① ； ② 。 例如，NO2与NaOH反应变价，属于 ； Na2O2与HCl反应变价，属于 ； Fe3O4与HCl反应生成两种盐，属于 。 （2）NO和NO2性质的比较 NO NO2 物理性质 颜色/气味 毒性 有毒( )、 大气污染物之一 有毒、 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 — 与H2O反应 — 注意： ①NO只能用 法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用 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 （填＞或<）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的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 【实验5-5】探究NO和NO2的性质 化学方程式： 操作1：在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。 现象： 操作2：打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹。 现象： 操作3：振荡注射器。 现象： （3）NOx对环境的影响 ①光化学烟雾： 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（ 型酸雨）： 排入大气中后，与水反应生成 ，随雨雪降到地面。 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。 ④ 与血红蛋白结合使人中毒。 注意：酸雨（pH< ） 【例4】NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是（ ） A.NO是一种红棕色气体 B.常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合 C.含等质量的氧元素的NO和CO的质量相等 D.NO不溶于水，可以用排水法收集 （4）NOx尾气处理 ①碱液吸收法 NaOH溶液： Na2CO3溶液： NO2、NO的混合气体能被足量烧碱或碳酸钠溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)，一般适合工业尾气中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)。 分别写出NO、NO2、NOx与CO反应的化学方程式： 【例5】下列有关NO2的说法正确的是(　 　) A.NO2能与水反应生成硝酸，故NO2为酸性氧化物 B.除去O2中混有的NO2，可将混合气体通过水，将NO2溶解 C.NO2与Br2蒸气的鉴别可用NaOH溶液，若得到无色溶液则为NO2，若得到橙色溶液则为Br2 D.在NO2与水的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2 【例6】工业制HNO3的过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下，则混合气体不能被NaOH溶液完全吸收的是(　 　) A.1∶1 B.1∶3 C.2∶1 D.3∶1 【例7】下列有关氮的氧化物的说法正确的是(　 　) A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收 B．4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA C．用湿润的淀粉-KI试纸鉴别Br2(g)和NO2 D．除去NO中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥 考点03 氮氧化物的相关计算 1.溶于水 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由 可知： ②NO与O2混合气体溶于水的计算： 由 可知： V(NO)∶V(O2) ③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 【例8】将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。 (1)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。 (2)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。 考点04 NH3及铵盐 1．NH3物理性质 颜色 密度 气味 水溶性 其他 色 比空气 气味 水 ( ) 易液化，可用作 补充：CO2在水中的溶解度（1: ） Cl2在水中的溶解度（1: ） H2S在水中的溶解度（1: ） HCl在水中的溶解度（1: ） NH3在水中的溶解度（1: ） 总结：常见的易溶于水的气体有 、 、 NH3极易溶于水的原因：NH3、H2O均为 分子（ ），NH3与H2O之间可形成 ，并且NH3和H2O反应。 2．氨的化学性质 ①NH3是中学化学中唯一的 ，能使 的 石蕊试纸 ，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 （1）氨气与水的反应 氨气溶于水得氨水， 。 ①氨水（ ）中含有的粒子： ②NH3·H2O（ ）为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解： （2）氨气与酸的反应 a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 、 。 （ ） 注意：若玻璃棒蘸有浓硫酸，发生反应但是无现象！ （ ） b．与CO2等酸性氧化物反应： CO2少量： CO2过量： 补充： CO2/SO2/H2S，碱少量，去1个，生成 ;碱过量，去2个,生成 //,酸少量，加1个，生成 ;酸过量，加2个,生成 （3）氨气与盐溶液的反应 现象 离子方程式 FeCl3溶液 生成 色沉淀 AlCl3溶液 生成 色沉淀 AlCl3溶液与少量NH3·H2O反应： AlCl3溶液与过量NH3·H2O反应： AlCl3溶液与少量NaOH溶液反应： AlCl3溶液与过量NaOH溶液反应： （4）氨气的还原性 ①催化氧化： （ ，4546） 现象：观察到悬在液面上的铂丝更加红亮， 有 气体生成 ②被CuO氧化： ③被氯气氧化： 氨气少量： 氨气过量： 【例9】判断正误 (1)液氨可用作制冷剂，是因为其汽化时吸收大量的热(　 　) (2)1 mol·L－1的氨水中c(NH3·H2O)为1 mol·L－1 (　 　) (3)氨水可以导电，所以NH3为电解质(　 　) (4)浓氨水与所有酸反应均有白烟产生(　 　) (5)氨中氮元素的化合价为－3价，在反应中只能升高而具有还原性(　 　) 【例10】清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出：“鼻冲水，……贮以玻璃瓶，紧塞其口，勿使泄气，则药力不减……唯以此水瓶口对鼻吸其气，即遍身麻颤出汗而愈，虚弱者忌之。宜外用，勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是(　 　) A．鼻冲水是弱电解质 B．鼻冲水滴入酚酞溶液中，溶液变红色 C．鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种 D．存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ 【例11】氨是一种重要的工业原料，工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气，下列说法错误的是(　 　) A.若管道漏气，遇氨就会产生白烟 B.该反应利用了Cl2的强氧化性 C.该反应属于复分解反应 D.生成1 mol N2时有6 mol 电子转移 【实验5-6】氨气溶于水喷泉实验 （涉及 变化和 变化！） 化学方程式： 实验操作： ， 现象： ① ② 结论： ① （ 性质） ② （ 性质） 补充：形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2 (4∶3) NO2、O2 (4∶1) 吸收剂 【典例分析】喷泉实验产物的浓度计算 计算标准状况下V L的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度，忽略溶质在水溶液中的扩散。 (1)HCl、NH3、SO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：所得溶液的物质的量浓度为 (2)当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，HNO3溶液的物质的量浓度为 3．铵盐及NH的检验 （1）铵盐的物理性质 铵盐都是 ，绝大多数铵盐都 。 （2）铵盐的化学性质 注意： ①铵盐受热都能分解，但不是所有的铵盐分解都能生成NH3，如 （3）NH的检验（重点背诵） (1 2 3 4 5 6 7 ) 4．氨气的实验室制法 【实验室制备氨气】2 棉花1 化学方程式： （ 型） 收集装置： 验满方法： ① ② 棉花的作用： 棉花1： 棉花2： ① ② 【问题】 1.为什么不用(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等制氨？ 2.为什么用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH？ 补充：实验室制备氨气的简易方法 方法 化学方程式(或原理) 发生装置 加热浓氨水 浓氨水＋NaOH固体 NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水＋CaO固体 CaO与水反应，使溶剂(水)减少，反应放热，促使氨水分解， 化学方程式： 注意： ①干燥氨气不能用无水CaCl2因： ，通常用碱石灰（主要成分： ， ）干燥氨气。 ②吸收氨气（ 的气体）时要注意防止倒吸，可用于吸收氨气并能防倒吸的常用装置为： 【例题12】下列制备NH3并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是(　　) 【例13】某同学探究氨气和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是(　　) A．室温下测定等浓度的氨水和NaOH溶液的pH，比较NH3·H2O和NaOH的碱性强弱 B．向试管中滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH C．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O D．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3 【例题14】为探究氨及铵盐性质，将NH4Cl晶体装入如图所示T形三通管两端，进行微型实验。下列说法错误的是(　　) A．轻轻挤压任一乳胶头，若蒸馏水中有气泡冒出，则装置气密性良好 B．同时点燃两个酒精灯后，两端湿润的pH试纸均变蓝 C．实验过程中竖直支管上方会出现白烟 D．停止加热后可以交替挤压两边乳胶头，使气体更充分吸收，减少污染 考点05 硝酸 1．物理性质： 纯净的硝酸是 色、 、有 气味的液体，与H2O以任意比互溶。 2．化学性质 （1）不稳定性 ①化学方程式： ②市售浓硝酸呈 色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。 挥发出来的HNO3分子遇到空气中的水分子结合成的小液滴，实际是 。 ③浓硝酸的保存方法是保存在 色带有 塞的 试剂瓶中，置于冷暗处。 （2）强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 浓硝酸，还原产物为 稀硝酸，还原产物为 注意： 无氧化性，而当在 溶液中时，则具有强氧化性 【例15】判断下列离子能否大量共存 （1）中性：, （2）, , （3）, , （4）中性：, （5）, , （6）, , 【例16】稀硝酸或浓硝酸滴入石蕊试液，分别有什么现象？ 稀硝酸： 浓硝酸： 【实验5-8】浓/稀硝酸与铜反应 稀硝酸与铜反应 化学方程式： 离子方程式： 现象： 浓硝酸与铜反应 化学方程式： 离子方程式： 现象： Cu2+溶液显绿色可能的原因：NO2溶解，红棕色和蓝色叠加色是绿色；Cu2+浓度高显绿色。 【例17】同学们在做铜与浓硝酸反应的实验时，发现反应后溶液呈绿色，而不显蓝色．甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体．同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确．这些方案中不可行的是（　　） A、加水稀释绿色溶液，观察颜色变化 B、加热该绿色溶液，观察颜色变化 C、向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化 D、向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化 ①浓/稀硝酸与Cu反应（ 加热） ② 下， 硝酸使 钝化。 ③与非金属反应 浓硝酸与C的反应： 浓硝酸与S的反应： 浓硝酸与P的反应： 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。 写出下列反应的离子方程式： a．稀硝酸与H2S反应： b．稀硝酸与SO2反应： c．稀硝酸与Na2SO3反应： d．稀硝酸与HI反应： e．稀硝酸与Fe2＋反应： f．稀硝酸与FeO反应： （3）与有机化合物反应（自学） ①硝化反应(与苯反应)： ②显色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 3．硝酸的工业制法（氨的催化氧化+与水反应） （1）工业合成氨： （2）NH3的催化氧化： （ ） （3）NO进一步氧化生成NO2： （4）用水吸收NO2生成HNO3： 补充：王水（ ） 【例18】下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。 下列说法不正确的是(　　) A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2SO4 B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3 C．当X是强酸时，C在常温下是气态单质 D．B和Cl2的反应为氧化还原反应 考点06 与硝酸有关的计算 1.化学方程式法（只有硝酸，只生成一种气体） 【例19】（计算结果保留1位小数） 64 g的Cu与足量浓HNO3反应，铜全部溶解，则收集到 L气体（标况下）。 64 g的Cu与足量稀HNO3反应，铜全部溶解，则收集到 L气体（标况下）。 2.离子方程式计算法（硝酸/硫酸混合酸，只生成一种气体） 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过少量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算。 【例20】(计算结果保留三位有效数字) ①19.2g Cu与100 ml，2 mol/L的HNO3反应可产生标准状况下气体 L ②19.2g Cu与100 ml，2 mol/L的HNO3及100 ml、2 mol/L H2SO4的混合液反应时，可产生标准状况下气体 mol ③19.2g Cu与100 ml，2 mol/L的HNO3及150 ml、2 mol/L H2SO4的混合液反应时，可产生标准状况下气体 mol 3、电荷守恒法 HNO3与金属反应后，溶液中溶质为硝酸盐和硝酸（可能有剩），满足电荷守恒。 【例21】3.2 g铜与过量硝酸(8 mol·L－1、30 mL)充分反应，硝酸的还原产物为NO2和NO，反应后溶液中含有a mol H＋，则此时溶液中所含NO的物质的量为(　　) A． (0.2＋a)mol　 B．(0.1＋a)mol C．(0.05＋a)mol D．a mol 4、原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物（NO或NO2），这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 【例22】38.4克的Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解，共收集到22.4L气体，则反应消耗HNO3的物质的量为________ 5、得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量 【例22变式】铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与5.6LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为(　　) A．16g B．32g C．64g D．无法计算 典例分析【例23】（重要） 在标准状况下将3.84 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气1.12L (标况)。 (1)Cu的物质的量是 mol。 (2)反应消耗HNO3的物质的量 mol。 (3)NO2和NO的体积比为 。 考点07 氮及其化合物的相互转化归中 歧化 N2O4 +NaNO2 作业 一、选择题 1.(2024·扬州高一期中)下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　) A.浓硝酸具有酸性，可用于钝化铁、铝 B.HNO3具有氧化性，可用于生产氮肥NH4NO3 C.氨水具有碱性，可用于去除烟气中的SO2 D.N2不溶于水，可用作保护气 2.(2024·江苏淮安高一段考)在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能一步实现的是(　　) A.N2NO2 B.NOHNO3 C.CuNO2 D.SSO3 3.NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是(　　) A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D.图中所涉及的反应均为氧化还原反应 4.(2023·唐山高一期末)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是(　　) A.①中产生红棕色气体，说明浓硝酸受热易分解 B.②中产生红棕色气体，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 C.③中产生红棕色气体，说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为氧化产物 D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定被浓硝酸氧化 二、简答题 5.(12分)氮及其化合物的“价—类”二维图如图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。 (1)N元素在元素周期表的位置是　　　　。  (2)X的化学式为　　　，NH3的电子式为　　　。  (3)写出图中涉及自然界高能固氮的化学方程式：　　　　　　　　。  (4)为了预防和控制污染，可将NOx在一定条件下转化为无污染的N2。若要实现该转化，下列物质合适的是　　　　(填字母)。  A.CO B.HNO3 C.NH3 D.浓H2SO4 三、计算题 6.(2024·四川自贡高一段考)将盛有1.2 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.6 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2的体积比为(　 　) A.1∶2 B.1∶1 C.3∶7 D.无法确定 7.将0.06 mol锌粉与一定质量浓硝酸反应,当锌粉完全溶解时,收集到NO、NO2混合气体2.24 L(折算为标准状况下),则所消耗硝酸的物质的量是( 　 ) A. 0.1 mol B. 0.11 mol C. 0.16 mol D. 0.22 mol 8.(2024·湖北黄冈高一期中)硝酸是工业生产中不可或缺的化学品之一，通常用硝酸来制取硝酸铜溶液。为了分析制取硝酸铜溶液过程中的原料用量和产生污染气体的情况，某中学化学兴趣小组用足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应，得到6.72 L(标准状况)NO2与NO的混合气体，这些气体与一定体积的O2混合后通入水中，恰好被完全吸收生成硝酸。该兴趣小组又向所得硝酸铜溶液中加100 mL 6 mol·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好沉淀完全。下列说法正确的是(　　) A.参加反应的HNO3是0.75 mol B.消耗氧气的体积为3.36 L C.此反应过程中转移了0.3 mol的电子 D.混合气体中含0.15 mol NO 9. 向800 mL稀硝酸中加入一定质量的铁粉,铁粉完全溶解后,放出NO气体11.2 L(标准状况),同时溶液质量增加18.6 g。下列判断正确的是(　 　) A.反应后的溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶1 B.原溶液中投入铁粉物质的量是0.5 mol C.原溶液中HNO3的浓度是4.0 mol·L-1 D.反应后的溶液中还可溶解16.0 g铜 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$