2026届高三化学一轮复习 讲义 -氮及其氧化物　硝酸

氮及其氧化物　硝酸 课前学习任务 一、课标解读 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氮及其氧化物、硝酸的主要性质。2.认识氮及其氧化物、硝酸在生产中的应用和对生态环境的影响。 二、必备知识 考点一 氮及其氧化物 1.自然界中氮的存在及固定 2.氮气 (1)物理性质:　　　色　　　味的气体,密度比空气略　　,　　溶于水。  (2)化学性质 写出相关反应的化学方程式: ①　 ;  ②　 ;  ③　 。  (3)重要用途:作保护气;医疗上用作冷冻麻醉剂;合成氨等。 3.氮的氧化物 (1)NO和NO2的比较 氮的氧化物 NO NO2 物理性质 无色、不溶于水的气体 　　　　色、有刺激性气味的气体,易液化,易溶于水  化学性质 与O2反应 2NO+O22NO2 不反应 与H2O 反应 不反应 制 法 试剂 Cu与　　　　反应  Cu与　　反应  收集 通常用　　　　法收集  通常用　　　　　　法收集  (2)氮氧化物的污染 [研教材](必修第二册·P11~12)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。 大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物,或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨,从而实现自然固氮。 [链高考]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2024·江苏卷)豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能。 (　　) (2)(2022·江苏卷)自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3。 (　　) (3)(2022·江苏卷)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”。 (　　) (4)(2021·河北卷)植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定。 (　　) [链高考]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2024·江苏卷)汽车尾气处理:2NO+4CON2+4CO2。 (　　) (2)(2023·重庆卷)收集NO(如图)。 (　　) (3)(2021·河北卷)汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5。 (　　) 考点二 硝酸 1.物理性质 硝酸是无色、　　　挥发、有　　　　气味的液体。  2.化学性质 (1)不稳定性 光照或受热时,HNO3易分解,化学方程式为  　。  浓硝酸见光或受热易分解,要用棕色瓶、冷暗处避光保存。 (2)强氧化性(N得电子,表现氧化性) ①与金属的反应(写出化学方程式) 表现性质 HNO3表现酸性和强氧化性 浓硝酸与 铜反应 稀硝酸与 铜反应 ②与非金属的反应(写出化学方程式) 表现性质 HNO3只表现强氧化性 浓硝酸与 碳的反应 ③与还原性化合物反应 反应 物质 H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质 应用 示例 可溶性亚铁盐与稀硝酸反应:  　 (写出离子方程式)  研教材·链高考 研点1硝酸与金属的反应 [研教材](必修第二册·P15) (1)硝酸具有很强的氧化性,硝酸的浓度不同,与金属反应的产物也不同。 (2)有些金属如铁、铝等虽然能与稀硝酸或稀硫酸反应,但在常温下却可以用铁或铝制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸。 [链高考]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2024·湖北卷)王水溶解铂的原因是浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性。 (　　) (2)(2023·浙江1月选考卷)常温下,铁与浓硝酸反应可制备NO2。 (　　) (3)(2023·北京卷)铁钉放入浓硝酸中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体。 (　　) (4)(2023·全国新课标卷)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,则稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。 (　　) 研点2硝酸与非金属的反应 [链高考]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2024·浙江6月选考卷)HNO3见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中。 (　　) (2)(2023·海南卷)蛋白质遇到浓硫酸,呈黄色。 (　　) (3)(2021·山东卷)向浓硝酸中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓硝酸反应生成NO2。 (　　) 课堂核心考点 考点一 氮及其氧化物 考向1氮气及氮的循环 1.(2024·广东汕头检测)氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分,如图所示,下列说法中不正确的是(　　) A.汽车尾气中含有NO是因为汽油不充分燃烧导致的 B.硝化过程属于氧化还原反应 C.有机氮与无机氮可相互转化 D.反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量 考向2氮氧化物与O2、H2O反应的计算 2.(2025·北京第四中学摸底)相同条件下,将体积为V的NO和NO2的混合气体通过水吸收后,得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后,得到5 mL无色气体B。下列说法不正确的是(　　) A.A气体是NO,B气体是O2 B.A气体的体积是20 mL C.V的取值范围是20 mL<V<60 mL 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-1 3.将10 mL NO和NO2的混合气体通入装满水倒立在水槽中的量筒内,一段时间后,最后剩余4 mL气体,原混合气体中含NO体积为(　　) 　　　　　　　　　　　　　　 A.1 mL B.3 mL C.5 mL D.7 mL 考点二 硝酸 考向1实验探究硝酸与金属的反应 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。 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,表明铜与稀硝酸反应生成了NO2 C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O2HNO3+NO D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全 2.(2024·广东湛江部分中学联考)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与硝酸反应生成H2 D.装置c用NaOH溶液吸收尾气,说明NO和NO2均是酸性氧化物 考向2实验探究硝酸与非金属的反应 3.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(　　) 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.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应 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,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 4.(2025·重庆第八中学摸底)某化学学习小组采用下列装置对浓硝酸与木炭的反应进行探究。 请回答下列问题: (1)检查装置气密性后,将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,立即伸入三颈烧瓶中,并塞紧瓶塞,滴加浓硝酸,可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为　　　　,产生该气体的反应的化学方程式是　。  (2)装置C中盛有足量KI-淀粉溶液,反应一段时间后可观察到C中的现象为  　。  (3)装置B的作用是　。  (4)装置D中收集到了无色气体,部分同学认为该气体是NO,还有部分同学认为是O2。 ①下列对该气体进行检验的方法合适的是　　　　　　(填字母)。  A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化 B.将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内,观察试纸是否变红 C.将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃 ②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气,则氧气的来源是　　　　　　　　。  课后提升训练 进阶1　迁移·模拟演练 1.(2024·广东江门等5地一模)某学习小组设计如图所示实验装置(装置中空气已排尽)探究氮的氧化物的性质。下列说法不正确的是(　　) A.装置Ⅰ中产生红棕色气体,体现浓硝酸的强氧化性 B.将装置Ⅱ浸入热水浴中,气体颜色变深,说明2NO2(g)N2O4(g)正向是放热反应 C.装置Ⅲ中的溶液变蓝,说明NO2氧化了金属铜 D.向装置Ⅴ中加入蒸馏水,无色气体变为红棕色 2.(2024·广东东莞检测)氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是(　　) A.合成塔内发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的形成 B.氧化炉内发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4 C.实验室可用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气 D.向吸收塔中通入O2的作用是氧化NO 进阶2　对标·高考真题 3.(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 4.(2023·山东卷)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是(　　) A.稀盐酸:配制AlCl3溶液 B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解 C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管 D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化 答案解析 考点一　氮及其氧化物 必备知识·梳理 1.游离　人工　化合 2.(1)无　无　小　难 (2)①3Mg+N2Mg3N2　②N2+3H22NH3　③N2+O22NO 3.(1)红棕　3NO2+H2O2HNO3+NO　稀硝酸　浓硝酸　排水　向上排空气 研点1 [链高考](1)×　(2)×　(3)√　(4)× 研点2 [链高考](1)×　(2)×　(3)√ 关键能力·提升 典题1 A　解析 汽车尾气中含有NO是因空气中的氮气和氧气在气缸中放电条件下生成NO,A错误;硝化过程属于氧化还原反应,B正确;氨化过程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离子,即有机氮转化为无机氮的过程,同化过程是硝酸根离子或亚硝酸根离子转化为动植物蛋白,即无机氮转化为有机氮的过程,C正确;固氮过程消耗了大气中的氮气,反硝化过程中生成了氮气,故反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量,D正确。 典题2 D　解析 NO不与水反应,NO2能与水反应:3NO2+H2O2HNO3+NO,则无色气体A为NO;无色气体A与等体积的O2混合通过水后发生反应:4NO+3O2+2H2O4HNO3,可知O2过量,则无色气体B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+2H2O4HNO3,剩余O2体积占O2总体积的,可知V(NO)=V(O2)==20 mL,B正确。由B可知,NO2与水反应产生的NO和原来的NO共20 mL,若NO气体全部来源于原气体,则V=20 mL;若NO气体全部是由NO2与水反应产生,根据反应3NO2+H2O2HNO3+NO可知V=3×20 mL=60 mL,则V的取值范围是20 mL<V<60 mL,C正确。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,发生反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3,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溶液的浓度,D错误。 典题3 A　解析 NO和NO2的混合气体通入水中,只有NO2与水发生反应。若NO2体积为x mL,则NO体积为(10-x) mL,NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO,由此可得:x+(10-x)=4,解得x=9,故原混合气体中NO的体积为10 mL-9 mL=1 mL。 考点二　硝酸 必备知识·梳理 1.易　刺激性 2.(1)4HNO3(浓)2H2O+4NO2↑+O2↑　(2)①Cu+4HNO3(浓)2NO2↑+Cu(NO3)2+2H2O　3Cu+8HNO3(稀)2NO↑+3Cu(NO3)2+4H2O　②C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O　③3Fe2++4H++N3Fe3++NO↑+2H2O 研点1 [链高考](1)×　(2)×　(3)√　(4)× 研点2 [链高考](1)√　(2)×　(3)× 关键能力·提升 典题1 C　解析 金属铜与稀硝酸不会产生钝化,开始时反应速率较慢,可能的原因是铜表面有氧化铜,A项说法错误;由于装置内有空气,铜与稀硝酸反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2,产生的NO2浓度逐渐增大,气体颜色逐渐变深,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+H2O2HNO3+NO,因此气体颜色逐渐变浅,C项说法正确;由于该装置为密闭体系,生成的NO无法排出,气压逐渐增大,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项说法错误。 典题2 B　解析 铜与浓硝酸反应生成红棕色二氧化氮气体和硝酸铜,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,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,b中气体红棕色变浅,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气体,C错误。酸性氧化物是指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。 典题3 D　解析 ①中浓硝酸受热分解,发生反应4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,产生的气体为混合气体,A正确;由②可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2,则“产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应,B正确;根据②和③,浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热,浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触,同时,N元素化合价降低,生成的NO2为还原产物,C正确;红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2,D错误。 典题4 答案 (1)红棕色　C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O (2)溶液变为蓝色 (3)防倒吸 (4)①AC　②浓硝酸的分解 课后提升训练 1.C　解析 铜与浓硫酸反应生成红棕色气体NO2,体现了浓硝酸的强氧化性,A正确;将装置Ⅱ浸入热水浴中,气体颜色变深,说明2NO2(g)N2O4(g)平衡逆向移动,则正反应是放热反应,B正确;NO2溶于水生成硝酸,装置Ⅲ中的溶液变蓝,是因为硝酸氧化了金属铜,不是NO2氧化了铜,C错误;向装置Ⅴ中加入蒸馏水,Na2O2与水反应生成O2,O2与无色气体NO反应生成红棕色气体NO2,无色气体变为红棕色,D正确。 2.C　解析 氮气和氢气合成氨气,氨气和氧气在一定条件下反应生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮。合成塔内为氮气和氢气反应生成氨气,有氮气和氢气中的非极性键的断裂,也有氨气中的极性键的形成,A正确;氧化炉内的反应为4NH3+5O24NO+6H2O,氨气为还原剂,氧气为氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4,B正确;检验氨气应该用湿润的红色石蕊试纸,C错误;吸收塔中通入氧气是为了使一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,促进氮转化为硝酸,D正确。 3.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,为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,一氧化氮中氮化合价降低,因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂,D正确。 4.D 学科网（北京）股份有限公司 $$