5.5 第19讲 氮及其氧化物 硝酸（教师用书word）-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习（广东专版）

该高中化学高考复习讲义聚焦氮及其氧化物、硝酸两大核心考点，系统梳理氮的固定、氧化物性质与转化、硝酸氧化性及计算等高考高频内容，通过考点分层呈现、正误判断辨析、例题方法提炼、真题溯源对接的教学流程，帮助学生构建“性质-反应-应用”的化学观念，突破氮氧化物溶于水计算、硝酸与金属反应等难点。 讲义突出科学思维与科学探究，如设计注射器实验分析NO性质转化，构建电子守恒法解硝酸反应计算题，结合2024年北京卷、湖南卷真题溯源教材实验，设置基础判断、能力提升、高考真题三层练习，精准对接高考要求，助力教师高效把控复习节奏，提升学生解题能力与应试技巧。

第19讲　氮及其氧化物　硝酸 【复习目标】　1.了解氮元素的单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质和应用。2.了解氮的化合物对环境质量的影响。 考点一　氮及其氧化物 1.氮元素的存在与氮的固定 2.氮气 写出下列有关反应的化学方程式： ①N2＋3MgMg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 3.氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物 氧化物的化学式 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 氮元素的价态 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 (2)NO、NO2的比较 氮的氧化物 NO NO2 物理性质 无色、难溶于水的气体 红棕色、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 不能用排空气法收集NO 不反应 与H2O反应 不反应 3NO2＋H2O2HNO3＋NO 续表 氮的氧化物 NO NO2 制法 试剂 Cu与稀硝酸反应 Cu与浓硝酸反应 收集 通常用排水法收集 通常用向上排空气法收集 提醒：(1)NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2⥫⥬N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。 (2)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。 4.氮氧化物对环境的污染及其防治 (1)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，产生的一种有毒的烟雾。 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。 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与人体血红蛋白结合使人中毒。 (2)常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，主要反应为 NO＋NO2＋2OH－2N＋H2O 2NO2＋2OH－N＋N＋H2O 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。 【正误判断】 1.固氮反应一定属于氧化还原反应(　　) 2.NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去(　　) 3.CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在(　　) 4.N2与O2在放电条件下直接化合成NO2(　　) 5.NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂(　　) 6.可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物(　　) 7.NO2通入FeSO4溶液中，无明显现象(　　) 8.密闭容器中2 mol NO和1 mol O2充分反应，所得产物的分子数为2NA(　　) 9.溴蒸气和NO2都是红棕色气体，可用湿润的淀粉-KI试纸和NaOH溶液鉴别(　　) 答案：1.√　2.√　3.×　4.×　5.×　6.×　7.×　8.×　9.× 氮气的性质及氮元素在自然界中的循环 1.(2025·重庆长寿区模拟)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可直接反应生成NO2 C.在N2与Mg反应生成Mg3N2的过程中，N2为还原剂 D.一定条件下，N2与H2合成NH3属于氮的固定 答案：D 解析：N2是一种无色、无味且难溶于水的气体，故A错误；放电条件下N2和O2发生氧化还原反应生成NO，化学方程式为N2＋O22NO，不能直接生成NO2，故B错误；在N2与Mg反应生成Mg3N2的过程中，N2中N的化合价降低，为氧化剂，故C错误；N2与H2合成NH3是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，属于氮的固定，故D正确。 2.下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是(　　) A.①和②均属于氮的固定 B.氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环 C.④中每生成1 mol N，消耗2 mol O2 D.③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化 答案：D 解析：反应①将N2转化为NO，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由题图知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是O2将NH3氧化为N，N元素化合价由－3价升高到＋5价，即生成1 mol N失去8 mol电子，根据得失电子守恒可知每生成1 mol N需要消耗2 mol O2，C正确；反应③中NO被氧化为N，反应⑤中N被还原为N2，D错误。 氮氧化物溶于水问题分析 3.(2024·北京三模)在一支50 mL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，静置后观察现象①。打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象②。振荡注射器，静置后再观察现象③。 下列关于该过程的分析不正确的是(　　) A.现象①②，主要体现了NO难溶于水、还原性 B.现象②③，针筒示数：③＜② C.过程中若将空气10 mL改成15 mL，现象③能观察到针筒内无气体剩余 D.此实验启示工业上制硝酸时充入适量O2，可以提高氮原子利用率 答案：C 4.NO2产生酸雨的过程可表示为 (1)写出该循环中两步反应的化学方程式： ①　　　　　　　； ②　　　　　　　。 (2)分别写出NO、NO2与O2和H2O恰好完全反应转化为HNO3的总化学方程式：　　　　　　 　　　　　　　， 　　　　　　　。 (3)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)①2NO＋O22NO2 ②3NO2＋H2O2HNO3＋NO (2)4NO＋3O2＋2H2O4HNO3　4NO2＋O2＋2H2O4HNO3　(3)①O2　8 mL、4 mL　 ②NO　10.8 mL、1.2 mL 解析：(3)依据NO2与H2O的反应可知，剩余气体只能是O2或NO。①若剩余的气体为O2，则按n(NO2)∶n(O2)＝4∶1恰好反应的气体为10 mL，V(NO2)＝10 mL×＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL；②若剩余气体为 2 mL NO，则按n(NO2)∶n(O2)＝4∶1恰好反应的气体为12 mL－2 mL×3＝6 mL，V(O2)＝6 mL×＝1.2 mL，V(NO2)＝12 mL－1.2 mL＝10.8 mL。 氮氧化物溶于水的问题分析 　　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＋H2O2HNO3＋NO，2NO＋O22NO2，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，总反应式为4NO＋3O2＋2H2O4HNO3(4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中，总反应式为4NO2＋O2＋2H2O4HNO3(4∶1)。 (3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： ①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 ②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O4HNO3情况处理。 氮氧化物对环境的污染及其防治 5.(2024·江苏模拟)煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.燃煤过程中发生了氮的固定 B.燃煤温度越高NO污染越重 C.含氧量越高越容易生成NO D.煤燃烧不影响自然界氮循环 答案：D 解析：燃煤过程中氮气转化为一氧化氮，发生了氮的固定，A正确；由题图可知，随着温度升高，NO的含量升高，污染加重，B正确；由题图可知，随O2含量升高，NO含量升高，故含氧量越高越容易生成NO，C正确；由题图可知，煤燃烧将氮气转化为一氧化氮，污染环境，影响了氮循环，D错误。 6.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： (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　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 (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　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)NO＋NO2＋Ca(OH)2Ca(NO2)2＋H2O (2)使NO、NO2与石灰乳充分接触，加快吸收率，提高吸收效率　(3)产品中含有Ca(NO3)2　NO不能被完全吸收，污染空气　(4)3N＋2H＋N＋2NO↑＋H2O 考点二　硝酸 1.物理性质 2.化学性质 (1)不稳定性：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 (2)强氧化性：硝酸不论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 按要求完成下列反应的化学方程式： ①与金属反应 稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属反应 浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、FeSO4等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋N3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)与有机物反应 ①硝化反应(与反应)： ＋HNO3＋H2O。 ②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变黄色。 【微思考1】　(1)市售浓硝酸呈黄色的原因是　　　　　　　　　　　　　。 (2)浓硝酸的保存方法是　　　　　　　　　　　　　。 提示：(1)HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中 (2)保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处 【微思考2】　用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应，向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。 (1)反应开始阶段产生　　　　色气体，化学方程式为　　　　　　　。 (2)反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为　　　　　　　　　。 (3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是　　　　　　 　　　　　　　。 提示：(1)红棕　Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　(2)3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应 3.工业制法 (1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO： 4NH3＋5O24NO＋6H2O。 (2)NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O22NO2。 (3)用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O2HNO3＋NO。 【正误判断】 1.可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S(　　) 2.硝酸电离出的H＋能被Zn、Fe等金属还原成H2(　　) 3.在酸性条件下，N与I－、S、Fe2＋等离子均不能大量共存(　　) 4.稀硝酸与Fe反应可以生成Fe(NO3)2也可以生成Fe(NO3)3(　　) 5.浓硝酸的还原产物一般是NO2，而稀硝酸的还原产物一般是NO，并且硝酸的浓度越大，氧化性越强(　　) 6.向稀硝酸中滴加Na2SO3溶液：S＋2H＋SO2↑＋H2O(　　) 7.浓硝酸中滴加紫色石蕊溶液，最终变为红色(　　) 8.稀硝酸可除去试管内壁的银镜(　　) 9.浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3形成的混合物叫做王水。王水同时具有硝酸的氧化性和氯离子的强配位能力，因此可溶解金铂等不活泼金属(　　) 答案：1.×　2.×　3.√　4.√　5.√　6.×　7.× 8.√　9.√ 硝酸性质的实验探究 1.有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　) 实验操作 现象 解释或结论 ① 过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋ ② 浓HNO3久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解 ③ Al箔插入稀HNO3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HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性 A.①② B.③④ C.②③④ D.②④ 答案：D 解析：过量的Fe粉加入稀HNO3最终生成Fe2＋，加入KSCN溶液时颜色不变，故①错误；浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3，故②正确；Al箔遇浓HNO3钝化，稀HNO3会使Al箔溶解，故③错误；浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故④正确。 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(　　) ① ② ③ 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，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 答案：D 解析：①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸分解产生红棕色NO2时需要加热，所以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，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。 金属与硝酸反应的计算 3.100 mL稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.4 mol·L－1。向该溶液中加入足量的铜粉后加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)(　　) A.0.15 mol·L－1 B.0.24 mol·L－1 C.0.30 mol·L－1 D.0.36 mol·L－1 答案：B 解析：反应的离子方程式为3Cu＋2N＋8H＋3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜足量，由上述反应方程式可知，N和H＋的物质的量之比为1∶4时，反应生成的铜离子物质的量最大，设HNO3、H2SO4各为x mol、y mol，则n(N)∶n(H＋)＝x∶(x＋2y)＝1∶4，x＋y＝0.4 mol·L－1×0.1 L，解得x＝0.016 mol、y＝0.024 mol，由方程式可知，生成铜离子的物质的量为0.016 mol×＝0.024 mol，故铜离子的最大浓度为＝0.24 mol·L－1。 4.(2024·北京模拟)铁与不同浓度的硝酸溶液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所示。下列说法错误的是(　　) A.硝酸溶液的浓度越小，其还原产物中氮的价态越低的成分越多 B.硝酸溶液与铁反应往往同时生成多种还原产物 C.当硝酸溶液浓度为9.75 mol·L－1时，氧化剂与还原剂的物质的量之比可为15∶13 D.铁能与大于12.2 mol·L－1 HNO3溶液反应，说明不存在“钝化”现象 答案：D 解析：当硝酸溶液浓度为9.75 mol·L－1时，还原产物有NO、NO2和N2O，物质的量之比等于其相对含量之比，即10∶6∶2＝5∶3∶1，假设NO是5 mol、NO2是3 mol、N2O是1 mol，则反应中转移电子的物质的量是26 mol，假设氧化产物是铁离子，则根据电子得失守恒可知还原剂的物质的量是 mol，所以根据原子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比可为10∶＝15∶13，故C正确；常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，铁能与大于12.2 mol·L－1 HNO3溶液反应，不能说明不存在“钝化”现象，故D错误。 1.金属与硝酸反应计算的思维模型 2.金属与硝酸反应的计算方法 (1)电子守恒法：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。 (2)原子守恒法：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)(x代表金属元素的化合价)。 若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在： n(Na＋)＝n(N)＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 (3)电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有c(N)＝c(H＋)＋x×c()。起酸性作用的HNO3的物质的量是金属的物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(e－)(Mx＋代表金属离子)。 (4)离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中N在硫酸提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算3Cu＋8H＋＋2N3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或N进行相关计算，且要符合电荷守恒。 硝酸盐热稳定性实验探究 5.实验小组对Cu(NO3)2的热稳定性进行探究。如图1所示的实验装置A中，用酒精喷灯对Cu(NO3)2固体加热，产生红棕色气体，在装置C中收集到无色气体，经验证为O2。当反应结束以后，试管中残留固体为红色。 (1)从实验安全角度考虑，需要在A、B间加入　　　　　　装置。 (2)图2为Cu(NO3)2样品加热过程的热重曲线(样品质量分数w％随温度变化的曲线)。Cu(NO3)2加热到200 ℃的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　，继续加热至1 000 ℃生成　　　　　　　　　　(填化学式)固体。 答案：(1)防倒吸　(2)2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑　Cu2O 解析：(1)固体加热产生气体通入溶液中，从实验安全角度考虑，应该在两种装置之间加防倒吸装置；(2)从热重曲线上得出，加热到200 ℃时，固体质量剩余42.6％，＝≈42.6％，因此加热到200 ℃时Cu(NO3)2分解为CuO、NO2、O2，反应的化学方程式为2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑；继续加热至1 000 ℃时CuO又分解，固体只剩余Cu2O。 1.正误判断 (1)(2024·浙江6月选考)HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中(　　) (2)(2024·湖北卷)王水溶解铂，是因为浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性(　　) (3)(2024·江苏卷)汽车尾气处理：2NO＋4CON2＋4CO2(　　) (4)(2024·江苏卷)硝酸工业中NH3的氧化反应：4NH3＋3O22N2＋6H2O(　　) (5)(2023·浙江卷)常温下铁与浓硝酸反应制备NO2(　　) (6)(2022·重庆卷)1 mol SO3与1 mol NO2分别通入1 L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3(　　) (7)(2022·江苏卷)自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3(　　) (8)(2022·浙江卷)将少量NO2通入NaOH溶液：2NO2＋2OH－N＋N＋H2O(　　) (9)(2022·浙江卷)浓HNO3与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸(　　) (10)(2021·河北卷)浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× (6)×　(7)×　(8)√　(9)×　(10)× 2.(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：甲是氮气，氮气是空气中体积分数最大的成分，故A正确；乙是二氧化碳，二氧化碳是引起温室效应的气体之一，故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，故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，故D正确。 3.(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)＋NaNO3NaHSO4＋HNO3↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和　　　　　　。 (2)方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步。 NH3NO NO2 HNO3 ①第Ⅰ步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2n mol NO和n mol O2进行反应。在不同压强下(p1、p2)，反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因：　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备HNO3，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成N的电极反应为　　　　　　　　　　　　　。 ②研究发现：N2可能的转化途径为N2NO N。电极a表面还发生ⅲ.H2O→O2。ⅲ的存在，有利于途径ⅱ，原因是　　　　　　　　　　　　　。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因：　　　　　　　　　。 方法三为N2的直接利用提供了一种新的思路。 答案：(1)难挥发性　(2)①4NH3＋5O24NO＋6H2O　②2NO＋O2⥫⥬2NO2，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1＞p2，同压时，升温NO转化率减小，V增大，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响　(3)①N2－10e－＋6H2O2N＋12H＋　②反应ⅲ生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更易转化成N　(4)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 解析：(1)浓硫酸难挥发，产物HNO3易挥发，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)①第Ⅰ步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O；②2NO＋O2⥫⥬2NO2，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1＞p2，同压时，升温NO转化率减小，V增大，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，故y点的容器容积小于x点的容器容积。(3)①由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应为N2－10e－＋6H2O2N＋12H＋；②反应ⅲ生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更易转化成N。(4)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。 　高考真题溯源 　　在氮及其化合物的学习中，要重视铜与硝酸反应的原理及实验设计，挖掘其命题点。 真题链接—— 高考这样考 [考题]　(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＋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 逻辑推理与论证 1.铜在稀HNO3中不会钝化，速率较慢的原因是铜表面有CuO。 2.由于系统内有空气，发生反应：2NO＋O22NO2。 3.由于稀HNO3中含有水，发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO，造成气体颜色变浅。 4.该装置为密闭体系，产生的气体无法排出，压强增大，把稀HNO3压入长颈漏斗，使铜丝与稀HNO3脱离，反应停止。 答案：C 溯本求源—— 教材这样写 [教材]　(人教版必修·第二册)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。向两支具支试管中分别加入2 mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。 教材相关知识 1.要用动态的观点理解铜与硝酸的反应：铜和浓HNO3反应，产生NO2，变稀后，铜和稀HNO3反应产生NO，因为实验中，系统内有空气，要注意空气对NO的影响，同时还要注意NO2的溶解。 2.从三个方面描述实验现象：描述实验现象时，要从“固体变化”、“溶液变化”及“气体变化”三个方面描述。 学科网（北京）股份有限公司 $