2026届高三化学一轮复习 元素-氮及其化合物 课件

高三一轮复习·元素化合物 氮及其化合物 ·氮元素在自然界中的存在形式 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。 氮循环 2022年广东卷T19 思考①制氮肥（硝态氮肥、铵态氮肥）、②处理汽车尾气NOx的方法，并在价类二维图标注转化路线。 物质分类 单质 氧化物 氢化物 盐 NH3·H2O NH4+ HNO3 化合价 -3价 2NO2⇌N2O4 +2价 N2 酸 0价 +5价 NO2- NO3- NO 碱 NH3 +3价 +4价 ·常温下，氮气化学性质稳定（氮氮三键的键能大），通常情况下不易发生化学反应。 ·固氮的方式有三种： 自然固氮、生物固氮、工业固氮。 一、氮气 ·氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 ·NO和NO2的比较 二、氮的氧化物 性质 NO NO2 色、态、味 __________________ ___________________________ 毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一 溶解性 _________ 与氧气反应 _________________ 不反应 无色、无味的气体 红棕色、有刺激性气味的气体 难溶于水 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 如何制备并收集NO和NO2？ ·NO和NO2的比较 二、氮的氧化物 NO NO2 实验室制法 ⁠ 3Cu＋8HNO3（稀）  　3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　⁠ 收集：排水集气法 尾气处理：NO不与NaOH溶液反应，NO尾气不能直接用NaOH溶液吸收，需要通入空气（O2） Cu＋4HNO3（浓）  　Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　 ⁠ 收集：向上排空集气法 尾气处理：用NaOH溶液吸收 2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O（歧化反应） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　 Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　 　 如何制备并收集NO和NO2？ ·氮的氧化物来源及主要危害 二、氮的氧化物 （1）氮氧化物（NOx）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，产生了一种有毒的烟雾，属于二次污染 ②酸雨：NOx排入大气中后，最终与水反应生成HNO3型酸雨 （2）来源： ①人类活动中氮肥的生产、工业上制硝酸和汽车尾气的排放等  ②自然界中的火山爆发、电闪雷鸣 (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，产生了一种有毒的烟雾。 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与血红蛋白结合使人中毒。 ·氮氧化物污染的防治 二、氮的氧化物 1.汽车尾气的催化转化法：在催化剂等条件下，将有害气体氮的氧化物转化为氮气。 8NH3＋6NO27N2＋12H2O [或2NOx＋2xCON2＋2xCO2] 2.硝酸工业尾气的碱液吸收法： 2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O（歧化反应） NO＋NO2＋2NaOH2NaNO2＋H2O（归中反应） 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） (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，产生了一种有毒的烟雾。 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与血红蛋白结合使人中毒。 练一练 判断下列说法正误 A. 液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境 B. 氮气和氧气在放电条件下直接生成NO2 C. 氮气是工业合成氨的原料之一 D. 氮的固定是将大气中的氮气转化成氮的化合物 E. 在氮气与氢气合成氨的反应中，氮气是氧化剂 F. 氮气和氧气在放电条件下发生的反应中，氮气是还原剂 G. 氮气性质稳定可以做保护气 H. 点燃的镁条在氮气中不反应 【解析】　液氮可用于制造低温环境，A正确；氮气和氧气在放电条件下可生成一氧化氮，不能直接生成二氧化氮，B错误；氮气和氢气反应可生成氨气，氮气为工业合成氨的原料之一，C正确；氮气转化为含氮化合物的过程为氮的固定，D正确。 【解析】　点燃镁条在氮气中反应，生成氮化镁，D错误。 判断下列说法正误 A. NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收 B. 4.6g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2 NA C. 用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别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 练一练 E. 可用排空气法收集NO F. NO2与水反应的离子方程式：3NO2＋H2O2H＋＋2N＋NO G. 在实验室里NO2不可用排空气法收集 H. NO2通入Fe（NO3）2溶液中始终无明显现象 【解析】　NO与水不反应，A错误；根据原子守恒，4.6 g混合气体中含有的氧原子数目为0.2 NA，不受平衡影响，B错误；NO2也能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C错误；二氧化氮与水反应生成NO，用水洗涤后再干燥可除杂，D正确。 【解析】　不能用排空气法收集NO，因为NO与空气中的O2会发生反应，A错误；NO2可用排空气法收集，C错误；NO2通入Fe（NO3）2溶液中后，生成的硝酸能把亚铁离子氧化，溶液颜色变为黄色，D错误。 （2022·广东模拟测试二）下列装置用于实验室制取NO并回收Cu(NO3)2 ·6H2O，能达到实验目的的是（　A　） 甲 乙 丙 丁 A. 用装置甲制NO气体 B. 用装置乙除NO中的少量NO2 C. 用装置丙收集NO气体 D. 用装置丁蒸干Cu（NO3）2溶液制Cu（NO3）2·6H2O 练一练 A 【解析】　Cu与稀硝酸在常温下发生氧化还原反应产生Cu（NO3）2、NO、H2O，A正确；洗气除杂时导气管应该采用长进短出方式，B错误；NO气体在常温下容易与空气中的O2反应产生NO2气体，应采用排水方法收集NO气体，C错误；Cu（NO3）2溶液加热时会促进铜离子水解，且生成硝酸易挥发，应采用冷却结晶法制备Cu（NO3）2·6H2O，D错误。 下列关于NO2的制取、净化、收集及尾气处理的装置和原理不能达到实验目的的是（　B　） A B C D ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ 制取NO2 净化NO2 收集NO2 尾气处理 练一练 B 【解析】　实验室用铜和浓硝酸反应制取二氧化氮，A正确；NO2能与水反应，有副产物NO生成，故不能用水净化，B错误；NO2密度大于空气，用向上排空气法收集，C正确；NO2有毒，可以用NaOH溶液进行尾气吸收，D正确。 （2021·河北卷）硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是（　D　） A. NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因 B. 汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5 C. 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 D. 工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除 D 练一练 【解析】　SO2是无色有刺激性气味的气体，A错误；汽车尾气中的主要大气污染物为C与N的氧化物，如NOx和CO等，B错误；氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态，C错误；工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除，如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理，D正确。 练一练 （2022·汕头期末）部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示，有关推断不合理的是（　C　） A. a的化学性质稳定，可用于保存食品 B. e既可被氧化，也可被还原 C. 等浓度等体积的c与f反应生成的盐溶液呈弱碱性 D. 工业上制f的流程：a→b→d→e→f C 【解析】　根据示意图可判断a是氮气，b是氨气，c是一水合氨， d是NO，e是NO2或N2O4，f是硝酸。氮气中氮氮三键键能大，化学性质稳定，可用于保存食品，A正确；e中氮元素化合价处于中间价态，既可被氧化，也可被还原，B正确；等浓度等体积的c与f反应生成的盐是硝酸铵，铵根离子水解，溶液呈弱酸性，C错误；工业上制硝酸的流程为氮气和氢气化合生成氨气，氨气催化氧化生成NO，NO被氧化为NO2，NO2转化为硝酸，即N2→NH3→NO→NO2→HNO3，D正确。 1.物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。 2.化学性质 应该保存在哪？ 还有哪些物质见光易分解？ 三、硝酸 3.硝酸的制备 三、硝酸 练一练 如图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是(　　) A. 步骤①中“净化”可防止催化剂中毒 B. 合成氨的条件是高温、高压、催化剂，是放热反应 C. 合成氨的过程是氮的氧化过程 D. 产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂 C 练一练 为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为 NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是（ ） A.关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处 B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率 C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行 D.反应开始后，胶塞下方有无色气体生成， 但不能证明该气体为NO A 练一练 (2023·广州一模)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与硝酸生成H2 D. 装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物 B ·氨的物理性质 四、氨气 电子式 杂化类型 VSEPR模型 空间构型 氨气 Q1:氨气为什么易溶于水？ Q2:从结构的角度去理解氨气呈碱性，能与H+反应。 Q3:苯胺，甲胺是否有碱性？ Q4:联氨有碱性吗？如果有，是几元碱，并写出电离方程式。 密度 气味 水溶性 比空气___ ____性气味 极易溶于水(1∶700) 沸点低，易液化， 液氨汽化→做制冷剂 ·氨的结构 ·氨的化学性质 四、氨气 (1)较稳定：N的非金属性强，N—H的键能大，因而NH3比较稳定。 (2) (3)较强的配位能力（选必2配合物的知识） Cu(OH)2溶于氨水：____________________________________。 (4)还原性 催化氧化：____________________________。 Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ 与氯气反应？ 练一练 氨气是一种重要的工业原料，在工业上可用氨气检验氯气管道是否漏气，其反应原理为3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl。下列有关叙述正确的是(　　) B 五、铵盐及NH4+的检验 (1)铵盐的物理性质 铵盐都是____色固体，均易溶于水。 白 (2)铵盐的化学性质 蓝色 六、NH3的制备 (1)加热固态铵盐和碱的混合物 反应装置 净化装置 → 用_______干燥 碱石灰 收集装置 → 验满方法 → ①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变____； ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 蓝 用___________法。收集时，一般在管口塞一团棉花球，可减小NH3与空气的对流速率，收集到纯净的NH3 向下排空气 如何进行尾气处理？ 六、NH3的制备 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2O NH3↑＋H2O   浓氨水＋固体NaOH 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＋固体CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 练一练 氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业。实验室制取NH3时，下列装置能达到相应实验目的的是(　　)　 A. 生成NH3　　　　　B. 干燥NH3　　　C. 收集NH3　　　D. 吸收NH3尾气 B 练一练 (2023·广东卷)1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是(　　) 图1　　　　　　图2　　　　　　图3　　　　　　图4 A. 图1：喷泉实验 B. 图2：干燥NH3 C. 图3：收集NH3 D. 图4：制备NH3 B 练一练 (2024·广东卷·T11) 1.喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。 2.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、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 七、喷泉实验及其拓展 3.[2015·广东，33(1)(2)](1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为__________。 (2)按如图装置进行NH3性质实验。 ①先打开旋塞1，B瓶中的现象是______________， 原因是______________________________________ ____________________，稳定后，关闭旋塞1。 ②再打开旋塞2，B瓶中的现象是_______________ ____________________________。 4HNO3(浓) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑ 4NH3＋5O24NO＋6H2O A. N2的结构式：N==N B. Cl原子的结构示意图： C. NH3的球棍模型： D. NH4Cl的电子式： 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O NH＋OH－NH3↑＋H2O (3)NH的检验步骤 未知液呈碱性使湿润的红色石蕊试纸变____，则证明含NH。 $