5.2 氨及其化合物（举一反三专项训练，天津专用） 【上好课】 化学人教版必修第二册

5.2 氮及其化合物 题型01 氮气的结构和性质 题型02 氮的氧化物性质比较 题型03 氮的氧化物有关计算 题型04 硝酸的性质和应用 题型05 氨的结构和性质 题型06 铵盐的结构和检验 题型07 含氮物质的转化 题型01 氮气的结构和性质 1．氮元素的原子结构和性质 （1）氮元素的原子结构 氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族，氮原子的原子结构示意图：,氮原子最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。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 ①游离态：主要以氮气分子的形式存在于空气中，约占78%（体积分数）。 ②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋的硝酸盐和铵盐中。 2．氮气 （1）结构： ①分子式：N2 ②电子式： ③结构式：N≡N ④球棍模型： （2）物理性质 通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。 （3）化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，但在高温、放电等条件下，氮气也可以与镁、氢气、氧气等物质发生化合反应。 写出氮气与下列物质反应的化学方程式。 ①金属镁：N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性；Mg3N2离子化合物，在水中强烈水解Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑，与盐酸反应的方程式为：Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl。 ②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性； ③氧气：N2＋O22NO（闪电、汽车引擎中发生的反应），氮气表现还原性。 （4）用途 ①氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。 ②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。 ③雷电是自然界重要的固氮方式。 ④液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。 （5）工业制法： ①分离液态空气： ②耗氧法： （6）实验室制法 ①NH3氧化法：2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O ②NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热法：NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O 3．氮的固定 （1）含义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 （2）分类： ①自然固氮：高能固氮（大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的氧化物）；生物固氮（通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨）。 ②人工固氮：合成氨(工业上合成氨)；仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)。 【典例1】（24-25高一下·天津·期末）下列说法不正确的是 A．人类超量排放氮氧化物和二氧化硫是形成酸雨的主要原因 B．氮的固定是将氮的化合物转化成氮气 C．锌、铜和柠檬为原料可以制作水果电池 D．葡萄酒中添加适量二氧化硫，可以起到杀菌和抗氧化等作用 【答案】B 【详解】A．人类超量排放氮氧化物和二氧化硫会形成硫酸型酸雨或硝酸型酸雨，A正确； B．氮的固定是指将游离态氮（N2）转化为氮的化合物（如NH3等），B错误； C．锌能与柠檬中酸性物质发生氧化还原反应，可将化学能转化为电能，故用锌、铜和柠檬为原料可制作水果电池，C正确； D．二氧化硫具有杀菌和抗氧化作用，是葡萄酒中合法的添加剂，D正确； 故选B。 【变式1-1】（24-25高一下·天津静海·阶段练习）下列过程属于自然固氮的是 A．氮气和氢气反应合成氨 B．氨气催化氧化生成一氧化氮 C．镁条在氮气中燃烧生成氮化镁 D．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨 【答案】D 【详解】A．氮气和氢气反应合成氨是工业合成氨过程，属于人工固氮，A不符合题意； B．氨气催化氧化生成一氧化氮是氮的氧化过程，不涉及氮气转化为化合物，B不符合题意； C．镁条在氮气中燃烧生成氮化镁是人为化学反应，属于人工固氮，C不符合题意； D．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨是微生物在自然条件下的固氮作用，属于自然固氮，D符合题意； 故选D。 【变式1-2】（23-24高一上·天津·期末）氮气是一种不活泼的气体，其根本原因是 A．氮气有还原性 B．氮原子的半径较小 C．氮气是双原子分子 D．氮氮三键断裂需要吸收很高的能量 【答案】D 【详解】A．氮气的还原性是化学性质，与其稳定性无直接因果关系，A不符合题意； B．氮原子半径较小可能影响键能，但根本原因在于分子结构而非原子本身，B不符合题意； C．双原子分子结构并非氮气特有的性质（如也是双原子分子但非常活泼），C不符合题意； D．氮氮三键的键能极高，断裂需吸收大量能量，是导致氮气分子稳定的主要原因，D符合题意； 故答案为：D。 【变式1-3】下列说法中，不正确的是 A．工业合成氨属于人工固氮 B．氮循环中，氮气只发生氧化反应 C．二氧化氮分散在大气中会污染环境 D．汽车尾气中的氮氧化物由氮气与氧气反应得到 【答案】B 【详解】A．固氮是将游离态N2转化为化合态，工业合成氨将N2和H2在一定条件下生成NH3，属于人工固氮，A正确； B．氮循环中，氮气与氢气的反应中，N的化合价降低被还原，发生还原反应，B错误； C．二氧化氮有毒，属于大气污染物，分散在大气中会污染环境，C正确； D．汽车尾气中的氮氧化物由氮气与氧气在汽车发动机的气缸内，高温高压放电条件下反应得到，D正确； 答案选B。 题型02 氮的氧化物性质比较 1.氮的氧化物的种类 氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5，分别是硝酸、亚硝酸（HNO2）的酸酐。 2.NO和NO2的物理性质、化学性质和制法对比 　 NO NO2 物理性质 色态味 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 不溶 易溶 化学性质 毒性 有毒 有毒 与水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO＋NO2 ＋2NaOH=2NaNO2 +H2O 氧化性 2NO+2CO=2CO2+N2 2NO2+2KI=I2+2KNO2 还原性 2NO+O2=2NO2 可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2混合，通入水中 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 制法 实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O　 Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 收集方法 　排水法 向上排空气法 【典例2】（23-24高一下·天津滨海新·期末）下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．化学性质稳定，可用作冶炼镁时的保护气 B．与水反应生成硝酸，故是硝酸的酸酐 C．NO常温下为无色气体，在空气中不能稳定存在 D．浓与炽热的碳反应，体现了硝酸的酸性和氧化性 【答案】C 【详解】A．镁在加热条件下能与氮气反应生成氮化镁，所以氮气不能用作冶炼镁时的保护气，故A错误； B．二氧化氮和硝酸分子中氮元素的化合价不相同，所以二氧化氮不可能是硝酸的酸酐，故B错误； C．一氧化氮能与氧气反应生成二氧化氮，所以无色气体一氧化氮在空气中不能稳定存在，故C正确； D．浓硝酸与碳共热反应生成二氧化氮、二氧化碳和水，反应中氮元素降低被还原发生还原反应，硝酸只表现强氧化性，故D错误； 故选C。 【变式2-1】（24-25高一下·天津南开·期中）下列说法正确的是 A．NaHSO4水溶液显中性 B．用澄清石灰水鉴别CO2和SO2 C．NO2溶于水时发生氧化还原反应 D．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 【答案】C 【详解】A．NaHSO4在水中的电离方程式为：，溶液呈酸性，故A错误； B．CO2和SO2与澄清石灰水反应时，都分别可以生成碳酸钙和亚硫酸钙，都能使澄清石灰水变浑浊，则不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2，故B错误； C．NO2与水反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应中氮元素的化合价发生变化，由NO2中+4价升高为HNO3中+5价，由NO2中+4价降低为NO中+2价，该反应是氧化还原反应，故C正确； D．氯气具有强氧化性，金属铁具有较强的还原性，氯气和金属反应生成高价金属，能将铁氧化成+3价的铁，氯气和金属铁反应的产物是氯化铁，故D错误； 故选C。 【变式2-2】（24-25高一下·天津红桥·期中）依据氨气能够形成喷泉的原理，如果在烧瓶中充满指定气体，胶头滴管吸入指定液体，以下各组物质不能形成喷泉现象的是 A．和溶液 B．与水 C．和水 D．与水 【答案】B 【详解】A．与足量的溶液发生反应：，导致烧瓶内气体物质的量减少，压强迅速减小，烧瓶内外形成较大的压强差，可以形成喷泉，A不符合题意； B．在水中的溶解度很小，无法使烧瓶内气体压强显著减小，不能形成较大的压强差，不能形成喷泉，B符合题意； C．HCl极易溶于水，使烧瓶内气体迅速减少，压强急剧下降，烧瓶内外形成较大的压强差，能够形成喷泉，C不符合题意； D．与水发生反应：，反应后气体体积减小，烧瓶内压强减小，烧瓶内外形成压强差，可以形成喷泉，D不符合题意； 故答案为：B 【变式2-3】下列实验装置能达到实验目的的是 A．制备氨气 B．防止倒吸 C．收集NO气体 D．除去NO中的NO2 【答案】D 【详解】A．氯化铵受热分解生成氨气与氯化氢，在试管口氨气与氯化氢化合生成氯化铵，不能制备氨气，应选氯化铵与氢氧化钙加热，且试管口略向下倾斜，A错误； B．漏斗口在液面下，不能防止倒吸，漏斗口应在液面上，B错误； C．图中进气方向不合理，应短导管进气排二氧化碳收集NO，C错误； D．二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，导管长进短出、洗气可分离，D正确； 故选D。 题型03 氮的氧化物有关计算 氮的氧化物溶于水的几种情况分析 （1）NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O==2HNO3+NO，利用气体体积变化差进行计算。 （2）NO2与O2的混合气体溶于水，由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2，得： 4NO2+O2+2H2O==4HNO3，可知 V(NO2):V(O2) （3）NO和O2同时通入水中时，其反应是2NO+O2==2NO2 ①，3NO2+H2O==2HNO3+NO ②，将①×3+②×2得总反应式为：4NO+3O2+2H2O==4HNO3，可知 V(NO):V(O2) （4）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按情况（1）求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按情况（3）进行计算。 【典例3】（24-25高一下·天津·阶段练习）自然界中氮的循环对生命活动有重要意义。在不同催化剂下，能够还原氮氧化物实现氮污染的治理。硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物将烟气与的混合气体通入与的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示：下列说法正确的是 A．过程Ⅰ发生反应的离子方程式： B．若该过程中，每转移4mol电子消耗1mol氮氧化物则x为1.5 C．当x=2时，反应Ⅱ中还原产物与氧化产物物质的量之比为8：1 D．当无害化处理标况下8.96LNO时，使用等量的可以无害化处理0.2mol(不考虑NO2和的转化) 【答案】D 【分析】根据进出图可知，Ce4+把H2氧化为H+，自身被还原为Ce3+，然后Ce3+在酸性条件下再被NOx氧化为Ce4+，NOx被还原为N2，同时还生成水，以此解题。 【详解】A．过程Ⅰ发生的反应为Ce4+把H2氧化为H+，自身被还原为Ce3+，反应的离子方程式为：H2+2Ce4+═2H++2Ce3+，A错误； B．转移电子消耗氮氧化物，最终氮氧化物全部转化为氮气，则氮氧化物中N元素化合价为价，则，解得，B错误； C．时，反应生成，N元素由价变成0价，作氧化剂，生成，Ce元素由价变成价，作还原剂，根据氧化还原反应规律配平离子反应为；还原产物与氧化产物物质的量之比为，C错误； D．标况下的物质的量为0.4mol，当处理标况下(标况)时，NO转化为N2，据2Ce4++H2=2H++2Ce3+，可知，无害化处理时有NO~H2，即消耗，据2Ce4++H2=2H++2Ce3+，可知，无害化处理时有NO2~2H2，使用等量的0.4mol可处理(不考虑和的转化)，D正确； 故选D。 【变式3-1】（23-24高一下·天津·阶段练习）常温下，由四种气体组成的混合物，在催化剂的作用下，加热充分反应后，恢复至常温，仅剩一种无色无味无毒的气体。则混合气体中各气体的体积之比可能为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】常温下，由四种气体组成的混合物，在催化剂的作用下，加热充分反应后，恢复至常温，仅剩一种无色无味无毒的气体，该气体为氮气，氧化生成氮气。 A．当混合气体中各气体的体积之比为时，中化合价降低总数为中化合价升高，化合价升降总数相等，故A符合题意； B．当混合气体中各气体的体积之比为3∶2∶5∶4时，中化合价降低总数为中化合价升高，化合价升降总数不相等，故B不符合题意； C．当混合气体中各气体的体积之比为1∶2∶3∶5时，中化合价降低总数为中化合价升高，化合价升降总数不相等，故C不符合题意； D．当混合气体中各气体的体积之比为2∶3∶4∶1时，中化合价降低总数为中化合价升高，化合价升降总数不相等，故D不符合题意。 故选A。 【变式3-2】（22-23高一下·天津和平·阶段练习）在相同温度和压强下，向两支不同体积的试管中分别通入18mLNO2和一定体积NO的混合气体，并将试管倒立于盛有水的水槽中，待试管内液面不变后再分别通入12mLO2充分反应后，均剩余3mL气体，则原NO体积可能为 ①13mL     ②9mL    ③8mL    ④6mL     ⑤4mL A．①④ B．①⑤ C．③④ D．②⑤ 【答案】A 【详解】根据反应方程式可知，，则一定体积的NO和12-4.5=7.5mL的氧气发生4NO+3O2+2H2O═4HNO3，①若剩余气体为NO，则由反应可知，消耗NO为10mL，则原NO的体积为10+3=13mL；②若剩余气体为氧气，则中反应的氧气为7.5-3=4.5mL，则原NO的体积为6mL，故答案为：A。 【变式3-3】（23-24高一上·全国·课后作业）有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是 A．1∶1∶2 B．4∶3∶2 C．4∶16∶13 D．4∶3∶4 【答案】C 【分析】反应后容器中仍充满溶液，说明没有气体剩余，根据反应：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3进行判断。 【详解】A．若NO2为1体积，NO为1体积，则消耗=1体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为1∶1∶1，A项不符合题意； B．若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，B项不符合题意； C．若NO2为4体积，NO为16体积，则消耗=13体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶16∶13，C项符合题意； D．若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗=体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，D项不符合题意； 故选C。 题型04 硝酸的性质和应用 一、硝酸的物理性质 硝酸是无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO2而呈黄色。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。 二、硝酸的化学性质 1.硝酸具有酸的通性 ①与金属反应：一般不生成氢气。 ②与碱性氧化物反应：如CuO、Na2O、Fe2O3等生成盐和水。 ③与碱反应：Cu(OH)2、NaOH等生成盐和水。 ④与盐反应：NaHCO3、Na2CO3等。 ⑤与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色。 2.不稳定性 浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。 3.强氧化性 硝酸的强氧化性 由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 1）硝酸的强氧化性规律：①硝酸越浓，温度越高，其氧化性越强。 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 2）硝酸强氧化性的表现 ①浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。 ②与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属元素被氧化成酸性氧化物或高价含氧酸。如： C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O S+6HNO3 (浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O。 P+5HNO3 (浓)H3PO4+5NO2↑+H2O。 ③金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3等，如Cu和浓、稀硝酸的反应： 3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ④钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 ⑤硝酸与铁反应时，产物符合以下规律 ⑥与还原性化合物反应： 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 4.王水的氧化性 王水又称“王酸”，是一种腐蚀性非常强、冒黄色雾的液体，‌王水的氧化性非常强，主要体现在其能够溶解一些不活泼的金属如金和铂。‌王水是由浓硝酸和浓盐酸按1：3的体积比混合而成的强酸混合物，具有极强的氧化性和腐蚀性。王水的氧化能力比单独的浓硝酸更强，这是因为王水中存在一系列强氧化剂，如氯分子和氯化亚硝酰（NOCl），这些物质能够使金和铂等惰性金属失去电子而被氧化。 （1）王水溶解金属的原理 王水能够溶解金和铂等不活泼金属的主要原因是其成分中的氯化亚硝酰（NOCl）等具有比浓硝酸更强的氧化能力。此外，高浓度的氯离子与其金属离子可以形成稳定的络离子，如[AuCl4]-或[PtCl6]2-，从而有利于反应向金属溶解的方向进行。反应方程式为： Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O 3Pt+18HCl+4HNO3=3H2PtCl6+4NO↑+8H2O （2）王水的其他化学性质 王水还具有极强的酸性和腐蚀性，可以用于清洗和腐蚀各种材料，包括金属、陶瓷和玻璃等。它极易变质，有氯气的气味，因此必须现配现用。王水的制备需要严格的安全措施，因为它对人体和环境都有很大的危害。 三、硝酸的用途及制法 1.硝酸的用途 （1）在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等； （2）在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 2.硝酸的工业制法 （1）制硝酸的工艺流程： （2）写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应： ①N2＋3H22NH3，N2发生还原反应。 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3发生氧化反应。 ③2NO＋O2===2NO2，NO发生氧化反应。 ④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既发生氧化反应，又发生还原反应。 3.硝酸的实验室制法 反应方程式为：NaNO3+H2SO4(浓)=NaHSO4+HNO3↑。 【典例4】（2022高一上·天津南开·学业考试）下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是 A．打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性 B．用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性 C．稀硝酸使紫色石蕊试液变红——酸性 D．稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性 【答案】D 【详解】A．浓硝酸具有挥发性，所以打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾，故A正确； B．浓硝酸具有不稳定性，见光分解，应保存在棕色瓶中，故B正确; C．稀硝酸具有酸性使紫色石蕊试液变红，故C正确； D．硝酸具有酸性，能够与黑色氧化铜反应，生成硝酸铜和水，不属于氧化还原反应，与氧化性无关，故D错误； 故答案： D。 【变式4-1】（25-26高一上·天津·期中）常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．含有大量的溶液中：、、、 B．能使石蕊试液变红的透明溶液中：、、、 C．含有大量的溶液中：、、、 D．能使酚酞试液变红的溶液中：、、、 【答案】B 【详解】A．含有大量的溶液中，、 、发生氧化还原反应，H+、Fe2+、不能大量共存 ，故不选A； B. 能使石蕊试液变红的透明溶液中呈酸性，酸性溶液中、、、相互之间不反应，能大量共存，故选B； C. 与反应生成氢氧化镁沉淀，含有大量的溶液中不能含，故不选C； D. 能使酚酞试液变红的溶液呈碱性，与反应生成，不能大量存在，故不选D； 选B。 【变式4-2】（25-26高三上·天津河西·期中）下列方程式与相关事实不相符的是 A．将通入水中： B．用盐酸除去铁锈： C．用三氯化铁溶液刻蚀覆铜电路板： D．过量铁粉加入稀硝酸中： 【答案】D 【详解】A．NO2溶于水生成HNO3和NO，反应方程式为：，A正确； B．根据质量守恒定律，盐酸与铁锈反应的离子方程式为：，B正确； C．根据质量守恒、电子转移守恒、电荷守恒可得与Cu的反应为：，C正确； D．过量铁粉与稀硝酸反应时，过量铁粉能与先反应生成的产物反应得到，最终溶液中只剩余，则方程式为：，D错误； 故答案为：D。 【变式4-3】下列说法正确的是 A．HNO3是挥发性一元酸 B．Al2O3是金属氧化物、也是碱性氧化物 C．氧气和臭氧的相互转化是物理变化 D．利用过滤法可把Fe(OH)3胶体从FeCl3溶液中分离出来 【答案】A 【详解】A．HNO3是挥发性一元强酸，故A正确； B．Al2O3是金属氧化物，也是两性氧化物，故B错误； C．氧气和臭氧的相互转化是化学变化，故C错误； D．把Fe(OH)3胶体从FeCl3溶液中分离出来可以选用渗析的方法，故D错误； 故选A。 题型05 氨的结构和性质 氨的性质 1．氨的分子结构 分子式 电子式 结构式 空间构型 分子极性 NH3 键角107°18′ 三角锥形 极性分子 2．物理性质 （1）氨是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小。氨在加压下容易液化，液化时放热。液氨汽化时吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此工业上可作制冷剂。 （2）氨是一种极易溶于水的气体，常温常压下，1体积水大约可溶解700体积的氨气。 3．氨的化学性质 （1）氨与水的反应 氨的水溶液俗称氨水，显弱碱性，反应的方程式为NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。 a.氨溶于水得氨水，氨水是混合物，溶液中存在的微粒有三种分子：NH3·H2O、NH3、H2O；三种离子：NH4+、OH－及少量的H+。 b.NH3·H2O为可溶性一元弱碱，具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊试液变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。 c.NH3·H2O不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 【特别提醒】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。 （2）氨与酸的反应 两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒，靠近时，产生大量白烟，反应方程式为：NH3＋HCl===NH4Cl（白烟）或NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）。 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 【特别提醒】氨与酸反应的实质是NH3与H+（质子)结合形成NH4+。氨几乎能与所有的酸（难溶性酸除外，如H2Si03等）反应生成盐，所以氨不能用浓H2S04干燥。 （3）与盐溶液的反应，一般生成难溶的碱， ①氯化铁溶液与氨水反应的离子方程式：Fe3++3NH3·H2O==Fe(OH)3↓+3NH4+ ②AlCl3与过量氨水反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 【特别提醒】与Cu2+、Zn2+、 Ag+反应先生成沉淀Cu(OH)2、Zn(OH)2、 Ag2O，继续加入NH3·H2O或通入NH3，沉淀溶解，分别生成Cu(NH3)42+、Zn(NH3)42+、 Ag(NH3)2+。 （4）氨的还原性 ①氨的催化氧化，反应化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3在反应中作还原剂。 应用：工业上制取硝酸。 【特别提醒】N0很容易与O2化合，为什么氨的催化氧化反应的产物是NO而不是NO2呢？这是因为NO在常温下易与O2化合，而加热时N02不稳定，易分解为N0和O2,150℃时几乎分解完全，所以氨被O2氧化生成N0。待冷却后N0与O2反应转化为NO2。 ②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，反应的化学方程式为2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O(用于实验室制少量N2)。 ③在纯氧中燃烧：4NH3＋3O22N2＋6H2O。 ④与氯气反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl(用于检验Cl2管道泄漏)。 4.氨的用途 ①氨是氮肥工业，有机合成工业，制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。 ②NH3易液化，当液态NH3汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨常用作制冷剂。 【典例5】（24-25高一下·天津·期末）下列装置能达到实验目的的是 A．制取 B．干燥 C．收集 D．的防倒吸 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．氯化铵与氢氧化钙在加热条件下制备氨气：，有水生成，试管口应向下倾斜，A错误； B．P2O5为酸性干燥剂，不能干燥氨气，应选用碱石灰，且氨气从干燥管的大口通入，B错误； C．氨气的密度比空气小，应选用向下排空气法收集，氨气从短管通入，C错误； D．氨气极易溶于水，不与CCl4反应，该装置能防倒吸，D正确； 故选D。 【变式5-1】（23-24高一下·天津滨海新·期末）下列关于氨气、氨水和铵盐的叙述正确的是 A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 B．实验室常用向上排空气法收集氨气 C．氨水中只含有NH3和H2O两种分子 D．铵盐较稳定，不怕风吹雨打日晒，可露天贮存 【答案】A 【详解】A．氨气易液化，液氨气化时吸收热量，使周围环境得温度降低，常用作制冷剂，故A正确； B．氨气的密度比空气小，实验室常用向下排空气法收集氨气，故B错误； C．氨水中含有的分子有氨气、水和一水合氨，共有3种，故C错误； D．铵盐是易溶于水的无色晶体，受热易发生分解反应，所以不能风吹雨打日晒，不能露天贮存，故D错误； 故选A。 【变式5-2】（24-25高一下·天津·期中）下列关于氮及其化合物的说法中错误的是 A．通常情况下性质很稳定，可以在电焊时作保护气 B．能使酚酞溶液变红，证明是碱 C．反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一 D．反应证明铵盐受热易分解 【答案】B 【详解】A．氮气在常温下性质稳定，因其分子结构中有三个强共价键，常用于电焊保护气，A正确； B．NH3溶于水生成NH3·H2O，后者解离出OH-使酚酞变红，但NH3本身不是碱，属于碱性气体，B错误； C．汽车高温内燃条件下，N2与O2反应生成NO，进一步形成NO2污染空气，是尾气污染主因之一，C正确； D．NH4Cl受热分解为NH3和HCl，虽冷却会重新结合，但实验现象仍能证明铵盐受热易分解，D正确； 故选B。 【变式5-3】（25-26高三上·天津河北·期中）下列对相关实验说法正确的是 A．证明氨气易溶于水 B．制备胶体 C．制取晶体 D．制备干燥的氨气 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A. 氨气极易溶于水，将盛有NH3的烧瓶倒置在水中，打开止水夹后，水迅速进入烧瓶（形成喷泉），可证明氨气易溶于水，A 正确； B. 制备Fe(OH)3胶体的正确方法是：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液并煮沸至红褐色；而用Fe2(SO4)3饱和溶液与沸水混合，生成的Fe(OH)3易与形成沉淀（而非胶体），B错误； C. 直接加热小苏打溶液会使NaHCO3分解为Na2CO3，无法得到NaHCO3晶体，C错误； D. 制备干燥氨气时，生石灰与浓氨水反应生成氨气，但干燥氨气应使用碱石灰（不能用P2O5，因 P2O5是酸性干燥剂，会与氨气反应），D错误； 故选A。 题型06 铵盐的结构和检验 铵盐的性质与铵盐(NH)的检验 1．铵盐及物理性质 （1）铵盐的概念：铵根离子(NH)与酸根离子形成的化合物，农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐。 【特别提醒】氨肥包括铵态氨肥（如硫酸铵、氯化铵等）、硝态氮肥（如KNO3等)、尿素[CO(NH2)2]以及氨水等。铵态氨肥应避免与碱性肥料（如草木灰，主要成分是K2C03)混合施用，否则会使肥效降低。 （2）物理性质：绝大多数铵盐是白色或无色晶体，都易溶于水。 2．铵盐的化学性质 （1）不稳定性 a．NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑（用于除去或分离铵盐）。 b．NH4HCO3或(NH4)2CO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O；(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O c.硝酸铵的分解有四种情况： ①110℃时分解：NH4NO3＝HNO3＋NH3↑ ②185℃～200℃分解：NH4NO3＝N2O↑＋2H2O ③230℃以上，同时有弱光：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O ④在400℃以上时，剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3=3N2↑+2NO2↑+8H2O 注：一般情况下写为5NH4NO34N2+2HNO3+9H2O d.硫酸铵分解两种情况 ①硫酸铵在280℃就开始分解,分解放出氨气而生成硫酸氢铵（酸式硫酸铵）：(NH4)2SO4NH3+NH4HSO4； ②513℃时则硫酸铵完全分解,分解放出氨气、氮气、二氧化硫及水：3(NH4)2SO43SO2↑+6H2O+N2↑+4NH3↑ （2）和碱反应 ①在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。 ②加热时或浓溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O。 ③实验室用NH4Cl和Ca(OH)2反应制取氨气，化学方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 3．铵盐(NH)的检验 向铵盐溶液中加入强碱溶液，加热，产生无色气体，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝色。 【典例6】（2023·天津武清·二模）下列离子方程式书写正确的是 A．溶液与过量浓氨水反应： B．用高锰酸钾标准溶液滴定草酸： C．用惰性电极电解饱和食盐水： D．向溶液中加过量NaOH溶液并加热： 【答案】D 【详解】A．Cu(OH)2溶于过量的氨水生成四氨合铜离子，正确的离子方程式：Cu2+＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2-+4H2O，A错误； B．用酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸，反应生成Mn2+和CO2，草酸是弱酸，在离子方程式中不能拆，正确的离子方程式为：2+6H++5=2Mn2++10CO2↑+8H2O，B错误； C．用惰性电极电解饱和食盐水：产生氯气、氢气和氢氧化钠溶液，离子方程式为：，C错误； D．向溶液中加过量NaOH溶液并加热，生成亚硫酸钠和氨气，离子方程式为：，D正确； 故选D。 【变式6-1】（25-26高三上·天津·月考）下列关于氨的说法不正确的 A．易液化、易溶于水均与氢键的形成有关 B．当图中烧瓶中溶液红色不变时，达平衡 C．将图中盛有和HCl的集气瓶位置互换，更有利于二者的反应 D．检验溶液中的离子的方法是加热，产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝 【答案】D 【详解】A．分子间存在氢键，分子间作用力较强，故易液化；与水分子能形成氢键，因此易溶于水，A正确； B．溶液红色不变说明浓度恒定，即电离平衡中各物质浓度不再变化，可逆反应达到动态平衡，B正确； C．密度小于空气，HCl密度大于空气，原位置在上、HCl在下，互换后在下（向上扩散）、HCl在上（向下扩散），接触更充分，更有利于反应，C正确； D．检验需加浓NaOH溶液并加热，使转化为后分解产生，使湿润的红色石蕊试纸变蓝；直接加热溶液，水解程度小，无法产生足量使试纸变蓝，D错误； 故选D。 【变式6-2】（25-26高二上·天津南开·期中）化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是 A．用热的纯碱溶液去除油污 B．用与水反应制备 C．用冰箱储存食物以减缓其腐败的速率 D．用草木灰与铵态氮肥混合施用补充钾肥和氮肥 【答案】D 【详解】A．纯碱（Na2CO3）水解呈碱性，加热促进水解，碱性增强，油脂在碱性条件下水解更彻底，故可以用热的纯碱溶液去油污，A正确； B．TiCl4与水反应生成TiO2和HCl，工业上常用此法制备TiO2，B正确； C．低温降低反应速率，冰箱储存食物可减缓腐败，C正确； D．草木灰（含K2CO3，水解呈碱性）与铵态氮肥（含）混合会释放NH3，导致氮肥失效，故二者不能混合施用，D错误； 故答案选D。 【变式6-3】（23-24高一下·天津·期中）只用一种试剂，将、、三种物质的溶液区分开，这种试剂是 A．NaOH溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 【答案】D 【详解】A．氢氧化钠溶液能与硫酸铵溶液以及氯化铵溶液反应产生有刺激气味的气体，现象相同，无法区分，氢氧化钠溶液与硫酸钠溶液混合无明显现象，故A不符合； B．硝酸银溶液与这三种溶液混合均会产生白色沉淀，现象相同，无法区分，故B不符合； C．氯化钡溶液能与硫酸铵溶液及硫酸钠溶液产生白色沉淀，现象相同，无法区分，氯化钡溶液与氯化铵溶液混合无明显现象，故C不符合； D．氢氧化钡溶液与氯化铵混合产生有刺激性气味的气体，与硫酸铵溶液混合能产生白色沉淀和有刺激性气味的气体，与硫酸钠混合能产生白色沉淀，现象各不相同，可以区分，故D符合； 题型07 含氮物质的转化 1.氮气及其化合物的价类二维图 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。 1）横向转化为物质类别变化，发生非氧化还原反应，如 （1）氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl （2）硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O 2）纵向转化为化合价变化，发生氧化还原反应，如 （1）NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3=== N2＋6NH4Cl （2）NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O 3)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 4)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢，不交叉。 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2.构建氮气及其化合物转化网络 （1）知识网络构建 （2）重要反应方程式必练 ①N2和H2的反应：N2＋3H22NH3； ②把NH3通入水中：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－； ③实验室利用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体混合加热制备NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2； ④NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O； ⑤NH4HCO3溶液中加入过量稀NaOH溶液：NH＋HCO＋2OH－===NH3·H2O＋CO＋H2O； ⑥NO2溶于水：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO； ⑦NO2被烧碱溶液吸收生成两种钠盐：2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O； ⑧物质的量之比为1∶1的NO和NO2混合气体恰好被烧碱溶液吸收生成一种钠盐：NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O； ⑨Cu和稀HNO3的反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； ⑩Cu和浓HNO3的反应：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O； ⑪Fe和过量稀HNO3的反应：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O； ⑫C和浓HNO3的反应：C＋4H＋＋4NOCO2↑＋4NO2↑＋2H2O； ⑬浓硝酸见光分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 3．氮在自然界中的循环 【典例7】（24-25高一下·天津·期中）据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是 A．X是 B．工业上以空气、水为原料生产硝酸 C．由，从原理上看，可与反应生成 D．溶液中有时，加强碱溶液并加热后会产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体 【答案】D 【分析】据图中氮元素及其化合物的转化关系，X是+5价N的氧化物，X为N2O5； 【详解】A．X是+5价N的氧化物，X为N2O5，A正确； B．工业上以、空气、水为原料生产硝酸，工艺流程为：氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，B正确； C．氨气中氮元素化合价−3价，二氧化氮中氮元素化合价+4价，二者反应生成氮气符合价态归中原理，C正确； D．溶液中有时，加强碱溶液并加热后会产生氨气，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D错误； 故选D。 【变式7-1】（23-24高一下·天津·阶段练习）查资料知：一般情况下，不同浓度的硝酸与金属反应，硝酸的浓度越小，还原产物中低价态的成分所占比例越多。下图表示铁与不同浓度硝酸反应时的主要还原产物(、、、NO、)及含量，下列说法错误的是 A．a、b曲线代表的还原产物分别为和 B．浓硝酸与足量的铁粉完全反应，生成NO和的物质的量之比为1∶1 C．56g铁粉与足量稀硝酸完全反应，此反应过程中表现酸性的的总质量大于189g D．P点时，生成NO与物质a转移电子的物质的量之比为3∶8 【答案】B 【详解】A．硝酸的浓度越小，还原产物中低价态的成分所占比例越多，由图可知，a、b曲线代表的还原产物分别为和NO2，故A正确； B．25.00mL12.68mol•L-1浓硝酸与足量的铁粉完全反应，随着反应进行硝酸浓度越来越小，生成的产物及物质的量分数也发生变化，生成NO和NO2的物质的量不一定相等，故B错误； C．56g铁的物质的量为1mol，与足量1.54mol•L-1稀硝酸完全反应生成Fe(NO3)3，体现酸性的硝酸为3mol，质量为189g，但是反应中还生成了硝酸铵，所以此反应过程中表现酸性的的总质量大于189g，故C正确； D．P点时，生成NO与物质的量相同，,,转移电子数为3∶8，故D正确； 故选：B。 【变式7-2】（25-26高二上·天津·开学考试）硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示： 下列说法中正确的是 A．反应①②③都属于氮的固定 B．反应④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 C．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成 D．反应②的方程式： 【答案】D 【详解】A．氮的固定是游离态氮（）转化为化合态氮的过程，反应①（）属于氮的固定，反应②（）、③（）均为化合态氮之间的转化，不属于氮的固定，A错误； B．反应④为，中N元素化合价既升高（+4→+5，还原剂）又降低（+4→+2，氧化剂），3 mol中2 mol作还原剂、1 mol作氧化剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2，B错误； C．与在放电或高温条件下只能一步生成，无法直接生成，C错误； D．反应②为氨的催化氧化，化学方程式为：，D正确； 故答案选D。 【变式7-3】下列物质在一定条件下的转化关系如图所示。E、G、Q、R均为气体，其中R为红棕色。下列说法正确的是 A．E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高 B．E的水溶液能导电，所以E是电解质 C．Q和E可用排水法收集 D．铜与不同浓度的T溶液反应均可生成Q 【答案】A 【分析】由图可知，E、G、Q、R、T均为含氮化合物，故E为、G为、Q为，R为，T为； 【详解】A．由分析可知：E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高，A符合题意； B．E为，是非电解质，B不符合题意； C．E为，极易溶于水，不能排水集气，C不符合题意； D．铜和浓硝酸反应的还原产物是二氧化氮，铜和稀硝酸反应的还原产物是一氧化氮，D不符合题意； 故选A； / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2 氮及其化合物 题型01 氮气的结构和性质 题型02 氮的氧化物性质比较 题型03 氮的氧化物有关计算 题型04 硝酸的性质和应用  题型05 氨的结构和性质  题型06 铵盐的性质和检验  题型07 含氮物质的转化 题型01 氮气的结构和性质 1．氮元素的原子结构和性质 （1）氮元素的原子结构 氮元素位于元素周期表的第 周期第 族，氮原子的原子结构示意图： ,氮原子最外层有 个电子，既不容易得到 个电子，也不容易失去 个电子。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 ①游离态：主要以 的形式存在于空气中，约占 （体积分数）。 ②化合态：存在于动植物体内的 中，土壤、海洋的 盐和 盐中。 2．氮气 （1）结构： ①分子式： ②电子式： ③结构式： ④球棍模型： （2）物理性质 通常情况下，氮气是 色、 的气体，密度比空气的 ， 溶于水（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成 ，氮气分子在—209.9℃时变成 。 （3）化学性质 氮分子内两个氮原子间以 结合，断开该化学键需要 的能量，所以氮气的化学性质很 ，通常情况下 与其他物质发生化学反应，但在 、 等条件下，氮气也可以与镁、氢气、氧气等物质发生化合反应。 写出氮气与下列物质反应的化学方程式。 ①金属镁： ，氮气表现 性；Mg3N2离子化合物，在水中强烈水解 ，与盐酸反应的方程式为： 。 ②氢气： ，氮气表现 性； ③氧气： （闪电、汽车引擎中发生的反应），氮气表现 性。 （4）用途 ①氮气常用作保护气，如焊接金属、填充 、保存食品等。 ②氮气是合成氨、制 的重要原料。 ③雷电是自然界重要的 方式。 ④液氮可用作制冷剂，应用于 、科技等领域。 （5）工业制法： ①分离液态空气： ②耗氧法： （6）实验室制法 ①NH3氧化法： ②NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热法： 3．氮的固定 （1）含义：将大气中 的氮转化为 的过程。 （2）分类： ①自然固氮： 固氮（大自然通过 释放能量将氮气转化为含氮的 物）； 固氮（通过豆科植物的 将氮气转化为 ）。 ②人工固氮：合成 (工业上 )； 固氮(某些金属有机化合物可起到 的作用)。 【典例1】（24-25高一下·天津·期末）下列说法不正确的是 A．人类超量排放氮氧化物和二氧化硫是形成酸雨的主要原因 B．氮的固定是将氮的化合物转化成氮气 C．锌、铜和柠檬为原料可以制作水果电池 D．葡萄酒中添加适量二氧化硫，可以起到杀菌和抗氧化等作用 【变式1-1】（24-25高一下·天津静海·阶段练习）下列过程属于自然固氮的是 A．氮气和氢气反应合成氨 B．氨气催化氧化生成一氧化氮 C．镁条在氮气中燃烧生成氮化镁 D．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨 【变式1-2】（23-24高一上·天津·期末）氮气是一种不活泼的气体，其根本原因是 A．氮气有还原性 B．氮原子的半径较小 C．氮气是双原子分子 D．氮氮三键断裂需要吸收很高的能量 【变式1-3】下列说法中，不正确的是 A．工业合成氨属于人工固氮 B．氮循环中，氮气只发生氧化反应 C．二氧化氮分散在大气中会污染环境 D．汽车尾气中的氮氧化物由氮气与氧气反应得到 题型02 氮的氧化物性质比较 1.氮的氧化物的种类 氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如 、NO、 、NO2(或N2O4)、 ，其中属于酸性氧化物的是 、 ，分别是硝酸、亚硝酸（ ）的 。 2.NO和NO2的物理性质、化学性质和制法对比 　 NO NO2 物理性质 色态味 密度 熔沸点 溶解性 化学性质 毒性 与水 与碱 氧化性 还原性 与O2混合，通入水中 制法 实验室制取 收集方法 【特别提醒】①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于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。 3.实验探究一氧化氮、二氧化氮的相互转化——【实验5-5】二氧化氮被水吸收的实验（必修第二册，P13） 实验装置 实验原理 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2 或 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 实验用品 二氧化氮、氧气、水；试管、水槽。 实验步骤 图5-10所示， 操作一：在一支50mL的注射器里充入20mLN0，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察现象。 操作二：打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。 操作三：振荡注射器，观察现象。 实验现象 ①一氧化氮为无色气体，注射器内无明显现象 ②注射器中气体由无色变为 色，注射器活塞向 移动 ③注射器中气体由红棕色变为 色，注射器活塞继续向 移动 实验结论 ① 。 ② 。 ③ 。 实验说明 ①以上过程实际是水吸收 NO2制硝酸的原理。 ②NO2的污染可用NaOH溶液处理： 。 ③NO的污染可用NaOH溶液处理（NO不能单独被NaOH溶液吸收）： 。 【典例2】（23-24高一下·天津滨海新·期末）下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．化学性质稳定，可用作冶炼镁时的保护气 B．与水反应生成硝酸，故是硝酸的酸酐 C．NO常温下为无色气体，在空气中不能稳定存在 D．浓与炽热的碳反应，体现了硝酸的酸性和氧化性 【变式2-1】（24-25高一下·天津南开·期中）下列说法正确的是 A．NaHSO4水溶液显中性 B．用澄清石灰水鉴别CO2和SO2 C．NO2溶于水时发生氧化还原反应 D．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 【变式2-2】（24-25高一下·天津红桥·期中）依据氨气能够形成喷泉的原理，如果在烧瓶中充满指定气体，胶头滴管吸入指定液体，以下各组物质不能形成喷泉现象的是 A．和溶液 B．与水 C．和水 D．与水 【变式2-3】下列实验装置能达到实验目的的是 A．制备氨气 B．防止倒吸 C．收集NO气体 D．除去NO中的NO2 题型03 氮的氧化物有关计算 氮的氧化物溶于水的几种情况分析 （1）NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O==2HNO3+NO，利用气体体积变化差进行计算。 （2）NO2与O2的混合气体溶于水，由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2，得： 4NO2+O2+2H2O==4HNO3，可知 V(NO2):V(O2) （3）NO和O2同时通入水中时，其反应是2NO+O2==2NO2 ①，3NO2+H2O==2HNO3+NO ②，将①×3+②×2得总反应式为：4NO+3O2+2H2O==4HNO3，可知 V(NO):V(O2) （4）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按情况（1）求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按情况（3）进行计算。 【典例3】（24-25高一下·天津·阶段练习）自然界中氮的循环对生命活动有重要意义。在不同催化剂下，能够还原氮氧化物实现氮污染的治理。硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物将烟气与的混合气体通入与的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示：下列说法正确的是 A．过程Ⅰ发生反应的离子方程式： B．若该过程中，每转移4mol电子消耗1mol氮氧化物则x为1.5 C．当x=2时，反应Ⅱ中还原产物与氧化产物物质的量之比为8：1 D．当无害化处理标况下8.96LNO时，使用等量的可以无害化处理0.2mol(不考虑NO2和的转化) 【变式3-1】（23-24高一下·天津·阶段练习）常温下，由四种气体组成的混合物，在催化剂的作用下，加热充分反应后，恢复至常温，仅剩一种无色无味无毒的气体。则混合气体中各气体的体积之比可能为 A． B． C． D． 【变式3-2】（22-23高一下·天津和平·阶段练习）在相同温度和压强下，向两支不同体积的试管中分别通入18mLNO2和一定体积NO的混合气体，并将试管倒立于盛有水的水槽中，待试管内液面不变后再分别通入12mLO2充分反应后，均剩余3mL气体，则原NO体积可能为 ①13mL     ②9mL    ③8mL    ④6mL     ⑤4mL A．①④ B．①⑤ C．③④ D．②⑤ 【变式3-3】（23-24高一上·全国·课后作业）有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是 A．1∶1∶2 B．4∶3∶2 C．4∶16∶13 D．4∶3∶4 题型04 硝酸的性质和应用 一、硝酸的物理性质 硝酸是 色， 挥发，具有 气味的液体， 溶于水。浓硝酸常因为溶解有 而呈黄色。质量分数为 的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为 硝酸。 二、硝酸的化学性质 1.硝酸具有酸的通性 ①与金属反应：一般不生成 。 ②与碱性氧化物反应：如CuO、Na2O、Fe2O3等生成盐和水。 ③与碱反应：Cu(OH)2、NaOH等生成盐和水。 ④与盐反应：NaHCO3、Na2CO3等。 ⑤与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊 后 。 2.不稳定性 浓硝酸 或 易分解，化学方程式为 。 长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的 溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在 试剂瓶中，并放置在 处。 3.强氧化性 硝酸的强氧化性 由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越 ，氧化性越 。 1）硝酸的强氧化性规律：①硝酸越 ，温度越 ，其氧化性越 。 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 2）硝酸强氧化性的表现 ①浓硝酸能使紫色石蕊试液 ，后 。 ②与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属元素被氧化成酸性氧化物或高价含氧酸。如： 。 。 。 ③金属与HNO3反应一般不生成 ，浓HNO3一般被还原为 ，稀HNO3一般被还原为 ，极稀HNO3可被还原成 ，生成 等，如Cu和浓、稀硝酸的反应： ④钝化：常温时，冷的 、 可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装 。当 时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 ⑤硝酸与铁反应时，产物符合以下规律 ⑥与还原性化合物反应： 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 。 4.王水的氧化性 王水又称“王酸”，是一种腐蚀性非常强、冒黄色雾的液体，‌王水的氧化性非常强，主要体现在其能够溶解一些不活泼的金属如金和铂。‌王水是由浓硝酸和浓盐酸按1：3的体积比混合而成的强酸混合物，具有极强的 性和 性。王水的氧化能力比单独的浓硝酸更强，这是因为王水中存在一系列强氧化剂，如氯分子和氯化亚硝酰（ ），这些物质能够使金和铂等惰性金属失去电子而被氧化。 （1）王水溶解金属的原理 王水能够溶解金和铂等不活泼金属的主要原因是其成分中的氯化亚硝酰（NOCl）等具有比浓硝酸更强的氧化能力。此外，高浓度的氯离子与其金属离子可以形成稳定的络离子，如[AuCl4]-或[PtCl6]2-，从而有利于反应向金属溶解的方向进行。反应方程式为： （2）王水的其他化学性质 王水还具有极强的酸性和腐蚀性，可以用于清洗和腐蚀各种材料，包括金属、 和 等。它极易变质，有氯气的气味，因此必须现配现用。王水的制备需要严格的安全措施，因为它对人体和环境都有很大的危害。 三、硝酸的用途及制法 1.硝酸的用途 （1）在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等； （2）在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 2.硝酸的工业制法 （1）制硝酸的工艺流程： （2）写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应： ① ，N2发生 反应。 ② ，NH3发生 反应。 ③ ，NO发生 反应。 ④ ，NO2既发生 反应，又发生 反应。 3.硝酸的实验室制法 反应方程式为： 。 【典例4】（2022高一上·天津南开·学业考试）下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是 A．打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性 B．用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性 C．稀硝酸使紫色石蕊试液变红——酸性 D．稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性 【变式4-1】（25-26高一上·天津·期中）常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．含有大量的溶液中：、、、 B．能使石蕊试液变红的透明溶液中：、、、 C．含有大量的溶液中：、、、 D．能使酚酞试液变红的溶液中：、、、 【变式4-2】（25-26高三上·天津河西·期中）下列方程式与相关事实不相符的是 A．将通入水中： B．用盐酸除去铁锈： C．用三氯化铁溶液刻蚀覆铜电路板： D．过量铁粉加入稀硝酸中： 【变式4-3】下列说法正确的是 A．HNO3是挥发性一元酸 B．Al2O3是金属氧化物、也是碱性氧化物 C．氧气和臭氧的相互转化是物理变化 D．利用过滤法可把Fe(OH)3胶体从FeCl3溶液中分离出来  题型05 氨的结构和性质 1．氨的分子结构 分子式 电子式 结构式 空间构型 分子极性 NH3 2．物理性质 （1）氨是一种 色、有 气味的气体，密度比空气的小。氨在加压下容易液化，液化时 。液氨汽化时 ，使周围温度 ，因此工业上可作 。 （2）氨是一种 溶于水的气体，常温常压下，1体积水大约可溶解 体积的氨气。 3．氨的化学性质 （1）氨与水的反应 氨的水溶液俗称氨水，显 性，反应的方程式为 。 a.氨溶于水得氨水，氨水是 物，溶液中存在的微粒有三种分子： ；三种离子： 。 b.NH3·H2O为可溶性 碱，具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊试液变 ，故常用湿润的 色石蕊试纸检验NH3的存在。 c.NH3·H2O不稳定，易分解： 。 【特别提醒】①NH3是中学化学中唯一的 气体，能使湿润的 色石蕊试纸变 ，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，NH3·H2O属于 碱，计算氨水的浓度时，溶质按 进行计算。 （2）氨与酸的反应 两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒，靠近时，产生 ，反应方程式为： （ 烟）或 （ 烟）。 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 【特别提醒】氨与酸反应的实质是NH3与H+（质子)结合形成NH4+。氨几乎能与所有的酸（难溶性酸除外，如H2Si03等）反应生成盐，所以氨不能用浓H2S04干燥。 （3）与盐溶液的反应，一般生成难溶的碱， ①氯化铁溶液与氨水反应的离子方程式： ②AlCl3与过量氨水反应的离子方程式： 。 【特别提醒】与Cu2+、Zn2+、 Ag+反应先生成沉淀 、 、 ，继续加入NH3·H2O或通入NH3，沉淀溶解，分别生成 、 、 。 （4）氨的还原性 ①氨的催化氧化，反应化学方程式： ，NH3在反应中作 。 应用：工业上制取 。 【特别提醒】N0很容易与O2化合，为什么氨的催化氧化反应的产物是NO而不是NO2呢？这是因为NO在常温下易与O2化合，而加热时N02不稳定，易分解为N0和O2,150℃时几乎分解完全，所以氨被O2氧化生成N0。待冷却后N0与O2反应转化为NO2。 ②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，反应的化学方程式为 (用于实验室制少量 )。 ③在纯氧中燃烧： 。 ④与氯气反应： 或 (用于检验 管道泄漏)。 4.氨的用途 ①氨是 工业，有机合成工业，制造 、铵盐和 的原料。 ②NH3易液化，当液态NH3汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨常用作 。 【典例5】（24-25高一下·天津·期末）下列装置能达到实验目的的是 A．制取 B．干燥 C．收集 D．的防倒吸 A．A B．B C．C D．D 【变式5-1】（23-24高一下·天津滨海新·期末）下列关于氨气、氨水和铵盐的叙述正确的是 A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 B．实验室常用向上排空气法收集氨气 C．氨水中只含有NH3和H2O两种分子 D．铵盐较稳定，不怕风吹雨打日晒，可露天贮存 【变式5-2】（24-25高一下·天津·期中）下列关于氮及其化合物的说法中错误的是 A．通常情况下性质很稳定，可以在电焊时作保护气 B．能使酚酞溶液变红，证明是碱 C．反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一 D．反应证明铵盐受热易分解 【变式5-3】（25-26高三上·天津河北·期中）下列对相关实验说法正确的是 A．证明氨气易溶于水 B．制备胶体 C．制取晶体 D．制备干燥的氨气 A．A B．B C．C D．D  题型06 铵盐的性质和检验 铵盐的性质与铵盐(NH)的检验 1．铵盐及物理性质 （1）铵盐的概念： 与 形成的化合物，农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐。 【特别提醒】氨肥包括铵态氨肥（如硫酸铵、氯化铵等）、硝态氮肥（如KNO3等)、尿素[CO(NH2)2]以及氨水等。铵态氨肥应避免与碱性肥料（如草木灰，主要成分是K2C03)混合施用，否则会使肥效降低。 （2）物理性质：绝大多数铵盐是 色或 色晶体，都 于水。 2．铵盐的化学性质 （1）不稳定性 a．NH4Cl受热分解： （用于除去或分离 ）。 b．NH4HCO3或(NH4)2CO3受热分解： ； c.硝酸铵的分解有四种情况： ①110℃时分解：NH4NO3＝HNO3＋NH3↑ ②185℃～200℃分解：NH4NO3＝N2O↑＋2H2O ③230℃以上，同时有弱光：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O ④在400℃以上时，剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3=3N2↑+2NO2↑+8H2O 注：一般情况下写为 d.硫酸铵分解两种情况 ①硫酸铵在280℃就开始分解,分解放出氨气而生成硫酸氢铵（酸式硫酸铵）： ； ②513℃时则硫酸铵完全分解,分解放出氨气、氮气、二氧化硫及水： （2）和碱反应 ①在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。 ②加热时或浓溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O。 ③实验室用NH4Cl和Ca(OH)2反应制取氨气，化学方程式： 。 3．铵盐(NH)的检验 向铵盐溶液中加入 溶液，加热，产生 气体，用 的 石蕊试纸检验，试纸变 。 【典例6】（2023·天津武清·二模）下列离子方程式书写正确的是 A．溶液与过量浓氨水反应： B．用高锰酸钾标准溶液滴定草酸： C．用惰性电极电解饱和食盐水： D．向溶液中加过量NaOH溶液并加热： 【变式6-1】（25-26高三上·天津·月考）下列关于氨的说法不正确的 A．易液化、易溶于水均与氢键的形成有关 B．当图中烧瓶中溶液红色不变时，达平衡 C．将图中盛有和HCl的集气瓶位置互换，更有利于二者的反应 D．检验溶液中的离子的方法是加热，产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝 【变式6-2】（25-26高二上·天津南开·期中）化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是 A．用热的纯碱溶液去除油污 B．用与水反应制备 C．用冰箱储存食物以减缓其腐败的速率 D．用草木灰与铵态氮肥混合施用补充钾肥和氮肥 【变式6-3】（23-24高一下·天津·期中）只用一种试剂，将、、三种物质的溶液区分开，这种试剂是 A．NaOH溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液  题型07 含氮物质的转化 1.氮气及其化合物的价类二维图 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。 1）横向转化为 变化，发生 ，如 (1)氨气转化为铵盐： (2)硝酸转化为硝酸盐： 2）纵向转化为 变化，发生 ，如 (1)NH3转化为N2： (2)NH3转化为NO： 3)歧化——同一物质中 在同一反应中既升高又降低。 如： 4)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只 ，不 。 如： 2.构建氮气及其化合物转化网络 (1)知识网络构建 (2)重要反应方程式必练 ①N2和H2的反应： ； ②把NH3通入水中： ； ③实验室利用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体混合加热制备NH3： ； ④NH3的催化氧化： ； ⑤NH4HCO3溶液中加入过量稀NaOH溶液： ； ⑥NO2溶于水： ； ⑦NO2被烧碱溶液吸收生成两种钠盐： ； ⑧物质的量之比为1∶1的NO和NO2混合气体恰好被烧碱溶液吸收生成一种钠盐： ； ⑨Cu和稀HNO3的反应： ； ⑩Cu和浓HNO3的反应： ； ⑪Fe和过量稀HNO3的反应： ； ⑫C和浓HNO3的反应： ； ⑬浓硝酸见光分解： 。 3．氮在自然界中的循环 【典例7】（24-25高一下·天津·期中）据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是 A．X是 B．工业上以空气、水为原料生产硝酸 C．由，从原理上看，可与反应生成 D．溶液中有时，加强碱溶液并加热后会产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体 【变式7-1】（23-24高一下·天津·阶段练习）查资料知：一般情况下，不同浓度的硝酸与金属反应，硝酸的浓度越小，还原产物中低价态的成分所占比例越多。下图表示铁与不同浓度硝酸反应时的主要还原产物(、、、NO、)及含量，下列说法错误的是 A．a、b曲线代表的还原产物分别为和 B．浓硝酸与足量的铁粉完全反应，生成NO和的物质的量之比为1∶1 C．56g铁粉与足量稀硝酸完全反应，此反应过程中表现酸性的的总质量大于189g D．P点时，生成NO与物质a转移电子的物质的量之比为3∶8 【变式7-2】（25-26高二上·天津·开学考试）硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示： 下列说法中正确的是 A．反应①②③都属于氮的固定 B．反应④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 C．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成 D．反应②的方程式： 【变式7-3】下列物质在一定条件下的转化关系如图所示。E、G、Q、R均为气体，其中R为红棕色。下列说法正确的是 A．E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高 B．E的水溶液能导电，所以E是电解质 C．Q和E可用排水法收集 D．铜与不同浓度的T溶液反应均可生成Q / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $