第二节 氮及其化合物（举一反三专项训练，北京专用）【上好课】化学人教版必修第二册

第二节　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 氨的结构和性质 题型05 喷泉实验原理  题型06 氨的实验室制法 题型07 铵盐的结构和检验 题型08 硝酸的性质和应用 题型09 硝酸与金属反应的相关计算 题型10 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：_______________________________； ②氢气：______________________________； ③氧气：______________________________ (闪电、汽车引擎中发生的反应)。 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】(2026·北京西城高一期末)下列过程属于人工固氮的是( ) A．氮气和氢气反应合成氨 B．打雷闪电时氮气转化为含氮化合物 C．分离液态空气获得氮气 D．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨 【变式1-1】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】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】下列反应起到氮的固定作用的是( ) A．NO与O2反应生成NO2 B．N2与H2在一定条件下反应生成NH3 C．NH3经催化氧化生成NO D．由NH3制碳铵和硫铵 题型02 氮的氧化物性质比较 1．不同价态氮的氧化物 氧化物 _______ _______ N2O3 NO2 N2O4 ______ 对应氮的化合价 ＋1 ＋2 ______ ______ ______ ＋5 2．NO和NO2 物质 NO NO2 物理性质 颜色 ______色 ______色 毒性 有毒 有毒 溶解性 ______于水 ______于水 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 对人体或环境的影响 ①与血红蛋白结合使人中毒 ②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 【易错警示】 (1)因为水溶液中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。 (2)NO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。 (3)验证某无色气体是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。 【典例2】(2026·北京第二中学高三开学考试)室温下，将充满NO2的试管倒立在水中，实验现象如下图。下列分析不正确的是( ) A．NO2易溶于水，不能用排水法收集 B．试管中剩余的无色气体可能是N2O4 C．取试管中的溶液，滴加紫色石蕊溶液，溶液显红色，是因为NO2与H2O反应生成了酸 D．向试管中再缓缓通入一定量的O2，试管中的液面上升 【变式2-1】下列对NO和NO2的描述正确的是(　　) A．NO2与水的反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂 B．NO是无色气体，可用向上排空气法收集 C．NO2可由N2和O2直接化合得到 D．从元素化合价角度看，NO只有还原性 【变式2-2】下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【变式2-3】(2025·北京延庆高一月考)近年来在中国汽车的销量大幅增长的同时也带来了严重的空气污染。汽车尾气处理装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是( ) A．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 B．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物 C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D．催化转化总反应为2NO + O2 + 4CO4CO2 + N2 题型03 氮的氧化物有关计算 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．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＋2H2O===4HNO3情况处理。 【易错警示】 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 【典例3】将盛8mL一氧化氮和18mL二氧化氮混合气体的烧瓶倒置于水中，通入一定量的氧气，完全反应后，剩余气体体积为2mL，且该气体不支持燃烧，则充入的氧气的体积为( ) A．6mL B．9mL C．10mL D．12mL 【变式3-1】室温下，将充满红棕色NO2的试管倒立在水中，12s时试管中只剩余无色气体，实验现象如图所示。下列分析正确的是( ) A．NO2易溶于水，12s时试管中液体为红棕色 B．试管中剩余的无色气体是NO，占试管体积的 C．向试管中通入一定量的O2，最终试管中的气体占试管体积的 D．取试管中的溶液，向其中加入少量CuO粉末，溶液显蓝色 【变式3-2】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 【变式3-3】(2026•浙江江山中学高一质检)在标准状况下，将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为(　　) A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1 题型04 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________。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：_______________________________。 (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：NH3＋HCl=== __________ (________烟)或NH3+HNO3= __________ (________烟)。 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 (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== ___________________ ②AlCl3与过量氨水反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=== __________________。 (4)氨的还原性 ①氨的催化氧化，反应化学方程式：4NH3＋5O2_______________，NH3在反应中作_____________。 应用：工业上制取________。 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＋3CuO_______________ (用于实验室制少量________)。 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________。 【易错警示】 (1)NH3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。 (3)氨水与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+。 【典例4】(2026·北京首都师大附中高三开学考试)用浓氨水可检验氯气管道是否泄漏：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。若氯气管道泄漏，会出现白烟。下列说法不正确的是( ) A．氧化剂和还原剂物质的量之比为3：8 B．NH4Cl固体属于离子晶体 C．检测时NH3表现出挥发性和还原性 D．用同样的方法也可以检测HCl气体是否泄漏 【变式4-1】(2026·北京第六十六中学高一月考)对NH3有关性质的描述，错误的是( ) A．NH3极易溶于水 B．氨的催化氧化体现了NH3的还原性 C．氨的水溶液呈弱碱性，能使酚酞溶液变红 D．图中浓盐酸换成浓硫酸时现象也相同 【变式4-2】(2026·北京一七一中学高三模拟)合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，下列说法不正确的是( ) A．反应Ⅰ属于人工固氮反应 B．反应Ⅱ的方程式为：4NH3＋7O24NO2＋6H2O C．反应Ⅲ的现象为无色气体变红棕色 D．反应Ⅳ的方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，其中氧化剂与还原剂的质量比为1：2 【变式4-3】(2026·北京十一学校高一期末)硝酸是重要的化工原料。下图为制硝酸的流程示意图。下列说法正确的是( ) A．流程中，N2、NH3和作反应物时，均作还原剂 B．氧化炉中发生反应的方程式为4NH3＋3O22N2＋6H2O C．调节通入空气的比例，理论上可以将氧化炉中的含氮物质完全转化为HNO3 D．可选用铜作为盛装液氨和浓硝酸的罐体材料 题型05 喷泉实验原理 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液体。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2＋O2(4∶1) NO＋O2(4∶3) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 3.喷泉实验的常见装置 说明：装置①引发喷泉的方法是打开弹簧夹并挤压胶头滴管；装置②引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。 4.喷泉实验的有关计算 ①实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。 标况下若烧瓶体积为V L，则有V(aq)＝V L，nB＝，cB＝＝＝ mol·L－1。 ②若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如标准状况下，总体积为V L的NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则有V(aq)＝V L，nB＝×，cB＝＝ mol·L－1。 【方法技巧】 喷泉实验的原理在于使容器内外产生较大压强差，方法有： (1)减小内压法：如图Ⅰ所示。 烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→烧杯中液体迅速进入烧瓶形成喷泉。 (2)增大外压法：如图Ⅱ所示。 锥形瓶内液体挥发或发生化学反应产生气体→锥形瓶内压强增大→锥形瓶内液体迅速进入烧瓶形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。 【典例5】(2026·北京东城高一期末)利用图1装置进行喷泉实验。实验过程中先挤压胶头滴管，后打开止水夹a，实验结束后，有少量气体剩余。气体压强随时间的变化如图2所示。 已知：常温常压下，1体积水能溶解700体积氨气。 下列说法不正确的是( ) A．挤压胶头滴管和打开止水夹a的时间分别在5s和15s B．DE段压强逐渐增大的原因是烧杯中的水持续地进入烧瓶中 C．EF段压强保持不变，说明此时氨气在水中的溶解达到饱和状态 D．推测AB段的压强变化趋势是由氨气能快速且大量地溶于水导致的 【变式5-1】(2025·北京东城高三期末)研究氨的喷泉实验。(1)用向下排空气法收集一烧瓶氨；(2)如图所示，打开弹簧夹，将滴管中的水挤入烧瓶，烧杯中的水沿导管进入烧瓶形成喷泉，最终液体占烧瓶体积的4/5。下列说法正确的是( ) A．把湿润的蓝色石蕊试纸放在烧瓶口可检验NH3是否集满 B．烧杯中的水进入烧瓶，说明NH3与H2O发生了反应 C．烧瓶内有气体剩余，是因为NH3的溶解已达到饱和 D．所得溶液中：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH- 【变式5-2】 (2026·北京顺义高一期末)用圆底烧瓶收集后进行如图所示的喷泉实验，下列分析不正确的是( ) A．圆底烧瓶内形成“喷泉”，说明NH3易溶于水且溶解速率大 B．圆底烧瓶中的溶液呈红色，说明氨水呈碱性 C．喷泉停止后，圆底烧瓶的溶液中含氮微粒有NH3、NH3·H2O和NH4+ D．将实验中的NH3替换为，也可形成喷泉 【变式5-3】 (2026·北京朝阳高一期中)如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是( ) A．在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨 B．在实验室中，可用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢 C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉 D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化铵固体 题型06 氨的实验室制法 1．原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2 ____________________________。 2．装置 (1)发生装置：固体＋固体气体，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同。 (2)净化装置：通常用________干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。 3．收集方法：向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。 4．验满方法 (1)方法一：用镊子夹住一片________________试纸放在试管口，若试纸变________，说明已经收集满。 (2)方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有________生成，说明已经收集满。 3．尾气处理：多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或 稀硫酸 浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸 ，常采用的装置如图所示： 【归纳总结】 实验室快速制氨气的方法 (1)加热浓氨水法：NH3·H2O不稳定，受热易分解生成NH3：NH3·H2ONH3↑＋H2O，故可直接加热浓氨水制备NH3。 (2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法：固体NaOH溶于水放出大量的热，会促使氨水分解，而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2，同时反应放热，也会促使氨水分解，故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。 【典例6】(2026·北京大学附中高一期中)用下图装置(夹持装置已略去)进行NH3制备及性质实验。下列说法不正确的是( ) A．甲中制备NH3利用了NH3•H2O的分解反应 B．乙中的集气瓶内a导管短、b导管长 C．丙装置能防止倒吸 D．向收集好的NH3中通入少量Cl2，可能观察到白烟 【变式6-1】 (2026·北京第五十五中学高一期中)实验室用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气，选用的发生装置是( ) A．B． C． D． 【变式6-2】如图是实验室制取氨气的装置图，下列说法正确的是( ) A．实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2=CaCl2＋2NH3↑＋2H2O B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的大 C．装置中棉花的作用是防止氨与试管内的空气对流 D．可以用碱石灰吸收多余的尾气 【变式6-3】NH3是氮的重要化合物，下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是( ) A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 题型07 铵盐的结构和检验 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。 (2)物理性质：绝大多数铵盐是________色或________色晶体，都________于水。 2．铵盐的不稳定性 NH4Cl、NH4HCO3受热分解：NH4Cl ______________、 NH4HCO3 ______________________ 3．与碱的反应 (1)固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为：NH4Cl＋NaOH _______________________ (2)稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热)：NH4+＋OH－ ______________ (3)稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热)：NH4+＋OH－=== ______________ 4．铵盐与碱反应的应用 (1)检验NH4+：待测液中加NaOH溶液并加热，用湿润的________________试纸放置于试管口，若试纸变______，说明溶液中含NH4+。 (2)实验室制备NH3。 【拓展视野】 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 【典例7】(2026·北京十一学校高一期末)某同学进行如下实验： 实验步骤 实验现象 Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色()→黄色→红色()；试管中部有白色固体附着 Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色() 下列说法不正确的是( ) A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应 B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快 C．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3 D．根据Ⅱ中现象，推测Ⅰ中试纸变成红色可能是由于NH4Cl溶于水造成的 【变式7-1】(2026·北京首都师大附中高一期中)下列反应中，NH4+体现还原性的是( ) A．NH4HCO3加热分解有NH3生成 B．NH4Cl和NaNO2的混合溶液加热有N2生成 C．Mg(OH)2固体在NH4Cl溶液中溶解生成NH3 D．(NH4)2SO4溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀 【变式7-2】下列有关氨和铵盐的叙述正确的是( ) A．NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去 B．NH3易液化，液化时要吸收周围大量热，液氨常用作制冷剂 C．检验NH时，试样中加入NaOH溶液微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体 D．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性 【变式7-3】下列离子方程式正确的是( ) A．硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：NH4++OH－NH3↑+H2O B．氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液，加热：NH4++OH－NH3·H2O C．氨水与盐酸反应：NH3·H2O+H+NH4++H2O D．氨水中通入过量二氧化碳：2NH3·H2O+CO22NH4++CO32－+H2O 题型08 硝酸的性质和应用 1．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。 2．化学性质 (1)酸性：属于强酸，具有酸的通性 如CaCO3与HNO3反应的化学方程式为： CaCO3＋2HNO3(稀)=== ________________________ (2)不稳定性：4HNO3________________________ (3)强氧化性 ①硝酸与金属的反应 除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 Cu＋4HNO3(浓)=== ________________________ 3Cu＋8HNO3(稀)=== ________________________ ②硝酸与非金属的反应 C＋4HNO3(浓) ________________________ (4)王水 浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为________)叫做王水 ，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 注意：常温下浓硝酸、浓硫酸能使Fe、Al发生________ (化学变化，在金属表面上生成一层致密氧化膜)。 3．工业制硝酸的反应原理 (1)制备流程 (2)反应原理 N2＋3H22NH3 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【易错警示】 (1)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。 (2)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。 (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。 (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。 【典例8】(2026·北京东城一模)用如图装置探究铜与硝酸的反应，实验记录如下表，下列说法不正确的是( ) 装置 步骤 操作 现象 打开止水夹，挤压胶头，使浓硝酸滴入试管 产生红棕色气体，溶液变为绿色 一段时间后，关闭止水夹，推动注射器活塞使部分水进入试管 注射器内剩余的水被“吸入”试管；铜表面产生无色气泡，溶液变蓝，试管内气体逐渐变为无色 一段时间后，打开止水夹，拉动注射器活塞吸取少量无色气体；拔下注射器，再拉动活塞吸入少量空气 注射器中无色气体变红棕色 A．中反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O B．中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O反应导致压强减小 C．中的实验现象能证明中与硝酸反应生成了 D．待中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生 【变式8-1】(2026·北京房山高一期末)将过量铁粉、铜粉分别和2mL0.5mol·L-1HNO3混合，记录部分实验现象如下： 序号 金属 现象、操作 ① 铁粉 产生无色气体，经检验为H2；向溶液加入过量NaOH，立即产生沉淀。过滤，煮沸滤液，蒸汽使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 ② 铜粉 溶液变蓝，经检验无H2产生。 下列分析正确的是( ) A．实验①中生成的还原产物只有H2 B．实验①中生成的沉淀颜色为红褐色 C．实验②未生成H2，因此溶液pH无变化 D．根据实验现象推断，该浓度的硝酸中NO3-的氧化性强于H+ 【变式8-2】 (2026·北京朝阳高三期末)稀硝酸与铜作用的装置如下。下列分析不正确的是( ) A．a中将铜丝卷成螺旋状可增大反应速率 B．a中铜丝表面产生气泡、溶液变为蓝色，体现了硝酸的氧化性和酸性 C．b中气体变为红棕色，所含氮氧化物最多有两种 D．c中可能发生：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 【变式8-3】 (2026·北京西城高三期末)将铁钉放入浓硝酸中，生成少量气体后反应停止，得到黄色溶液a．设计实验探究溶液a显黄色的原因。 实验1：取少量溶液a，滴入几滴KSCN溶液，溶液变红，振荡后红色逐渐褪去，产生红棕色气体。另取少量溶液a，滴入NaOH溶液，产生红褐色沉淀。 实验2：取一定量Fe(NO3)3固体溶于水中，溶液为黄色，加硝酸酸化，溶液变为无色。 实验3：按如图装置进行实验。 序号 实验装置 X 实验现象 ① 浓硝酸 无色溶液变为黄色 ② 稀HNO3酸化的0.1mol·L-1Fe(NO3)3溶液 无色溶液变为黄色 ③ 稀HNO3酸化的 0.3mol·L-1NaNO3溶液 无色溶液未变黄色 下列分析不正确的是( ) A．实验1说明溶液a中有Fe3+ B．实验1中产生红棕色气体说明SCN-被浓硝酸氧化为NO2 C．实验2说明Fe3+本身的颜色不是造成溶液a显黄色的原因 D．综合以上实验，溶液a显黄色可能与NO2遇浓硝酸、Fe3+有关 题型09 硝酸与金属反应的相关计算 (1)原子守恒法 反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和M(NO3)x，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋xn[M(NO3)x]＋n剩(HNO3)。 (2)得失电子守恒法(以Cu和少量浓硝酸反应为例) 反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－→Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－―→NO2、NO＋3e－―→NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又生成了硝酸，所以相当于铜失的电子最终由氧气得到，则有n(Cu)＝2n(O2)。 (3)溶液中电荷守恒 若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NO)＝n剩余(HNO3)＋xn[M(NO3)x]＝n总(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 (4)离子方程式计算法 金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时， 如铜与硝酸、硫酸的混合溶液反应，依据离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O确定反应比例，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 【归纳总结】 【典例9】(2026·北京师大二附中高一月考)mg铜被一定量浓硝酸恰好完全溶解，得到硝酸铜溶液，产生标准状况下和的混合气体(假设气体完全逸出)，这些气体与标准状况下1.12LO2混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入溶液至Cu2+恰好完全沉淀。相关数据正确的是( ) A． B． C． D． 【变式9-1】(2026·北京师大附中高一期末)在标准状况下将3.20g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，共收集到含NO2和的混合气体896mL(标准状况)，则混合气体中NO的体积为( ) A．672mL B．448mL C．336mL D．224Ml 【变式9-2】在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol·L-1和0.1mol·L-1，向该溶液中加入1.92g铜粉，待充分反应后，所得溶液中Cu2+物质的量浓度(mol·L-1)为(溶液体积变化忽略不计) ( ) A．0.3 B．0.225 C．0.6 D．0.45 【变式9-3】取Cu和CuO的混合物共为amol，向其中加入VmL2.0mol•L﹣1稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48LNO(标准状况)。向所得溶液中加入400mL2.5mol•L﹣1NaOH溶液，恰好使Cu2+沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得到32.0g固体。下列分析判断错误的是( ) A．a=0.4 B．V=600 C．amol混合物中m(Cu)：m(CuO)=5：12 D．反应中转移的电子数目为0.6NA 题型10 含氮物质的转化 1．氮气及其化合物的价类二维图 2．构建氮气及其化合物转化网络 【易错警示】【归纳总结】 1．硝酸与铜的反应： 在反应中硝酸的作用可用如图表示： 2．稀硝酸与铁的反应： 反应物的量与生成物的关系如图所示： 【典例10】(2026·北京中国人大附中高三模拟)水体中的局部氮循环如下图所示，其中含氮物质转化方向与水深有关。 下列说法不正确的是( ) A．该循环中，氮的固定过程为还原反应 B．除催化所使用的酶外，反硝化过程可能还需要其他有机物的参与 C．不同水深含氮物质转化方向不同，可能与溶氧量有关 D．仅考虑该循环，底层水的值可能小于表层水的值 【变式10-1】(2026·北京中国人大附中高一期末)自然界中氮循环如下图所示，其中土壤中的NH4+在硝化细菌的作用下转化为NO2-后，土壤中的O2进一步将NO2-氧化为NO3-；在氧气较少的环境下，NO3-又可以在反硝化细菌的作用下与NH4+反应，使氮以N2形式放出。下列说法不正确的是( ) A．在反硝化过程中，土壤升高 B．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 C．在硝化细菌作用下氮元素均发生氧化反应 D．汽车尾气排放的氮氧化物由游离态氮转化来的 【变式10-2】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N2O5 B．工业上以NH3空气、水为原料生产硝酸 C．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应生成N2 D．溶液中有NH4+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10-3】(2026·北京第三十五中学高一期中)利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中的和NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如下图所示，下列说法正确的是( ) A．只是N2 B．上述历程的总反应为：2NH3+NO＋NO22N2＋3H2O C．NH3作为氧化剂 D．NH3、NH4+、H2O中的质子数、电子数均相同 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节　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 氨的结构和性质 题型05 喷泉实验原理  题型06 氨的实验室制法 题型07 铵盐的结构和检验 题型08 硝酸的性质和应用 题型09 硝酸与金属反应的相关计算 题型10 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； ②氢气：N2＋3H22NH3； ③氧气：N2＋O22NO(闪电、汽车引擎中发生的反应)。 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】(2026·北京西城高一期末)下列过程属于人工固氮的是( ) A．氮气和氢气反应合成氨 B．打雷闪电时氮气转化为含氮化合物 C．分离液态空气获得氮气 D．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨 【答案】A 【解析】A项，氮气和氢气反应合成氨属于工业合成氨，是人工固氮，A符合题意；B项，打雷闪电时氮气转化为含氮化合物是自然固氮，B不符合题意；C项，分离液态空气获得氮气是物理分离，未生成含氮化合物，C不符合题意；D项，豆科植物的根瘤菌固氮属于生物固氮，D不符合题意；故选A。 【变式1-1】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 【解析】A项，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项，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项，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项，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】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 【解析】A项，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项，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项，双原子分子结构并非氮气特有的性质(如F2也是双原子分子但非常活泼)，C不符合题意；D项，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；故选D。 【变式1-3】下列反应起到氮的固定作用的是( ) A．NO与O2反应生成NO2 B．N2与H2在一定条件下反应生成NH3 C．NH3经催化氧化生成NO D．由NH3制碳铵和硫铵 【答案】B 【解析】氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素的过程，即将氮气转化为含氮化合物。A项，NO与O2反应生成NO2是含氮化合物之间的转化，不属于氮的固定，A错误；B项，N2与H2在一定条件下反应生成NH3的过程，是将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素的过程，属于氮的固定，B正确；C项，氨的催化氧化是含氮化合物之间的转化，不属于氮的固定，C错误；D项，由氨气制碳铵和硫铵是含氮化合物之间的转化，不属于氮的固定，D错误；故选B。 题型02 氮的氧化物性质比较 1．不同价态氮的氧化物 氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 对应氮的化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋4 ＋5 2．NO和NO2 物质 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 能溶于水 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 对人体或环境的影响 ①与血红蛋白结合使人中毒 ②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 【易错警示】 (1)因为水溶液中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。 (2)NO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。 (3)验证某无色气体是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。 【典例2】(2026·北京第二中学高三开学考试)室温下，将充满NO2的试管倒立在水中，实验现象如下图。下列分析不正确的是( ) A．NO2易溶于水，不能用排水法收集 B．试管中剩余的无色气体可能是N2O4 C．取试管中的溶液，滴加紫色石蕊溶液，溶液显红色，是因为NO2与H2O反应生成了酸 D．向试管中再缓缓通入一定量的O2，试管中的液面上升 【答案】B 【解析】A项，NO2与水可发生反应(3NO2+H2O=2HNO3+NO↑)，会被水吸收，因此不能用排水法收集，A正确；B项，NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO↑，生成的NO为无色气体且难溶于水，故剩余无色气体应为NO，而非N2O4，B错误；C项，NO2与水反应生成HNO3，HNO3为强酸，溶液显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，C正确；D项，试管中剩余气体为NO，通入O2后发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，气体被吸收，试管内压强减小，液面上升，D正确；故选B。 【变式2-1】下列对NO和NO2的描述正确的是(　　) A．NO2与水的反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂 B．NO是无色气体，可用向上排空气法收集 C．NO2可由N2和O2直接化合得到 D．从元素化合价角度看，NO只有还原性 【答案】A 【解析】NO2与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氮元素由＋4价变为＋5价和＋2价，则NO2既是氧化剂又是还原剂，A正确；NO易与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集，只能采用排水法收集NO，B错误；N2和O2在高温或放电条件下反应生成NO，不能直接得到NO2，C错误；NO中氮元素显＋2价，处于中间价态，则NO既有氧化性又有还原性，D错误。 【变式2-2】下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【答案】C 【解析】A项，NO是一种无色气体，A错误；B项，常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2，B错误；C项，氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，C正确；D项，NO难溶于水，可以用排水法收集，D错误；故选C。 【变式2-3】(2025·北京延庆高一月考)近年来在中国汽车的销量大幅增长的同时也带来了严重的空气污染。汽车尾气处理装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是( ) A．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 B．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物 C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D．催化转化总反应为2NO + O2 + 4CO4CO2 + N2 【答案】D 【解析】A项，N2为空气的主要成分，不属于污染物，A错误；B项，根据总反应方程式为2NO + O2 + 4CO 4CO2 + N2，N元素化合价降低，所以NO作氧化剂，N2为还原产物，B错误；C项，NO与O2在空气中即可反应，不需要在催化剂表面反应，C错误；D项，题干图示为催化转化过程的一种机理示意图，而催化转化的总反应之一可写为2NO + O2+ 4CO 4CO2 + N2，该表述正确，D正确；故选D。 题型03 氮的氧化物有关计算 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．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＋2H2O===4HNO3情况处理。 【易错警示】 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 【典例3】将盛8mL一氧化氮和18mL二氧化氮混合气体的烧瓶倒置于水中，通入一定量的氧气，完全反应后，剩余气体体积为2mL，且该气体不支持燃烧，则充入的氧气的体积为( ) A．6mL B．9mL C．10mL D．12mL 【答案】B 【解析】倒置于水中，通入一定量的氧气，发生4NO2+O2+2H2O=4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，完全反应后，剩余气体体积为2mL，且该气体不支持燃烧，可知剩余2mL气体为NO。由题意可知，剩余2mL气体为NO，则参加反应的NO为6mL，结合4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知，消耗的氧气为6mL×=4.5mL；结合4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，消耗的氧气为18mL×=4.5mL，则充入的氧气的体积为4.5mL+4.5mL=9mL；故选B。 【变式3-1】室温下，将充满红棕色NO2的试管倒立在水中，12s时试管中只剩余无色气体，实验现象如图所示。下列分析正确的是( ) A．NO2易溶于水，12s时试管中液体为红棕色 B．试管中剩余的无色气体是NO，占试管体积的 C．向试管中通入一定量的O2，最终试管中的气体占试管体积的 D．取试管中的溶液，向其中加入少量CuO粉末，溶液显蓝色 【答案】D 【解析】A项，由图可知，水进入试管约三分之二体积，表明NO2易溶于水，NO2和水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，得到硝酸溶液，为无色溶液，A错误；B项，NO2和水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以试管中剩余的无色气体是NO，由3NO2~NO可知，剩余的无色气体占试管体积的1/3，B错误；C项，试管中剩余气体为NO，通入一定量的O2，发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，若通入的O2与剩余的NO的体积比为3∶4，此时NO、O2和H2O恰好完全反应生成HNO3，液面上升可能充满试管，所以最终试管中的气体不一定占试管体积的1/9，C错误；D项，NO2和水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，得到硝酸溶液，加入CuO粉末，CuO和硝酸反应生成硝酸铜，溶液显蓝色，D正确；故选D。 【变式3-2】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 【解析】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。A项，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项，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项，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项，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。 【变式3-3】(2026•浙江江山中学高一质检)在标准状况下，将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为(　　) A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1 【答案】C 【解析】设烧瓶的体积为V L，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的体积为V L。又O2和NO2的体积比为1∶4，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为V L，NO2的物质的量为V L÷22.4 L·mol－1＝V mol，所以硝酸的物质的量浓度为 V mol÷V L＝ mol·L－1。 题型04 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 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。 (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 (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。 (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。 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)。 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。 【易错警示】 (1)NH3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。 (3)氨水与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+。 【典例4】(2026·北京首都师大附中高三开学考试)用浓氨水可检验氯气管道是否泄漏：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。若氯气管道泄漏，会出现白烟。下列说法不正确的是( ) A．氧化剂和还原剂物质的量之比为3：8 B．NH4Cl固体属于离子晶体 C．检测时NH3表现出挥发性和还原性 D．用同样的方法也可以检测HCl气体是否泄漏 【答案】A 【解析】A项，，故氧化剂是Cl2，还原剂是部分NH3，Cl2的物质的量为3mol，被氧化的NH3为2mol(根据电子守恒计算)，两者之比为3：2，A错误；B项，NH4Cl由NH4+和Cl-通过离子键结合，属于离子晶体，B正确；C项，浓氨水挥发释放NH3，NH3被Cl2氧化，故检测时NH3表现出挥发性和还原性，C正确；D项，NH3与HCl反应生成NH4Cl白烟，可用同样方法检测HCl泄漏，D正确；故选A。 【变式4-1】(2026·北京第六十六中学高一月考)对NH3有关性质的描述，错误的是( ) A．NH3极易溶于水 B．氨的催化氧化体现了NH3的还原性 C．氨的水溶液呈弱碱性，能使酚酞溶液变红 D．图中浓盐酸换成浓硫酸时现象也相同 【答案】D 【解析】A项，NH3极易溶于水，常温常压下，1体积水可溶解700体积的氨气，A正确；B项，氨在催化氧化过程中生成NO，体现了NH3的还原性，B正确；C项，氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨电离出OH-使得溶液呈碱性，C正确；D项，浓盐酸易挥发出HCl气体，与挥发出NH3反应生成NH4Cl固体，故可以看到白烟，可用此法检验氨气，而浓硫酸难挥发，故不能看到产生白烟，D错误；故选D。 【变式4-2】(2026·北京一七一中学高三模拟)合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，下列说法不正确的是( ) A．反应Ⅰ属于人工固氮反应 B．反应Ⅱ的方程式为：4NH3＋7O24NO2＋6H2O C．反应Ⅲ的现象为无色气体变红棕色 D．反应Ⅳ的方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，其中氧化剂与还原剂的质量比为1：2 【答案】B 【解析】根据已给物质的化学式以及流程图，可得出甲为：N2，乙为：NO，丙为：NO2； A项，反应Ⅰ是N2与H2合成NH3，将游离态氮转化为化合态氮，属于人工固氮反应，A正确；B项，NH3催化氧化的产物为NO和H2O，正确方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，而非NO2，B错误；C项，反应Ⅲ为NO(无色)与O2反应生成NO2(红棕色)，现象为无色气体变红棕色，C正确；D项，反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中，NO2既是氧化剂(1 mol，N由+4→+2)又是还原剂(2 mol，N由+4→+5)，氧化剂与还原剂质量比为1:2，D正确；故选B。 【变式4-3】(2026·北京十一学校高一期末)硝酸是重要的化工原料。下图为制硝酸的流程示意图。下列说法正确的是( ) A．流程中，N2、NH3和作反应物时，均作还原剂 B．氧化炉中发生反应的方程式为4NH3＋3O22N2＋6H2O C．调节通入空气的比例，理论上可以将氧化炉中的含氮物质完全转化为HNO3 D．可选用铜作为盛装液氨和浓硝酸的罐体材料 【答案】C 【解析】氮气和氢气在合成塔中合成氨气，氨气在氧化炉中发生催化氧化生成NO，NO、氧气、水在吸收塔中反应生成硝酸。A项，N2、H2合成氨气时，N元素化合价降低，N2作氧化剂，故A错误；B项，氧化炉中氨气发生催化氧化生成一氧化氮和水，发生反应的方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，故B错误；C项，调节通入空气的比例，发生反应NH3＋2O2HNO3＋H2O，理论上可以将氧化炉中的含氮物质完全转化为HNO3，故C正确；D项，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，不能用铜作为盛装浓硝酸的罐体材料，故D错误；选C。 题型05 喷泉实验原理 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液体。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2＋O2(4∶1) NO＋O2(4∶3) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 3.喷泉实验的常见装置 说明：装置①引发喷泉的方法是打开弹簧夹并挤压胶头滴管；装置②引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。 4.喷泉实验的有关计算 ①实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。 标况下若烧瓶体积为V L，则有V(aq)＝V L，nB＝，cB＝＝＝ mol·L－1。 ②若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如标准状况下，总体积为V L的NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则有V(aq)＝V L，nB＝×，cB＝＝ mol·L－1。 【方法技巧】 喷泉实验的原理在于使容器内外产生较大压强差，方法有： (1)减小内压法：如图Ⅰ所示。 烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→烧杯中液体迅速进入烧瓶形成喷泉。 (2)增大外压法：如图Ⅱ所示。 锥形瓶内液体挥发或发生化学反应产生气体→锥形瓶内压强增大→锥形瓶内液体迅速进入烧瓶形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。 【典例5】(2026·北京东城高一期末)利用图1装置进行喷泉实验。实验过程中先挤压胶头滴管，后打开止水夹a，实验结束后，有少量气体剩余。气体压强随时间的变化如图2所示。 已知：常温常压下，1体积水能溶解700体积氨气。 下列说法不正确的是( ) A．挤压胶头滴管和打开止水夹a的时间分别在5s和15s B．DE段压强逐渐增大的原因是烧杯中的水持续地进入烧瓶中 C．EF段压强保持不变，说明此时氨气在水中的溶解达到饱和状态 D．推测AB段的压强变化趋势是由氨气能快速且大量地溶于水导致的 【答案】C 【解析】A项，氨气极易溶于水，挤压胶头滴管使水进入圆底烧瓶，氨气溶于水，导致装置内的压强迅速减小，对应图中AB段压强变化，故5s时挤压胶头滴管，打开止水夹，氨气溶于水，压强继续减小，对应CD段压强变化，故15s打开止水夹，A正确；B项，压强最小时喷泉最剧烈，D点喷泉最剧烈，随着水持续进入烧瓶中，压强增大，故DE段压强逐渐增大的原因是烧杯中的水持续地进入烧瓶中，B正确；C项，EF段压强保持不变，说明圆底烧瓶内压强与外界大气压相等，常温常压下，1体积水能溶解700体积氨气，氨气在水中的溶解未达到饱和状态，C错误；D项，根据A中分析，AB段的压强变化趋势是由氨气能快速且大量地溶于水导致的，D正确；故选C。 【变式5-1】(2025·北京东城高三期末)研究氨的喷泉实验。(1)用向下排空气法收集一烧瓶氨；(2)如图所示，打开弹簧夹，将滴管中的水挤入烧瓶，烧杯中的水沿导管进入烧瓶形成喷泉，最终液体占烧瓶体积的4/5。下列说法正确的是( ) A．把湿润的蓝色石蕊试纸放在烧瓶口可检验NH3是否集满 B．烧杯中的水进入烧瓶，说明NH3与H2O发生了反应 C．烧瓶内有气体剩余，是因为NH3的溶解已达到饱和 D．所得溶液中：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH- 【答案】D 【解析】A项，检验氨气是否集满需要用湿润的红色石蕊试纸，A错误；B项，烧瓶中形成喷泉，不一定是因为氨气与水发生了反应引起的，还有可能是因为氨气极易溶于水造成的，B错误；C项，1体积水大约溶解700体积氨气，烧瓶中剩余少量气体可能是空气，来源于实验中某个操作，比如图中止水夹下方的玻璃管未插入水中时会有空气进入，C错误；D项，氨气溶于水形成NH3·H2O，NH3·H2O是弱电解质，又会部分电离生成NH4+、OH-，所得溶液中存在：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH- ，D正确；故选D。 【变式5-2】 (2026·北京顺义高一期末)用圆底烧瓶收集后进行如图所示的喷泉实验，下列分析不正确的是( ) A．圆底烧瓶内形成“喷泉”，说明NH3易溶于水且溶解速率大 B．圆底烧瓶中的溶液呈红色，说明氨水呈碱性 C．喷泉停止后，圆底烧瓶的溶液中含氮微粒有NH3、NH3·H2O和NH4+ D．将实验中的NH3替换为，也可形成喷泉 【答案】D 【解析】A项，当圆底烧瓶内的气压小于外界大气压，则圆底烧瓶内会形成喷泉，说明NH3易溶于水且溶解速率大，A正确；B项，圆底烧瓶中的水滴有酚酞，若溶液呈红色，说明NH3与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O可以电离出NH4+和OH-，因此氨水呈碱性，B正确；C项，喷泉停止后，圆底烧瓶的溶液中发生反应NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH- ，则含氮微粒有NH3、NH3·H2O和NH4+，C正确；D项，NO不溶于水，且不与水反应，则将实验中的NH3替换为NO不能形成喷泉，D错误；故选D。 【变式5-3】 (2026·北京朝阳高一期中)如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是( ) A．在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨 B．在实验室中，可用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢 C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉 D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化铵固体 【答案】D 【解析】A项，在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨，化学方程式为：NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑，A正确；B项，在实验室中，可用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢，利用了浓硫酸溶于水放热使HCl挥发的原理，B正确；C项，实验中同时打开止水夹a、c、d，导管中的氨气和氯化氢可以化合成固体氯化铵，使烧瓶内压强降低，形成喷泉；氨气溶于水溶液呈碱性，可形成蓝色喷泉，氯化氢溶于水溶液呈酸性，可形成红色喷泉，C正确；D项，喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合，氨水和盐酸反应生成NH4Cl，溶液呈酸性，可能使石蕊变红，若溶液酸性较弱，pH大于5，溶液会呈现紫色，蒸干氯化铵溶液，由于NH4Cl受热易分解，可能得不到氯化铵固体，D错误；故选D。 题型06 氨的实验室制法 1．原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 2．装置 (1)发生装置：固体＋固体气体，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同。 (2)净化装置：通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。 3．收集方法：向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。 4．验满方法 (1)方法一：用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明已经收集满。 (2)方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 3．尾气处理：多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或 稀硫酸 浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸 ，常采用的装置如图所示： 【归纳总结】 实验室快速制氨气的方法 (1)加热浓氨水法：NH3·H2O不稳定，受热易分解生成NH3：NH3·H2ONH3↑＋H2O，故可直接加热浓氨水制备NH3。 (2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法：固体NaOH溶于水放出大量的热，会促使氨水分解，而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2，同时反应放热，也会促使氨水分解，故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。 【典例6】(2026·北京大学附中高一期中)用下图装置(夹持装置已略去)进行NH3制备及性质实验。下列说法不正确的是( ) A．甲中制备NH3利用了NH3•H2O的分解反应 B．乙中的集气瓶内a导管短、b导管长 C．丙装置能防止倒吸 D．向收集好的NH3中通入少量Cl2，可能观察到白烟 【答案】C 【解析】甲中碱石灰和浓氨水反应放出氨气，乙中用向下排空气法收集氨气，并吸收氨气，防止污染，丙装置中导气管直接伸入水中，易引起倒吸。A项，碱石灰溶于水放热可使氨水中的氨气逸出，则甲中制备NH3利用了NH3•H2O的分解反应，故A正确；B项，用向下排空气法收集氨气，乙中的集气瓶内a导管短、b导管长，故B正确；C项，氨气极易溶于水，丙装置中导气管直接伸入水中，不能防止倒吸，故C错误；D项，向收集好的NH3中通入少量Cl2，发生反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2，能观察到白烟，故D正确；选C。 【变式6-1】 (2026·北京第五十五中学高一期中)实验室用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气，选用的发生装置是( ) A．B． C． D． 【答案】B 【解析】A项，该装置试管口向上，生成的水蒸气可能倒流、炸裂试管，且没有加热仪器，不适合NH4Cl和Ca(OH)2共热制氨气，故A错误；B项，该装置试管口略向下倾斜、且有酒精灯加热，适合NH4Cl和Ca(OH)2共热制氨气，故B正确；C项，该装置适用于固体和液体、且不需要加热的反应，不适合NH4Cl和Ca(OH)2共热制氨气，故C错误；D项，该装置适用于固体和液体、且需要加热的反应，不适合NH4Cl和Ca(OH)2共热制氨气，故D错误；故选B。 【变式6-2】如图是实验室制取氨气的装置图，下列说法正确的是( ) A．实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2=CaCl2＋2NH3↑＋2H2O B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的大 C．装置中棉花的作用是防止氨与试管内的空气对流 D．可以用碱石灰吸收多余的尾气 【答案】C 【解析】A项，实验室中用NH4Cl与Ca(OH)2固体混合加热制取NH3，反应条件是加热，因此反应的化学方程式应该为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，A错误；B项，采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的小，B错误；C项，在收集氨气的试管口放有一团棉花，其作用是防止氨气与试管内的空气形成对流，便于收集到纯净的氨气，C正确；D项，NH3的水溶液显碱性，不能用碱石灰吸收多余的氨气，应该根据氨气极易溶于水的性质，用水作吸水剂，同时在导气管末端安装一个倒扣的漏斗，以防止倒吸现象的发生，D错误；故选C。 【变式6-3】NH3是氮的重要化合物，下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是( ) A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 【答案】A 【解析】A项，氨气与碱石灰不反应，碱石灰可以吸收水分子，A正确；B项，氨气属于碱性化合物，与浓硫酸反应生成铵盐，B错误；C项，丙装置体系密闭，收集氨气时空气无法排除，C错误；D项，氨气极易溶于水，漏斗口不能压在水面下，会引起倒吸，D错误；故选A。 题型07 铵盐的结构和检验 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。 (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．铵盐的不稳定性 NH4Cl、NH4HCO3受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑、 NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑ 3．与碱的反应 (1)固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为：NH4Cl＋NaOHNH3↑＋NaCl＋H2O (2)稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热)：NH4+＋OH－NH3↑＋H2O (3)稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热)：NH4+＋OH－===NH3·H2O 4．铵盐与碱反应的应用 (1)检验NH4+：待测液中加NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸放置于试管口，若试纸变蓝，说明溶液中含NH4+。 (2)实验室制备NH3。 【拓展视野】 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 【典例7】(2026·北京十一学校高一期末)某同学进行如下实验： 实验步骤 实验现象 Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色()→黄色→红色()；试管中部有白色固体附着 Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色() 下列说法不正确的是( ) A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应 B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快 C．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3 D．根据Ⅱ中现象，推测Ⅰ中试纸变成红色可能是由于NH4Cl溶于水造成的 【答案】D 【解析】由实验Ⅰ的实验现象可知，湿润的pH试纸颜色先变蓝后变红，说明氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，相对分子质量小的氨气的扩散速率快；试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵；由实验Ⅱ的实验现象可知，饱和氯化铵溶液显弱酸性(证明氯化铵是强酸弱碱盐，在溶液中水解使溶液呈弱酸性)。A项，由分析可知，实验Ⅰ中湿润的pH试纸变蓝说明氯化铵受热分解有碱性气体氨气生成，证明氯化铵发生了分解反应，A正确；B项，由分析可知，实验Ⅰ中湿润的pH试纸颜色先变蓝后变红，说明氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，相对分子质量小的氨气的扩散速率快，B正确；C项，由分析可知，试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵，所以不宜用加热氯化铵的方法制备NH3，C正确；D项，实验Ⅰ中湿润的pH试纸变为红色，而实验Ⅱ中pH试纸由黄色变为橙黄色，实验Ⅰ中溶液的酸性远强于实验Ⅱ中氯化铵溶液的酸性，说明实验Ⅰ中的红色是氯化铵分解生成的氯化氢气体所致，D错误；故选D。 【变式7-1】(2026·北京首都师大附中高一期中)下列反应中，NH4+体现还原性的是( ) A．NH4HCO3加热分解有NH3生成 B．NH4Cl和NaNO2的混合溶液加热有N2生成 C．Mg(OH)2固体在NH4Cl溶液中溶解生成NH3 D．(NH4)2SO4溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀 【答案】B 【解析】A项，NH4HCO3分解生成NH3，氮元素的化合价未变，未发生氧化还原反应，A不符合题意；B项，NH4+中的N(-3价)与NO2-中的N(+3价)反应生成N2(0价)，NH4+被氧化，体现还原性，B符合题意；C项，氯化铵溶液呈酸性，溶解Mg(OH)2生成氨气时，氮元素的化合价未变，未发生氧化还原反应，C不符合题意；D项，(NH4)2SO4与BaCl2反应生成硫酸钡沉淀和氯化铵，该反应属于复分解反应，无元素化合价变化，D不符合题意；故选B。 【变式7-2】下列有关氨和铵盐的叙述正确的是( ) A．NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去 B．NH3易液化，液化时要吸收周围大量热，液氨常用作制冷剂 C．检验NH时，试样中加入NaOH溶液微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体 D．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性 【答案】D 【解析】A项，氯化铵不稳定，加热易分解，不能通过加热方法除去碘单质，故A错误；B项，液氨可用作制冷剂的原因是，氨气易液化，液氨挥发吸热，故B错误；C项，氨气是碱性气体，氨气可以用湿润的红色石蕊试纸来检验，故C错误；D项，碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水，化学方程式为：NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑，故D正确；故选D。 【变式7-3】下列离子方程式正确的是( ) A．硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：NH4++OH－NH3↑+H2O B．氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液，加热：NH4++OH－NH3·H2O C．氨水与盐酸反应：NH3·H2O+H+NH4++H2O D．氨水中通入过量二氧化碳：2NH3·H2O+CO22NH4++CO32－+H2O 【答案】C 【解析】A项，漏掉Ba2+和SO42－的反应，应为2NH4++SO42－+Ba2++2OH－BaSO4↓+2NH3↑+2H2O，错误；B项，加热时应生成氨气和水，应为NH4++OH－NH3↑+H2O，错误；D项，CO2过量时应生成HCO3－，应为NH3·H2O+CO2=NH4++HCO3－，错误。 题型08 硝酸的性质和应用 1．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。 2．化学性质 (1)酸性：属于强酸，具有酸的通性 如CaCO3与HNO3反应的化学方程式为： CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O (2)不稳定性：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O (3)强氧化性 ①硝酸与金属的反应 除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②硝酸与非金属的反应 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (4)王水 浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为 1∶3)叫做王水 ，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 注意：常温下浓硝酸、浓硫酸能使Fe、Al发生钝化(化学变化，在金属表面上生成一层致密氧化膜)。 3．工业制硝酸的反应原理 (1)制备流程 (2)反应原理 N2＋3H22NH3 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【易错警示】 (1)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。 (2)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。 (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。 (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。 【典例8】(2026·北京东城一模)用如图装置探究铜与硝酸的反应，实验记录如下表，下列说法不正确的是( ) 装置 步骤 操作 现象 打开止水夹，挤压胶头，使浓硝酸滴入试管 产生红棕色气体，溶液变为绿色 一段时间后，关闭止水夹，推动注射器活塞使部分水进入试管 注射器内剩余的水被“吸入”试管；铜表面产生无色气泡，溶液变蓝，试管内气体逐渐变为无色 一段时间后，打开止水夹，拉动注射器活塞吸取少量无色气体；拔下注射器，再拉动活塞吸入少量空气 注射器中无色气体变红棕色 A．中反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O B．中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O反应导致压强减小 C．中的实验现象能证明中与硝酸反应生成了 D．待中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生 【答案】C 【解析】A项，浓硝酸与铜反应生成NO2(红棕色气体)，化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，A不符合题意；B项，步骤②中，NO2与水反应，3NO2+H2O=2HNO3+NO，气体物质的量减少，导致试管内压强减小，注射器内的水被 “吸入”试管，B不符合题意；C项，步骤②中，NO2与水反应也会生成NO(无色气体)，因此步骤③中 “无色气体变红棕色”不能证明Cu与硝酸反应生成了NO，C符合题意；D项，步骤②后，试管内有Cu(NO3)2，滴加稀硫酸后，H+和NO3-，可与过量的Cu反应生成NO气体，D不符合题意；故选C。 【变式8-1】(2026·北京房山高一期末)将过量铁粉、铜粉分别和2mL0.5mol·L-1HNO3混合，记录部分实验现象如下： 序号 金属 现象、操作 ① 铁粉 产生无色气体，经检验为H2；向溶液加入过量NaOH，立即产生沉淀。过滤，煮沸滤液，蒸汽使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 ② 铜粉 溶液变蓝，经检验无H2产生。 下列分析正确的是( ) A．实验①中生成的还原产物只有H2 B．实验①中生成的沉淀颜色为红褐色 C．实验②未生成H2，因此溶液pH无变化 D．根据实验现象推断，该浓度的硝酸中NO3-的氧化性强于H+ 【答案】D 【解析】A项，滤液煮沸产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为NH3，因此实验①中生成的还原产物包括H2和NH4+，A错误；B项，铁过量时，H+被还原为H2，Fe可能被氧化为Fe2+，Fe2+与NaOH反应生成白色沉淀Fe(OH)2，B错误；C项，铜与硝酸反应生成Cu2+和氮的氧化物(如NO)，H+被消耗，溶液酸性减弱，pH会升高，C错误；D项，实验②中溶液变蓝，说明铜与硝酸反应生成了铜离子，NO3-被还原为氮的氧化物(如NO)，且无H2产生，则该条件下铜只与NO3-发生氧化还原反应，不与H+发生氧化还原反应，说明在该浓度下NO3-的氧化性强于H+，D正确；故选D。 【变式8-2】 (2026·北京朝阳高三期末)稀硝酸与铜作用的装置如下。下列分析不正确的是( ) A．a中将铜丝卷成螺旋状可增大反应速率 B．a中铜丝表面产生气泡、溶液变为蓝色，体现了硝酸的氧化性和酸性 C．b中气体变为红棕色，所含氮氧化物最多有两种 D．c中可能发生：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 【答案】C 【解析】a中铜和稀硝酸制取NO，b中NO被氧化为NO2，c中吸收尾气。A项，将铜丝卷成螺旋状可增大与稀硝酸的接触面积，从而加快反应速率，A正确； B项，稀硝酸与铜反应生成Cu(NO3)2(溶液呈蓝色)、NO(气泡)和H2O，N元素化合价降低体现氧化性，生成盐体现酸性，B正确； C项，a中生成的NO进入b后，与空气中O2反应生成NO2，NO2又存在可逆反应2NO2⇌N2O4，故b中氮氧化物可能有NO、NO2、N2O4三种，“最多两种”说法错误，C错误； D项，NO和NO2的混合气体可与NaOH发生归中反应生成NaNO2和H2O，该反应合理，D正确； 故选C。 【变式8-3】 (2026·北京西城高三期末)将铁钉放入浓硝酸中，生成少量气体后反应停止，得到黄色溶液a．设计实验探究溶液a显黄色的原因。 实验1：取少量溶液a，滴入几滴KSCN溶液，溶液变红，振荡后红色逐渐褪去，产生红棕色气体。另取少量溶液a，滴入NaOH溶液，产生红褐色沉淀。 实验2：取一定量Fe(NO3)3固体溶于水中，溶液为黄色，加硝酸酸化，溶液变为无色。 实验3：按如图装置进行实验。 序号 实验装置 X 实验现象 ① 浓硝酸 无色溶液变为黄色 ② 稀HNO3酸化的0.1mol·L-1Fe(NO3)3溶液 无色溶液变为黄色 ③ 稀HNO3酸化的 0.3mol·L-1NaNO3溶液 无色溶液未变黄色 下列分析不正确的是( ) A．实验1说明溶液a中有Fe3+ B．实验1中产生红棕色气体说明SCN-被浓硝酸氧化为NO2 C．实验2说明Fe3+本身的颜色不是造成溶液a显黄色的原因 D．综合以上实验，溶液a显黄色可能与NO2遇浓硝酸、Fe3+有关 【答案】B 【解析】A项，实验1中，取少量溶液a，滴入几滴KSCN溶液，溶液变红，这是铁离子特征检验现象，说明溶液a中含有Fe3+；另取少量溶液a，滴入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，进一步确认溶液a中含有Fe3+，A正确；B项，实验1中，红色褪去并产生红棕色气体，是因为浓硝酸将SCN-氧化，浓硝酸被还原为红棕色气体NO2，因此产生红棕色气体不能说明SCN-被浓硝酸氧化为NO2，B错误；C项，实验2中，Fe(NO3)3固体溶于水后溶液为黄色，这是由于Fe3+水解产生Fe(OH)3显示黄色，加硝酸酸化后，铁离子水解受到抑制，Fe(OH)3减少，颜色消失溶液变为无色，说明溶液a显黄色并非Fe3+本身的颜色导致的，C正确；D项，实验3中，实验①和实验②中无色溶液变为黄色溶液，实验③中无色溶液未变黄色，说明NO2溶于浓硝酸或NO2在稀硝酸酸化下与Fe3+共同作用时溶液显黄色，因此说明溶液a显黄色可能与NO2遇浓硝酸、Fe3+有关，D正确；故选B。 题型09 硝酸与金属反应的相关计算 (1)原子守恒法 反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和M(NO3)x，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋xn[M(NO3)x]＋n剩(HNO3)。 (2)得失电子守恒法(以Cu和少量浓硝酸反应为例) 反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－→Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－―→NO2、NO＋3e－―→NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又生成了硝酸，所以相当于铜失的电子最终由氧气得到，则有n(Cu)＝2n(O2)。 (3)溶液中电荷守恒 若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NO)＝n剩余(HNO3)＋xn[M(NO3)x]＝n总(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 (4)离子方程式计算法 金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时， 如铜与硝酸、硫酸的混合溶液反应，依据离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O确定反应比例，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 【归纳总结】 【典例9】(2026·北京师大二附中高一月考)mg铜被一定量浓硝酸恰好完全溶解，得到硝酸铜溶液，产生标准状况下和的混合气体(假设气体完全逸出)，这些气体与标准状况下1.12LO2混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入溶液至Cu2+恰好完全沉淀。相关数据正确的是( ) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】铜与浓硝酸反应生成NO2和NO，铜被氧化为Cu2+，硝酸被还原，生成的NO2和NO的混合气体与1.12LO2 (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，此过程相当于氮氧化物被氧气氧化回硝酸，铜失去的电子由氧气获得，即Cu失去电子等于O2获得的电子；向所得硝酸铜溶液中加入溶液至Cu2+恰好完全沉淀，沉淀为Cu(OH)2，由、可知，Cu失去电子物质的量等于氢氧化铜中OH-的物质的量。A项，由分析知，Cu提供电子等于O2获得的电子，反应中1 molCu失去2 mol电子，1 molO2得到4 mol电子，1.12LO2在标准状况下的物质的量为，故铜的质量=6.4 g，A正确；B项，由电子得失守恒可知，标况下和转化为硝酸失去电子数与标况下1.12LO2得到电子数相等，，无法求出V1、V2具体的值且不唯一，B错误；C项，由B分析可知，C错误；D项，由分析知，Cu提供的电子的物质的量等于氢氧化铜中OH-的物质的量，氢氧化铜中OH-的物质的量等于NaOH的物质的量，故，D错误；故选A。 【变式9-1】(2026·北京师大附中高一期末)在标准状况下将3.20g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，共收集到含NO2和的混合气体896mL(标准状况)，则混合气体中NO的体积为( ) A．672mL B．448mL C．336mL D．224Ml 【答案】A 【解析】铜的物质的量：，每个失去，失去电子的总物质的量为，混合气体总物质的量：，设NO物质的量为x，NO2物质的量为(0.04−x)，根据电子守恒：得到电子的总物质的量=，解得x=0.03 mol，对应体积。故选A。 【变式9-2】在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol·L-1和0.1mol·L-1，向该溶液中加入1.92g铜粉，待充分反应后，所得溶液中Cu2+物质的量浓度(mol·L-1)为(溶液体积变化忽略不计) ( ) A．0.3 B．0.225 C．0.6 D．0.45 【答案】B 【解析】在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol⋅L-1和0.1mol⋅L-1，向该溶液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2+物质的量浓度为(溶液体积变化忽略不计)铜与投入HNO3和H2SO4的混合溶液中发生的反应实质为硫酸提供氢离子确酸根离子具有强氧化性继续反应，反应实质为：3Cu+8H++2 NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，根据反应的量来确定消耗的铜以及生成气体的量，生成铜离子的物质的量分析判断。根据反应实质：3Cu+8H++2-=3Cu2++2NO↑+4H2O，1.92g铜粉物质的量= =0.03mol，100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol⋅L-1和0.1mol⋅L-1，所含氢离子物质的量=0.1L×0.4mol/L+0.1L×0.1mol/L×2=0.06mol，依据反应离子方程式可知铜剩余，根据反应可知：8H+～3Cu2+，得到铜离子物质的量为0.06mol×=0.0225mol，所得溶液中Cu2+物质的量浓度为= 0.225mol/L；故选B。 【变式9-3】取Cu和CuO的混合物共为amol，向其中加入VmL2.0mol•L﹣1稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48LNO(标准状况)。向所得溶液中加入400mL2.5mol•L﹣1NaOH溶液，恰好使Cu2+沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得到32.0g固体。下列分析判断错误的是( ) A．a=0.4 B．V=600 C．amol混合物中m(Cu)：m(CuO)=5：12 D．反应中转移的电子数目为0.6NA 【答案】C 【解析】只有Cu与稀硝酸反应生成NO，n(NO)=0.2mol，由得失电子守恒可知n(Cu)=0.3mol，反应后加入NaOH溶液，溶质只有硝酸钠时，Cu2+恰好沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得到32.0g固体为CuO，n(CuO)=0.4mol，由Cu原子守恒可知，原混合物中n(CuO)=0.4mol﹣0.3mol=0.1mol。A项，原混合物中n(CuO)=0.1mol，n(Cu)=0.3mol，则a=0.4，故A正确；B项，反应后加入NaOH溶液，溶质只有硝酸钠时，Cu2+沉淀完全，n(NaOH)=0.4L×2.5mol/L=1mol，硝酸在反应中作酸和氧化剂，由原子守恒可知V×10﹣3L×2mol/L=1mol+0.2mol，解得V=600，故B正确；C项，amol混合物中m(Cu)：m(CuO)=0.3mol×64g/mol：0.1mol×80g/mol=12：5，故C错误；D项，N元素的化合价由+5价降低为+2价，n(NO)=0.2mol，则反应中转移的电子数目为0.2mol×(5﹣2)×NAmol﹣1=0.6NA，故D正确；故选C。 题型10 含氮物质的转化 1．氮气及其化合物的价类二维图 2．构建氮气及其化合物转化网络 【易错警示】【归纳总结】 1．硝酸与铜的反应： 在反应中硝酸的作用可用如图表示： 2．稀硝酸与铁的反应： 反应物的量与生成物的关系如图所示： 【典例10】(2026·北京中国人大附中高三模拟)水体中的局部氮循环如下图所示，其中含氮物质转化方向与水深有关。 下列说法不正确的是( ) A．该循环中，氮的固定过程为还原反应 B．除催化所使用的酶外，反硝化过程可能还需要其他有机物的参与 C．不同水深含氮物质转化方向不同，可能与溶氧量有关 D．仅考虑该循环，底层水的值可能小于表层水的值 【答案】D 【解析】A项，氮的固定是游离态氮(N2)转化为NH4+的过程，氮元素化合价从0价降低到-3价，发生还原反应，该循环中若存在氮的固定(如生物固氮生成NH4+)，则为还原反应，A正确；B项，反硝化过程中，微生物需以有机物作为电子供体(还原剂)，将NO3-等还原为N2，因此除酶催化外，还需其他有机物参与，故B正确；C项，表层水中氧气浓度大，含氮物质转化以硝化过程为主，发生氧化反应，底层水中氧气浓度小，含氮物质转化以反硝化过程为主，发生还原反应，所以不同水深含氮物质转化方向不同，可能与溶氧量有关，故C正确；D项，表层水以硝化为主：NH4++2O2= NO3-+2H++H2O，生成H+使pH降低，底层水以反硝化为主，消耗H+使pH升高，因此底层水pH应大于表层水，D错误；故选D。 【变式10-1】(2026·北京中国人大附中高一期末)自然界中氮循环如下图所示，其中土壤中的NH4+在硝化细菌的作用下转化为NO2-后，土壤中的O2进一步将NO2-氧化为NO3-；在氧气较少的环境下，NO3-又可以在反硝化细菌的作用下与NH4+反应，使氮以N2形式放出。下列说法不正确的是( ) A．在反硝化过程中，土壤升高 B．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 C．在硝化细菌作用下氮元素均发生氧化反应 D．汽车尾气排放的氮氧化物由游离态氮转化来的 【答案】A 【解析】A项，NO3-在反硝化细菌的作用下与NH4+反应生成N2，在反硝化过程中发生的反应化学方程式为，土壤pH降低，A错误；B项，根据自然界中氮循环图可知，含氮无机物(N2、NH4+、NO3-等)和含氮有机物(蛋白质等)可相互转化，B正确；C项，在硝化细菌的作用下NH4+与O2反应生成NO2-，N元素化合价升高，发生氧化反应，C正确；D项，汽车发动机工作高温环境，氮气和氧气化合生成一氧化氮，故汽车尾气中排放的氮氧化物是由游离态氮转化来的，D正确；故选A。 【变式10-2】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N2O5 B．工业上以NH3空气、水为原料生产硝酸 C．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应生成N2 D．溶液中有NH4+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 【解析】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；A项，X是+5价N的氧化物，X为N2O5，A正确；B项，工业上以NH3、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项，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项，溶液中有NH4+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10-3】(2026·北京第三十五中学高一期中)利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中的和NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如下图所示，下列说法正确的是( ) A．只是N2 B．上述历程的总反应为：2NH3+NO＋NO22N2＋3H2O C．NH3作为氧化剂 D．NH3、NH4+、H2O中的质子数、电子数均相同 【答案】B 【解析】A项，根据原子守恒，反应生成的两种无毒物质应为N2和H2O，所以X为N2和H2O，故A错误；B项，由反应历程可知，反应物为NH3、NO、NO2，生成物为N2和H2O，总反应为2NH3+NO＋NO22N2＋3H2O，故B正确；C项，在反应中NH3中N元素化合价升高，NH3作还原剂，故C错误；D项，NH3、NH4+、H2O的质子数分别为10、11、10，电子数分别为10、10、10，质子数不都相同，故D错误；故选B。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $