第19讲 氮及其氧化物 硝酸(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考化学高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

该高中化学高考复习课件聚焦“氮及其氧化物、硝酸”专题，依据新课标要求梳理氮的固定、氮气性质、氮氧化物转化及硝酸的制备与性质等核心考点，对接高考评价体系，分析硝酸氧化性、氮氧化物与水反应等高频考点权重，归纳实验探究、计算推断等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题训练与核心素养融合，如结合2025广东卷实验题，通过“反应实质归纳+模型建构”突破氮氧化物与水反应计算，培养科学思维和科学探究与实践素养。设易错点分析（如NO₂与溴蒸气鉴别），帮助学生掌握答题技巧，教师可利用课时测评精准复习，助力高效备考。

第19讲　氮及其氧化物　硝酸 第五章　非金属及其化合物 高三总复习化学 广东专版 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。 课程标准 考点一　氮及其氧化物 考点二　硝酸 高考真题感悟 内容索引 课时测评 考点一 氮及其氧化物 返回 必备知识 整合 1.氮元素的存在与氮的固定 人工固氮 1 下列说法中正确的是_____(填序号)。 ①氮的固定过程中N2均被氧化 ②N2与O2在放电条件下直接化合成NO2是氮的固定 ③将NH3在一定条件下转化为尿素属于氮的固定 ④将空气加压降温分离出液态N2和O2，不是氮的固定 ④ 2.氮气 写出下列有关反应的化学方程式： ①_______________________； ②__________________________； ③_________________。 N2＋3MgMg3N2 高温、高压 催化剂 N2＋3H2 2NH3 N2＋O22NO 3.氮气用途 (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________、________的重要原料。 (3)液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。 合成氨 制硝酸 2 (1)氮的非金属性很强，但N2非常稳定，为什么？　 提示：在氮气分子中氮氮三键键能大，所以N2非常稳定。 (2)下列有关氮气用途的叙述中，分别应用了氮气的什么性质？ ①文物馆将贵重文物保存在氮气中：____________。 ②氮气是合成氨工业的重要原料：____________。 ③雷电是自然界重要的固氮方式：____________。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂：__________________________ ________________。 N2的稳定性 N2的氧化性 N2的还原性 N2的沸点低，液氮易汽化， 且汽化吸收热量 4.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 物质 NO NO2 物理性质 ____色气体，难溶于水 通常为______色、有刺激性气味的气体 化学性质 与O2反应 2NO＋O22NO2   与H2O反应   3NO2＋H2O________________ 无 红棕 2HNO3＋NO 3 (1)下列说法中正确的是__________(填序号)。 ①46 g NO2所含分子数小于NA ②NO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向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色，则该无色气体是NO ④NO2与H2O反应生成HNO3，故NO2是酸性氧化物 ⑤1 mol NO2与水反应转移电子的数目为NA ①②③⑤ 3 (2)如何鉴别NO2与溴蒸气？ 提示：①AgNO3溶液、②CCl4、③水、④加热。 5.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)氮氧化物污染治理方法(写出下列方程式) ①汽车尾气(CO、NO)“催化转化”为无毒气体：_____________________ ___________。 ②氨(NH3)将(NO、NO2)还原为N2：_______________________________； _________________________________。 ③碱液(NaOH)吸收法：_________________________________________；___________________________________。 2CO＋2NO 2CO2＋N2 6NO＋4NH35N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O 2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O NO＋NO2＋2NaOHNaNO2＋H2O 4 (1)NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是________________。 (2)在用碱液吸收时，下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有_____(填字母)。 A．加快通入尾气的速率 B．采用气、液逆流的方式吸收尾气 C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 (3)吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是________。 n(NO2)≥n(NO) BC NaNO3 关键能力 提升 考向1　氮气的性质及氮元素在自然界中的循环 1.下列说法中正确的是 A．氮气的化学性质不如磷活泼，故氮元素的非金属性弱于磷元素 B．磷酸比硝酸稳定，所以磷元素的非金属性比氮元素强 C．“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有：N2→NO→NO2→HNO3→硝 酸盐 D．NO与O2反应生成NO2，属于氮的固定 √ 氮元素和磷元素同主族，氮原子半径小、得电子能力强，故氮元素非金属性强于磷；氮气不活泼，是因为氮气分子中存在氮氮三键，与氮元素非金属性强弱无关，故A错误；元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则该元素的非金属性越强，HNO3是强酸而H3PO4是中强酸，硝酸比磷酸酸性强，所以氮元素的非金属性比磷元素强，不能依据含氧酸的稳定性来比较元素的非金属性强弱，故B错误；氮气与空气中的氧气在雷电作用下反应生成一氧化氮，一氧化氮不稳定易被空气中的氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮与空气中的水反应生成硝酸，硝酸与土壤中的矿物相互作用，生成可溶于水的硝酸盐，即植物生长需要的氮肥，使植物生长得更好，故C正确；氮的固定是氮的游离态转化为化合态，即氮气转化为氮的化合物，D错误。 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 √ 反应①将N2转化为NO，属于氮的固定， 反应②属于自然固氮，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。         A．制备NO B．除去NO中的NO2 C．收集NO D．吸收尾气中的NO 考向2　氮氧化物的制备及与水的反应 3.兴趣小组利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 √ 铜丝与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，不能用于制备NO，A不能达到实验目的；NO2能与水发生反应3NO2＋H2O2HNO3＋NO，则可用水除去NO中的NO2，B能达到实验目的；NO的相对分子质量比空气仅大1，且能与空气中的O2反应，不能用排空气法收集，C不能达到实验目的；NO气体有毒且NO不与NaOH溶液发生反应，所以不能用NaOH溶液吸收NO尾气，D不能达到实验目的。 4.(2025·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10 mL空气改成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 √ 5.(1)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：___________________________，___________________________。 (2)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_____________。 4NO＋3O2＋2H2O4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O4HNO3 O2 8 mL、4 mL 依据NO2与H2O的反应可知，剩余气体只能是O2或NO。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若剩余的气体是_____，则NO2、O2的体积分别是_________________。 NO 10.8 mL、1.2 mL 依据NO2与H2O的反应可知，剩余气体只能是O2或NO。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＋O2 2NO2，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)。 归纳总结 (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＋2H2O 4HNO3情况处理。 归纳总结 考向3　氮氧化物对环境的污染及其防治 6.(2025·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 √ 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。 7.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________ __________________________________。 NO＋ NO2＋Ca(OH)2Ca(NO2)2＋H2O (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_____________________________。 使NO、NO2与石灰乳充分接触，加快吸收速率，提高吸 收率 产品中含有Ca(NO3)2 NO不能被完全吸收，污染空气 (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____________________________________。 3N＋2NO↑＋H2O 返回 考点二 硝酸 返回 必备知识 整合 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：_____________________________________________； 浓硝酸与铜反应：________________________________________________ ________________。 ②与非金属反应 浓硝酸与C的反应：_________________________________________。 3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋ 2NO2↑＋2H2O 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、Fe2＋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)：   ②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变____色。 黄 1 (1)市售浓硝酸呈黄色的原因是________________________________。 (2)浓硝酸的保存方法是____________________________________ ___________。 HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中 保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中， 置于冷暗处 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_____________________________________________ ____________________________________。 红棕 Cu＋ 4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 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 资料显示：浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。某学习小组据此验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。可选试剂：浓硝酸、稀硝酸 (3 mol·L－1)、蒸馏水、浓硫酸、NaOH溶液。 3 按要求回答下列问题： (1)实验开始前及结束后皆需通一段时间氮气，其目的分别是____ _____________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验开始前需通氮气一段时间，目的是排出装置中的氧气，结束后通氮气，目的是排出装置中残留的氮氧化物，使其被收集或者吸收，防止污染空气 3 (2)根据实验目的②、③、④中盛放的试剂依次是________、____ ______、________。 (3)能证明氧化性的相对强弱的实验现象是____________________ ____________________。 蒸馏水 硝酸 稀 浓硝酸 ③中气体仍为无色而 ④中气体变为红棕色 3.工业制法 (1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：___________________________ _______。 (2)NO进一步氧化生成NO2：___________________。 (3)用水吸收NO2生成HNO3：____________________________。 4NH3＋5O24NO＋ 6H2O 2NO＋O22NO2 3NO2＋H2O2HNO3＋NO 关键能力 提升 考向1　硝酸性质的实验探究 1.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       ① ② ③ √ 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；       ① ② ③ 根据①和②，浓硝酸分解产生红棕色NO2时需要加热，说明③中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。       ① ② ③ 2.为解决铜与稀硝酸反应过程中装置内氧气对实验现象的干扰，以及实验后装置内氮氧化物的绿色化处理问题。某实验小组对装置进行微型化改造，设计如图所示的装置(试管底部有孔隙)。下列说法错误的是 A．装置内发生的化学反应方程式为 3Cu＋8HNO33Cu(NO3)2＋2NO↑ ＋4H2O B．实验开始前需除去试管内的氧气， 可拉动注射器B C．该装置可通过控制止水夹和注射 器来控制反应的开始与停止 D．实验终止时，需将铜丝提拉上来后再拉动注射器A √ 装置内铜与稀硝酸反应，即3Cu ＋8HNO33Cu(NO3)2＋2NO↑ ＋4H2O，故A正确；实验开始时先 拉动注射器A的活塞，其目的是除 去反应前试管内的空气，故B错误； 该实验装置可通过控制止水夹和注 射器来控制反应的开始与停止，故C正确；反应停止后，应先提拉粗铜丝，停止反应进行，再拉动注射器A，故D正确。 考向2　硝酸反应产物的实验探究 3.(2025·广东深圳高三阶段练习)下图表示铁与不同浓度硝酸反应时(可加热)，硝酸还原产物分布与硝酸浓度的关系，下列说法正确的是 A．N2O、NO、NO2均为酸性氧化物 B．一般来说，硝酸的浓度越小，其 还原产物中N元素价态降低的越多， 硝酸的氧化性越强 C．少量铁粉与足量的浓度为 12.2 mol·L－1硝酸反应时，反应 的离子方程式为4Fe＋18H＋＋6N 4Fe3＋＋3NO↑＋3NO2↑＋9H2O D．用一定量的铁粉与足量的9.75 mol·L－1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.200 mol √ NO与碱、水都不反应，属 于不成盐氧化物，NO2与水 反应生成硝酸和NO，不属 于酸性氧化物，故A项错误； 由图可知，硝酸浓度越低， 生成物中N元素化合价越低， 说明硝酸浓度越低越容易被还原，其氧化性越弱，故B项错误； 由图可知，12.2 mol·L－1硝酸 的还原产物为物质的量相等 的NO和NO2，少量铁粉被硝 酸氧化为Fe(NO3)3，由于常 温下铁遇浓硝酸会钝化，因 此该反应需要加热，根据元 素化合价升降守恒可知反应离子方程式为4Fe＋18H＋＋6N 4Fe3＋＋3NO↑＋3NO2↑＋9H2O，故C项正确； 当硝酸浓度为9.75 mol·L－1 时还原产物是NO、NO2、 N2O，用一定量的铁粉与足 量的9.75 mol·L－1 HNO3溶 液反应得到标准状况下2.24 L 气体，部分硝酸被还原、部 分硝酸生成硝酸铁，若还原产物全是NO，参加反应的硝酸为0.4 mol；若还原产物全是NO2，参加反应的硝酸为0.2 mol；若还原产物全是N2O，参加反应的硝酸为1 mol；所以参加反应的硝酸的物质的量大于0.200 mol，故D项错误。 4.(2024·广东一模)一定温度下探究铜与稀硝酸的反应，反应过程如图： 下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ中生成气 体的离子方程式为 3Cu＋8H＋＋2N 3Cu2＋＋2NO↑ ＋4H2O B．过程Ⅲ反应速率比过程Ⅰ快的原因是反应放热使温度升高致使速率加快 C．当活塞不再移动时，即使再抽入空气，金属铜屑也不继续溶解 D．②振荡时，针管内可能会发生的反应有4NO2＋O2＋2H2O4HNO3 √ 铜与稀硝酸的反应产物为NO，反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2N3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故A正确；铜和稀硝酸的反应放热，随反应的进行，体系内的温度升高，温度越高反应速率越快，故B正确； 活塞不再移动时，再抽入空气，NO和氧气在水中发生反应生成硝酸，能继续溶解铜，故C错误；②振荡时，针管内的二氧化氮与氧气在水中可以发生反应生成硝酸，反应的化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3，故D正确。 考向3　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。 防倒吸 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)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。 2Cu(NO3)22CuO＋ 4NO2↑＋O2↑ Cu2O 从热重曲线上得出，加热到200 ℃时，固体质量剩余42.6％，设开始时Cu(NO3)2样品为1 mol，即质量为188 g，则加热至200 ℃后剩余固体质量为188 g×42.6％≈80 g，其中所含铜元素的质量为64 g，则80 g－ 64 g＝16 g， 刚好为氧元素的质量，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分解，固体只剩余Cu2O。 考向4　硝酸的工业制法 6.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NO作反应物时，均作还原剂 B．合成塔中高温、高压的反应条件均是为了提高NH3的平衡产率 C．吸收塔中通入空气的目的是提高NO的转化率 D．可选用铜作为盛装液氨和浓硝酸的罐体材料 √ 氮气和氢气在合成塔中发生反应N2＋3H2 2NH3生成NH3， NH3在氧化炉中发生反应4NH3＋5O24NO＋6H2O生成NO，NO与空气在吸收塔中发生反应2NO＋O22NO2、3NO2＋H2O 2HNO3＋NO制得硝酸，据此回答。 催化剂 高温、高压 在合成氨反应N2＋3H2 2NH3中，N2中氮元素化合价从0价 降低到－3价，N2作氧化剂；NH3在氧化炉中发生反应4NH3＋5O2 4NO＋6H2O，NH3中氮元素化合价升高，NH3作还原剂；NO在吸收塔中发生反应2NO＋O22NO2，NO中氮元素化合价升高，NO作还原剂，A错误； 催化剂 高温、高压 合成氨的正反应是放热反应，升温会使平衡逆向移动，降低NH3的平衡产率；增压使平衡正向移动，能提高NH3的平衡产率，B错误；吸收塔中发生反应2NO＋O22NO2、3NO2＋H2O2HNO3＋NO，通入空气，提供O2，使NO能充分反应，提高NO的转化率，C正确；浓硝酸具有强氧化性，在常温下能与铜反应，不能用铜作为盛装浓硝酸的罐体材料，D错误。 返回 高 考 真 题 感 悟 返回 1.正误判断 (1)(2025·黑、吉、辽、蒙卷) 制备少量NO避免其被氧化 (　　) (2)(2024·浙江6月选考)HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 (　　) (3)(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 (　　) √ √ × (4)(2024·江苏卷)汽车尾气处理：2NO＋4CON2＋4CO2 (　　) (5)(2024·江苏卷)硝酸工业中NH3的氧化反应：4NH3＋3O22N2＋6H2O (　　) (6)(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 (　　) × × × 2.(2025·广东卷)按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是 A．a中有化合反应发生，并有 颜色变化 B．b中气体变红棕色时，所含 氮氧化物至少有两种 C．c中溶液红色刚好褪去时， HC恰好完全反应 D．若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去 √ 化合反应是由两种或两种以 上物质生成一种新物质的反 应，铜与稀硝酸反应产生蓝 色的硝酸铜溶液，同时生成 的无色NO与装置中空气发生 化合反应生成红棕色的NO2：2NO＋O22NO2，故A正确；a中产生的NO可与b中空气中的氧气反应生成NO2，同时NO2存在平衡转化：2NO2⥫⥬N2O4，若NO未反应完全，则b中存在3种氮氧化物，若NO完全转化为NO2，则b中存在2种氮氧化物，B正确； 酚酞的变色范围为8.2～10.0，则c中溶液红色刚好褪去时，溶液仍显碱性，碳酸氢根离子并未完全反应，C错误；将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，生成酸性氧化物SO2，过量的SO2可与NaHCO3发生反应：SO2＋NaHCO3NaHSO3＋CO2而使溶液呈酸性，故c中溶液颜色会褪去，D正确。 3.(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 √ 金属铜与稀硝酸不会发生钝化，开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，故A项说法错误；由于装置内有空气，铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B项说法错误； 装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2的量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应，化学方程式为3NO2＋H2O2HNO3＋NO，气体颜色变浅，故C项说法正确；由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止，故D项说法错误。 返回 课 时 测 评 返回 √ 1.(2025·浙江温州三模)下列关于N2的叙述中不正确的是 A．雷雨天，空气中的N2与O2可反应生成NO B．N2与H2在一定条件下合成氨属于氮的固定 C．N2分子中σ键与π键的比值为2∶1 D．N2既可作氧化剂又可作还原剂 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 雷雨天时发生自然固氮，在放电条件下空气中N2和O2可反应生成NO，A正确；氮的固定是将大气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，N2与H2在一定条件下合成氨属于氮的固定，B正确；单键均为σ键，三键含有1个σ键和2个π键，则N2分子中σ键与π键的比值为1∶2，C错误；N2中N元素的化合价可以降低生成NH3或铵根离子等，也可以升高生成NO等，故N2既可作氧化剂又可作还原剂，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 √ 2.氮及其化合物的转化关系如下图所示，则下列说法不正确的是 A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．上述所有反应都是氧化还原反应 D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 雷电固氮的特点是空气中的氮气 与氧气反应得到一氧化氮，工业 固氮的特点是氨气与氧气催化氧 化得到一氧化氮，据此回答问题。在工业上是用氨催化氧化的方法制取硝酸，路线①②③就是工业生产硝酸的主要途径，A正确；雷电固氮就是空气中的N2与O2在闪电作用下反应产生NO，NO再被O2氧化产生NO2，NO2被水吸收得到硝酸，故路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径，B正确；在上述反应中都存在N元素化合价的变化，因此都是氧化还原反应，C正确；氮气与氧气在高温或放电时反应只产生NO，无法一步得到二氧化氮，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 √ 3.(2025·江苏一模)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 B．工业制硝酸过程中的物质转化：N2NOHNO3 C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋CON2＋CO2 D．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)NONO2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 自然固氮、人工固氮都是将大气中游离态的氮(N2)转化为含氮的化合物的过程，其固氮产物不一定是NH3，故A错误；工业制硝酸过程中的物质转化是氮气转化为氨气，氨气发生催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮被氧化为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，故B错误；汽车尾气催化转化器中发生的主要反应是一氧化氮和一氧化碳反应生成氮气和二氧化碳，反应方程式为2NO＋2CON2＋2CO2，故C错误；实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物，铜与稀硝酸反应生成NO气体，NO遇空气转化为NO2，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 √ 4.(2025·广东广州一模)含氮物质种类繁多，在一定条件下可相互转化，下列说法不合理的是 A．N2的氧化或还原均可实现氮的固定 B．将装有NO2的密闭烧瓶浸入冰水，红棕色变浅 C．过量的NH3通入0.1 mol·L－1 CuSO4溶液最终产生蓝色沉淀 D．工业生产硝酸存在N2→NH3→NO→NO2→HNO3的转化 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 N2的氧化或还原均是将游离态的氮转化为化合态的氮，是氮的固定，A正确；2NO2⥫⥬N2O4是放热反应，烧瓶浸入冰水，平衡正向移动，故红棕色变浅，B正确；NH3通入CuSO4溶液中反应产生蓝色沉淀，继续通氨气至过量，沉淀消失得到深蓝色［Cu(NH3)4］2＋溶液，C错误；工业生产硝酸首先合成氨，氨催化氧化生成NO，NO再与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，工业生产硝酸存在N2→NH3→NO→NO2→ HNO3的转化，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 √ 5.中国科学家使用Ni－Fe－V催化剂，通过电催化实现了在温和的条件下人工固氮，电极上催化过程的示意图如下图所示。 下列说法不正确的是 A．氮分子内两个氮原子 间以N≡N键结合 B．①②中均断开氮分子 内的部分化学键 C．形成N—H键要吸收能量 D．在电极上N2被催化还原 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 N元素最外层有5个电 子，需要3个电子形成 3个共用电子对，而每 一个共用电子对成为一 个共价键，故氮分子内 两个氮原子间以N≡N键 结合，故A正确；根据 题目图示，氮气分子与H＋反应，得到一个e－，形成N—H键，N2分子内的部分化学键断开，故B正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 化学键的断裂要吸收能量，化学键的形成要放出能量形成稳定的结构，故C错误；该人工固氮的电催化过程的电极反应式：N2＋6H＋＋ 6e－2NH3，N2被催化还原，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 √ 6.(2025·天津二模)地球上的生物循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如图所示。下列说法错误的是 A．1个N2分子中σ键与π键数目之比为1∶2 B．反应j中2.24 L N2O被还原生成0.1 mol N2 C．反应c和反应k均为氮的固定 D．反应g中N发生氧化反应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 N2分子中化学键为氮氮三键，σ键与π键的数目之比为1∶2，A正确；反应j中2.24 L N2O没有注明标准状况，无法计算，B错误；反应c和反应k均为游离态氮转化为化合态氮，是氮的固定，C正确；反应g中N→NO2，氮元素化合价升高，发生氧化反应，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 √ 7.(2025·广东二模)氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示，下列说法不正确的是 A．海洋中的氮循环起始于氮的 氧化 B．海洋中存在游离态的氮和化 合态的氮 C．②中的含氮物质转化属于氮 的固定 D．向海洋排放含N的废水会影响海洋中N的含量 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 从题图中可以看出，海洋中 的氮循环起始于空气中N2的 溶解，A不正确；海洋中存在 N2、N、N等，所以存 在游离态的氮和化合态的氮， B正确；②中的转化为N2→N，氮由游离态转化为化合态，则属于氮的固定，C正确；向海洋排放含N的废水，会经过两次反硝化作用，并可转化为N，从而影响海洋中N的含量，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 √ 8.自然界中氮循环的部分过程如图所示。下列说法正确的是 A．雷电是使大气中 的氮转化为硝酸盐的 最主要方式 B．氨或铵盐转化为 亚硝酸盐属于氮的固定 C．多数蛋白质在动 物体内被直接吸收 D．研究自然界中的元素循环有利于解决环境和资源问题 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 雷电时，氮气和氧 气反应生成NO， 2NO＋O2 2NO2，3NO2＋ H2O2HNO3＋ NO，再转变为硝酸盐，但豆科植物的根瘤菌使大气中的氮转化为硝酸盐、工业合成氨比它更主要，A错误；氮的固定是指游离态的氮元素转化为化合态的氮元素的过程，氨或铵盐转化为亚硝酸盐不属于氮的固定，B错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 多数蛋白质在动物体内不能被直接吸收，要最终水解为氨基酸被吸收，C错误；由图可知，自然界中存在氮元素循环，研究自然界中的元素循环有利于解决环境和资源问题，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16         A．制备NO B．除去NO中的NO2 C．收集NO D．吸收尾气中的NO √ 9.(2025·广东广州二模)兴趣小组利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 铜丝与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，不用于制备NO，A不能达到实验目的；NO2能与水发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO，则可用水除去NO中的NO2，B能达到实验目的；NO的相对分子质量比空气仅大1，且能与空气中的O2反应，不能用排空气法收集，C不能达到实验目的；NO为有毒气体，NO不与NaOH溶液发生反应，所以不能用NaOH溶液吸收NO尾气，D不能达到实验目的。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 √ 10.(2025·广东东莞高三阶段练习)按图装置进行实验，滴入浓硝酸后，下列分析合理的是 A．气球膨胀，说明Cu与浓硝酸反 应的ΔH＜0 B．湿润的蓝色石蕊试纸变红说明 NO2是酸性氧化物 C．实验过程中，装置内至少发生三个氧化还原反应 D．实验结束后，滴入浓NaOH溶液一定能完全吸收污染性气体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 气球膨胀可能是反应产生气体(如NO2)导致，不能直接证明反应放热(ΔH＜0)，A错误；NO2与碱反应生成两种盐和水，不符合酸性氧化物(与碱反应只生成盐和水)的定义，湿润的蓝色石蕊试纸变红是因为NO2与水反应生成硝酸，不能说明NO2是酸性氧化物，B错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 铜与浓硝酸反应，NO2与水的反应，NO2与KI的反应都是氧化还原反应，装置内至少发生三个氧化还原反应，C正确；随着反应的进行，浓硝酸变稀硝酸，会与铜反应生成NO，NO不与NaOH溶液反应，无法保证完全吸收污染性气体，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 11.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2 g铜(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列说法正确的是 A．原混合酸中H2SO4物质的量为 0.4 mol B．混合酸中HNO3物质的量浓度 为1 mol·L－1 C．OA段转移的电子为0.4 mol D．19.2 g铜完全溶解时，溶液中的n(CuSO4)∶n(H2SO4)＝3∶1 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 由图像可知，由于铁过量，OA段发生反应：Fe＋N＋4H＋Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段发生反应：Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，BC段发生反应：Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑，以此解题。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 最终反应掉22.4 g铁，铁的物 质的量为＝0.4 mol，所 有的铁都在硫酸亚铁中，根据 Fe原子、硫酸根离子守恒，每 一份混合酸中n(H2SO4)＝n(FeSO4)＝n(Fe)＝0.4 mol，则原混合酸中H2SO4物质的量为0.4 mol×2＝0.8 mol，故A错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 OA段发生反应为Fe＋N＋ 4H＋Fe3＋＋NO↑＋2H2O， 硝酸全部起氧化剂作用，所以 每一份混合酸中n(N)＝n(Fe) ＝＝0.2 mol，每一份溶液体积为100 mL，则原混合酸中HNO3物质的量浓度为＝2 mol/L，故B错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 由图像可知，由于铁过量，OA 段发生反应：Fe＋N＋4H＋ Fe3＋＋NO↑＋2H2O，消耗 的铁n(Fe)＝＝0.2 mol， 转移的电子为0.6 mol，故C错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 由上述计算可知每一份混酸中， H2SO4物质的量为0.4 mol， HNO3的物质的量为0.2 mol， 19.2 g Cu的物质的量为 ＝0.3 mol，反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2N3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，反应后铜以硫酸铜存在于溶液中，n(CuSO4)＝ 0.3 mol，硫酸剩余0.1 mol，故反应后溶液中的n(CuSO4)∶n(H2SO4)＝3∶1，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 12.(2025·广东惠州一模)利用以下装置探究铜与浓、稀硝酸的反应。关闭阀门A、C，同时开始甲、乙两管的实验，下列说法正确的是 A．甲、乙两管皆变热，说明存在ΔH ＞0的反应 B．甲、乙两管中产生气体，说明两管 皆发生氧化还原反应 C．反应开始时甲管产生气泡的速率比 乙管快，说明甲管中反应速率大 D．NO2、NO均为酸性氧化物，故可用NaOH溶液吸收尾气 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 甲、乙两管皆变热，说明存在放热 反应即ΔH＜0的反应，A错误；甲、 乙两管中产生气体，铜与浓硝酸反应 产生NO2气体，铜与稀硝酸反应产生 NO气体，二者均有元素化合价改变， 即说明两管皆发生氧化还原反应，B正确；由B项分析可知，两管产生的气体不同，不同气体在水中的溶解度不同，即气泡的速率与压强、温度和溶解度有关，故反应开始时甲管产生气泡的速率比乙管快，不能说明甲管中反应速率大，C错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 已知能与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物，NO2虽然能与NaOH反应，但发生的是氧化还原反应，NO不能与NaOH反应，故NO2、NO均不属于酸性氧化物，用NaOH溶液吸收尾气是因为与NO2、NO发生归中反应，化学方程式为NO2＋NO＋2NaOH2NaNO2＋H2O，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 13.在通风橱中进行下列实验： 下列说法中不正确的是 A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO＋O22NO2 B．Ⅱ中的现象说明常温下铁在浓硝酸中发生钝化 C．过量铁与稀硝酸反应生成亚铁盐 D．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3 √ 步骤     现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 Fe与稀HNO3反应产生的无色NO在空气中遇O2反应产生红棕色NO2，反应的化学方程式为2NO＋O22NO2，A正确；浓硝酸具有强氧化性，在室温下遇Fe会迅速反应产生红棕色NO2，Ⅱ中后来反应迅速停止，说明Fe在冷的浓HNO3中钝化，B正确； 步骤     现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和H2O，当Fe过量时，过量铁把硝酸铁还原为硝酸亚铁，反应的化学方程式为Fe＋2Fe(NO3)33Fe(NO3)2，C正确；不能根据硝酸与金属反应时本身被还原的氧化物的价态高低判断硝酸氧化性的强弱，硝酸的浓度越大，其氧化性越强，反应越剧烈，浓硝酸氧化性大于稀硝酸，D错误。 步骤     现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 14.(18分)铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色，小组同学探究其成因。 (1)铜片溶解的离子方程式为__________________________________________。 Cu＋2N＋4H＋Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 本实验探究铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色的原因，采用控制变量法，利用硝酸、蒸馏水、双氧水、尿素等设计不同介质条件下铜与之反应的实验进行分析，通过对比实验现象，最后得出结论，溶液呈鲜草绿色与HNO2有关。 铜片与浓硝酸发生氧化还原反应，产物为二氧化氮，硝酸铜和水，离子方程式为Cu＋2N＋4H＋Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 编号   通入气体及流速 现象 1-1 N2，V L/min 溢出红棕色气体，25 min后溶液变成蓝色 1-2 O2，V L/min 溢出红棕色气体，5 min后溶液变成蓝色 【初步实验】 甲同学提出猜想：溶液呈现鲜草绿色仅仅是因为气体溶解后，溶液颜色和气体颜色叠加形成鲜草绿色，进行实验1-1及1-2予以验证。 (2)乙同学根据以上2个实验现象证明甲同学猜想不成立，理由是_________ __________________________________。 流速下，溶液变为蓝色所用时间不同 相同气体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 本实验探究铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色的原因，采用控制变量法，利用硝酸、蒸馏水、双氧水、尿素等设计不同介质条件下铜与之反应的实验进行分析，通过对比实验现象，最后得出结论，溶液呈鲜草绿色与HNO2有关。 由题意知，相同气体流速下，实验1-1、1-2中溶液变为蓝色所用时间不同，所以不仅仅是因为气体溶解后，溶液颜色和气体颜色叠加形成鲜草绿色，还有其他方面的原因，证明甲同学猜想不成立。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 【深入研究】 分别向三支试管内依次加入下列试剂后，同时插入铜丝并记录实验现象，如下表。 编号 2－1 2－2 2－3 浓硝酸/mL 1 1 1 蒸馏水/滴 3 0 0 30％H2O2/滴 0 3 0 4 mol/L尿素溶液/滴 0 0 3 现象 快速反应，异常剧烈，溶液呈现鲜草绿色 反应较慢，溶液为蓝色，无绿色出现 反应较慢，溶液为蓝色，无绿色出现 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 已知：①尿素的化学式为CO(NH2)2，其中C的化合价为＋4价。 ②该条件下，浓硝酸与尿素溶液不反应。 ③金属和浓硝酸反应过程中有HNO2生成，可大大加快金属与浓硝酸反应的速率。 其原理为： 第一步：4NO2＋2H2O⥫⥬2HNO2＋2H＋＋2N 第二步：Cu＋… 第三步：2NO＋4H＋＋4N6NO2＋2H2O (3)补全上述原理的第二步反应，对应的离子反应方程式为______________ ______________________________。 Cu＋2HNO2＋ 2H＋Cu2＋＋2NO↑＋2H2O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 本实验探究铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色的原因，采用控制变量法，利用硝酸、蒸馏水、双氧水、尿素等设计不同介质条件下铜与之反应的实验进行分析，通过对比实验现象，最后得出结论，溶液呈鲜草绿色与HNO2有关。 已知总反应为Cu＋2N＋4H＋Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，用总反应减去第一步反应，再减去第三步反应，可得到第二步反应Cu＋2HNO2＋2H＋Cu2＋＋2NO↑＋2H2O。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (4)因为发生如下化学反应，因此实验2－3中反应速率较慢。 ___CO(NH2)2＋____________N2↑＋________＋_______上述实验可以说明反应过程中的HNO2对反应速率有一定影响。 丙同学设计实验3，能证明反应混合液的鲜草绿色也与HNO2也有关。 1 2HNO2 2 CO2↑ 3H2O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 本实验探究铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色的原因，采用控制变量法，利用硝酸、蒸馏水、双氧水、尿素等设计不同介质条件下铜与之反应的实验进行分析，通过对比实验现象，最后得出结论，溶液呈鲜草绿色与HNO2有关。 由已知信息①可知CO(NH2)2中C的化合价为＋4，则N的化合价为－3，反应后产物为N2，则N的化合价升高了3价；由题意可知，HNO2参与反应生成氮气，HNO2中N的化合价降低了3价，被完全吸收，结合原子守恒配平该反应的化学方程式为CO(NH2)2＋2HNO22N2↑＋CO2↑＋3H2O。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (5)实验3：向一支试管内加入5滴稀H2SO4，加入NaNO2溶液振荡后，再滴加________(填化学式)溶液，观察到溶液变为鲜草绿色。 CuSO4 本实验探究铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色的原因，采用控制变量法，利用硝酸、蒸馏水、双氧水、尿素等设计不同介质条件下铜与之反应的实验进行分析，通过对比实验现象，最后得出结论，溶液呈鲜草绿色与HNO2有关。 向一支试管内加入5滴稀H2SO4，加入NaNO2溶液，溶液振荡后产生HNO2，再加入Cu2＋溶液，若溶液变为鲜草绿色，则能证明反应混合液的鲜草绿色与HNO2有关，故需要加入CuSO4溶液。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (6)解释实验1-1和1-2的现象差异：___________________________________ ______________________。 实验1-2中，氧气将产生的HNO2氧化， 因此鲜草绿色较快消失 本实验探究铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色的原因，采用控制变量法，利用硝酸、蒸馏水、双氧水、尿素等设计不同介质条件下铜与之反应的实验进行分析，通过对比实验现象，最后得出结论，溶液呈鲜草绿色与HNO2有关。 实验1-1和1-2的现象存在差异，原因是实验1-2中，氧气将产生的HNO2氧化，因此鲜草绿色较快消失。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 15.(15分)硝酸是重要的化工原料。如图是以合成氨为基础的传统硝酸生产工艺流程(其中空气等基础原料已略去)。 (1)关于合成氨工艺，下列说法正确的是____(填字母)。 a．合成氨是一种重要的 人工固氮方法 b．该反应过程中氮元素 被氧化 c．合成的氨气还可以用于化肥工业 d．在工业生产中该反应采用更高的温度、更高的高压等条件能提高综合效益 ac 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 合成氨是氮气和氢气反应生成氨气，一种重要的人工固氮方法，故a正确；该反应过程中，氮元素化合价降低，氮元素被还原，故b错误；合成的氨气还可以用于生产尿素等氮肥，故c正确；合成氨反应放热，采用更高的温度不利于反应正向进行，故d错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (2)氨催化氧化装置中，产生的含氮物质主要为NO，反应的化学方程式为 ________________________________。 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (3)吸收装置中，发生的反应为2N2O4＋O2＋2H2O4HNO3，若用Va L x mol·L－1稀硝酸作为吸收液，反应后得到Vb L y mol·L－1的浓硝酸，则理 论上吸收装置中需消耗的O2的物质的量为___________ mol(写出计算式)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 吸收装置中，发生的反应为2N2O4＋O2＋2H2O4HNO3，若用Va L x mol·L－1稀硝酸作为吸收液，反应后得到Vb L y mol·L－1的浓硝酸。反应生成硝酸的物质的量为Vb L×y mol·L－1－Va L×x mol·L－1＝(Vby－Vax)mol，根据反应方程式，理论上吸收装置中需消耗的O2的物质的量为 mol。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (4)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术，可用于上述硝酸生产工艺的废气处理，反应原理如图所示： 若催化剂表面参与反应的NO和NO2物质的量之比为1∶1，则总反应的化 学方程式为____________________________________。 NO＋NO2＋2NH32N2＋3H2O NO、NO2被氨气还原为氮气，若催化剂表面参与反应的NO和NO2物质的量之比为1∶1，根据得失电子守恒，总反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NH32N2＋3H2O。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (5)采用酸化处理的NaClO溶液液相氧化法脱除烟气中的NOx是目前常见方法，其主要过程如下： Ⅰ．NO(aq)＋HClO(aq)⥫⥬NO2(aq)＋HCl(aq) ΔH＝a kJ/mol Ⅱ．3NO2(aq)＋H2O(l)2HNO3(aq)＋NO(aq) ΔH＝b kJ/mol 研究不同温度下对NO脱除率的影响，结果如图所示。在60～80 ℃时，NO脱除率下降的原因是__________________________________。 HClO受热分解，溶液中c(HClO)减小 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 HClO受热分解，温度升高，溶液中c(HClO)减小，所以在60～80 ℃时，NO脱除率下降。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (6)还原吸收法 方法1：直接使用尿素［CO(NH2)2］溶液吸收烟气中的NOx。 方法2：先用合适的氧化剂将NOx中的NO氧化为NO2，再用CO(NH2)2溶液还原吸收。还原吸收等量的NOx，消耗尿素较少的是______(填“方法1”或“方法2”)。工业上选择方法2处理NOx的原因是___________________ ___________________________________________。 方法1 NO2在水中溶解性好， 与尿素溶液反应速率快，NO2的氧化性强于NO 还原吸收等量的NOx，根据得失电子守恒，消耗尿素较少的是“方法1”。工业上选择方法2处理NOx的原因是NO2在水中溶解性好，与尿素溶液反应速率快，NO2的氧化性强于NO。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 16.(15分)某化学教师利用如图装置(部分装置省略)改进铜与硝酸及相关反应。 回答下列问题： (1)按图所示装置组装实验仪器，打开K1、K2、K3、K5，关闭K4，并向两侧烧杯中加水至_____________ ____，用气压法检查装置气密性。 浸没导管末 端 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 由实验装置图可知，检查装置气 密性的操作为打开K1、K2、K3、 K5，关闭K4，并向两侧烧杯中加 水至浸没导管末端，形成封闭体 系，用酒精灯微热集气瓶的底部， 若烧杯的水中有气泡逸出，冷却 后，导气管中产生一段稳定水柱， 说明装置气密性良好； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (2)在集气瓶中的下层加入四氯化碳，上层加入水，并将绕有铜丝的封铁短玻璃导管固定于下层；关闭K2、K3、K4、K5，打开K1，用磁铁固定绕有铜丝的封铁短玻璃导管于试管口，加入3 mL浓硝酸，关闭K1，打开K2、K3、K5，将铜丝移入浓硝酸中，其中四氯化碳的作用是___________；铜与浓硝酸反应的现 防止倒吸 象为__________________________________；其反应的离子方程式为____ ________________________________________。 产生大量红棕色气体，溶液呈现蓝色 ＋4H＋＋2NCu2＋＋2NO2↑＋2H2O Cu 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 二氧化氮易溶于水，能与水反应生成 硝酸和一氧化氮，若二氧化氮直接通 入水中，会因气体压强减小而产生倒 吸，所以将二氧化氮通入四氯化碳中， 可以隔绝二氧化氮与水的接触，能起 到防止倒吸的作用；试管中铜与浓硝 酸能剧烈反应生成硝酸铜和红棕色的 二氧化氮和水，反应的离子方程式为 Cu＋4H＋＋2NCu2＋＋2NO2↑ ＋2H2O，实验中观察到的实验现象为 产生大量红棕色气体，溶液呈现蓝色； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (3)pH传感器读数逐步下降到1以下时，将铜丝与浓硝酸脱离，_______ _____________(填操作)，此时右侧烧杯内的NaOH溶液会倒吸入具支试管中，同时产生蓝色沉淀。 关闭 K2，打开K1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 pH传感器读数逐步下降到1以下 时，将铜丝与浓硝酸脱离，关闭 K2，打开K1，使二氧化氮与烧杯 中NaOH溶液接触反应，试管内 的气体压强减小，在外界大气压 的作用下，将NaOH溶液压入试 管中，NaOH溶液与反应生成的 硝酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝 色沉淀； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (4)用磁铁将集气瓶中的铜丝移至水层，水层中产生无色气体，同时溶液变为蓝色，水层发生反应的离子方程式为_______________________ _______________________。 3Cu＋8H＋＋2N 3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 集气瓶中二氧化氮与水反应生成 硝酸和一氧化氮，实验中，用磁 铁将集气瓶中的铜丝移至水层时， 铜会与稀硝酸反应生成硝酸铜、 一氧化氮和水，反应的离子方程 式为3Cu＋8H＋＋2N 3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (5)针筒中充满红棕色气体，颜色逐渐变浅，并产生白烟，白烟名称为________。 硝酸铵 针筒中的二氧化氮与水蒸气反应生成硝酸和一氧化氮，浓氨水挥发逸出氨气，硝酸与氨气反应生成硝酸铵时，会产生大量白烟； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (6)左侧烧杯中NaOH溶液的作用：_____________________。 吸收尾气，防止污染 由实验装置图可知，左侧烧杯中盛有的NaOH溶液是用于吸收氮的氧化物，防止污染空气； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 (7)任写一条该实验设计的优点：__________________。 体系密封，无污染 该实验设计达到了多反应、多现象一体化设计目的，具有体系密封、无污染的优点。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 16 谢 谢 观 看 第19讲　氮及其氧化物　硝酸 $