第16讲 氮及其氧化物 氨和铵盐-2027年高考化学一轮复习课件

该高中化学高考复习课件聚焦“氮及其氧化物、氨和铵盐”核心考点，依据高考评价体系梳理了氮的固定、氮氧化物性质、氨气制备等考查要求，通过近五年高考真题分析明确“氮氧化物转化”“铵盐检验”等高频考点权重，归纳选择、实验探究等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题溯源+方法导引+素养提升”策略，如用“化学方程式计算与得失电子守恒”两法突破氮氧化物溶于水计算，结合2025年江苏卷氨气制备实验题培养科学思维和科学探究与实践素养，提供“喷泉实验引发方法”等答题模板，助力学生掌握解题技巧，教师可据此精准定位学情，实现高效复习。

第16讲　氮及其氧化物　氨和铵盐 考点一　氮及其氧化物 三个高考关键点 关键点1氮气及氮的固定 1.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　。[命题点❶❷] A.(2025·河北卷)氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量,因此氮气稳定存在于自然界中 B.(2024·江苏卷)豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能 C.(2024·甘肃卷)相同条件下N2比O2稳定 D.(2022·江苏卷)自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 E.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 AC 解析 豆科植物固氮过程中,固氮酶能降低该反应的活化能,提高反应速率,B项错误。自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,D项错误。氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,E项错误。 关键点2氮的氧化物的性质 2.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　。[命题点❸] A.(2025·北京卷)将NO2通入水中制备硝酸:3NO2+H2O ══ 2HNO3+NO B.(2024·江苏卷)汽车尾气处理:2NO+4CO N2+4CO2 C.(2023·重庆卷)收集NO(如图) D.(2022·浙江1月选考卷)将少量NO2通入NaOH溶液:2NO2+2OH- ══ N+N+H2O AD 解析 汽车尾气处理时,NO和CO反应生成N2和CO2,化学方程式为2NO+2CO N2+2CO2,B项错误。NO和O2反应生成NO2,不能用排空气法收集NO,C项错误。 关键点3氮氧化物对环境的影响 3.(2025·河南郑州三模改编)氮氧化物是常见的污染气体,氢气还原脱硝的某种反应路径如图所示。下列说法错误的是(　　) [命题点❹] A.NO2是红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因 B.该过程中,NO仅发生还原反应 C.理论上每转化1 mol NO,会生成0.5 mol N2 D.该反应过程既有极性键和非极性键的断裂,又有极性键和非极性键的形成 B 解析 从反应路径看,在M与NO、O2反应生成M-NO3过程中,NO中N元素化合价升高,发生了氧化反应,并非仅发生还原反应,B项错误。 回归基础·考教衔接 1.氮的固定[❶] 2.氮气的性质及用途[❷] (1)物理性质 常温下,N2是无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。 (2)化学性质 (3)重要用途 用作保护气;医疗上用作冷冻麻醉剂;合成氨;等等。 3.氮的两种氧化物[❸] 氮的氧化物 NO NO2 物理性质 无色、不溶于水的气体 红棕色、有刺激性气味的气体,易液化,易溶于水 化学性质 与O2反应 2NO+O2══2NO2 不反应 与H2O反应 不反应 3NO2+H2O══2HNO3+NO 与NaOH反应 不反应 2NO2+2NaOH══NaNO3+NaNO2+H2O 制 法 试剂 Cu与稀硝酸反应 Cu与浓硝酸反应 收集 通常用排水法收集 通常用向上排空气法收集 命题角度 1 氮气的性质及工业应用 [例1](2025·江苏卷)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是(　　) A.工业合成氨 B.湿法炼铜 C.高炉炼铁 D.接触法制硫酸 A 解析 工业合成氨以N2和H2为原料,在催化剂、高温、高压下生成NH3,A项正确。湿法炼铜涉及反应Fe+Cu2+ ══ Cu+Fe2+,B项错误。高炉炼铁以铁矿石、焦炭为原料,高温下反应生成Fe,C项错误。接触法制硫酸以黄铜矿或硫黄为原料制备SO2,再经系列转化生成硫酸,D项错误。 [例2](2025·浙江温州三模)下列关于N2的叙述不正确的是(　　) A.雷雨天,空气中的N2与O2可反应生成NO B.在一定条件下N2与H2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 C 解析 雷雨天时发生自然固氮,空气中N2和O2可反应生成NO,A项正确。氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程,N2在一定条件下与H2合成氨属于氮的固定,B项正确。N2的结构式为N≡N,故N2分子中σ键与π键的比值为1∶2,C项错误。N2中N元素的化合价为0价,处于中间价态,故N2既可作氧化剂又可作还原剂,D项正确。 命题角度 2 氮氧化物的性质与转化 [例3]某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后,经处理能全部转化为HNO3,原理示意图如下。 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　　) A.废气中NO2转化为HNO3的过程属于人工固氮 B.转化为HNO3的反应是2N2O4+O2+2H2O ══ 4HNO3 C.每获得0.4 mol HNO3时,转移电子的数目为0.4NA D.将NO2和O2等体积混合充入试管(V L)并倒置于盛水的水槽中,最终试管中气体的体积变为V L A 解析 人工固氮是指将N2转化为含氮化合物的过程,NO2转化为HNO3的过程不是人工固氮,A项错误。由图可知,转化为HNO3的反应是2N2O4+O2+2H2O ══ 4HNO3,B项正确。由反应可知,生成4 mol HNO3同时转移4 mol电子,故获得0.4 mol HNO3时,转移电子的数目为0.4NA,C项正确。将NO2和O2等体积混合充入试管(V L)并倒置于盛水的水槽中,发生反应:4NO2+O2+2H2O ══ 4HNO3,NO2完全反应,O2剩余V L,D项正确。 能力要语 1.氮的固定是指由N2生成含氮化合物(如NO、NH3等)的过程。 2.氮氮三键(N≡N)键能极大是氮气化学性质非常稳定的根本原因。 3.NO2与水反应生成HNO3和NO,故NO2不是酸性氧化物。 4.用NaOH溶液吸收氮氧化物尾气,发生反应:NO2+NO+2NaOH ══ H2O+2NaNO2。 方法导引 “两法”突破氮氧化物溶于水的计算 (1)依据化学方程式计算 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。 ①若NO和O2通入水中,总反应为4NO+3O2+2H2O ══ 4HNO3。 ②若NO2和O2通入水中,总反应为4NO2+O2+2H2O ══ 4HNO3。 (2)依据得失电子守恒计算 氮氧化物(NOx)与O2混合气体溶于水生成HNO3,O2是氧化剂,NOx是还原剂,故反应中O2得到电子总数等于NOx失去电子总数。 考点二　氨和铵盐 三个高考关键点 关键点1氨气和氨水的性质 1.(2025·安徽卷改编)氨是其他含氮化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成N2。Cu(OH)2溶于氨水得到深蓝色[Cu(NH3)4](OH)2溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色[Cu(H2O)4]SO4溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应,浓氨水与HgCl2溶液反应生成Hg(NH2)Cl沉淀。下列有关说法错误的是(　　)[命题点❶] A.用氨水配制银氨溶液,体现了NH3的配位性 B.氨在氧气中燃烧:4NH3+3O2 2N2+6H2O C.氨水溶解Cu(OH)2:Cu(OH)2+4NH3 ══[Cu(NH3)4](OH)2 D.浓氨水与HgCl2反应:HgCl2+NH3 ══ Hg(NH2)Cl↓+HCl 答案 D　 解析 浓氨水与HgCl2溶液反应生成Hg(NH2)Cl沉淀和NH4Cl,化学方程式为HgCl2+2NH3 ══ Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl,D项错误。 2.(高考题组编)下列说法错误的是　　　　(填字母)。[命题点❶] A.(2025·湖北卷)NH3可结合水中的质子,故NH3溶于水显碱性 B.(2023·江苏卷)氨极易溶于水,故液氨可用作制冷剂 C.(2023·河北卷)NH3通入滴有酚酞溶液的水中,溶液变红,氨水显碱性 B 解析 液氨可用作制冷剂与氨易液化有关,与其水溶性无关,B项错误。 关键点2氨气的实验室制法及性质验证 3.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　(填字母)。[命题点❷] A.(2025·云南卷)制备NH3(如图1) B.(2025·四川卷)实验室制取氨气(如图2) C.(2023·重庆卷)制取NH3(如图3) D.(2023·北京卷)验证NH3极易溶于水且溶液呈碱性(如图4) D 解析 利用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热制取NH3,试管口要略低于试管底部,A项错误。NH3的密度小于空气,不能采用向上排空气法收集NH3,B项错误。加热NH4Cl固体分解生成NH3和HCl,二者在管口重新生成NH4Cl,不能分离,C项错误。 4.(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(　　)[命题点❶❷] 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 解析 NH3极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,A项能达到预期目的。P2O5为酸性氧化物,NH3具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,B项不能达到预期目的。NH3的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,C项能达到预期目的。CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使NH3挥发,可用此装置制备NH3,D项能达到预期目的。 关键点3铵盐和N的检验 5.(2023·北京卷改编)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是(　　) A.a、c分别是HCl、NH3 B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl C.已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生 D.向NH4Cl溶液中滴加稀NaOH溶液,用湿润蓝色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变红,证明含有N [命题点❸] C 解析 NH4Cl分解的产物是NH3和HCl,分解得到的HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl,Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO,则a为NH3,b为Mg(OH)Cl,c为HCl,d为MgO,A项、B项错误。MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl,通入水蒸气可以减少MgCl2的生成,C项正确。向NH4Cl溶液中滴加稀NaOH溶液,且未加热,不一定产生NH3,故不能判断是否含有N,D项错误。 回归基础·考教衔接 1.氨气(NH3)[❶] (1)NH3分子的结构 (2)物理性质 NH3是无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小,易液化,极易溶于水(约1∶700)。 NH3极易溶于水的原因是与水反应、与水形成氢键 (3)化学性质 ①碱性气体 ②还原性 催化氧化:4NH3+5O2 4NO+6H2O。 ③配位性 NH3中N原子有1个孤电子对,能与多种金属粒子(如Cu2+、Ag+等)形成配位键,具有较强的配位能力。 Cu(OH)2能溶于氨水:Cu(OH)2+4NH3·H2O ══[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O。 2.氨的实验室制法[❷] (1)反应原理 实验室中加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制取NH3:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。 不能加热分解NH4Cl固体制取NH3 (2)实验装置 3.铵盐的性质[❸] (1)物理性质 大多数铵盐是白色固体,易溶于水。 (2)化学性质 4.铵根(N)的检验[❹] (1)检验原理:N+OH- NH3↑+H2O。 (2)检验流程:未知液 呈碱性 湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则证明含N。 [注意]检验溶液中N的两个要点:①碱的浓度要大;②必须加热。 命题角度 1 基于氨气制取的综合实验 [例1](2025·四川绵阳一模)TiN是一种新型的耐热材料,NH3和TiO2高温条件下反应可制备TiN,同时生成环境友好的气体。某研究小组称取8 g TiO2采用如下的实验装置制备TiN并测定产率(夹持装置省略)。下列说法错误的是(　　) A.试剂X为碱石灰 B.打开管式炉加热开关前需要先打开装置A中恒压滴液漏斗旋塞一段时间 C.装置E既能对氨气尾气吸收,又能防止空气中水蒸气进入D中干扰实验 D.若反应前后装置D的质量增加3.24 g,则TiN的产率为80% 答案 D　 解析 装置A中利用浓氨水和生石灰反应制备NH3,利用装置B除去NH3中的水蒸气,则试剂X可以是碱石灰,装置C中,NH3和TiO2在800 ℃下反应生成TiN、N2和H2O,化学方程式:6TiO2+8NH3 6TiN+12H2O+N2,装置D中的试剂X吸收生成的H2O,装置E中的CaCl2吸收过量的NH3,同时防止空气中的水蒸气进入装置D中干扰实验。由上述分析可知,A项、C项正确。打开管式炉加热开关前需要先打开装置A中恒压滴液漏斗旋塞一段时间,即先通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热,防止干扰实验,B项正确。若反应前后装置D(吸收生成的水蒸气)质量增加3.24 g,则生成水的物质的量为=0.18 mol,根据反应的化学方程式可知n(TiN)=n(TiO2反应)=n(H2O)==0.09 mol,理论n(TiN)== 0.1 mol,故产率为×100%=90%,D项错误。 命题角度 2 基于铵盐性质的综合实验 [例2](2024·广东卷)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是(　　) A.烧瓶壁会变冷,说明存在ΔH<0的反应 B.试纸会变蓝,说明有NH3生成,产氨过程熵增 C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有NH4Cl升华 D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大 B 解析 NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应,所以烧瓶壁变冷,吸热反应ΔH>0,A项错误。试纸会变蓝,说明有NH3生成,反应物都是固体,生成物中有气体,故产氨过程熵增,B项正确。滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明体系中有氨气,是NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应产生的,不是NH4Cl的升华,C项错误。滴加浓盐酸后,HCl与NH3反应,体系压强减小,D项错误。 命题角度 3 “喷泉实验”的原理与方法 [例3](2026·广东清远开学联考)某兴趣小组采用如图1装置收集NO2、O2混合气体。将装置②上面的圆底烧瓶收集满气体后,利用如图2所示装置进行喷泉实验,观察到混合气体全部被吸收,圆底烧瓶被液体充满。下列说法错误的是(　　) A.装置②中虚线上导管实线图应是左高右低 B.装置②中试剂X的作用为干燥并混合O2和NO2 C.进行喷泉实验时反应的化学方程式为4NO2+2H2O+O2 ══ 4HNO3 D.可计算出实验后圆底烧瓶中所得溶液物质的量浓度 答案 D　 解析 氧气和二氧化氮的密度均比空气大,故应该进气管短,出气管长,即装置②中虚线上导管实线图应是左高右低,A项正确。装置②中试剂X的作用为干燥氧气和二氧化氮,同时形成混合气体,B项正确。图2所示装置进行喷泉实验时,混合气体全部被水吸收,故发生反应4NO2+2H2O+O2 ══ 4HNO3,C项正确。未说明气体是否处于标准状况下,不能确定其摩尔体积,因此无法计算圆底烧瓶中所得溶液的物质的量浓度,D项错误。 解题路径 突破基于氨气制取的综合实验题 第一步:紧扣核心——识破氨气制取原理与装置 经典原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 其他原理(可能作为选项出现):加热浓氨水、浓氨水加碱石灰(快速制氨)等。 第二步:精准纯化——分析干燥与净化需求 碱性气体:只能用碱性或中性干燥剂(不能用CaCl2)。 第三步:巧妙收集——理解氨气的物理性质 向下排空气法收集氨气(因为氨气密度小于空气且极易溶于水)。 第四步:环保收尾——落实尾气处理 体现绿色化学思想,必考环节。通入水中(倒扣漏斗防倒吸)或用酸液吸收(如稀硫酸)NH3尾气。 能力要语 1.蘸有液氨和浓盐酸(浓硝酸)的玻璃棒靠近时产生“白烟”,浓硫酸则不能。 2.并非所有铵盐分解都生成NH3和对应的酸,NH4NO3受热分解,发生氧化还原反应生成N2等,易爆炸。 3.NH4Cl受热分解生成NH3和HCl遇冷重新化合生成NH4Cl。 方法导引 常见的喷泉实验装置及引发方法 装置 引发方法 装置Ⅰ 打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,使少量水进入烧瓶,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生喷泉 装置Ⅱ 挤压气球,即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生喷泉 装置Ⅲ 去掉了胶头滴管。打开止水夹,用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水) 命题点 1 基于新情境的氨和铵盐实验探究 素养 提升练 课中 高考定向·原创融通 1.(仿真预测题)已知,氨与灼热的氧化铜反应的产物中含有氮气和金属铜,实验装置如图(加热装置及夹持装置已略去)。下列说法错误的是(　　) A.仪器a用于制备氨气 B.仪器b中固体的作用是作为干燥剂 C.若仪器c中生成的N2在标准状况下的体积为224 mL,则c中固体质量减少0.48 g D.仪器d中可收集到无色液体,该液体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红 D 解析 仪器a中固体氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气,A项正确。仪器b中固体的作用是作为干燥剂,干燥氨气,B项正确。仪器c中发生反应3CuO+2NH3 N2+3Cu+3H2O,若仪器c中生成的N2在标准状况下的体积为224 mL,即生成的N2物质的量为0.01 mol,根据反应的化学方程式可得关系式:N2~3CuO~3Cu,c中固体质量减少0.03 mol×16 g·mol-1=0.48 g,C项正确。仪器d中收集到的无色液体为未反应完的氨气的水溶液,该液体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D项错误。 命题点 2 基于数字技术的“喷泉实验”原理探究 2.(跨学科融通)某化学兴趣小组利用数字传感技术测定喷泉实验中仪器内的压强变化,来进一步认识喷泉实验的原理,装置和电脑绘制的三颈烧瓶内压强变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) 图1　氨气喷泉实验 图2　喷泉实验中瓶内压强变化曲线 A.制取氨气时烧瓶中X固体可选用CaO B.收集气体的操作是同时打开弹簧夹a和b C.根据曲线可知C点所对应的是喷泉最剧烈的时刻 D.喷泉实验成功的关键是装置的气密性好、干燥和氨气充足 答案 B　 解析 CaO与H2O反应放热,且OH-浓度增大,有利于氨气的逸出,烧瓶中X固体可选用CaO,A项正确。氨气极易溶于水,根据图示在三颈烧瓶中收集氨气,打开弹簧夹a,关闭b,B项错误。C点时刻三颈烧瓶内压强最小,内外压强差最大,故喷泉最剧烈,C项正确。喷泉实验成功的关键是装置的气密性好、干燥和氨气充足,氨气极易溶于水,造成内外很大的压强差,形成喷泉,D项正确。 $