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高考化学一轮复习讲义—氮及其化合物的转化关系[复习目标]1、能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系；2、能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。
1．氮元素的“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。
2．含氮元素物质之间的转化关系典型物质间转化方程式再落实。
(1)工业合成氨：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3；(2)实验室用NH 4Cl 固体制NH 3：2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△2NH 3↑＋2H 2O ＋CaCl 2；(3)NH 3的催化氧化：4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O ；(4)NO 2溶于水：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ；(5)Cu 溶于稀HNO 3：3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O ；(6)Cu 溶于浓HNO 3：Cu ＋4H ＋＋2NO －3===Cu 2＋＋2NO 2↑＋2H 2O ；(7)炽热的炭在浓硝酸中燃烧：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O ；(8)浓硝酸见光分解：4HNO 3=====光照4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O 。
一、氮在自然界中的循环1．自然界中氮的循环如图所示。
下列说法不正确的是()A ．工业合成氨属于人工固氮B ．雷电作用下N 2与O 2发生了化学反应C ．在氮的循环中不涉及氧化还原反应D ．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化答案C 解析工业合成氨是氮气和氢气在高温、高压和催化剂条件下生成氨气，属于人工固氮，故A正确；雷电作用下N2与O2发生反应生成NO，故B正确；在氮的循环中，工业合成氨、雷电作用过程中N元素化合价改变，涉及氧化还原反应，故C错误；含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化，如氨气可合成尿素，故D 正确。
氮及其氮化合物Ⅰ.课标要求通过实验了解氮及其重要化合物主要性质，认识其在生产中应用与对生态环境影响。
Ⅱ.考纲要求Ⅲ.教材精讲1.本考点知识构造3.氮及其化合物衍变关系：NH3 ←N2 →NO→NO2→HNO3→NH4NO3→NH3 NH3·H2O NH4+、OH－①各种价态氮氧化物：1N+〔N2O〕、2N+〔NO〕、3N+〔N2O3〕、4N+〔NO2、N2O4〕、5N+〔N2O5〕，其中N2O3与N2O5分别是HNO2与HNO3酸酐。
气态氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢化物反响形成光化学烟雾。
②NO与NO2性质比拟NO：一种无色气体，难溶于水，不成盐氧化物。
常温下，极易被氧化为NO2：2NO+O2=2NO2NO2：一种有刺激性气味红棕色气体,溶于水后与水反响：3NO2+H2O==2HNO3+NO③氮氧化物溶于水计算方法涉及可能相关化学反响方程式分别为：3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3、NO2+NO+O2+H2O=2HNO3。
NO与NO2混合气体溶于水：反响最后得到气体是NO，其体积=V〔NO〕+1/3V〔NO2〕NO与O2混合气体溶于水：假设V〔NO〕∶V〔O2〕=4∶3，那么容器内无气体剩余，水可充满容器。
假设V〔NO〕∶V〔O2〕>4∶3，那么容器内剩余气体为过量NO。
假设V〔NO〕∶V〔O2〕<4∶3，那么容器内剩余气体为过量O2。
NO2与O2混合气体溶于水：假设V〔NO2〕∶V〔O2〕=4∶1，那么容器内无气体剩余，水可充满容器。
假设V〔NO2〕∶V〔O2〕>4∶1，那么NO2过量，容器内剩余气体为NO，体积为过量NO21/3。
假设V〔NO2〕∶V〔O2〕<4∶1，那么O2过量，容器内剩余气体为过量O2。
NO2、NO与O2三种气体溶于水：假设V〔NO2〕∶V〔NO〕∶V〔O2〕=1∶1∶1，那么容器内无气体剩余，水可充满容器。
第三节氮及其化合物题号 1 2 3 4 5 5－1 6 6－1 6－2 7 8 答案1．下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是()A．NO和O2B．HCl和NH3C．H2和CO D．SO2和CO2解析：NO和O2不共存，会产生NO2，A错误；HCl与NH3不共存，产生NH4Cl固体，B错误；H2和CO能共存，但密度小于空气，不能用向上排空气法收集，C错误；SO2和CO2共存，且密度大于空气，可用向上排空气法收集，D正确。
答案：D2.已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。
右图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。
下列关于物质甲、乙的判断正确的是()A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水解析：浓H2SO4不是挥发性酸，不会产生白色烟环，A错误；B、C、D三项中浓盐酸、浓硝酸、浓氨水均易挥发，由于NH3的摩尔质量小，扩散速度快，所以离白色烟环远的甲为浓氨水，故C正确。
答案：C3.用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图所示)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：①滴管内产生红棕色气体，液面下降；②滴管内液面上升，气体变成无色；③滴管内液面再次下降。
下列说法中不正确的是()A．现象①中产生的红棕色气体为NO2B．产生现象②的原因是NO2与水反应C．产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应D．最终瓶内溶液中的溶质只有Cu(NO3)2解析：第一次液面下降时就有硝酸与水混合，进入细口瓶的硝酸在“倒吸”时不可能全部被吸入滴管，所以最终溶液中的溶质除Cu(NO 3)2外还有HNO 3，故D 错误。
答案：D4．已知Cu(NO 3)2受热分解的化学反应方程式为：2Cu(NO 3)2=====△2CuO ＋4NO 2↑＋O 2↑。
某人将少量的Cu(NO 3)2固体放入试管中加热，然后用带火星的木条放入试管中，木条复燃，则下列说法正确的是( )①NO 2能支持燃烧 ②NO 2不能支持燃烧 ③木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气的缘故 ④木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气和二氧化氮共同作用的结果A ．①②B ．②③C ．③④D ．①④解析：Cu(NO 3)2受热分解产生的混合气体中O 2体积分数为15，等于空气中O 2的体积分数15，故不仅仅是O 2作用，故木条复燃是因为硝酸铜分解产生了O 2和NO 2共同作用的结果。
氮及其化合物1．下图中能实现人工固氮的是()【答案】D【解析】选项A、C为自然固氮，合成氨为人工固氮，选项B电解食盐水与固氮无关。
2．一些装有化学物质的容器上常贴有危险化学品的标志。
下列标志中，应贴在装有浓硝酸的容器上的是()A．B．C．D．【答案】D【解析】浓硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，具有很强的氧化性，是强氧化剂，因此应该使用；故选D。
3．常温下，铁与下列酸溶液作用产生H2的是()A．浓硫酸B．稀硫酸C．浓硝酸D．稀硝酸【答案】B【解析】A项，浓硫酸在常温下可以使铁钝化，不生成氢气；B项，稀硫酸在常温下可以与铁反应生成氢气；C项，浓硝酸在常温下可以使铁钝化，不生成氢气；D项，稀硝酸在常温下可以与铁反应，但是不生成氢气；故选B。
4．硝酸是重要的化工原料，在工业上可用于制造化肥、农药、炸药和染料等。
下列关于浓硝酸性质的描述不正确．．．的是()A．难挥发B．能溶于水C．能与碳反应D．能与氨气反应【答案】A【解析】A项，浓硝酸属于易挥发性的酸，A错误；B项，浓硝酸能溶于水，可配成各种浓度的稀硝酸，B正确；C项，浓硝酸有强氧化性，在加热条件下和碳反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，C正确；D项，浓硝酸与氨气反应生成硝酸铵，D正确。
故选A。
5．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )A．N2常温下性质稳定，可用作食品的保护气B．NH3易溶于水，可用作制冷剂C．NH4HCO3受热易分解，可用作氮肥D．浓硝酸具有酸性，可用于钝化金属铝【答案】A【解析】A项，氮气具有稳定性，可用作食品的保护气，故A正确；B项，液氨汽化吸收大量的热，具有制冷作用，所以可用作制冷剂，故B错误；C项，碳酸氢铵含有氮元素，所以可用作氮肥，与其受热分解的性质无关，故C错误；D项，常温下铝遇浓硝酸饨化生成致密的氧化膜，是因为硝酸有强氧化性，故D错误；故选A。
6．据研究，NO广泛分布于生物体内各组织中，可将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走，被称为“血管清道夫”。
第13讲 氮及其化合物（精准检测卷）时间：50分钟一、选择题（12个小题，每小题只有一个正确选项，每题5分，共60分） 1．自然界中氮的部分循环过程如图，有关说法正确的是A ．过程①和①均属于自然固氮B ．X→Y 发生化合反应C ．NH 3→N 发生氧化还原反应D ．若为硫循环，X 在空气中点燃可得Y2．下列过程中，氮元素被氧化的是A ．铵根离子的检验B ．工业固氮C ．大气固氮D ．生物固氮3．在指定条件下，下列选项所示物质间转化能实现的是A ．浓HNO 3(aq)Cu(s)−−−→NO(g)B ．NH 3(g)2O ，Δ催化剂−−−→NO 2(g) C ．NH 4Cl(s)()2Ca(OH)s Δ−−−−→NH 3(g) D ．NO(g)()NaOH aq →NaNO 3(aq) 4．元素的价－类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。
结合氮及其化合物“价类”二维图，下列分析或预测正确的是A ．N 2O 3、NO 2、N 2O 5均能与水反应生成酸，三者均为酸性氧化物B ．HNO 3、HNO 3、NaNO 3、NH 3的水溶液均可以导电，四者均属于电解质C ．可用浓盐酸检测输送NH 3的管道是否发生泄漏D ．HNO 3具有强氧化性，可溶解铜、银、金等不活泼金属5．一定温度下，铜与稀3HNO 反应的过程如下：下列说法错误的是A ．I 中生成的无色气体是NOB ．III 的反应速率比I 快的原因是2NO 溶于水，对反应具有催化作用C ．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解D ．将上述1mL 无色气体与1mL 氧气混合通入水中，恰好能完全被水吸收 6．将体积比为3:1的2NO 和NO 混合气体(共4mol)依次通入下列三个分别装有足量①3NaHCO 饱和溶液、①浓硫酸、①过氧化钠的装置后，用排水法将残余气体收集起来，则收集到的气体(同温同压下测定)是A ．20.5mol OB ．0.67mol NOC ．21mol NO 和20.25mol OD ．22mol O 7．下列有关硝酸的说法不正确的是A ．实验室常用稀硝酸与金属锌反应制备氢气B ．用玻璃棒蘸取浓硝酸，靠近蘸有浓氨水的玻璃棒会冒白烟C ．浓硝酸可与非金属单质例如碳反应，表现出强氧化性D ．氮氧化物是大气污染物，会产生硝酸型酸雨和光化学烟雾等环境问题8．下列反应的离子方程式书写正确的是A ．NH 4Cl 溶液中加入NaOH 浓溶液共热时反应的离子方程式为+4NH +OH -∆==NH 3↑+H 2OB ．NO 2通入水中制硝酸：2NO 2+H 2O=2H ++3NO -+NOC ．HNO 3溶液与氨水反应：H ++OH －=H 2OD ．铜与浓硝酸的反应：Cu+4H ++23NO -=Cu 2++2NO↑+2H 2O9．称取4.08g 银、铜合金溶于一定量的浓硝酸中充分反应，金属全部溶解，产生的气体通入水中，再通入448mLO 2(标准状况)，气体全部被水吸收，则该合金中铜的物质的量为 A ．0.01mol B ．0.02mol C ．0.03mol D ．0.04mol10．100mL 某混合酸中，c(HNO 3)为0.4mol/L ，c(H 2SO 4)为0.2mol/L 。
第13讲：氮及其化合物【内容与解析】本节课复习的内容是硫及其化合物的性质与应用。
主要是两个内容：1二氧化硫的性质。
2硫酸的性质。
二氧化硫的性质主要体现在二氧化硫的四个性质上，酸性氧化物、二氧化硫的还原性、二氧化硫的氧化性、二氧化硫的漂白性。
硫酸的性质上，主要是浓硫酸的三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性。
所以就在于这些性质的区别上。
【教学目标与解析】 1．教学目标1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。
2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
2．目标解析1. 了解硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。
就是指二氧化硫的四个性质，浓硫酸的三大特性。
2．了解硫元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
就是指二氧化硫会造成酸雨，硫酸型酸雨，而且是随时间的变化酸雨的PH 值会越来越小。
所以就有酸雨的防护问题。
【问题诊断分析】本节中学生感到困难的地方就是在于复习过程中，在浓硫酸的计算上，要掌握的是不能用浓硫酸的量来进行计算，因为浓硫酸的量一定要过量，所以就要搞清硫酸在计算过程中到底反应了多少物质这是硫酸计算的关键。
再就是二氧化硫性的判断，很多同学会把二氧化硫的漂白性，与还原性搞不清楚，这就是要掌握，无机物质的颜色是不能漂白的。
【教学条件支持】这节课主要是通过PPT 这个手段，因为这样能加快复习的速度，节约复习的时间。
特别是二氧化硫的四个性质与浓硫酸的三大特性上，这样，学生更能掌握这两种物质的性质。
【复习过程】一、氮气 1．物理性质通常情况下，N 2为无色无味的气体，不溶于水。
2．化学性质(1)与O 2反应：N 2＋O 2=====放电2NO 。
高温高压(2)工业合成氨：N 2＋3H 2====2NH 3。
催化剂(3)与Mg 反应：3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2。
1．物理性质颜色：无色，气味：刺激性气味，密度：比空气小，溶解性：常温常压下，1体积水中溶解700体积氨。
2．化学性质 (1)与水反应氨水显碱性，反应原理为：NH 3＋H 2O===H 3·H 2O===NH ＋4＋OH －。
(2)与酸反应与浓盐酸的反应为：NH 3＋HCl===NH 4Cl 。
现象为：产生大量白烟。
(3)与盐反应向AlCl 3溶液中滴加氨水，反应的离子方程式为： Al 3＋＋3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋4。
(4)与氧气反应化学方程式为：4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O 。
3．制法(1)实验室制法NH 4Cl 和Ca(OH)2共热反应的化学方程式为：Ca(OH)2＋2NH 4Cl=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 。
高温高压(2)工业制法N 2＋3H 2====2NH 3。
催化剂四、铵盐1．物理性质铵盐是由铵离子和酸根离子构成的化合物，都是白色或无色晶体，都易溶于水。
2．化学性质 (1)受热分解NH 4Cl 、NH 4HCO 3受热分解的化学方程式分别为：NH 4Cl=====△NH 3↑＋HCl ↑；NH 4HCO 3=====△NH 3↑＋CO 2↑＋H 2O 。
(2)与强碱反应：NH 4NO 3与NaOH 反应的化学方程式为：NH 4NO 3＋NaOH=====△NH 3↑＋NaNO 3＋H 2O 。
五、硝酸 1．物理性质颜色：无色，挥发性：易挥发，气味：刺激性气味，溶解性：和水以任意比互溶。
2．化学性质(1)酸的通性，但与活泼金属反应时不生成H 2。
(2)不稳定性化学方程式为：4HNO 3=====△4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O 。
久置的浓硝酸呈黄色，原因是：硝酸分解生成的NO 2溶于HNO 3，实验室保存浓HNO 3时，应注意：放在低温阴凉处。
(3)强氧化性①能与Pt 、Au 以外的所有金属反应，如Cu 与浓、稀HNO 3均可反应，化学方程式分别为：Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ，3Cu ＋8HNO 3===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O 。
有些金属(如Fe 、Al 等)在冷的浓HNO 3中发生钝化。
②与不活泼的木炭反应的化学方程式为：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。
③与某些还原性化合物(如FeO 等)反应的化学方程式为：3FeO ＋10HNO 3===3Fe(NO 3)3＋NO ↑＋5H 2O 。
④浓硝酸与浓盐酸按1：3混合配制成王水，它的氧化性比硝酸更强，能溶解金、铂等金属。
【例1】 室温时，在容积为a mL 的试管中充满NO 2气体，然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止；再通入b mL O 2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为c mL ，且该气体不能支持燃烧，则a 、b 的关系是( )A ．a ＝4b ＋3cB ．a ＝4b ＋cC ．a ：b ＝4：1D ．a ：b ＝4：3[解析] 根据反应3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，a mL NO 2产生a3mL NO ；通入b mL O 2后发生反应4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3，因为c mL 气体不能支持燃烧，所以c mL 气体为NO ，则(a3－c ) ：b ＝4：3，解得a ＝4b ＋3c 。
[答案] A变式1 在容积为672 mL 的烧瓶里充满NO 和NO 2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280 mL 氧气，反应恰好完成，且水充满烧瓶(气体体积都已折合为标准状况，并假定烧瓶中的溶液不扩散)。
下列有关叙述中正确的是( )A ．总反应为NO ＋NO 2＋O 2＋H 2O===2HNO 3B ．总反应为4NO ＋8NO 2＋5O 2＋6H 2O===12HNO 3C ．生成HNO 3的浓度接近0.3 mol·L －1D ．生成HNO 3的浓度约为0.45 mol·L －1解析：要熟练掌握NO 2和O 2以及NO 和O 2与H 2O 充分反应时的两个总反应式，并加以灵活应用。
(1)设参加反应的NO 2的体积为x ，NO 的体积为y 。
4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3x x44NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3y 3y4⎩⎨⎧x ＋y ＝672 mL x 4＋34y ＝280 mL， ⎩⎨⎧x ＝448 mLy ＝224 mL。
故参加反应的NO 2与NO 物质的量之比为2：1，则总反应为 4NO ＋8NO 2＋5O 2＋6H 2O===12HNO 3，据氮元素质量守恒可得生成的HNO 3为0.03 molc (HNO 3)＝0.03 mol 0.672 L＝0.045 mol·L －1。
(2)用电子守恒法列出方程直接求解。
答案：B【例2】 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO 2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从上图中选择制取气体的合适装置： 氮气________、氢气________。
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有________、________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，________(“会”或“不会”)发生倒吸，原因是：________________________________________________________________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：______________________，锥形瓶中还可观察到的现象是：_________________________________________________________________________________________。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：__________________________________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H ＋、OH －、________、________离子。
[解析] (1)实验室中用饱和NaNO 2溶液和饱和NH 4Cl 溶液混合加热的方法制取氮气，可以选用铁架台、酒精灯、蒸馏烧瓶、分液漏斗配套，装置用a ，而H 2的制取利用的是简易启普发生器装置b 。
(2)甲装置中浓硫酸能吸收H 2O ，同时控制气体流速。
(3)倒吸是对于一些极易溶于水(或其他溶剂)的气体，如NH 3、HCl 等，由于气体在水中大量溶解，导致出气管中压强减小，而发生倒吸现象，氨合成器出来的气体中混有N 2、H 2等难溶于水的气体，因此不能形成压强差，不发生倒吸。
(4)(5)由于4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O 是放热反应，故铂丝保持红热，NO 被空气中O 2氧化而生成红棕色NO 2气体。
(6)由于反应过程中发生了如下反应：4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O ；2NO ＋O 2===2NO 2；3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ；NH 3＋HNO 3===NH 4NO 3，因此溶液中含有NO －3、NH ＋4、H ＋、OH －等。
[答案] (1)a b(2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速(3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的N 2、H 2(4)氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生(5)4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O(6)NH ＋4 NO －3变式2 (2010·福建省莆田市质检)实验室可采用多种方法制取氨气。
(1)(2)如何检验生成的气体是氨气？________。
解析：(1)实验室制取氨气，可以采取加热浓氨水的方法，装置选择C ；也可以选用氢氧化钠固体和浓氨水，将浓氨水滴入NaOH 固体中，NaOH 固体溶解放热，氨气受热挥发，装置选择B 。
(2)检验氨气，可以利用氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的性质检验。
答案：(1)C B(2)把湿润的红色石蕊试纸靠近导管口，试纸变蓝【例3】 某高三研究性学习小组为了测定某铜银合金的成分，将30. 0 g 该合金溶于80 mL 13.5 mol/L 的浓HNO 3中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72 L(标准状况)，并测得溶液的c (H ＋)＝1 mol/L 。
假设反应后溶液的体积仍为80 mL ，试计算：(1)被还原的硝酸的物质的量； (2)合金中银的质量分数。
[解析] (1)硝酸被还原后的产物是NO 或NO 2，因为1 mol HNO 3被还原得到1 mol NO 或NO 2，因此产生气体的物质的量即是被还原的HNO 3的物质的量。
