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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。
第四节氮及其重要化合物【高考目标导航】考纲导引考点梳理1.掌握氮元素单质及其化合物的主要性质，了解其应用。
2.了解氮元素单质及其化合物对环境质量的影响。
3.掌握氨、铵盐、硝酸的主要化学性质。
氮气及氮的氧化物。
氨和铵盐。
硝酸。
【基础知识梳理】一、氮气及氮的氧化物颜色气味毒性密度溶解性N2 无色无味无毒比空气稍小难溶于水NO 无色无味有毒比空气稍大不溶于水NO2 红棕色有刺激性气味有毒比空气稍大与水发生反应2.化学性质（1）氮气①与氧气反应②与氢气反应(2)NO与O2反应：2NO＋O2===2NO2(3)NO2与H2O反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO3．氮的氧化物对环境的影响(1)形成硝酸型酸雨。
(2)形成光化学烟雾。
(3)破坏臭氧层。
二、氨和铵盐1．氨气（NH3）：（1）分子结构：由极性键形成的三角锥形的极性分子，N原子有一孤对电子；N -3价，为N元素的最低价态（2）物理性质：无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）（3）化学性质：①与水反应：氨水呈碱性，原理：NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，常用此性质检验氨气。
②与酸反应与挥发性酸(如浓盐酸、硝酸)的反应：NH3+HCl=NH4Cl 现象：产生白烟与硫酸反应：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4③与盐反应：向AlCl3溶液中滴加氨水反应的离子方程式为：Al3++3 NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+④氨气的还原性NH3中的N 呈—3价，所以NH3具有还原性，能被O2、CuO 、NOx 、Cl2等物质氧化。
a.4NH3+5O2 催化剂△ 4NO+6H2O (工业制硝酸的基础)b.2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2Oc.3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl2．铵盐（1）物理性质：白色晶体，易溶于水（2）化学性质：①受热分解： NH4HCO3 ＝ NH3↑ + H2O + CO2↑（30℃以上可分解），NH4Cl ＝ NH3↑+ HCl ↑②与碱反应： Ca （OH ）2 + 2NH4Cl ＝ CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O 铵盐与碱溶液反应的离子方程式：NH4+ + OH- ＝NH3↑+ H2O （该性质可用于氨气的制取和铵根离子的检验）（3）NH4+的检验：取少量样品，与碱混合于试管中，加热。
第四节氮及其化合物1．氮在自然界中的存在和转化(1)氮元素在自然界中的存在与氮的固定。
(2)氮气。
①物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。
②化学性质：a ．氮气与氧气反应的化学方程式为N 2＋O 2=====放电2NO 。
导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。
b ．氮气与氢气反应的化学方程式为N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3。
(工业合成氨反应原理)c ．氮气与金属镁反应的化学方程式为3Mg ＋N 2=====△Mg 3N 2。
2．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，如N 2O 、NO 、NO 2、N 2O 4、N 2O 3、N 2O 5等，其中属于酸性氧化物的是N 2O 3、N 2O 5。
(2)NO 和NO 2性质的比较。
1.判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2018·江苏高考)标准状况下，6.72 L NO 2与水充分反应转移的电子数目为0.1N A 。
( ) (2)(2018·广东高考)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应。
( ) (3)(2018·江苏高考)NO 2与水反应的离子方程式：3NO 2＋H 2O===2H ＋＋2NO －3＋NO 。
( ) (4)(2018·山东高考)CO 、NO 、NO 2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。
( ) (5)在实验室里，NO 和NO 2均可用排水法收集。
( )(6)NO 能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒。
( ) 答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√2.氮及氮的化合物间有如图所示的转化关系，其中哪种转化是不能一步实现的？ 答案：第④步转化关系不能一步实现。
3．如何通过实验验证某无色气体是NO?提示：向无色气体中通入O 2(或空气)，无色气体变成红棕色，即证明该无色气体是NO 。
氮及其化合物一、氮气及其氧化物1．氮气2．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
2NO NO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化学性质与O2反应2NO＋O2===2NO2与H2O反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与人体、环境的关系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、光化学烟雾特别提醒(1)氮的氧化物都是大气污染物。
(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。
NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。
互动思考1．根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属元素，为什么氮气很稳定？答案氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气分子中的N≡N键，键能很大，分子结构稳定，故氮气很稳定。
2．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮，请同学们写出三个有关的化学方程式：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________； (3)________________________________________________________________________。
答案 (1)N 2＋O 2=====放电或高温2NO (2)2NO ＋O 2===2NO 2 (3)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 3．如何鉴别NO 2与溴蒸气？答案 由于NO 2和Br 2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。
第四节氮及其化合物[高考备考指南]之间的相互关系。
氮气及氮的氧化物(对应复习讲义第49页)1．自然界中氮的存在和氮的固定 2．N 2的性质及应用(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点比O 2的低。
(2)化学性质N 2的电子式为∶N ⋮⋮N ∶，结构式为N≡N。
①N 2与H 2反应的化学方程式：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3， N 2表现氧化性。
②N 2与Mg 反应的化学方程式：N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2，N 2表现氧化性。
③N 2与O 2反应的化学方程式：N 2＋O 2=====放电2NO ， N 2表现还原性。
3．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5等。
完成下表中NO 和NO 2的比较：NONO 2物理性质颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶与H 2O 反应化学性质与O 2反应2NO ＋O 2===－2NO2与H2O反应－3NO2＋H2O===2HNO3＋NO[注意] ①NO2与N2O4可相互转化：2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0②N2O3、N2O5分别是HNO2、HNO3的酸性氧化物4．氮氧化物对环境的污染及防治(1)常见的污染类型①光化学烟雾：NO x在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。
②酸雨：NO x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与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NO x尾气处理方法①碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)，一般适合工业尾气中NO x的处理。
高考化学一轮复习氮及其化合物(讲义及答案)及答案一、选择题1．下列叙述不正确的是A．洒落的汞可用硫粉处理B．浓硫酸可用铁制容器装C．可用氨水清洗试管壁上的氧化铝D．可用稀硝酸清洗试管壁上的银【答案】C【详解】A．汞有毒，常温下能够与硫反应生成硫化汞，撒落的汞可用硫粉处理，故A正确；B．浓硫酸具有强氧化性，常温下能够使铁钝化，所以浓硫酸可用铁制容器装，故B正确；C．氨水为弱碱，不能与氧化铝反应，不能用氨水清洗试管壁上的氧化铝，故C错误；D．硝酸具有强的氧化性，能够氧化单质银，所以可用稀硝酸清洗试管壁上的银，故D正确；故选C。
2．可用来干燥氨气的有( )A．浓硫酸B．碱石灰C．氯化钙D．五氧化二磷【答案】B【详解】因为氨气可以和酸反应，所以不能用浓硫酸和五氧化二磷等酸性干燥剂干燥；氯化钙可以吸收氨气生成八氨合氯化钙，所以也不能用氯化钙干燥氨气。
碱石灰是氧化钙和氢氧化钠组成的混合物，可以干燥氨气，所以本题选B。
3．下列对于硝酸的认识中不正确的是()A．浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性B．铜与HNO3的反应属于分解反应C．金属与HNO3反应一般不产生氢气D．可用铁或铝制的容器盛装浓硝酸【答案】B【详解】A. 浓硝酸和稀硝酸中氮元素化合价降低可以表现出都具有强氧化性，A正确；B. 铜与HNO3反应生成硝酸铜、一氧化氮或二氧化氮和水，不属于分解反应，B不正确；C. 金属与HNO3反应中氮元素化合价降低，生成一氧化氮或二氧化氮等含氮化合物，一般不产生氢气，C正确；D. 铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，可用铁或铝制的容器盛装浓硝酸，D正确；答案选B。
4．下列事实与浓硫酸表现出的性质（括号中）对应关系正确的是（）A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大难挥发性B．在加热条件下铜与浓硫酸反应强氧化性、酸性C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成吸水性D．浓硫酸与少量胆矾晶体混合，晶体由蓝色变成白色脱水性【答案】B【详解】A．浓硫酸具有吸水性，则在空气中敞口久置的浓硫酸，会吸收空气中的水分而使溶液的质量增大，表现的是浓硫酸的吸水性，故A错误；B．在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫和水，硫元素化合价部分变化，体现浓硫酸的强的氧化性和酸性，故B正确；C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成，体现浓硫酸的脱水性，故C错误；D．硫酸与少量胆矾晶体混合，晶体由蓝色变成白色，体现浓硫酸的吸水性，故D错误。
氮及其化合物一、氮气及其氧化物1．氮气2．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
2特别提醒(1)氮的氧化物都是大气污染物。
(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。
NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。
互动思考1．根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属元素，为什么氮气很稳定？答案氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气分子中的N≡N键，键能很大，分子结构稳定，故氮气很稳定。
2．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮，请同学们写出三个有关的化学方程式：(1)________________________________________________________________________； (2)________________________________________________________________________； (3)________________________________________________________________________。
答案 (1)N 2＋O 2=====放电或高温2NO (2)2NO ＋O 2===2NO 2 (3)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 3．如何鉴别NO 2与溴蒸气？答案 由于NO 2和Br 2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。
所以不能用淀粉KI 试纸、pH 试纸、NaOH 溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：①AgNO 3溶液；②CCl 4溶液；③用水洗法。
题组一 NO 、NO 2的性质及对环境的影响1．NO 吸收治疗法可快速改善SARS 重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO 对SARS 病毒有直接抑制作用。
下列关于NO 的叙述正确的是( ) A ．NO 是一种红棕色气体B ．常温常压下，NO 不能与空气中的氧气直接化合C ．含等质量的氧元素的NO 和CO 的质量相等D ．NO 难溶于水，可以用排水法收集 答案 D解析 NO 是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO 易与氧气直接化合生成NO 2。
2．汽车排放的尾气中含有NO 2，NO 2是城市大气污染的主要污染物之一，在日光照射下，NO 2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O 3，加重空气污染。
反应过程为①2NO 2―→2NO＋2O ，②2NO＋O 2―→2NO 2，③O＋O 2―→O 3。
下列对该反应过程及生成物叙述正确的是( )A ．NO 2起催化剂作用B ．NO 起催化剂作用C ．NO 2只起氧化剂作用D ．O 3与O 2为同分异构体 答案 A解析 反应过程①＋②得O 2―→2O，③O＋O 2―→O 3，NO 2起催化剂作用，反应过程中NO 2作氧化剂，A 项正确，B 、C 项错误；O 3与O 2的相对分子质量不相同，不是同分异构体，属同素异形体，D 项错误。
3．汽车尾气主要含有CO 2、CO 、SO 2、NO x 等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
(1)汽车尾气中的CO 来自于______________________，NO 来自于________________________。
汽车尾气对环境的危害主要有________________________(至少填两种)。
(2)NO x 能形成酸雨，写出NO 2转化为HNO 3的化学方程式：____________________________________。
(3)汽车尾气中的CO 、NO x 在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。
写出NO被CO还原的化学方程式：__________________________________________________________________。
答案 (1)①汽油的不完全燃烧 N 2与O 2在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可) (2)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO(3)2CO ＋2NO =====催化剂N 2＋2CO 2解析 (1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO ；当空气过量时，N 2和O 2在放电或高温条件下反应生成NO 。
汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。
(3)CO 、NO x 反应后生成的无毒气体为CO 2和N 2。
氮氧化物对环境的污染及防治1．常见的污染类型(1)光化学烟雾：NO x 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：NO x 排入大气中后，与水反应生成HNO 3和HNO 2，随雨雪降到地面。
(3)破坏臭氧层：NO 2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
2．常见的NO x 尾气处理方法 (1)碱液吸收法2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2ONO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：n (NO 2)≥n (NO)。
一般适合工业尾气中NO x 的处理。
(2)催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N 2)或NO x 与CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2和CO 2)。
一般适用于汽车尾气的处理。
题组二 有关氮的氧化物的简单计算4．将22.4 L 某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为( ) A ．NO 2 B ．N 2O 3 C ．N 2O D ．N 2O 4 答案 A解析 本题考查氧化还原反应和阿伏加德罗定律及元素化合物知识，意在考查学生利用有关定律进行数据处理的能力。
氮氧化合物与铜粉反应生成CuO 和N 2，结合题中气体体积和阿伏加德罗定律可推知该氮的氧化物分子中只含有一个氮原子，结合选项知A 正确。
5．在一定条件下，将NO 2和O 2的混合气体12 mL 通入足量水中，充分反应后剩余2 mL 气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为( ) ①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL A ．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案 D解析 首先分析剩余的2 mL 气体有两种可能。
如果剩余2 mL O 2，则V (NO 2)＝45×(12－2) mL＝8 mL ，则混合气中：V (O 2)＝12 mL －8 mL ＝4 mL 。
若剩余的2 mL 气体是NO ，则混合气中的V (O 2)＝(12 mL －2 mL×3)×15＝1.2 mL ，D 项正确。
6．氮氧化合物(用NO x 表示)是大气污染的重要因素，根据NO x 的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。
(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。
已知：4NH 3＋6NO =====催化剂△5N 2＋6H 2O,8NH 3＋6NO 2=====催化剂△7N 2＋12H 2O 。
同温同压下，3.5 L NH 3恰好将3.0 L NO 和NO 2的混合气体完全转化为N 2，则原混合气体中NO 和NO 2的体积之比是________。
(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO 2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比1∶1，写出该反应的化学方程式：________________。
②NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是______。
(3)纯碱溶液也能用于处理氮氧化合物废气，反应原理与上述(2)类似，同时产生CO 2。
①请写出纯碱溶液吸收NO 2的化学方程式：________。
②现有一定量的某工业废气，其中含有3.36 L NO 2、1.12 L NO(已换算为标准状况，假设不含N 2O 4)，恰好被200 mL 碳酸钠溶液吸收，所得盐的物质的量分别为________、________，该碳酸钠溶液的物质的量浓度为____________mol·L －1。
答案 (1)1∶3(2)①2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O ②NaNO 2(3)①Na 2CO 3＋2NO 2===NaNO 3＋NaNO 2＋CO 2②NaNO 3：0.05 mol NaNO 2：0.15 mol 0.5 mol·L －1解析 (1)设NO 的体积为V (NO)，NO 2的体积为V (NO 2)，依据方程式知，处理NO 需NH 3：23V (NO)，处理NO 2需NH 3：43V (NO 2)，则⎩⎪⎨⎪⎧V NO ＋V NO 2 ＝3.0 L 23V NO ＋43V NO 2 ＝3.5 L解得V (NO)＝0.75 LV (NO 2)＝2.25 L V (NO)∶V (NO 2)＝1∶3。
(2)①生成两种钠盐，必然是NO 2的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为NaNO 3和NaNO 2。
②NO 中氮的化合价为＋2价，NO 2中氮的化合物为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH 反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为＋3，即为NaNO 2。
(3)②n (NO 2)＝0.15 mol ，n (NO)＝0.05 mol Na 2CO 30.05 mol＋NO 2 0.05 mol＋NO 0.05 mol===2NaNO 20.1 mol＋CO 2则单独与Na 2CO 3反应的NO 2为0.15 mol －0.05 mol ＝0.1 mol Na 2CO 30.05 mol＋2NO 2 0.1 mol===NaNO 3 0.05 mol＋NaNO 2 0.05 mol＋CO 2所以共生成NaNO 3：0.05 mol ，NaNO 2：0.15 molc (Na 2CO 3)＝0.1 mol 0.2 L＝0.5 mol·L －1。
1．解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理无论是单一气体(NO 2)，还是NO 、NO 2、O 2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO,2NO ＋O 2===2NO 2，故若有气体剩余只能是NO 或O 2，不可能是NO 2。
