2022年高考化学二轮复习讲义第12讲氮及其化合物（讲）解析版.docx

第12讲 氮及其化合物【学科核心素养】1.变化观念与平衡思想：分析氮及其化合物的化学反应，预测在一定条件下氮及其化合物可能发生的化学变化2.科学探究与创新意识：发现或提出对氮及其化合物有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论3.科学态度与社会责任：关注氮及其化合物的社会热点问题，认识环境保护的重要性，形成可持续发展意识和绿色化学观念知识点解读】知识点一 氮气及其氧化物1．氮的固定（1）自然固氮（2）人工固氮：合成氨工业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①3Mg＋N2Mg3N2；②N2＋3H22NH3；③N2＋O22NO3．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O52)NO和NO2的比较性质NONO2色、态、味无色、无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性难溶于水毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO与氧气反应NO＋O2===2NO2不反应对环境的影响NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层【归纳总结】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：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。

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与血红蛋白结合使人中毒2)常见的NOx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NOx的处理②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)一般适用于汽车尾气的处理知识点二 硝酸1．物理性质硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味2．化学性质(1)不稳定性反应：4HNO3(浓) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑2)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①与金属反应：稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O②与非金属反应：浓硝酸与C的反应：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＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O3)与有机物反应①硝化反应(与苯反应)：＋HNO3(浓) ＋H2O；②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色易错警示】 (1)HNO3与金属反应一般不能产生H22)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO33)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性4)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题①忽视NO在酸性条件下的强氧化性在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应3)硝酸工业制法的反应原理①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO4)硝酸的保存①保存硝酸：棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被氧化)、阴凉处(防热)。

②存放的浓硝酸中，因分解产生的NO2溶于HNO3而使其呈黄色与工业盐酸中因含Fe3＋而呈黄色易混知识点三 氨、铵盐1．氨的分子结构和物理性质电子式密度气味水溶性比空气小强烈刺激性气味极易溶于水(1∶700)2.氨的化学性质(1)氨与水的反应NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，氨溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3H2ONH3↑＋H2O2)氨与酸的反应：蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO33)与盐溶液的反应如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4)氨的还原性a．催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2Ob．在纯氧中燃烧：4NH3＋3O22N2＋6H2Oc．与氯气反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cld．与CuO反应：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O。

3．氨的实验室制法(1)加热固态铵盐和碱的混合物一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，化学方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O①装置：“固体＋固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)②收集：只能用向下排空气法③验满方法：a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生④尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气2)实验室制取氨的其他方法方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3H2ONH3↑＋H2O浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解且OH－浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解化学方程式为NH3H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)24.铵盐及NH的检验(1)铵盐的物理性质铵盐都是白色固体，均易溶于水2)铵盐的化学性质①不稳定性a．NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑b．NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O。

②与碱反应a．在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3H2Ob．加热时或浓溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O③铵盐溶于水易水解：NH＋H2ONH3H2O＋H＋ (3)NH的检验未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH典例剖析】高频考点一 氮及其氧化物例1.(2018全国卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)下列叙述错误的是(　　)A．雾和霾的分散剂相同B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关【答案】C【解析】NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确举一反三】德国科学家格哈德埃特尔的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示下列说法正确的是(　　)A．NO2是该过程的最终产物B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应C．汽车尾气的主要污染成分是CO2和NOD.该催化转化的总化学方程式：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2【答案】D【解析】A项，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程中先生成二氧化氮，然后在催化剂表面和一氧化碳反应，最终生成无毒气体，起到尾气净化的作用，错误；B项，NO和O2在常温下就会发生反应，错误；C项，汽车尾气的主要污染成分是CO、NO、NO2等，错误；D项，尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分，化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，正好是过程图中的变化，正确。

变式探究】化学与生产、生活、环境等社会实际密切相关下列相关叙述正确的是(　　)A．SO2、CO2、NO2都是可形成酸雨的气体B．75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同C．纳米铁粉通过物理吸附去除污水中Hg2＋、Pb2＋等重金属离子D．汽车尾气中含有的氮氧化物，会加剧酸雨的形成【答案】D【解析】SO2和NO2都是可形成酸雨的气体，CO2不能形成酸雨，但会造成温室效应，A项错误；75%的酒精消毒的原理是使蛋白质发生变性，“84”消毒液是利用其主要成分NaClO的强氧化性杀菌消毒，原理不相同，B项错误；纳米铁粉能有效地处理污水中的Hg2＋、Pb2＋等重金属离子，与其还原性有关，C项错误高频考点二 氮氧化物有关计算例2. (2018海南卷)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为7∶4，该NOx可表示为(　　)A．N2O B．NO C．N2O3 D．NO2【答案】A【解析】＝＝，故NOx可表示为N2O变式探究】如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。

则m与n的比值为(　　)A．3∶2 B．2∶3C．8∶3 D．3∶8【答案】C　【解析】该过程中涉及的反应有2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可将两个方程式“合并”为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO则可知体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34　　　3　　 n4∶＝3∶n，解得m∶n＝8∶3方法技巧】氮氧化物与O2、H2O反应的计算(1)关系式法①NO和O2通入水中由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3②NO2和O2混合气体通入水中由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③NO、NO2和O2三种气体通入水中先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，然后加上原来混合气体中NO体积，再按①计算2)电子守恒法当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子。