1、第2讲 氮的循环,【2020备考】 最新考纲：1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。3.了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。 核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识含氮化合物的多样性，并对其进行分类。2.科学探究与创新意识：能根据氮单质及化合物的性质提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。,考点一 氮气及其氧化物 (频数： 难度：),本考点考查角度有：(1)氮气及其常见氧化物的性质用途判断。,(2)氮的氧化物实验探究。(3)氮的氧化物对环境的影响。,1.氮元素在自然界中的存在,
2、2.氮气的性质,写出有关反应的化学方程式：,(1)N2到NO2不能一步转化完成。 (2)Mg3N2只能干态制取，在水溶液中，能强烈与水反应，生成氢氧化镁沉淀，放出氨气。,3.氮的氧化物,N2O3、N2O5N2O3、N2O5,(2)NO和NO2的比较,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO,4.氮氧化物对环境的污染及防治,(1)常见的污染类型 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。 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。 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。 NO
3、与血红蛋白结合使人中毒。,(2)常见的NOx尾气处理方法 碱液吸收法 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 。一般适合工业尾气中NOx的处理。 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。,n(NO2)n(NO),速查速测,1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”,(1)(全国乙)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO( ) (2)(全国卷)密闭容器中2 mol N
4、O与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA( ) (3)(浙江高考)燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施( ) (4)(天津高考)制取NO2时，用水或NaOH溶液吸收尾气( ) (5)通过灼热的镁粉，可除N2中的少量氧气( ),2.(教材改编题)(RJ必修1P953、P964改编)下列气体，不能用排空气法收集的是_；,不能用排水法收集的是_； 不会造成空气污染的是_。 N2 NO NO2 SO2 CO NH3 答案 ,3.(思维探究题)溴蒸气和NO2都为红棕色气体，用湿润的淀粉KI试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗？为什么？若不能，请你设计一种简单的方法
5、，区别溴蒸气和NO2。,答案 不能鉴别。因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI中的I氧化成I2，使试纸变蓝色。NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。方法：用AgNO3溶液，Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr；用水，溶于水后有颜色的是Br2，无颜色的是NO2。,A组 基础知识巩固,1.下列化学事实及其解释都正确的是( ),答案 D,A.NO2能支持燃烧 B.NO2不能支持燃烧 C.木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气的缘故 D.木条复燃是因为硝酸铜分解产生的CuO催化作用的结果,答案 A,3.在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2
6、 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为( ),1.2 mL 2.4 mL 3 mL 4 mL A. B. C. D.,答案 D,【方法技巧】,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中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2H2O=2HNO3NO，2NOO2=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，总关系式为4NO3O22H2O=4HNO3(43)。 (2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2O22H2O=4HNO3(41)。当V(NO2)V(O2)41 反应中剩余NO2气体，根据3NO2H2O
7、=2HNO3NO，最后剩余的气体为NO，体积为方程式剩余NO2的三分之一。,B组 考试能力过关,4.(2015北京理综，8)下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是( ),A.氮元素均被氧化 B.工业合成氨属于人工固氮 C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环 解析 A项，合成氨反应中，氮元素的化合价降低被还原，错误；B项，工业合成氨属于人工固氮，正确；C项，硝酸盐转化为蛋白质及经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐，实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化；并且碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环，C正确，D正确。,答案 A,5.(2018课标全国，8)研究
8、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,解析 雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2等分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。 答案 C,6.(北
9、京高考)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。,(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_。 (2)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放，当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_ _。,考点二 硝酸 (频数： 难度：),本考点主要考查硝酸的性质，重点掌握硝酸的强氧化性，硝酸与,金属反应的计算方法，特别是有关硝酸化学性质的实验探究是考查重点，应特别关注。,1.物理性质,实验室常用浓HNO3质量分数为69%，物质的量浓度约为16 mol/L, 95%以上的硝酸称为“发烟硝酸”。,2.化学性质,市售浓硝酸呈黄色
10、的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。 硝酸要保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,(1)硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)NO2，HNO3(稀)NO，如果硝酸的浓度很稀，其产物也可能是N2O或NH4NO3。 (2)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后退色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性；常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。,速查速测,1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”,2.(教材改
11、编题)(RJ必修1P108，9)写出三种能鉴别假金币(铜锌合金)的方法,(1)_。 (2)_ _。 (3)_ _。,答案 (1)用火烧，若无颜色改变则为真金币，有颜色改变为假金币 (2)放入盐酸中，若无气泡冒出，则为真金币，若有气泡冒出则为假金币 (3)放入稀硝酸中，若金币溶解，溶液变蓝则为假金币，若无变化则为真金币,A组 基础知识巩固,1.下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是( ),A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色 B.硝酸能与FeO反应，只表现氧化性 C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体 D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色,解析 硝酸是一种具有强氧化性的强酸，
12、并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后退色，故选项A错；硝酸是一种强氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与FeO反应时表现氧化性和酸性，所以选项B、C错，选项D正确。 答案 D,2.在通风橱中进行下列实验：,下列说法不正确的是( ) A.中气体由无色变为红棕色的化学方程式：2NOO2=2NO2 B.中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应 C.对比、中的现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3 D.针对中的现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化,解析 A项，铁与稀硝酸反应生成NO，NO与空气中的O2反应生成N
13、O2：2NOO2=2NO2，正确；B项，铁遇浓硝酸钝化，阻止铁继续与浓硝酸反应，正确；C项，对比、，说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，错误；D项，装置形成原电池，通过电流计指针偏转的方向，可判断铁是否被氧化，正确。 答案 C,3.足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 molL1 NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( ),A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL,答案 A,【方法技巧】,金属与硝酸反应计
14、算题的一般方法,B组 考试能力过关,4.(2017北京卷)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中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D.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,答案 D,5.(2016天津高考)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由N、O两种元素组成，气体的相对分子质量都小于50。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1 L 2.2 molL1 NaOH溶
15、液和1 mol O2，则两种气体的分子式及物质的量分别为_，生成硫酸铜物质的量为_。,答案 NO：0.9 mol，NO2：1.3 mol 2 mol,考点三 氨、铵盐 (频数： 难度：),本考点命题角度：(1) 氨、铵盐的性质判断。(2)氨的实验室制备。,(3)氨的性质实验探究。(4)铵根的检验。其中氨的实验室制法和性质探究是命题重点。,1.氨的物理性质与喷泉实验,(1)氨的分子结构与物理性质,小,强烈刺激性,700,(2)喷泉实验,常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如下表：,上述装置如果去掉了胶头滴管，可用手(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
16、的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水。,2.氨的化学性质,NH3HCl=NH4Cl,产生白烟,有关氨气的还原性实验探究是高考热点，对于有关的拓展反应应熟练掌握，下面是总结氨气的常见还原性反应，在分析原理的基础上掌握相关反应。,3.氨气的实验室制法,向下排空气法,蓝,白烟,4.用途,制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。,5.铵盐,简答题是学生失分的重灾区，规范答题语言，是提高学生解答简单题能力的重要一环，下面是总结的铵根检验的规范模板，要求学生熟记。,速查速测,1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”,2.(教材改编题)(RJ必修1P1035改编)某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷
17、洒一种溶液(保持湿润)，挂在铁架台上。另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方(如图)。过一会儿，发现纸蝴蝶变为红色。下表的组合中，能够实现上述变化的是_。,答案 ,3.(思维探究题)实验室里用如图装置，将浓氨水滴加到生石灰或氢氧化钠上，都能制得氨气，以生石灰为例分析其原因是什么？,A组 基础知识巩固,1.(2018山东栖霞期中)探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( ),A.将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水 B.将湿润的红色石蕊试纸放入集有氨气的集气瓶中，试纸由红色变为蓝色，说明氨水呈碱性 C.加热NH4HCO3固体，观察到固体
18、逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定 D.将红热的Pt丝伸入盛有浓氨水的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的直接氧化产物为NO2,答案 D,2.(2018莱芜模拟)在如图所示装置中进行氨的催化氧化实验：向三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气，将红热的铂丝插入瓶中并接近液面。反应过程中，可观察到瓶中有红棕色气体产生，铂丝始终保持红热。下列有关说法错误的是( ),解析 A.反应过程生成硝酸，3NO2H2O=2HNO3NO，硝酸电离产生硝酸根离子，A正确；B.反应生成硝酸，硝酸是强酸，所以反应后溶液中c(H)增大，pH变小，B正确；C.2NOO2=2NO2，为化合反应，C正确；
19、D.氨的氧化反应为放热反应，溶液温度升高，实验过程中NH3H2O的电离常数变化，D错误。,答案 D,3.某研究小组要快速制取干燥的氨气，提供的药品有：浓氨水、氯化铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰，提供的仪器如下所示(必要的塞子、玻璃导管、橡胶管、固定装置和尾气处理装置略去)。,(1)需选择的药品是_， 选择的仪器是_(填序号)。 (2)若用下图甲装置收集NH3，如何判断烧瓶中已收集满NH3？_。,(3)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是_ _。,答案 (1)浓氨水、氢氧化钠固体 或 (2)漏斗下端边沿与水面接触处溶液颜色变为红色 (3)气球逐渐变大,【思维拓展】 氨气制取装置创
20、新考查,B组 考试能力过关,4.(2016课标全国，26节选)联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：,(1)联氨分子的电子式为_，其中氮的化合价为_。 (2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为_。 (3)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是_ _。,联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2_kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是_。,5.(2016课标全国，26)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：,(1)氨气的制备,氨气的发生装置可以选择上图中的_，反应的化学方程式为_。 欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。,
