1、【 精品教育资源文库 】 第四节 氮及其化合物 考纲定位 全国卷 5年考情 1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。 2掌握氨气的实验室制法 (包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法 )。 3了解氮及其重要化合物的制备方法。 2017年： 卷 T26； 卷 T8(C)、 T13(C) 2016年： 卷 T8(B)、 T10(B)、 T26； 卷 T26(4)(5)； 卷 T27 2015年： 卷 T7、 T8(D)、 T10(A)； 卷 T13(B) 2014年： 卷 T8(C)、 T27； 卷 T28 2013年： 卷 T7(B) 考点 1| 氮气及 其氧化物的性质及应用 (对应
2、学生用书第 78页 ) 考纲知识整合 1自然界中氮的存在和氮的固定 2 N2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 O2的 低 。 (2)化学性质 N2的电子式为 ，结构式为 NN 。 与 H2反应的化学方程式： N2 3H2 高温、高压催化剂2NH3， N2表现 氧化 性。 与 Mg 反应的化学方程式： N2 3Mg=点燃 Mg3N2， N2表现 氧化 性。 与 O2反应的化学方程式： N2 O2 =放电或高温2NO， N2表现 还原 性。 提醒： 氮元素是一种活泼非金属，但 N2稳定的原因是 N2分子中氮氮三键很稳定，不易断裂，难发生化学反
3、应。 3氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物，如 N2O、 NO、 NO2、 N2O4、 N2O3、 N2O5等，其中属于酸性氧化物的是 N2O3、 N2O5； NO2与 N2O4能相互转化 2NO2 N2O4(写方程式 )。 (2)NO、 NO2的比较 NO NO2 【 精品教育资源文库 】 颜色 无 色 红棕 色 毒性 有毒 有毒 溶解性 难溶 于水 易溶于水 与 O2或 与 H2O反应 2NO O2=2NO2 3NO2 H2O= 2HNO3 NO 收集方法 排水法 向上排空气法 与人体、环境 的关系 与 血红蛋白 结合，使人中毒 转化成 NO2，形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、 光化
4、学烟雾 4. 实验探究 在进行 NO2溶于水的实验时有如图所示操作。 (1)将充满 NO2的试管倒扣在盛有水的水槽中，可观察到的现象是 红棕色气体逐渐变为无色 ，水位上升，最后水充满整个试管的 23。化学方程式为 3NO2 H2O=2HNO3 NO。 (2)当向试管中通入 O2，现象是 无色气体又变为红棕色气体 ，试管内液面上升至充满，继续通 O2试管内液面又 下降 。 高考命题点突破 命题点 1 N2和 NOx的主要性质及应用 1下列说法正确的是 _(填序号 )。 (1)食品袋中充氮气可用来防腐 (2)(2016 全国 卷 )用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的 NO (3)制二氧化氮时
5、，用水或 NaOH溶液吸收尾气 (4)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反 应 (5)NO2与溴蒸气的鉴别可以用水 、 AgNO3溶液或 CCl4，但不能用湿润的淀粉 KI试纸 (6)NO2通入 FeSO4溶液中始终无明显现象 (7)在实验室里， NO和 NO2均可用排水法收集 (8)NO能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒 (9)1 mol NO与 0.5 mol O2恰好反应生成 1 mol NO2 (10)除去 NO 中的 NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓 H2SO4的洗气瓶中 (11)NO2与 H2O反应中氧化剂与还原剂的质量比为 21 【 精品教育资源文库 】
6、 【答案】 (1)(4)(5)(8)(10) 命题点 2 NOx与 H2O或碱液反应的问题分析 2. 如图所示，试管中盛装的是红棕色气体 (可能是混合物 )，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管内水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体是 ( ) A可能是 N2与 NO2的混合气体 B只能是 O2与 NO2的混合气体 C可能是 NO与 NO2的混合气体 D只能是 NO2一种气体 C 根据题意 3NO2 H2O=2HNO3 NO， 2NO O2=2NO2。将 反应合并可得 4NO2O2 2H2O=4HNO3。
7、最后试管充满水的条件是 NO2或 NO2和 NO混合或 NO2和 O2混合。 3 (2017 辽宁抚顺期末 )将 NO2、 CO2的混合气体通过装有足量 Na2O2的容器后，再用干燥烧瓶收集得到混合气体 2.5 mol，然后倒立于水槽中，最后水充满整个烧瓶，则混合气体中 NO2的物质的量是 ( ) A 4 mol B 3 mol C 2 mol D 1 mol C 由于水能充满整个烧瓶，由反应 4NO2 O2 2H2O=4HNO3可知 n(NO2) 452.5 mol 2 mol。 4工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。 (1)NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比 11
8、，写出该反应的化学方程式： _ _ (2)NO与 NO2按物质的量之比 11 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 _。 【答案】 (1)2NO2 2NaOH=NaNO3 NaNO2 H2O (2)NaNO2 方法技巧 NOx的有关计算分析方法 氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体 2 ，还是 NO、 NO2、 O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是 3NO2【 精品教育资源文库 】 H2O=2HNO3 NO， 2NO O2=2NO2，故若有气体剩余只能是 NO 或 O2，不可能是 NO2。 若 NO 和 O2通入水中，总关系式为 4NO 3O2 2H2O
9、=4HNO3 。 若 NO2和 O2通入水中，总关系式为 4NO2 O2 2H2O=4HNO3 。 x与 NaOH溶液反应问题分析 NO 2能被 NaOH溶液吸收生成 2种盐。 NO 不能被 NaOH溶液吸收。 n 2 n 时能完全被 NaOH溶液吸收。 考点 2| 硝酸的性质及其应用 (对应学生用书第 79页 ) 考纲知识整合 硝酸的主要性质 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与 H2O以任意比互溶。 1不稳定性 (1)反应： 4HNO3 =或光照2H2O 4NO2 O2 。 (2)市售浓硝酸呈黄色的原因是 HNO3分解生成的 NO2溶于硝酸中 。 (3)浓 HNO3的保存方法是
10、 保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处 。 2强氧化性 (1)与不活泼金属反应 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 2H2O。 (2)常温下，浓 HNO3使 Fe、 Al钝化 。常温下浓 HNO3可用铁桶盛装。 (3)与非金属反应 如浓硝酸与 C的反应： C 4HNO3(浓 )= CO2 4NO2 2H2O。 (4)与还原性化合物反应 硝酸可氧化 H2S、 SO2、 Na2SO3、 HI、 Fe2 、 FeO等还原性物质。 如稀 HNO3与 SO2、 Na2SO3
11、、 FeO反应的离子方程式分别为 3SO2 2NO3 2H2O=3SO24 2NO 4H ， 3SO23 2NO3 2H =3SO24 2NO H2O， 3FeO NO3 10H =3Fe3 NO 5H2O。 提醒： (1)Fe与稀 HNO3反应时，当 Fe 少量时生成 Fe(NO3)3，当 Fe过量时生成 Fe(NO3)2，当 Fe一定量反应完全时，可能生成 Fe(NO3)2和 Fe(NO3)3。 (2)硝酸与金属反应的规律 HNO 3与金属反应一般不能产生 H2。 【 精品教育资源文库 】 还原产物一般为 HNO3(浓 )NO 2， HNO3(稀 )NO ；很稀的硝酸还原 产物也可能为
12、N2O、 N2或 NH4NO3。 硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 3与有机物反应 (1)硝化反应 (与 反应 )： (2)颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变 黄 色。 应用体验 正误判断 (正确的打 “” ，错误的打 “”) 。 (1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化。 ( ) (2)可用稀硝酸与 FeS 固体反应制取 H2S。 ( ) (3)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有 NO。 ( ) (4)浓硝酸在光照下久置，会变黄，通入 O2会消除黄色。 ( ) (5)浓 硝酸中滴加紫色石蕊试液，最终变为红色。 ( ) (6)(2016 全国 卷 )1 mol Fe溶于过量
13、硝酸，电子转移数为 2NA。 ( ) (7)金属与硝酸反应的还原产物只可能是 NO2与 NO。 ( ) (8) 与浓 HNO3的硝化反应为取代反应。 ( ) (9)浓 HNO3遇蛋白质的颜色变化为化学变化。 ( ) (10)C、 S与浓 HNO3反应时，浓 HNO3只表现氧化性。 ( ) (11)浓 HNO3与过量 Cu 反应结束后，再加稀 H2SO4，反应仍能发生，生成 H2。 ( ) (12)浓 HNO3应保存在带 有橡胶塞的棕色玻璃瓶中。 ( ) 【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 高考命题点突破 命题点 1 硝
14、酸与金属反应的定性和定量分析 1如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积 12 molL 1的硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中一定大量存在的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 NO3 Fe3 H NO NO2 H2 A B C D B Fe 与浓 HNO3反应时，开始生成的还原产物是 NO2，并且若铁少量时，还原产物只有NO2；当铁过量时，氧化产物是 Fe2 ，当 HNO3过量时，氧化产物是 Fe3 。因产物有硝酸盐，故溶液中一定还有 NO3 。 2将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是 ( ) 【导学号： 97500074】 A硝酸浓度越大消耗的硝酸越少，
15、产生的有毒气体也越少 B反应中转移的电子总数稀硝酸少 C试管内壁上的铜用浓硝酸除较好，因反应速率快 D两者用排水法收集的 气体的体积相同 D 铜完全反应，在进行相关计算时以铜为标准，等质量的铜在反应中失去的电子数相同，生成的 Cu(NO3)2的量相同，浓硝酸被还原为 NO2，价态由 5 降到 4，每个氮原子只得 1个电子，稀 HNO3被还原时每个氮原子得到 3个电子，故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少，生成 NO2也比 NO 多。 用排水法收集气体时， 3NO2 H2O=2HNO3 NO，故两种情况收集到的气体一样多。 锌与某浓度的硝酸以物质的量之比为 13 发生反应，若硝酸被还原的产物为 N2O，反应结束后锌没有剩余，下列说法正确的是 ( ) A在此反应中硝酸体现强氧化性，全部被还原 B向反应后的溶液中再加入金属铁，不
