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1、44 氮及其重要化合物必修1第四节 氮及其重要化合物【高考新动向】考点梳理1.了解氮单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响。【考纲全景透析】一、氮的单质及其氧化物1.氮在自然界中的存在与转化(1)氮元素的存在与氮的固定2氮气(1)物理性质颜色：无色；气味：无味；状态：气体；密度：比空气小；溶解性：难溶于水。(2)化学性质3.NO和NO2的性质比较NONO2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2NOO2=2NO2与H2O反应3NO2H2O=2HNO3NO实验室制法(填化学方程式)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22N

2、O4H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O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、光化学烟雾二、氨和铵盐1氨气物理性质无色、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）2. 氨气化学性质（1）与水反应：氨水呈碱性，原理：NH3+H2ONH3H2ONH4+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)2SO4（3

3、）与盐反应：向AlCl3溶液中滴加氨水反应的离子方程式为：Al3+3 NH3H2O=Al(OH)3+3 NH4+（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。3.实验室制法：2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。4用途：制HNO3、铵盐、纯碱、尿素，制冷剂等。5.铵盐（1）物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。（2）化学性质：不稳定性： NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2（30以上可分解）， NH4Cl NH3+ HCl与碱反应： a. 在稀溶液中不加热： b.加热时或浓溶液：（3）NH4+的检验：取少量样

4、品，与碱混合于试管中，加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝色，说明样品中含有NH4+；也可以将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有NH4+。未知液呈碱性湿润红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。三、硝酸1、物理性质无色、易挥发（在空气中遇水蒸气呈白雾状），有刺激性气味的液体。2、化学性质（1）不稳定性市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。（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能与Au、Pt以外的所有金属反应，如Cu与浓、稀硝酸的反应方程式：Cu+4HNO3(浓)= Cu(N

5、O3)2+2NO2+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O注意：有些金属(如Al、Fe等)在冷的浓硝酸中发生钝化。故可以用铁、铝容器运输冷的浓硝酸。与非金属的反应碳与浓硝酸反应的化学方程式：C+4HNO3 CO2+4NO2+2H2O与某些还原性物质反应（如FeO）化学方程式：3FeO+ 10HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO+5H2O3、NO3离子的检验：晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu共热时，若产生红棕色气体则含NO3；若为稀溶液则先浓缩。(3)与有机物反应硝化反应(与C6H6反应)：C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄

6、色3.用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸药等。【热点难点全析】一、氨气的实验室制法与性质1加热固态铵盐和碱的混合物(1)反应原理： 2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。 (2)装置：“固体固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。 (3)收集：只能用向下排空气法。(4)干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。(5)验满方法：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。(6)环保措施：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加

7、热浓氨水(1)反应原理：NH3H2ONH3H2O。(2)装置：右图3浓氨水中加固态碱性物质(1)原理： 浓氨水中存在以下平衡：NH3H2O NH3H2O NH OH，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)， 使平衡逆向移动，促进了NH3H2O的分解。(2)装置：特别提醒加热铵盐和碱制氨气时：(1)不宜选用NH4NO3和NH4HCO3，NH4NO3受热易爆炸，NH4HCO3受热易分解产生CO2。(2)Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH易吸湿，结块，不利于NH3的逸出。4.氨气的性质(1)氨气的催化氧化实验探究装置 作用或现象 提供氨气和氧气 使氨气被催化氧

8、化，红热状态的铂铑合金丝更加红热 吸收剩余的氨气和生成的水蒸气 看到有红棕色的气体产生(2)氨气的溶解性实验问题喷泉实验的基本原理气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差(负压)，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。 形成喷泉的气体与液体组合a.NH3、HCl、SO2、NO2 与水组合能形成喷泉。 b.酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。 【典例1】实验室里可按下图所示的装置干燥、贮存某气体R，多余的气体可用水吸收，则R是 ()ANO2BHClCCH4 DNH3解析：由储气瓶的连接方式知，瓶内只能收集密度小于空气的气体，排除NO2、HCl；由尾气吸

9、收装置知，该气体极易溶于水，排除CH4。答案： D二、硝酸与金属、非金属反应的一般规律1硝酸与金属反应的一般规律(1)金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。(3)金属与HNO3反应的一般通式为金属浓硝酸金属硝酸盐NO2H2O反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。金属稀硝酸金属硝酸盐NOH2O反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。2硝酸与非金属反应的规律(1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般

10、生成最高价含氧酸或最高价氧化物、二氧化氮和水。(2)与非金属反应，HNO3表现强氧化性，不表现酸性。3计算中的守恒思想的应用(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)则有：c(NO)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。(4)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合

11、酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。【典例2】1.92 g Cu投入一定量的浓HNO3溶液中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下的气体672 mL，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为 ()A504 mL B336 mLC224 mL D168 mL解析从整个反应来看，CuCu2；HNO3NO、NO2HNO3，O2H2O，N元素的化合价在整个反应前后没有变化

12、，则Cu失去电子的物质的量等于氧气得到电子的物质的量。所以O2在标准状况下的体积为22.4 L/mol103 mL/L336 mL。答案B【高考零距离】1、（2012上海高考1）今年3月修订的环境空气质量标准中新纳入的强制监测指标是 APM2.5 BNOx CSO2 D可吸入颗粒物【答案】A【解析】本题考查化学与生活，意在考查考生应用化学知识解释生活现象的能力。2011年3月修订的环境空气质量标准将PM2.5纳入强制检测指标，A项正确；氮氧化物、SO2、可吸入颗粒物已在检测指标中，不属于新增检测项目，故答案为：A。2、（2012福建高考11）11下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成

13、NH3的是A二氧化氮 B钠 C硫酸镁 D二氧化硅【解题指南】解答本题时应明确“铵盐只有和碱反应才能能够生成氨气”。【解析】选B。钠和水反应生成NaOH和H2，NaOH和NH4Cl反应生成NH3，反应的化学方程式依次是：2Na+2H2O2NaOH+H2、NH4Cl+NaOHNH3+H2O+NaCl。3、（2012上海高考16）实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是A是氨气发生装置 B是氨气发生装置C是氨气吸收装置 D是氨气收集、检验装置【答案】B【解析】本题通过NH3的制取实验，意在考查考生实验分析、实验评价能力。装置在管口处又生成NH4Cl，无法制得NH3，A项错误；选用装置，使用

14、浓氨水与CaO或NaOH作用，可制取NH3，B项正确；作为NH3的吸收装置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，C项错误；利用收集NH3时，收集气体不纯，D项错误。4.（2012江苏高考1）1.化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极的作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是A.改进汽车性质尾气净化技术，减少大气污染物的排放B.开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用C.研发可降解高分子材料，减少“白色污染”D.过度开发矿物资源，促进地方经济发展【参考答案】D【分析】本题属于考核化学与社会问题中的节能减排、保护环境、资源利用等相关问题。A.汽车工业的发展可持续发展离不开技术

15、的进步，改进汽车性质尾气净化技术，减少大气污染物的排放是汽车工业发展必然要求。B.开发利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源，可以减少化石燃料的使用，减轻温室效应的压力，有得社会的可持续发展。C.“白色污染”在土壤和水体中富集可长期影响农作物的生长、海洋渔业等，研发可降解高分子材料，给塑料工业带来可持续发展的机遇。D.适度开发矿物资源，能促进地方经济发展；过度开发矿物资源，不利于地方经济发展的可持续发展，甚至资源浪费，环境污染。煤、石油、稀土等资源开发须有国家宏观控制，才能实现真正意义上的可持续发展。【解题指南】解答本题时应注意“资源利用、环境保护与社会可持续发展”的要求。【解析】选D。

16、A项，汽车尾气中含有氮氧化物等有害气体，改进净化技术，可以减少污染物的排放，有利于社会可持续发展；B项，化石燃料是不可再生资源，且化石燃料使用过程中易产生污染，减少化石燃料的使用有利于社会可持续发展；C项，“白色污染”是聚乙烯等难以降解的塑料产生的污染，研发使用可降解塑料有利于保护环境，可持续发展；D项，矿物资源大多为不可再生资源，且矿物资源开采使用过程中易导致污染，不利于社会可持续发展。5、（2012海南高考1）化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是 ACO2属于大气污染物 B酸雨是pH小于7的雨水 CCO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧【解

17、析】CO2不属于大气污染物，酸雨pH5.6。【答案】D6、（2012山东高考12）下列由相关实验现象所推出的结论正确的是 ACl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性 B溶液中滴加酸化的Ba（NO3）2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO42- CFe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应 D分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水【解题指南】解答本题时应明确氯气和二氧化硫褪色的原理的不同点，Cl-、SO42-的检验方法及注意事项。【解析】选D。A项，二者漂白的原理不同，前者属于氧化型，后者属于化合型，因此不能

18、说明SO2具有氧化性，A错；B项，溶液中也可能含有SO32-，B错；C项，铁与硝酸发生的不是置换反应，C错误；7、（2012重庆高考7）下列叙述正确的是A.e与S混合加热生成FeS2B.NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3C.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成D.白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷【解题指南】解答本题时应注意物质的特殊性质，如硫元素的氧化性较弱，碳酸钠的稳定性较强，同时注意关键词语“过量”“浓”“空气”。【解析】选C。选项具体分析结论A两者混合加热生成FeS。错误B碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，因此碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠。错误C铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，但是当铜过量

19、时，随着硝酸的浓度的降低，产物中便有一氧化氮生成。正确D白磷在空气中加热会与氧气反应。错误8、（2012海南高考8）8两种盐的固体混合物：加热时有气体产生，加水溶解时有沉淀生成，且沉淀溶于稀盐酸。满足上述条件的混合物是 A . BaCl2和(NH4)2SO3 B . AgNO3和NH4Cl CFeCl3和NaHCO3 D. KCl和Na2CO3【解析】A选项有铵盐，加热产生气体，溶解得到亚硫酸钡沉淀且溶于盐酸；B选项溶解得到的氯化银不溶于盐酸；C项碳酸氢钠分解生成二氧化碳，加水溶解发生双水解，生成的氢氧化铁可溶解于盐酸；D项溶解后得不到沉淀。【答案】AC9、（2012天津高考1）1根据下列物质

20、的化学性质，判断其应用错误的是 （ ）A酒精能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒 BCaO能与SO2反应，可作工业废气的脱硫剂C明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可作漂白剂D镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料【思路点拨】解答本题要注意明矾加入水中起到净水作用而不是漂白剂和杀菌消毒。【解析】选C。75的酒精有杀菌消毒的作用，原理是使蛋白质变性死亡，所以A正确；氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙，起到除二氧化硫的作用，所以B正确；明矾放到自来水中，铝离子水解生成氢氧化铝胶体，吸附杂质起到净水作用，所以C错误；过渡金属的某些合金有吸附氢气的作用，所以D正确。10、（2012大纲版全国卷12

21、）在常压和500条件下，等物质的量的Ag2O ,Fe(OH)3 ,NH4HCO3 ,NaHCO3完全分解，所得气体体积依次是V1、V2、V3、V4.体积大小顺序正确的是A.V3V2V4V1 B. V3V4V2V1C.V3V2V1V4 D.V2V3V1V4【解题指南】解答本题时应掌握有关元素化合物知识【解析】选A 。常压和500C条件下，水是气体，根据等物质的量物质分解关系式：，。11、（2012天津高考3）3下列叙述正确的是 （ ）A乙酸与丙二酸互为同系物B不同元素的原子构成的分子只含极性共价键CU和U是中子数不同质子数相同的同种核素D短周期第A与A族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8

22、电子结构【解题指南】解答本题时应注意物质的特殊性质，如硫酸氢钠属于盐但溶液呈酸性，二氧化硅和一般物质不反应但和二氧化碳反应，铁和氯气反应生成氯化铁。【解析】选C。选项具体分析结论A同系物是指结构相似，分子组成上相差若干个CH2的一系列物质，乙酸和丙二酸中氧原子个数不一样，所以一定不是同系物。错误B不同元素的原子构成的分子间也可以含有非极性键，如乙烷中的碳碳键，过氧化氢中的氧氧键。错误C核素是具有一定质子数和中子数的原子，二者中子数不同，所以是不同核素。错误DA（用X表示）与A（用Y表示）形成的化合物为XY4，X形成四个键，加上原来的4个电子，最外层共8个电子，每个Y形成一个键，加上原来的7个电

23、子，共8个电子。正确12、（2012四川高考13）13.向27.2g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成NO 和Cu（NO3）2。在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是A.Cu与Cu2O 的物质的量之比为2:1 B.硝酸的物质的量浓度为2.6mol/LB.产生的NO在标准状况下的体积为4.48L D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol【解题指南】解答本题时可以按照以下流程：【解析】选B。根据题意得到的金属离子的沉淀为氢氧化铜0.4mol，

24、根据元素守恒可以确定原混合物中有铜0.2mol有氧化亚铜0.1mol，将溶液变成中性时消耗硝酸1mol，沉淀铜离子只消耗了0.8mol，因此反应过程中硝酸过量0.2mol，由于固体混合物与硝酸的反应为氧化还原反应，该反应过程中铜元素的化合价均升高为+2价，化合价升高了0.4+0.2=0.6mol，硝酸中氮原子的化合价由+5价降低为+2价，因此生成的一氧化氮的物质的量为0.2mol，根据氮元素守恒可以判断原溶液中硝酸的物质的量为1.2mol浓度为2.4mol.L-1。14.（2010山东卷）下列推断正确的是ASiO2 是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应BNa2O、Na2O2组成元素相同，与 CO

25、2反应产物也相同CCO、NO、 NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在D新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色【答案】A【解析】酸性氧化物能够跟碱反应，生成盐和水的氧化物，故A正确，因为, 与反应生成, 与反应除生成外，还生成，故B错；在空气中会发生反应，故C错；因为新制氯水中含有,故滴入少量的紫色石蕊的现象是先变红，后褪色，故D错。15.（2010上海卷）下列实验过程中，始终无明显现象的是ANO2通入FeSO4溶液中 BCO2通入CaCl2溶液中CNH3通入AlCl3溶液中 DSO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中【答案】B【解析】此题考查了常见元素化合物知

26、识。NO2通入后和水反应生成具有强氧化性的硝酸，其将亚铁盐氧化为铁盐，溶液颜色由浅绿色变为黄色，排除A；CO2和CaCl2不反应，无明显现象，符合，选B；NH3通入后转化为氨水，其和AlCl3反应生成氢氧化铝沉淀，排除C；SO2通入酸化的硝酸钡中，其被氧化为硫酸，生成硫酸钡沉淀，排除D。易错警示：解答此题的易错点是：不能正确理解CO2和CaCl2能否反应，由于盐酸是强酸，碳酸是弱酸，故将CO2通入CaCl2溶液中时，两者不能发生反应生成溶于盐酸的碳酸钙沉淀。16（2012江苏高考16）(12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO3)2，

27、其部分工艺流程如下：(1)一定条件下，NO与NO2存在下列反应：NO(g)NO2(g) N2O3(g)，其平衡常数表达式为K= 。(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是 ；滤渣可循环利用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1：1。若n(NO) ：n(NO)1：1,则会导致 ；若n(NO) ：n(NO)1：1,则会导致 。(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO3)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式 。【参考答案】(1)k=c(N2O3)/c(NO)c(NO2) (2)使

28、尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2(3)放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3NO22H=NO32NOH2O【分析】本题让元素化合物知识与生产工艺、化学平衡原理结合起来，引导中学化学教学关注化学学科的应用性和实践性。本题考查学生在“工艺流程阅读分析，化学反应原理在工艺流程的应用，氧化还原反应分析，相关付反应的书写”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度，考查学生对新信息的处理能力。【备考提示】我们元素化合物知识教学要与基本实验实验、化学反应原理、氧化还原反应、化工生产工艺、日常生活等结合起来，做到学以致用，而不是简单的来回重复和死记硬

29、背。【解题指南】解答本题时应依据所给流程结合氮氧化物的性质和有关化学原理分析整个过程中发生的化学反应和有关操作。【解析】（1）根据反应方程式，书写有关平衡常数表达式；（2）逆流有利于气体的吸收，滤渣应为没有溶解的物质，结合流程中涉及的相关物质可知滤渣主要成分为氢氧化钙；（3）根据化合价，当一氧化氮和二氧化氮物质的量之比为1：1，刚好转化为 Ca(NO2)2 当一氧化氮多时，一氧化氮将过剩，当二氧化氮多时，将会有高价氮氧化物生成；（4）Ca(NO2)2转化为 NO，氮化合价降低，其它产物中定有元素化合价升高，结合质量守恒、电荷平衡和电子守恒书写反应式, 注意酸性条件。17、（2012四川高考26）26.（13分） 下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如下图所示（部分产物及反应条件已略去）。已知A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。请回答下列问题：（1）B中所含元素位于周期表中第 周期， 族。（2）A在B中燃烧的现象是 。（3）的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量比是 。（4）的离子方程式是 。（5）受热分解的化学方程式是 。【解题指南】解