1、1第 2 节 氮的循环考纲定位 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)、T 13(C)2016 年：卷 T8(B)、T 10(B)、T 26；卷 T26(4)(5)；卷 T272015 年：卷 T7、T 8(D)、T 10(A)；卷 T13(B)2014 年：卷 T8(C)、T 27；卷 T282013 年：卷 T7(B)考点 1| 氮气及其氧化物的性质及应用(对应学生用书第 52 页)考纲知识整合1自然界中氮的存在和氮的
2、固定2N 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 O2的低。(2)化学性质N2的电子式为:N N:，结构式为 NN。与 H2反应的化学方程式：N 23H 2 2NH3，N 2表现氧化性。高 温 、 高 压 催 化 剂与 Mg 反应的化学方程式：N 23Mg Mg3N2，N 2表现氧化性。= = = = =点 燃 与 O2反应的化学方程式：N 2O 2 2NO，N 2表现还原性。= = = = =放 电 或 高 温提醒：氮元素是一种活泼非金属，但 N2稳定的原因是 N2分子中氮氮叁键很稳定，不易断裂，难发生化学反应。3氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧
3、化物，如 N2O、NO、NO 2、N 2O4、N 2O3、N 2O5等，其中属于酸性氧化物的是 N2O3、N 2O5；NO 2与 N2O4能相互转化 2NO2 N2O4(写方程式)。2(2)NO、NO 2的比较NO NO2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 2NOO 2=2NO23NO2H 2O=2HNO3NO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、光化学烟雾实验探究在进行 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
4、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 。化学方程式为 3NO2H 2O=2HNO3NO。23(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 N 2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，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，AgNO 3溶液或 CCl4，但不能用湿润
5、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3(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【答案】 (1)(4)(5)(8)(10) 命题点 2 NO x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
6、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( ) 【导学号：95160054】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3NO 2H 2O=2HNO3NO，2NOO 2=2NO2。将反应合并可得4NO2O 22H 2O=4HNO3。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、CO 2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
7、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( )A4 mol B3 molC2 mol D1 molC 由于水能充满整个烧瓶，由反应 4NO2O 22H 2O=4HNO3可知 n(NO2) 2.5 45mol2 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，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)2NO 22NaOH= =NaNO3NaNO 2H 2O(2)
8、NaNO2方 法 技 巧 NOx的 有 关 计 算 分 析 方 法1 氮氧化物溶于水的问题分析,无论是单一气体NO 2 ，还是 NO、NO 2、O 2中的两4者或三者的混合气体，反应的实质是 3NO2H 2O=2HNO3NO，2NOO 2=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 4NO3O 22H 2O=4HNO343 。若 NO2和 O2通入水中，总关系式为 4NO2O 22H 2O=4HNO341 。,2NO 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
9、NO 2 nNO1 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 53 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：4HNO 3 2H2O4NO 2O 2。= = = = = 或 光 照(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：3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O。浓硝酸与铜反应：Cu4HNO 3(浓)
10、= =Cu(NO3)22NO 22H 2O。(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：C4HNO 3(浓) CO24NO 22H 2O。= = = = = (4)与还原性化合物反应硝酸可氧化 H2S、SO 2、Na 2SO3、HI、Fe 2 、FeO 等还原性物质。如稀 HNO3与 SO2、Na 2SO3、FeO 反应的离子方程式分别为3SO22NO 2H 2O=3SO 2NO4H ，3SO 2NO 2H =3SO 2NOH 2 3 2-4 23 3 2-4O，3FeONO 10H =3Fe3 NO5H 2O。 3
11、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。5还原产物一般为 HNO3(浓)NO 2，HNO 3(稀)NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N 2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
12、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 C
13、u 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 硝酸与金属反应的定性和定量分析61如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积 12 molL1 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 ( )NO Fe 3 H NO NO 2 H 2 3A BC DB 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
14、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 NO 。 32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( )A硝酸浓度越大消耗的硝酸越少，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，生成的
15、 NO2也比 NO 多。 用排水法收集气体时，3NO 2H 2O=2HNO3NO，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，不再发生化学反应C该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为 14D该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为 15D 设锌的物质的量为 a，则稀硝酸中 HNO3的物质的量为 3a，发生还原反应的 HNO3与7锌的关系为 HNO32Zn，由于锌不足，被还原的 HNO3为 ，未被还原的 HNO
16、3为 ，二a2 (3a a2)者之比为 15，D 项正确。a2 (3a a2)338.4 g Cu 跟一定量浓 HNO3反应，Cu 全部溶解，共收集 NO、NO 2的总体积为 22.4 L(标准状况)，所得溶液中 H 的物质的量为 0.02 mol，请回答：(1)反应中被还原的硝酸为_mol。(2)参加反应的硝酸为_mol，反应过程中转移电子数为_ mol。(3)生成的 NO 与 NO2的物质的量之比为_。(4)溶液中 NO 的物质的量为_mol。 3【解析】 (1)被还原的 HNO3物质的量为 NO、NO 2的总物质的量。(2)参加反应的 HNO3包括与 Cu 结合的 NO 和 NO、NO
17、2。 3即 mol2.2 mol。(38.464 2 22.422.4)转移的电子数为 2 mol1.2 mol。38.464(3)Error!解之 n(NO)0.1 mol， n(NO2)0.9 mol。(4)n(NO )2 n(Cu2 ) n(H )2 mol0.02 mol1.22 mol。 338.464【答案】 (1)1 (2)2.2 1.2 (3)19 (4)1.22方 法 技 巧 硝 酸 与 金 属 反 应 的 计 算 技 巧1 原子守恒法,HNO 3与金属反应时，一部分 HNO3起酸的作用，以 NO 的形式存在 3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
18、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,HNO 3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 3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：, cNO cH ncM n M n 3代表金属离子 。 命题点 2 硝酸的氧化性实验探究4(2017北京高考)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( )8 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
19、明木炭一定与浓硝酸发生了反应D A 对：浓 HNO3具有不稳定性，中浓 HNO3受热发生分解反应：4HNO 34NO2O 22H 2O，故中所得红棕色气体是 NO2和 O2的混合气体。= = = = = B 对：中红热木炭加入浓 HNO3中，有红棕色气体产生，该气体为 NO2，但不能说明浓 HNO3与木炭发生了反应，可能是浓 HNO3在红热木炭作用下发生分解产生了 NO2。C 对：中红热木炭未插入浓 HNO3中，有红棕色气体产生，说明浓 HNO3具有挥发性，且挥发产生的 HNO3被还原生成 NO2，故红棕色气体为还原产物。D 错：的气体产物中检测出 CO2，不能说明木炭一定与浓 HNO3发生了
20、反应，可能是浓 HNO3分解产生 NO2、O 2和 H2O，红热木炭与分解产生的 O2反应生成 CO2。5(2018河北保定调研)铜与硝酸的反应是高中化学学习中较为重要的内容，铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，现象也不同。请回答下列问题： 【导学号：95160055】(1)某课外小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为 NO，设计如图所示的实验装置，请你根据他们的思路，选择下列某些药品(锌粒和碳酸钙固体必选其一)完成实验，在下表中填写实验操作。药品：稀硝酸、稀盐酸，锌粒、碳酸钙固体。9实验步骤 实验操作 检验装置的气密性 用注射器向试管中推入氧气或空气(2)上述能证明稀硝酸与铜反应的
21、还原产物为 NO 的实验现象是_。(3)问题讨论：用如图装置在铜与浓硝酸反应的实验过程中如果操作不慎，易出现倒吸现象，对该实验装置进行改进的方案是在 A 与 B 装置之间连接_(填装置的名称)。在用等质量的铜丝与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)分别反应时，发现反应后试管中的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。前者溶液呈绿色的原因是_，设计一个简单的实验进行验证(简述实验方案)_ _。【解析】 (1)根据题意，为验证铜与稀硝酸反应生成 NO，应先排除空气中氧气的干扰，根据所给药品，应选用稀硝酸与碳酸钙固体反应，以生成 CO2，将反应装置中的氧气排出，所以需要补充的实验步骤是：向试管中加入一定量的碳酸
22、钙固体；向试管中加入一定量的稀硝酸，并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞；待反应完全后，将右边导气管插入集气瓶内接近液面；将铜丝插入到溶液中。(2)用注射器向试管中推入氧气或空气，试管内有红棕色气体产生，说明稀硝酸与铜反应的还原产物为 NO。(3)为防止倒吸，可以在 A 与 B 装置之间连接安全瓶。由于两个试管中铜离子浓度相同，所以铜丝与浓硝酸反应溶液呈绿色的原因可能是生成的红棕色二氧化氮溶解于溶液中，可以通过加热试管中的绿色溶液(或向绿色溶液中通入氧气或向绿色溶液中加水)，观察试管中溶液是否变蓝来验证该结论。【答案】 (1) 向试管中加入一定量的碳酸钙固体 向试管中加入一定量的稀硝酸，并迅速盖上带
23、铜丝和导管的橡皮塞 待反应完全后，将右边导气管插入集气瓶内接近液面 将铜丝插入到溶液中(2)用注射器向试管中推入氧气或空气，试管内有红棕色气体产生(3)安全瓶生成的红棕色二氧化氮溶解于溶液中 加热试管中的绿色溶液(或通氧气或加水)，10观察溶液的颜色变化考点 3| 氨和铵盐的性质及应用(对应学生用书第 55 页)考纲知识整合1氨的性质(1)氨的物理性质无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小，易液化，液氨常作制冷剂，极易溶于水(1700)，可由喷泉实验证明。(2)氨的化学性质与水的反应氨气溶于水呈碱性原因的方程式为 NH3H 2O NH3H2O NH OH 。 4氨气与酸反应a蘸有浓盐酸的玻璃
24、棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为产生白烟，将浓盐酸改为浓 HNO3，也会出现相同的现象。化学方程式分别为HClNH 3=NH4Cl，HNO 3NH 3=NH4NO3。b氨气通入酸的本质反应为 NH3H =NH 。 4NH 3的还原性氨的催化氧化化学方程式为 4NH35O 2 4NO6H 2O。该反应是工业制 HNO3的基础反应。= = = = =催 化 剂 提醒：氨水的组成和性质(1)粒子成分：H 2O、NH 3H2O、OH 、NH 、NH 3、H ，以溶解的 NH3总量为溶质进行浓 4度计算。(2)性质：氨水中 NH3H2O 为一元弱碱，其电离方程式为 NH3H2ONH OH 。 4不稳定性：NH 3H2O NH3H 2O。= = = = = 碱的通性a氨水使酚酞试剂变红b中和反应：NH 3H2OH =NH H 2O(注意 NH3与酸反应的差异)。 4c沉淀反应：3NH 3H2OAl 3 =Al(OH)33NH 。 42铵盐的性质与检验(1)铵盐的性质铵盐均为离子化合物，无色晶体，易溶于水不稳定性受热易分解aNH 4Cl 受热分解：NH 4Cl NH3HCl。= = = = =
