1、高考资源网（） 您身边的高考专家第16讲氮及其化合物一、氮1氮元素在自然界中的存在及氮的固定2氮气(N2)(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、沸点很低。(2)化学性质N2的电子式为NN，结构式为NN，由于分子中含有的氮氮三键键能很大，分子结构稳定，在通常状况下，化学性质很不活泼。与氧气反应：N2O22NO(汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮)。与氢气反应：N23H22NH3(工业合成氨的反应原理)。与Mg反应：3MgN2Mg3N2。二、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。
2、NO和NO2性质的比较性质NONO2颜色状态气味无色无味气体红棕色有刺激性气味的气体溶解性难溶于水与水反应毒性有毒(跟血红蛋白结合)，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应3NO2H2O=2HNO3NO与氧气反应2NOO2=2NO2不反应注意收集方法：NO采用排水法，NO2采用向上排空气法。2氮氧化物对环境的污染及防治(1)NOx对人体、环境的影响光化学烟雾；酸雨；NO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工业尾气中NOx的处理2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O、NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O催化转化法汽车尾气的处理在催化剂、加热条件下
3、，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)。三、氨和铵盐1氨的分子结构与性质(1)分子结构分子式：NH3，电子式：，空间构型：三角锥形。属于极性分子。(2)物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，可用作制冷剂，极易溶于水(约1700)，可由喷泉实验证明。(3)化学性质与水反应：NH3H2ONH3H2ONHOH，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。a组成：三种分子：NH3、H2O、NH3H2O；三种离子：NH、OH、H。b性质：氨水质量分数越大，其密度越小。cNH3H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3H2ONH3H2
4、O。(可用于制备少量NH3)氨气与酸反应a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。化学方程式为HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3。b与CO2等酸性氧化物反应：NH3CO2H2O=NH4HCO3或2NH3CO2H2O=(NH4)2CO3。NH3的还原性氨的催化氧化：4NH35O24NO6H2O；与CuO的反应：2NH33CuO3CuN23H2O；与Cl2的反应：2NH33Cl2=6HClN2(或8NH33Cl2=6NH4ClN2)。与盐溶液反应将氨水加入下列溶液，完成下表：现象离子方程式FeCl3溶液生成红褐色沉
5、淀Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NHAlCl3溶液生成白色沉淀Al33NH3H2O=Al(OH)33NH2氨气的制法(1)工业制法：N23H22NH3。(2)实验室制法实验装置3铵盐及NH4的检验(1)铵盐的物理性质大多数铵盐是白色固体，均易溶于水。(2)铵盐的化学性质(3)NH的检验未知液湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。四、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)强酸性与盐酸、硫酸并称三大强酸。(2)强氧化性HNO3与金属反应时，不产生H2。a与除Au、Pt外大部分金属反应(如Cu)：与浓硝酸：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O
6、。与稀硝酸：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。b常温下浓硝酸使Fe、Al钝化。与非金属(如木炭)反应C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。与某些还原性化合物(如Fe2、SO2、SO、H2S、S2、HI、I等)反应，稀硝酸与Fe2反应的离子方程式为3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。(3)不稳定性反应方程式：4HNO3(浓)4NO2O22H2O。硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。市售浓硝酸呈黄色的原因是浓HNO3分解生成NO2，NO2溶于浓硝酸呈黄色。1.判断正误，正确的画“”，错误的画“”，并指明错因。(1)浓硝酸中滴加紫色石蕊溶液，最终变为红色
7、。()错因：浓HNO3中滴加石蕊溶液，先变红，后褪色。(2)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华。()错因：NH4Cl加热时，先分解生成NH3和HCl，离开热源后NH3与HCl又化合生成NH4Cl。(3)在实验室里，NO和NO2均用排水法收集。()错因：NO2与水发生反应，不能用排水法收集。(4)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。()错因：NO2与水反应除生成HNO3外，还有NO生成，是特殊氧化物。(5)通过灼热的镁粉，可除N2中的少量氧气。()错因：加热时N2与Mg反应生成Mg3N2。(6)CO、NO、NO2都是大气污染
8、气体，在空气中都稳定存在。()错因：NO极易与空气中的O2反应生成NO2，NO2也极易与空气中的H2O(g)反应生成HNO3和NO。(7)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。()错因：N2与O2在放电条件下生成的是NO。2教材改编题(据人教必修一P103T5)某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液(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_。纸蝴蝶上的喷洒液石蕊酚酞酚酞石蕊小烧杯中的溶液浓盐酸浓氨水NaOH溶液浓硫酸答案解析烧杯中的溶质必须是易挥发的物质，浓HCl易挥发遇湿润的石蕊纸蝴蝶
9、变为红色，氨水易挥发遇湿润的酚酞纸蝴蝶变为红色。3下列有关氮及其化合物的说法不正确的是 ()A硝酸应保存在棕色试剂瓶里B铵态氮肥不宜与碱性肥料混合施用C常温下铁、铝不与浓硝酸反应DNO可用排水法收集，NO2可用向上排空气法收集答案C解析A项，硝酸不稳定，见光易分解，所以应保存在棕色试剂瓶里；B项，铵态氮肥的水溶液呈酸性，与碱性肥料混合施用会产生氨气，导致肥效降低；C项，常温下铁、铝遇浓硝酸钝化，钝化是金属表面被氧化产生了一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属的进一步反应，并不是不反应，故错误。考点一氮和氮的氧化物解析雷雨天气发生如下反应：N2O22NO；2NOO2=2NO2；3NO2H2O=2HN
10、O3NO。故选C。答案C1将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定，固定氮的方式有自然固氮和人工固氮。(1)自然固氮(2)人工固氮：合成氨工业。2氮的氧化物氮元素有1、2、3、4、5五种正价，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。它们都是空气污染物，空气中的氮氧化物是造成光化学污染的主要因素。另外，在思考某些问题时，要注意：2NO2N2O4对气体体积及平均相对分子质量的影响。3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
11、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=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2ONO2、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。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。反应方程式为4NH36NO5N
12、26H2O8NH36NO27N212H2O2NO2CON22CO22NO24CON24CO21Murad等三位教授提出NO在人体内有独特的功能，关于NO的叙述正确的是()NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物NO是亚硝酸的酸酐NO可以是某些含高价氮物质还原的产物NO是无色气体，在空气中可变为红棕色A全部 B C D答案B解析NO中氮的化合价处于中间价态，它可以是还原产物，如HNO3NO，也可以是氧化产物，如NH3NO；HNO2的酸酐是N2O3；NO是无色气体，可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2。2汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。(1)汽车
13、尾气中的CO来自于_，NO来自于_。汽车尾气对环境的危害主要有_(至少填两种)。(2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_。(3)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式_。答案(1)汽油的不完全燃烧N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可)(2)3NO2H2O=2HNO3NO(3)2CO2NON22CO2解析(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO；当空气过量时，N2和O2在放电或高温
14、条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。(3)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。考点二氮的氧化物的简单计算解析(1)设NO的体积为V(NO)，NO2的体积为V(NO2)，依据方程式知，处理NO需NH3：V(NO)，处理NO2需NH3：V(NO2)，则解得V(NO)0.75 L，V(NO2)2.25 LV(NO)V(NO2)13。(2)生成两种钠盐，必然是NO2的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。NO中氮的化合价为2价，NO2中氮的化合价为4价，二者以11混合时与NaOH反应生成一种钠盐，依据得失电
15、子守恒可知，钠盐中氮的化合价为3，即为NaNO2。(3)n(NO2)0.15 mol，n(NO)0.05 molNa2CO3 NO2NO=2NaNO2CO2 0.05 mol 0.05 mol 0.05 mol 0.1 mol则单独与Na2CO3反应的NO2为0.15 mol0.05 mol0.1 molNa2CO3 2NO2=NaNO3NaNO2CO20.05 mol 0.1 mol 0.05 mol 0.05 mol所以共生成NaNO3：0.05 mol，NaNO2：0.15 molc(Na2CO3)0.5 molL1。答案(1)13(2)2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONa
16、NO2(3)Na2CO32NO2=NaNO3NaNO2CO2NaNO3：0.05 molNaNO2：0.15 mol0.5氮的氧化物与O2、H2O反应的计算1原理解答氮氧化物溶于水的计算问题首先明确原理，无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不能是NO2。2方法氮的氧化物与O2、H2O反应的计算，常见的有两种方法(1)加合式法NO2和O2混合气体溶于水的计算由4NO2O22H2O=4HNO3可知：V(NO2)V(O2)NO与O2同时通入水中2NOO2=2NO2、
17、3NO2H2O=2HNO3NO总的化学方程式为4NO3O22H2O=4HNO3可知：V(NO)V(O2)(2)得失电子守恒法NO与O2的混合气体通入水中发生反应：2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO，在这当中，存在着NO向NO2转化、NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲，NOHNO3，N的化合价升高是由于被O2氧化，因此可写出4NO3O22H2O=4HN失43eO得34e3在氧化还原反应中得失电子数必然相等。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 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()1.2 mL2
18、.4 mL3 mL4 mLA B C D答案D解析4NO2O22H2O=4HNO3若剩余的气体是O2，则V(NO2)(122)8 mL，V(O2)12 mL8 mL4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)6 mL NO2。则V(O2)(126)1.2 mL。4如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则(1)和(2)两个试管内溶液物质的量浓度之比为()A11 B43 C57 D75答案A解析设试管的体积为1 L，水充满整个试管，溶液的体积是1 L，无论
19、是NO2还是NO最终都转变成了HNO3，根据氮元素守恒，生成的HNO3的物质的量相等，则硝酸的物质的量浓度相等，故选A。考点三氨气的性质和实验室制取解析(1)制备氨气，可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热，可选用装置A；也可采用加热浓氨水的方法，此时可选用装置B。欲得到干燥的氨气，首先要干燥(干燥管要大口进，小口出)，其次要收集(氨气密度比空气小，要用向下排空气法)，最后为尾气处理(因氨气极易溶于水，要用防倒吸的F装置)。(2)NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应8NH36NO27N212H2O，故Y管中红棕色气体慢慢变浅；由化学方程式可以得出，反应后气体分子数减少，压强
20、减小，故打开K2后，Z中NaOH溶液会产生倒吸现象。答案(1)A2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(或BNH3H2ONH3H2O)dcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH36NO27N212H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压1氨气的特殊性质(1)氨是中学阶段所学的唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，利用这一点，可以在推断题中作为解题的突破口。(2)氨水中含有三种分子(H2O、NH3H2O、NH3)和三种离子(OH、NH、H)，其中含量最多的是NH3H2O(除H2O外)，但计算其物质的量浓度和溶质质量分数时，氨水的溶质以NH3代替
21、。(3)氨水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH。生成的一水合氨(NH3H2O)是一种弱碱，很不稳定，受热会分解：NH3H2ONH3H2O。当一水合氨作反应物时，在离子方程式中用分子式表示。2实验室制备氨气的注意事项(1)制取氨气时所用的铵盐不宜用硝酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵。因为在加热过程中，NH4NO3可能发生爆炸；而(NH4)2CO3、NH4HCO3受热易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，一方面Ca(OH)2比NaOH便宜，另一方面NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。(3)氨是碱性
22、气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5)干燥，也不能用CaCl2干燥，因为CaCl2可以吸收NH3生成CaCl28NH3。(4)吸收氨气时要注意防止倒吸。可用于吸收氨气并能防倒吸的常用装置为：(5)铵盐受热都能分解，但不是都产生NH3，如NH4NO3在200 时分解生成N2O和H2O。3实验室快速制取氨气的方法方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3H2ONH3H2O浓氨水固体NaOHNaOH溶于水放热，促使一水合氨分解，且OH浓度的增大有利于NH3的生成且放热使温度升高，气体溶解度降低，促使NH3逸出浓氨水固体CaOCaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使一水合氨分解，
23、且放热使温度升高，气体溶解度降低，促使NH3逸出。化学方程式为NH3H2OCaO=NH3Ca(OH)25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向氨水中加入浓氢氧化钠溶液，加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明氨水中含有NHC加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热易分解D将红热的Pt丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量的红棕色气体，说明氨气催化氧化的产物中有NO答案B解析B项，因为氨水中存在氨分子，加热氨气逸出，也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，不
24、能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生的氨气，错误；D项，4NH35O24NO6H2O,2NOO2=2NO2，NH3的氧化产物应为NO，正确。6如图所示分别是某课外活动小组设计的制取氨气的两组装置，回答下列问题：(1)用A图所示的装置可制备干燥的NH3：反应的化学方程式为_。装置中收集NH3的试管口放置棉花团的作用是_。(2)用B图所示的装置可快速制取较大量NH3：用文字和化学方程式表示浓氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的过程：_。检验NH3是否收集满的实验方法是_。答案(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O减少NH3与空气对流，收集到较纯净的NH3(2)CaOH2O=Ca(O
25、H)2，反应放热，NH3H2ONH3H2O用蘸有少许浓盐酸的玻璃棒靠近收集NH3的容器口，若产生白烟，说明容器内已收集满NH3，反之，则没有收集满(或用湿润的红色石蕊试纸靠近收集NH3的容器口，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明NH3已收集满，反之，则没有收集满)(其他合理答案也可)解析(1)A图所示的装置中发生的反应为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；为了防止氨气与空气对流，确保收集满纯净的氨气，故用棉花团堵住试管口。(2)虽然一水合氨与生石灰不反应，但是生石灰与水反应剧烈且放热，使大量氨气逸出：NH3H2ONH3H2O。考点四铵盐NH的检验解析加入10 mL 0.2 mo
26、lL1的盐酸与之充分反应，收集到标准状况下的CO2气体44.8 mL (0.002 mol)，说明一定含有NH4HCO3，盐酸完全反应，碳酸氢铵不一定完全反应，所以1.000 g样品中不一定含有NH4HCO3 0.316 g，A错误；反应加入了盐酸引入氯离子，所得的溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，不能说明原样品中一定含有NH4Cl，B错误；根据关系式2NH3H2SO4，向另一份溶液中加入足量的6 molL1氢氧化钠溶液，加热，产生的氨气的物质的量为0.025 L0.15 molL120.0075 mol，原样品的NH含量为100%27%，C错误；NH4HCO3、NH4Cl、N
27、H4NO3中NH的质量分数分别为22.8%、33.6%、22.5%，而样品中，NH的质量分数为27%，所以一定含有NH4Cl，故D正确。答案D1铵盐特例(1)铵盐分解不一定产生NH3，如NH4NO3加热到一定温度时会发生爆炸，生成多种气体。(2)铵盐遇碱性物质能发生反应产生氨，因此铵态氮肥不宜和碱性物质(如含K2CO3的草木灰)混合施用。2NH的检验7下列说法中正确的是()A所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3B硝酸铵受热易分解爆炸，实验室常用加热氯化铵与氢氧化钙的固体混合物制备氨气C在盛有硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸
28、检验，试纸变蓝D铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性答案B解析铵盐分解不一定产生NH3，如NH4NO3在400 以上分解生成N2、NO2和H2O，A项错误；Fe2比NH更易结合OH，所以加入少量NaOH溶液，不会产生NH3，C项错误；NH4HCO3、(NH4)2S溶液等均呈碱性，D项错误。8碳铵是一种较常使用的化肥，它在常温下易分解。某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问，进行了如下探究。【定性实验】检验溶液中的阴、阳离子。取少量固体放入试管中，加入盐酸，把生成的气体通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。再另取少量碳铵放入试管中，加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，石蕊试纸变蓝色
29、。(1)根据实验现象，推测碳铵中含有的阴离子可能是_或_。(2)根据实验现象，碳铵与足量NaOH溶液加热反应的离子方程式可能是_(任写一种)。【定量实验】测定碳铵中C元素和N元素质量比。该兴趣小组准确称取a g碳铵，加热使之分解，并把产物通入碱石灰中，如下图所示。(3)碳铵固体应放在_(填字母)中进行加热。A大试管 B蒸发皿C烧瓶 D坩埚(4)从安全的角度考虑，尾气处理的装置可以选用_(填字母)。(5)若灼烧后没有固体残余，称量U形管在实验前后的质量差为b g。由此测得N元素的质量是_g。答案(1)HCOCO(2)NHOHNH3H2O(或NHHCO2OHNH32H2OCO)(3)A(4)A(5
30、)解析(1)气体为二氧化碳，碳铵中的阴离子为HCO或CO。(2)碳铵中如果含有碳酸铵，离子方程式为NHOHNH3H2O；碳铵中如果含有碳酸氢铵，离子方程式为NHHCO2OHNH32H2OCO。(3)蒸发皿用于液体加热；坩埚属于开放容器不利于收集；烧瓶太大；试管最合适。(4)B、C装置容易倒吸，D装置密封不科学，A装置可以防止倒吸，符合要求。(5)碳铵分解生成二氧化碳、水、氨气，被碱石灰吸收的是二氧化碳和水，所以产生氨气的质量为(ab)g，其中N元素的质量为 g。考点五硝酸的性质及应用解析(1)常温下，铁遇浓硝酸发生“钝化”。(2)3价氮的化合物是NH3或铵盐，而此反应的环境呈酸性，故3价氮的化
31、合物应是硝酸铵，可利用NH与OH共热产生NH3的性质检验。(3)B中发生反应FeSO4NOFe(NO)SO4(棕色)，加热后，上述平衡逆向移动，无色气体NO逸出，在空气中变为红棕色，而溶液颜色变浅。(4)NO2与水反应生成NO，故可把浓硝酸换成稀硝酸，若A中无红棕色气体生成，但B中溶液变为棕色，可证明A中有NO生成。答案(1)常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生(答“钝化”也可)(2)取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入足量浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成NH(3)棕色溶液颜色变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 FeSO4
32、NOFe(NO)SO4(棕色)的正反应为放热反应，加热后，平衡向逆反应方向移动(4)浓硝酸换成稀硝酸 A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色1硝酸的性质(1)硝酸与非金属单质反应硝酸与非金属单质反应时，非金属单质被氧化成最高价氧化物或其对应的含氧酸，硝酸只表现氧化性，完全转化为还原产物。如：C4HNO3(浓)2H2OCO24NO2S6HNO3(浓)2H2OH2SO46NO2(2)硝酸与金属反应硝酸与金属单质反应一般不产生氢气。硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性。浓硝酸与金属反应时，若金属过量，开始反应时浓硝酸被还原为NO2，随着反应的进行，H
33、NO3浓度降低，还原产物会变为NO。硝酸在氧化还原反应中，其还原产物可能有多种价态的物质：NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH4NO3等，这取决于硝酸的浓度和还原剂还原性的强弱，一般情况下，硝酸的浓度越小，其还原产物的价态越低。实验证明，硝酸浓度越大，得电子的能力越强，因而其氧化能力越强。2NO在酸性条件下的强氧化性NO在酸性条件下具有强氧化性，往往作为隐含条件出现在试题中，在解题中往往被忽视而形成易错点。常见的隐含形式有(1)在离子共存问题中，NO在酸性条件下不与具有较强还原性的离子如S2、I、Fe2等大量共存。(2)SO的检验中不能用HNO3酸化、不能用Ba(NO3)2作沉淀剂，以防
34、止SO的干扰。(3)向Ba(NO3)2溶液中通入还原性气体SO2可得到BaSO4沉淀。(4)向Fe(NO3)2溶液中加入非氧化性酸，如盐酸，Fe2能被氧化为Fe3。(5)向过量铜与一定量硝酸反应后的混合物中加入非氧化性酸，铜能继续溶解。(6)向含还原性离子的酸性溶液中加入硝酸盐，还原性离子可被氧化。3硝酸与金属反应的计算方法(1)思维建模(2)计算方法原子守恒法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得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中
35、氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，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 9下列说法正确的是()A常温下将浓HNO3滴入铁粉中无明显现象，故浓HNO3与铁不反应B用如图装置进行实验，将装置中的浓硝酸滴入装置用砂纸打磨过的铝条中可观察到产生红棕色气体CHNO3见光会分解D向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SO2H=SO2H2O答案C解析常温下浓HNO3使Fe钝化，不是不反应，A错误；B项中在常温下铝遇浓硝酸会发生
36、钝化，不会产生二氧化氮，错误；C项中，硝酸见光和受热均会分解，正确；D项中，HNO3与Na2SO3发生氧化还原反应，生成SO与NO，错误。10将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体的体积为11.2 L(已换算成标准状况)。请回答下列问题：(1)NO的体积为_L，NO2的体积为_L。(2)参加反应的HNO3的物质的量是_。(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a molL1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_molL1。(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少
37、需要30%的双氧水_g。答案(1)5.8245.376(2)1.52 mol(3)(4)57.8解析(1)n(Cu)0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体的总体积为11.2 L，有：xy0.5 mol。根据得失电子守恒，有：3xy(0.512) mol。解方程组得：x0.26 mol，y0.24 mol。则：V(NO)0.26 mol22.4 Lmol15.824 LV(NO2)11.2 L5.824 L5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3
38、的物质的量为0.51 mol20.5 mol1.52 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO的形式留在溶液中包括Cu(NO3)2和可能剩余的HNO3。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为aV103 mol，所以，c(HNO3) molL1。(4)由得失电子守恒得：2n(Cu)2n(H2O2)，n(H2O2)2，n(H2O2)0.51 mol，则m(H2O2)17.34 g。需30%的双氧水：17.34 g30%57.8 g。 压强差在化学实验中的应用检查装置气密性的原理一般都是
39、通过改变装置内气体压强实现的，若检查气密性的装置本身是一个非气密性装置，则首先要处理成一个密闭体系。其叙述形式是：装置形成封闭体系操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)描述现象得出结论。答案对装置A：将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，且水柱保持一段时间不变，说明装置不漏气；对装置B：塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从长颈漏斗注入一定量的水，使长颈漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，长颈漏斗中与试管中液面差保持不变，说明装置不漏气。体验1下列所示装置中，气密性肯定不好的是()答案D解析A中由于分液漏斗和烧瓶之间有橡皮管连接，压强相等，分液漏斗中
40、液体一定能够顺利流下，无法判断装置气密性；B和C能够说明装置的气密性完好；两端液面始终保持相平，而D中说明装置气密性不好。有毒、对环境有污染的一类气体在被试剂吸收的时候，因气体溶解度较大造成装置系统内压强降低出现倒吸的现象，对吸收装置加以改进，从而起到防止倒吸的作用。解析HCl极易溶于水，a装置倒置漏斗的截面积大，一旦产生倒吸时，进入漏斗中的水面就会与烧杯中的水面脱离，漏斗中的水会在重力作用下又回到烧杯中，不会进入导管产生倒吸；b装置中应短进长出，HCl的密度大于空气，利于HCl排出被吸收，且无吸收HCl的装置；c装置若长进短出时，如d装置可防止倒吸。答案adeh体验2判断物质在不同溶剂中的溶
41、解度时，有一条经验规则：极性分子(如H2O等)组成的溶剂易于溶解极性分子组成的溶质；非极性分子(如苯、四氯化碳等)组成的溶剂易于溶解非极性分子组成的溶质。下列装置中，不适于用做HCl气体尾气吸收的是()答案B解析B装置中由于HCl气体不溶于苯而直接逸出，不适于用做HCl尾气的吸收；C装置中由于HCl难溶于CCl4，不会发生倒吸，同时HCl在外逸的过程中被上层的水吸收，故可用于HCl尾气的吸收；D装置的原理与A相似，也不会发生倒吸。喷泉现象是指极易溶于水的一类气体被水吸收，或易发生化学反应的气体被吸收剂吸收而使气体分子数减少造成压强降低；或者降低气体的温度，或增大气体外界的温度造成内外压强差，或
42、者通过增多气体分子数而增大压强等，从而形成喷泉。(1)常见装置及操作方法设计说明：装置()改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。装置()省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。装置()向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置()打开处的活塞并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该活塞，等充分反应后再
43、打开处的活塞，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。(2)几种常见的能形成喷泉的气体和液体气体HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2、(43)NO2、O2(41)吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水答案(1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)(2)烧瓶中产生白烟(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，片刻后，打开b活塞体验3下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是()A挤压装置的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B挤压装
44、置的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气并打开止水夹D在装置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹答案B解析H2难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发喷泉。建议用时：40分钟满分：100分一、选择题(每题7分，共70分)1(2019广州高三调研测试)下列关于自然界中氮循环的说法错误的是()A氮肥均含有NHB雷电作用固氮中氮元素被氧化C碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环D合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制备纯碱答案A解析氮肥是含氮元素的肥料，不一定含NH，如尿素CO(NH2)2，A错误；雷电作用固氮发生反应N2O22N
45、O，氮元素被氧化，B正确；由硝酸盐制造蛋白质、动物摄食蛋白质、由动物排泄物及遗体得到氨或铵盐，这些过程中碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环，C正确；侯式制碱法的反应原理为NaClH2OCO2NH3=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，氨气作为原料气，D正确。2汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为2NO22NO2O；2NOO22NO2；OO2O3。下列有关该反应过程及产物的叙述正确的是()ANO2起催化剂作用 BNO起催化剂作用CNO2只起氧
46、化剂作用 DO3与O2互为同分异构体答案A解析由反应过程得O22O，OO2O3，由此可知NO2起催化剂作用，A正确；B、C错误；O3与O2互为同素异形体，D错误。3(2019广东汕头高三期末)某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)，设计了如下工业流程：下列说法错误的是()A气体中主要含有的气体有N2、NO、COBX在反应中作氧化剂，可通入过量的空气C处理含NH废水时，发生离子方程式是：NHNO=N22H2OD捕获剂所捕获的气体主要是CO答案B解析工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收，生成CaCO3、CaSO3，因Ca(OH)2过量，则固体主要含有Ca(
47、OH)2、CaCO3、CaSO3，气体是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO，A正确；由分析可知，气体中通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到NaNO3，B错误；NaNO2与含有NH的溶液反应生成无污染气体，应生成N2，发生氧化还原反应，离子方程式为NHNO=N22H2O，C正确；气体含有CO、N2，经捕获剂所捕获的气体主要是CO，D正确。4为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是()A关闭活塞1，加入稀硝酸使左侧液面至液面a处B在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率C通过关闭或开启
48、活塞1可以控制反应的进行D反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO答案A解析关闭活塞1，U形管左端气体被封在管内，气体产生压强导致稀硝酸的左端液面无法上升到a处，故A错误；无论该反应是吸热还是放热反应，升高温度都能加快反应速率，所以在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率，故B正确；关闭或开启活塞1，能控制U形管内产生气体的压强，当压强大时能使Cu和硝酸分离从而停止反应，所以通过关闭或开启活塞1可以控制反应进行，故C正确；NO为无色气体，如果证明反应产生的气体是NO，需要将活塞1打开，将气体放入分液漏斗中，气体在分液漏斗中变为红棕色，则证明反应产生的气体是NO，否则无法证
49、明，故D正确。5如下图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱答案A解析NH3能与HCl发生化合反应，生成NH4Cl白色固体，NH3也能与H2SO4发生化合反应，生成(NH4)2SO4；NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等；NH3溶于水生成NH3H
50、2O，NH3H2O属于碱，NH3不属于碱。6将少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体(不考虑水蒸气)通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是()AO2 BSO2 CNO2、O2 DNO、O2答案C解析假设NO2气体的物质的量为3 mol，根据3NO2H2O=2HNO3NO、NaHCO3HNO3=NaNO3H2OCO2、2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,2NOO2=2NO2，知3 mol NO2通入过量小苏打溶液中逸出的气体为2 mol CO2和1 mol NO，2 mol CO2与足量过氧化钠反应生成1 mol O2,0.5 mol O2和1 mol NO反应
51、生成1 mol NO2，剩余0.5 mol O2，故最后收集到的气体为1 mol NO2和0.5 mol O2。7(2019河南汝州实验中学高三期末)下列实验对应的现象及结论均正确且两者具有因果关系的是()选项实验现象结论A25 时，两片相同的Al片分别和等体积稀HNO3和浓HNO3反应前者产生无色气体，后者产生红棕色气体，且后者反应更加剧烈其他条件相同时，反应物浓度越大，反应速率越快B向某液溶胶中分别加入石膏和硫酸钠的溶液前者明显聚沉，后者几乎无变化该胶体微粒带负电荷CSO2通入BaCl2溶液，然后滴入稀硝酸有白色沉淀产生，加入稀硝酸后沉淀不溶解所得沉淀为BaSO3，后转化为BaSO4D将炭
52、和浓H2SO4的混合物加热，产生的气体通入石灰水石灰水变浑浊碳被氧化成CO2答案B解析25 ，Al与浓硝酸发生钝化，现象、结论均不合理，A错误；向某液溶胶中分别加入石膏和硫酸钠的溶液，前者明显聚沉，后者几乎无变化，说明使胶体聚沉的是钙离子，钙离子带正电荷，因此该胶体微粒带负电荷，B正确；SO2通入BaCl2溶液，不反应，不生成白色沉淀，后加稀硝酸发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀，C错误；将炭和浓H2SO4的混合物加热，产生的气体中含有二氧化硫和CO2，通入石灰水中，二氧化硫也能与石灰水反应生成沉淀，因此不能说明碳被氧化为二氧化碳，结论错误，D错误。8已知X、Y、Z、E、F五种常见物质含有同一元素
53、M，在一定条件下它们有如图转化关系，Z是NO，下列推断不合理的是()AX可能是一种氢化物BX生成Z一定是化合反应CE可能是一种有色气体DF中M元素的化合价可能为5价答案B解析根据题给转化关系推断，M为氮元素，Z为NO，E为NO2，F为HNO3。A项，X可能是NH3，则Y可能为N2，正确；B项，若X为NH3，NH3转化为NO可发生反应：4NH35O24NO6H2O，不是化合反应，错误；C项，E可能是NO2，是一种红棕色气体，正确；D项，F可能为HNO3，其中氮元素的化合价为5价，正确。9称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反应，
54、生成NH3 1792 mL(标准状况)，则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比为()A11 B12C1.871 D3.651答案C解析由题意知假如样品全部为硫酸铵时消耗氢氧化钠最少，7.24 g硫酸铵的物质的量为0.0548 mol，消耗氢氧化钠的物质的量为0.0548 mol20.1096 mol0.1 mol，说明0.1 mol氢氧化钠不足，故NaOH先与H反应完全，再与NH反应，因共生成NH3 0.08 mol，故与H反应的氢氧化钠为0.02 mol，则可知道NH4HSO4为0.02 mol，则(NH4)2SO4的质量为7.24 g115 gmol10.02 mol4.94
55、g，物质的量为4.94 g132 gmol10.0374 mol。两者物质的量之比为1.871。10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5.6 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。则消耗铜的质量为()A16 g B32 gC64 g D无法计算答案B解析该题氮元素变化为硝酸氮的氧化物硝酸，所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为0.5 mol，即32 g。二、非选择题(共30分)11(2019北京海淀高三期中)(14分)某化学兴趣小组探究NO和Na2O2的反应，设计了如下图所示
56、实验装置，其中E为实验前压瘪的气囊。资料：除浅黄色的AgNO2难溶于水外，其余亚硝酸盐均易溶于水。(1)写出A中反应的化学方程式：_。(2)将装置B补充完整，并标明试剂。(3)用无水CaCl2除去水蒸气的目的是_。(4)反应一段时间后，D处有烫手的感觉，其中固体由淡黄色变为白色，直至颜色不再变化时，气囊E始终没有明显鼓起。学生依据反应现象和氧化还原反应规律推断固体产物为NaNO2。写出该反应的化学方程式：_。设计实验证明NaNO2的生成，实验方案是_。(写出操作、现象和结论)答案(1)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)(3)防止水蒸气与过氧化钠反应，干扰实验(4)2N
57、ONa2O2=2NaNO2取少量D管中的固体于试管中，加水溶解，再加入AgNO3溶液，若生成浅黄色沉淀，则有亚硝酸钠生成解析(2)装置B的目的为将NO2转化为NO，则需将A中产生的气体通过盛有水的洗气瓶。(3)因为过氧化钠会与水反应，从而干扰过氧化钠与NO的反应。(4)由题意分析可知反应的产物为NaNO2，且无其他气体产物生成，则反应的方程式为：2NONa2O2=2NaNO2；若反应中有NaNO2生成，则加入硝酸银溶液会产生浅黄色的亚硝酸银沉淀。12(2019北京朝阳高三期末)(16分)某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。装置(尾气处理装置略)现象中开始无明显现象，渐有小气泡生成，
58、越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色(1)试管中Cu与稀HNO3反应的化学方程式是_。(2)中反应的速率比中的快，原因是_。(3)针对中溶液呈绿色的原因，提出假设：假设1：Cu2的浓度较大所致；假设2：溶解了生成的NO2。探究如下：取中绿色溶液，分为两等份。取一份于如图1所示装置中，_(填操作和现象)，证实中溶解了NO2。向另一份溶液中加入_(填化学试剂)，溶液变为蓝色。证实假设1不成立，假设2成立。(4)对于稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的原因，提出两种解释：解释1.HNO3浓度越稀，溶液中NO的数目越少，被还原时，
59、每个NO从还原剂处获得较多电子的机会_(填“增多”或“减少”)，因此被还原为更低价态。解释2.推测下列平衡导致了产物的不同，并通过如下实验证实了推测的合理性。3NO2H2O2HNO3NOB中盛放的试剂是_。C中盛放Cu(NO3)2和_。该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是_。答案(1)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(2)硝酸浓度大(3)向上拉动活塞a，试管内液面上方出现红棕色气体Cu(OH)2(或CuO等)(4)增多水浓硝酸C中溶液变绿解析(2)中是铜与浓硝酸反应，产生硝酸铜、二氧化氮和水，中物质浓度大，反应速率快。(3)若溶液颜色差异是NO2溶解所致，则可以通过向上拉动活塞a，减小装置中NO2在溶液中的溶解度，就会看到试管内液面上方出现红棕色气体；若向另一份溶液中加入含有Cu元素的物质，如CuO或Cu(OH)2，物质溶解，使溶液中Cu2浓度增大，若溶液仍为蓝色，证实假设1不成立，假设2成立。(4)解释1.HNO3浓度越稀，溶液中NO的数目越少，被还原时，每个NO从还原剂处获得较多电子的机会增多，被还原为较低的价态；解释2.Cu与浓硝酸反应产生NO2气体，NO2气体与B中水发生反应：3NO2H2O2HNO3NO，将产生的NO气体通入到C溶液中，C中盛放Cu(NO3)2和浓硝酸，若C中溶液变为绿色，就证明解释2正确。- 38 - 版权所有高考资源网
