2021-4-29
20XX 年复习资料
教学复习资料
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第 第 5 15 讲
氮及其化合物
［考纲要求］ 1。了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质和应用。2.了解氮的化合物对环境质量的影响。
考点一 氮气及其氧化物
1．氮气
写出有关化学方程式：
①N 2 ＋3Mg 错误! ! Mg 3 N 2 ； ②N 2 ＋3H 2 错误! ! 2NH 3 ; ③N 2 ＋O 2 错误! ! 2NO。
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：N 2 O（俗称“笑气"，具有麻醉作用）、NO、N 2 O 3 、NO 2 、N 2 O 4 、N 2 O 5 （白色固体)。
（1)物理性质
NO NO 2
颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 能溶于水 (2）化学性质 ①NO―→NO 2 :2NO＋O 2 ===2NO 2 。
②NO 2 ―→HNO 3 (NO）：3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO. （3)氮的氧化物对环境的污染 ①光化学烟雾:NO x 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。
②酸雨：NO x 排入大气中后，与水反应生成 HNO 3 和 HNO 2 ，随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层：NO 2 可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
④NO 与血红蛋白结合使人中毒。
(1）氮的氧化物都有毒，其中 NO 2 与 N 2 O 4 存在下列平衡：2NO 2 ⇌N 2 O 4 ,因此实验测得 NO 2 的平均相对分子质量总大于 46。
（2)NO 2 、NO 可用碱液处理，如 NaOH 溶液吸收原理为 NO 2 ＋NO＋2NaOH===2NaNO 2 ＋H 2 O、2NO 2 ＋2NaOH===NaNO 3 ＋NaNO 2 ＋H 2 O。
1．判断正误,正确的打“√"，错误的打“×”. （1)固氮反应一定属于氧化还原反应（√) （2）NO 中的 NO 2 杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去(√）
(3)CO、NO、NO 2 都是大气污染气体，在空气中都稳定存在（×) (4）N 2 与 O 2 在放电条件下直接化合成 NO 2 （×）
（5）NO 2 溶于水时，NO 2 是氧化剂，水是还原剂(×) （6）可用 NO 2 与水反应制取硝酸，故 NO 2 是酸性氧化物（×) 2．俗话说“雷雨发庄稼"，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮，请写出三个有关的化学方程式：
（1) ________________________________________________________________________； (2）
________________________________________________________________________； （3) ________________________________________________________________________。
答案：
(1）N 2 ＋O 2 错误! ! 2NO （2)2NO＋O 2 ===2NO 2
（3）3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO
题组一 氮的氧化物对环境的影响 1．随着我国汽车年销量的大幅增加，空
气环境受到了很大的污染.汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是(
) A．反应中 NO 为氧化剂,N 2 为氧化产物 B．汽车尾气的主要污染成分包括 CO、NO 和 N 2
C．NO 和 O 2 必须在催化剂表面才能反应 D．催化转化总化学方程式为 2NO＋O 2 ＋4CO 错误! ! 4CO 2 ＋N 2
D D 2．汽车排放的尾气中含有 NO 2 ,NO 2 是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO 2 发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生 O 3 ，加重空气污染。反应过程为①2NO 2 ―→2NO＋2O，②2NO＋O 2 ―→2NO 2 ，③O＋O 2 ―→O 3 。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是
(
）
A．NO 2 起催化剂作用
B．NO 起催化剂作用 C．NO 2 只起氧化剂作用
D．O 3 与 O 2 为同分异构体 A A [反应过程①＋②得 O 2 ―→2O,③O＋O 2 ―→O 3 ，NO 2 起催化剂作用,反应过程中 NO 2 还作氧化剂,A 项正确,B、C 项错误；O 3 与 O 2 不是同分异构体，属同素异形体,D 项错误。］ 3．汽车尾气主要含有 CO 2 、CO、SO 2 、NO x 等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
（1)汽车尾气中的 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）NO x 能形成酸雨，写出 NO 2 转化为 HNO 3 的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（3）汽车尾气中的 CO、NO x 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 N 2 与 O 2 在汽车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)3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO （3)2CO＋2NO 错误! ! N 2 ＋2CO 2
题组二 氮氧化物溶于水的计算 4．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满 NO 2 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，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为
（
）
A．1∶1
B．5∶7
C．7∶5
D．4∶3 A A 5．将盛有 12 mL NO 2 和 O 2 的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后，还剩余 2 mL无色气体，则原混合气体中 O 2 的体积和剩余的 2 mL 气体分别是(
) A．1.2 mL，NO
B．2。4 mL，O 2
C．3。5 mL,O 2
D．4 mL，NO A A [解题依据的化学方程式为: 4NO 2 ＋O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3
3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO 设 O 2 的体积为 x ，剩余的气体有两种可能：
①若剩 O 2 ,则 V 剩 ＝ x － 错误! ! (12 mL－ x ）＝2 mL, 解得 x ＝4 mL，选项 B、C 不正确； ②若剩 NO，则 V 剩 ＝ 错误! ! [(12 mL－ x ）－4 x ］＝2 mL, 解得 x ＝1。2 mL，选项 D 不正确，选项 A 正确.］
循环反应的计算方法—-加合式法 （1）循环反应 NO 2 和 O 2 的混合气体溶于水时,发生如下反应：
3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO① 2NO＋O 2 ===2NO 2 ② 反应①的反应物（NO 2 )和产物（NO）分别是反应②的产物和反应物，这两个反应互为“循环反应". （2）“循环反应”进行计算时采用“加合式"法 消去中间产物(NO），①式×2＋②式得加合式：
4NO 2 ＋O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3 。
(3）NO 和 O 2 同时通入同一水中时，发生反应：
2NO＋O 2 ===2NO 2
3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO 其加合式为：4NO＋3O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3
［拓展]
将 CO、O 2 （或 H 2 、O 2 ）的混合气体通入盛有足量 Na 2 O 2 的密闭容器中，用电火花引燃。此过程中发生循环反应：
2CO＋O 2 错误! ! 2CO 2
2Na 2 O 2 ＋2CO 2 ===2Na 2 CO 3 ＋O 2
其加合式为:Na 2 O 2 ＋CO===Na 2 CO 3
2H 2 ＋O 2 错误! ! 2H 2 O 2Na 2 O 2 ＋2H 2 O===4NaOH＋O 2 ↑ 其加合式为：Na 2 O 2 ＋H 2 ===2NaOH 考点二 典型的氧化性酸-—硝酸
1．物理性质 硝酸是无色、易挥发的液体,有刺激性气味，能与水以任意比例混溶。质量分数在 98％以上的硝酸为发烟硝酸. 2．化学性质
写出下列化学方程式或离子方程式：
（1）见光分解：4HNO 3 错误! ! 4NO 2 ↑＋O 2 ↑＋2H 2 O； （2）Cu 与浓硝酸的反应：Cu＋4H＋ ＋2NO －3 ===Cu2＋ ＋2NO2 ↑＋2H 2 O; (3）Cu 与稀硝酸的反应：3Cu＋8H＋ ＋2NO 错误! ! ===3Cu 2＋ ＋2NO↑＋4H 2 O； (4)C 与浓硝酸的反应:C＋4HNO 3 （浓）
错误! ! CO 2 ↑＋4NO 2 ↑＋2H 2 O； （5)Fe2＋ 与稀硝酸的反应：3Fe 2＋ ＋NO 错误! ! ＋4H ＋ ===3Fe 3＋ ＋NO↑＋2H 2 O. 3．硝酸工业制法的反应原理 （1)NH 3 在催化剂作用下与 O 2 反应生成 NO 4NH 3 ＋5O 2 错误! ! 4NO＋6H 2 O。
(2）NO 进一步氧化生成 NO 2
2NO＋O 2 ===2NO 2 。
（3）用水吸收 NO 2 生成 HNO 3
3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO。
（1)硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为 HNO 3 （浓）→NO 2 ，HNO 3 (稀)→NO。
（2）浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性. （3)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.
1．判断正误,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 H 2 S（
) （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（
）
（5）浓硝酸中滴加紫色石蕊试液,最终变为红色（
）
答案: （1）√ (2)× （3）√
（4)√ （5）× 2．工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为了节约原料和防止污染,最宜采用的方法是________。
方法①：Cu＋HNO 3 （浓)―→Cu（NO 3 ) 2
方法②:Cu＋2AgNO 3 ===2Ag＋Cu(NO 3 ) 2
方法③：Cu 错误! ! CuO 错误! ! Cu(NO 3 ) 2
方法④：Cu 错误! ! CuSO 4 错误! ! Cu（NO 3 ）
2
答案：
方法③ 3．用动态观点理解 Cu 与浓 HNO 3 的反应 在浓硝酸中放入 Cu 片,回答下列问题. (1)反应开始时的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 实验现象为 ________________________________________________________________________。
（2)若 Cu 片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3）待反应停止时，再加入少量的稀硫酸，这时 Cu 片上又有气泡产生，原因是 ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: （1)Cu＋4HNO 3 （浓)===Cu（NO 3 ）
2 ＋2NO 2 ↑＋2H 2 O 溶液逐渐变蓝色,有红棕色气体逸出 （2）3Cu＋8HNO 3 (稀）===3Cu（NO 3 ) 2 ＋2NO↑＋4H 2 O （3）加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
题组一 硝酸的性质和用途 1．下列说法正确的是(
) A．投入铁片产生 H 2 的溶液中可大量存在 H＋ 、Mg 2＋ 、SO 错误! ! 、NO 错误! !
B．可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜 C．1.0 mol·L－1 的 KNO3 溶液中可大量存在 H＋ 、Fe 2＋ 、Cl － 、SO 错误! !
D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为 CuS＋2H＋ ===H2 S↑＋Cu2＋
B B ［硝酸具有强氧化性，因而含有 NO 错误! ! 的酸性溶液不能与铁反应产生 H 2 ，A 项错；硝酸可溶解银，B 项正确;Fe2＋ 在稀 HNO3 中不能大量存在，C 项错；硝酸与 CuS 不能发生复分解反应，而是发生氧化还原反应，D 项错。] 2．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①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②中木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出 CO 2 ，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 D D [A对:浓HNO 3 具有不稳定性，①中浓HNO 3 受热发生分解反应:4HNO 3 错误! ! 4NO 2 ↑＋O 2 ↑＋2H 2 O，故①中所得红棕色气体是 NO 2 和 O 2 的混合气体.B 对:②中红热木炭加入浓 HNO 3 中，有红棕色气体产生，该气体为 NO 2 ，但不能说明浓 HNO 3 与木炭发生了反应,可能是浓 HNO 3 在红热木炭作用下发生分解产生了 NO 2 。C 对：③中红热木炭未插入浓 HNO 3 中，有红棕色气体产生，说明浓 HNO 3 具有挥发性，且挥发产生的 HNO 3 被还原生成 NO 2 ，故红棕色气体为还原产物。D 错：③的气体产物中检测出 CO 2 ,不能说明木炭一定与浓 HNO 3 发生了反应,可能是浓 HNO 3分解产生 NO 2 、O 2 和 H 2 O,红热木炭与分解产生的 O 2 反应生成 CO 2 。］
3．（2019·黑龙江重点中学联考）一定温度下，探究铜与稀 HNO 3 反应，过程如图,下列说法不正确的是（
）
A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是 3Cu＋2NO 错误! ! ＋8H ＋ ===3Cu 2＋ ＋2NO↑＋4H 2 O B．过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是 NO 2 溶于水，使 c （HNO 3 ）增大 C．由实验可知,NO 2 对该反应具有催化作用 D．当活塞不再移动时，再抽入空气,铜可以继续溶解 B B [过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应生成 NO 气体，离子方程式为 3Cu＋8H＋ ＋2NO 错误! ! ===3Cu 2＋ ＋2NO↑＋4H2 O，A 项正确；随着反应进行，溶液中生成硝酸铜，根据氮元素守恒，过程Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中的大,因此反应速率增大的原因不是硝酸浓度增大，B 项错误；过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快，结合 B 项分析及实验过程可知，NO 2 对反应具有催化作用，C 项正确;当活塞不再移动时,再抽入空气，NO 与氧气、水反应生成硝酸,硝酸能与铜继续反应,D 项正确.］
涉及 HNO 3 的离子反应常见易错问题 （1）忽视 NO 错误! ! 在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下 NO 错误! ! 不能与 Fe 2＋ 、I － 、SO2－3 、S2－ 等还原性较强的离子大量共存。
（2)在书写离子方程式时,忽视 HNO 3 的强氧化性,将氧化还原反应简单的写成复分解反应。
4．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 NO 2 混合气体在标准状况下的体积为 11。2 L。请回答下列问题：
（1)NO 的体积为________L，NO 2 的体积为________L. （2）参加反应的 HNO 3 的物质的量是 ________。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在 NaOH 溶液中全部转化为 NaNO 3 ，至少需要 30%的双氧水________g。
解析: (1) n (Cu）＝ 错误! ! ＝0。51 mol，设混合气体中 NO 的物质的量为x ，NO 2 的物质的量为 y . 根据气体的总体积为 11。2 L,有：
x ＋ y ＝0。5 mol。
根据得失电子守恒,有：3 x ＋ y ＝(0。51×2）mol。
解方程组得：
x ＝0.26 mol， y ＝0。24 mol。
则: V (NO）＝0。26 mol×22。4 L·mol－1...