2017高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第4节氮及其重要化合物学案

1 氮及其重要化合物 明考纲 1．了解NO、NO2的性质。 2．掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO3

的反应，掌握守恒法的计算技巧。

3．了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。 4．掌握铵根离子的检验。 5．了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响。

析考情 高考对本节内容的考查有四点：一是结合氮及其化合物的转化考查基本概念、基本理论；二是以NOx和HNO3的性质考查相关实验及计算；三是以框图推断考查氮及化合物的性质和应用；四是结合相关工业生产考查含氮化合物对环境质量的影响。

考点 氮气及其氧化物 1．氮元素在自然界中的存在及氮的固定

2．氮气 (1)分子式：N2，电子式：··N⋮⋮N··，结构式：N≡N。 (2)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。 (3)化学性质

①与氧气反应：N2＋O2=====放电2NO(导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮) ②与氢气反应：N2＋3H2催化剂高温、高压2NH3(工业合成氨的反应原理)

③与Mg反应：3Mg＋N2=====点燃Mg3N2 2

3．氮的氧化物 (1)氮的氧化物 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 NO NO2 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) 有毒 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氧气反应 2NO＋O2===2NO2 不反应 对环境的影响 导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层

易错警示 (1)NO2与N2O4存在下列平衡：2NO22O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。 (2)NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 (3)验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 (4)NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)NO2溶于水时生成HNO3，故NO2是硝酸的酸酐。( ) (2)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。( ) (3)NO2溶于水时发生氧化还原反应。( ) (4)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。( ) (5)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂，二者的物质的量之比为3∶1。( ) (6)溴蒸气和NO2都为红棕色气体用湿润的淀粉­KI试纸可以鉴别。( ) 提示 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×

题组一 氮气及氮的循环 1.[2015·北京高考]下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( ) 3

A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 答案 A 解析 在雷电作用下N2与O2反应生成NO，氮元素被氧化，工业合成氨属于人工固氮，合成氨过程中氮元素被还原，A项错误，B项正确；由图可看出含氮无机物和含氮有机物可以相互转化，C项正确；合成蛋白质的过程中就有碳、氢、氧元素的参与，D项正确 。

题组二 NO、NO2的性质及对环境的影响 2.NO对环境的危害在于( ) ①破坏臭氧层 ②高温下能使一些金属被氧化 ③造成酸雨 ④与人体血红蛋白相结合 A．仅①③ B．仅③④ C．①②③ D．①③④ 答案 A 解析 NO在高温下不能氧化金属，②错误，④不属于对环境的危害，①③正确。 3．氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必须进行处理。 (1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx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。反应的化学方程式可表示为________________。

(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NO=====催化剂△5N2＋6H2O,8NH3＋4

6NO2=====催化剂△7N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。 (3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________。 答案 (1)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)

②2xCO＋2NOx=====催化剂△2xCO2＋N2 (2)1∶3 (3)NaNO2 解析 (1)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。②CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。 (2)V(NO)＋V(NO2)＝3.0 L 23V(NO)＋43V(NO2)＝3.5 L

则V(NO)＝0.75 L V(NO2)＝2.25 L V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。

(3)NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，利用电子守恒，二者1∶1混合时与NaOH反应生成盐的化合价必然为＋3，即为NaNO2。 ★总结提升

氮氧化物对环境的污染及防治 1．常见的污染类型 (1)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，产生的一种有毒的烟雾。 (2)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。 (3)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。 2．常见的NOx尾气处理方法 (1)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、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。 (2)催化转化：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。 5

题组三 氮的氧化物与水的反应 4.[2015·沈阳模拟]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( ) ①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案 D

解析 首先分析剩余的2 mL气体有两种可能。如果剩余2 mL O2，则V(NO2)＝45×(12－2) mL＝8 mL，则混合气中：V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的2 mL气体是NO，则混合气中的V(O2)＝(12 mL－2 mL×3)×15＝1.2 mL，D项正确。 5．[2015·宜宾检测]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 答案 A 解析 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，V(NO2)＝V(NO)，n(NO2)＝n(NO)，则生成的HNO3物质的量相等，溶液的体积也相同，故两个试管内溶液物质的量浓度相等。 ★总结提升

氮的氧化物和O2、H2O反应的计算方法 1．加合式法 (1)NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知：

V(NO2)∶V(O2) <4∶1 O2过量，剩余气体为O2＝4∶1 恰好完全反应>4∶1 NO2过量，剩余气体为NO

(2)NO与O2同时通入水中： 2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 6

总的化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 可知：

V(NO)∶V(O2) <4∶3 剩余O2＝4∶3 恰好完全反应>4∶3 剩余NO

(3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： ①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 ②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 2．原子守恒法 4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。

n(N)∶n(O) <2∶5 剩余O2＝2∶5 恰好完全反应>2∶5 剩余NO

3．电子守恒法 NO与O2的混合气体通入水中发生反应：2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，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，NO→HNO3，N的化合价升高是由于被O2氧化，因此可写出

在氧化还原反应中得失电子数必然相等。 考点 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(1∶700)，可由喷泉实验证明。 (3)化学性质