第14讲 氮及其化合物（基础过关）(一)-2022年高考化学一轮复习讲练全能王（有答案）

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1．了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。
核心素养
1．宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识含氮化合物的多样性，并对其进行分类。
2．变化观念与平衡思想：能多角度、动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。
3．科学探究与创新意识：能根据氮单质及化合物的性质提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。
4．科学态度与社会责任：具有严谨求实的科学态度，具有探索未知、崇尚真理的意识；赞赏合成氨对社会发展的重大贡献。
知识通关
知识点一 氮气及氮的氧化物
1．氮气
(1)氮的固定
使空气中________的氮转化为________的过程。
(2)氮气的性质
①物理性质
纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的______。
②结构：电子式为__________，结构式为______，氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。
③化学性质
通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。
a．与H2反应：__________________________________________________________。
b．与O2反应：_________________________________________________________。
2．氮的氧化物
特别提示 ①氮的氧化物都是大气污染物。
②空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
③空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
④NO2：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。
知识点二 硝酸
1．硝酸的物理性质
色味态：________________；挥发性：________；水溶性：____________；发烟硝酸：______________。
2．硝酸的化学性质
(1)强酸性
稀硝酸能使紫色石蕊试液变____色，浓硝酸能使石蕊试液先变____色，微热后褪色。
(2)不稳定性：
浓硝酸显黄色，是因为__________________________________________________，
说明浓硝酸具有________性，化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)强氧化性
①与金属的反应
a．除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。
b．Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为：________________________，
________________________________________________________________________。
c．Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生________，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。
②与非金属反应
与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
③与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。
④王水
王水由________与________按体积比1∶3混合所得，具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。
三点突破
【易错易混问题】
1．N2的稳定性和氮元素的活泼性是否矛盾？
问题剖析：
不矛盾，氮元素的活泼性是指氮原子的活泼性，而氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气中的N≡N键能很大，故分子很稳定。
2．如何鉴别NO2与溴蒸气？
问题剖析：
由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；
③均可与碱反应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉－KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4；③用水洗法。
3．酸的挥发性和不稳定性有何区别？
问题剖析：
二者有着本质区别。酸的挥发性是一种物理性质，指的是酸以分子状态离开溶液逸出。一般低沸点酸挥发性强。而不稳定性指化学性质，指的是酸分子分解生成新的物质。
4．如何除去浓HNO3的黄色？
问题剖析：
浓硝酸常呈黄色是因为HNO3分解生成NO2溶于HNO3中，去掉黄色的方法是通入少量O2(空气)，使其发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
【规律方法】
一、氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法
1．关系式法
(1)NO、O2、H2O之间的综合反应式是
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
由此可知当体积比
V(NO)：V(O2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(4∶3余NO))
(2)NO2、O2、H2O之间的综合反应式是
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
由此可知，当体积比
V(NO2)：V(O2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(4∶1余NO))
2．电子守恒法
NO和NO2转化为硝酸时是氧化还原反应，必然遵循电子得失守恒。
二、金属与硝酸反应中的有关计算
1．金属与硝酸反应一般不产生______，且浓HNO3一般被还原为________，稀HNO3被还原为______，随着反应的进行很稀的HNO3有可能被还原为N2O，甚至NH4NO3。硝酸在反应中体现氧化性和酸性。
2．铁与硝酸反应要考虑Fe的用量，若Fe不足则生成__________，若Fe过量则生成__________。
3．铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时HNO3的还原产物为______，随着反应进行浓HNO3变稀，HNO3的还原产物为______，最终应得到__________的混合气体。
4．离子共存判断中的NOeq \\al(－,3)若在酸性条件下NOeq \\al(－,3)会表现出强氧化性，不能与Fe2＋、S2－、I－、SOeq \\al(2－,3)、Br－等离子共存。
5．金属与HNO3的反应运用“守恒法”求解，一般类型有
(1)电子守恒
金属失电子数＝________________________________________________________。
(2)物料守恒
耗HNO3的量＝盐中NOeq \\al(－,3)的量(表现酸性的HNO3)＋__________________。
(3)电荷守恒
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NOeq \\al(－,3))＝c(H＋)＋____________________。
【答案】
1.H2 NO2 NO
2．Fe(NO3)3 Fe(NO3)2
3．NO2 NO NO2和NO
5．(1)生成气体时HNO3得电子数
(2)气体中的N原子(被还原的HNO3)的量
(3)n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)
典例精析
1．将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，倒置量筒在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是__________或________。
【举一反三】
将盛有12 mL NO2和O2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O2的体积是( )
①1.2 mL ②2.4 mL ③3.6 mL ④4 mL
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
2．足量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1.68 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。若向所得硝酸铜溶液中加入5 ml·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( )
A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL
【举一反三】
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混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：
(1)NO的体积为______ L，NO2的体积为______ L。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a ml·L－1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________________ml·L－1。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。
3．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3 ml·L－1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是____________________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后________
________________________________________________________________________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)装置②的作用是____________________，发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)__________。
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
对点训练
一、氮的氧化物
1．判断正误
(1)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在( )
(2)NO可用于某些疾病的治疗( )
(3)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( )
(4)在pH＝0的溶液中，Na＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)、K＋可以大量共存( )
(5)用稀氢氧化钠溶液吸收NO2的离子方程式是2OH－＋2NO2===NOeq \\al(－,3)＋NO↑＋H2O( )
2．将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为( )
A．NO2 B．N2O3 C．N2O D．N2O4
二、硝酸
3．下列解释实验事实的方程式不准确的是( )
A．0.1 ml·L－1 CH3COOH溶液的pH>1：CH3COOHCH3COO－＋H＋
B．“NO2球”浸泡在冷水中，颜色变浅：2NO2(g)N2O4(g) ΔHCl2>Br2，操作步骤为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
实验现象为____________________；但此实验的不足之处是_____________________。
NO
NO2
物理性质
颜色
毒性
溶解性
化学性质
与O2反应
2NO＋O2===2NO2
与H2O反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
实验室制法(填化学方程式)
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
与人体、
环境的关系
①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾
形成酸雨、光化学烟雾
①
②
③
④
⑤
⑥
NO、O2
C2H4、H2
NO2、O2
Cl2、SO2
NH3、O2
CO、O2
方案
反应物
甲
Cu、浓HNO3
乙
Cu、稀HNO3
丙
Cu、O2、稀HNO3