2024届高考化学复习讲义第四章非金属及其化合物第八讲含氮化合物之间的转化含答案

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考点 含氮化合物之间的转化
1.典型含氮元素物质之间的相互转化
（1）“歧化反应”——同一物质中N的化合价在同一反应中既升高又降低。
例如，3NO2＋H2O2HNO3＋NO、2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O。
（2）“归中反应”——不同物质中N的不同化合价在同一反应中只靠拢。
例如，6NO＋4NH3催化剂5N2＋6H2O、NO2＋NO＋2NaOH2NaNO2＋H2O。
2.氮元素的价类二维图及转化关系
研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价－物质类别关系图如图：
回答下列问题：
（1）在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，反应的化学方程式是 4NH3＋5O2催化剂△ 4NO＋6H2O 。
（2）在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式： C＋4HNO3（浓）△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 。
（3）实验室中，检验溶液中含有NH4＋的操作方法是 取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，若有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，则证明溶液中含有NH4＋（合理即可） 。
（4）物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的化学方程式： 3NO2＋H2O2HNO3＋NO ，当反应消耗0.15 ml物质B时，转移电子的物质的量为 0.1 ml 。
研透高考 明确方向
命题点1 氮循环
1.[全国Ⅱ高考]研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如图所示）。下列叙述错误的是（ C ）
A.雾和霾的分散剂相同
B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关
解析 雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和（NH4）2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2等分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和（NH4）2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。
命题点2 氮元素“价类二维图”的应用
2.[2023河北质检]如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息：
下列说法正确的是（ C ）
①可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式
②可通过加氧化剂将e转化为f
③a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应
④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应
⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现
⑥h可与f反应生成i
A.①③⑤⑥B.②③④
C.①③⑥D.①④⑤
解析 根据物质类别及与N元素的化合价的关系可知：a是NH3；b是N2；c是NO；d是NO2；e是N2O5；f是HNO3；g是HNO2；h是NH3·H2O；i是NH4NO3。①在雷电作用下N2与O2反应产生NO，从而实现了N元素的单质向化合物的转化，这是一种固氮方式，正确；②e是N2O5，f是HNO3，N2O5与水反应产生HNO3，反应过程中元素化合价不变，因此反应不需要加入氧化剂就可以实现，错误；③在a→c→d→f这几个反应中，N元素化合价升高，失去电子，被氧化，因此均发生了N元素被氧化的反应，正确；④g是HNO2，属于酸，N元素化合价是＋3，介于最高价和最低价之间，因此既具有氧化性又具有还原性，同时也能与碱发生中和反应产生盐和水，错误；⑤f是HNO3，光照条件下自身分解即可生成NO2（d），可以不用其他还原剂，错误；⑥HNO3与NH3·H2O发生中和反应生成NH4NO3和水，正确。
命题点3 氮及其化合物的相互转化
3.[全国Ⅰ高考]氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
（1）氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择图中的 A ，反应的化学方程式为 2NH4Cl＋Ca（OH）2△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O（或B NH3·H2O△NH3↑＋H2O） 。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择图中的装置，其连接顺序为发生装置➝ d、c、f、e、i （按气流方向，用小写字母表示）。
（2）氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）。在一定温度下按图示装置进行实验。
解析 （1）①观察装置知，A装置适合加热固体制备气体，B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨气，可以选择A装置作发生装置，化学方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨气，故也可以选择B装置作发生装置，化学方程式为NH3·H2O△NH3↑＋H2O。②实验室用碱石灰干燥氨气，用向下排空气法收集氨气，用水吸收尾气中的氨气并注意防倒吸。故选择C、D、F装置，注意连接球形干燥管时应大口进气，小口出气。所以，连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。（2）NO2呈红棕色，氨气与二氧化氮发生反应8NH3＋6NO2催化剂7N2＋12H2O，故观察到Y管中红棕色慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚，反应后气体分子数减少，装置内压强减小，故打开K2，NaOH溶液会产生倒吸现象。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
认识氮及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值
含氮化合
物之间的
转化
2023江苏，T8；2022广东，T19；2021江苏，T7
1.证据推理与模型认知：能理解、描述和表示化学中有关氮及其化合物之间的转化模型，指出模型表示的具体含义，并运用理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质与变化；能从物质类别、元素价态角度说明氮及其化合物的性质。
2.科学态度与社会责任：主动关心与氮的氧化物、硝酸型酸雨有关的环境保护、资源开发等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念
命题分析预测
1.含氮化合物之间的相互转化，可以结合实验、元素化合物、氧化还原反应等进行命题，也可以结合定性分析和定量计算进行命题，形式多样。
2.2025年高考可能会在选择题中考查氮及其化合物之间的转化相关实验现象分析和性质探究，另外，也可能会结合环境保护来命题，以凸显对科学态度与社会责任化学学科核心素养的考查，需要引起重视
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中 红棕色慢慢变浅
②反应的化学方程式 8NH3＋6NO2催化剂7N2＋12H2O
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③ Z中NaOH溶液产生倒吸现象
④ 反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界气压