高考化学一轮复习第5章非金属及其化合物第23讲硝酸氮及其化合物的相互转化课件

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1．掌握硝酸的性质及应用。2．能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系。3．能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。
考点一　硝酸 1．物理性质：硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。2．化学性质
(1)不稳定性。化学方程式：______________________________________。(2)强氧化性。硝酸无论浓、稀都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。a．与金属反应(填化学方程式，下同)。稀硝酸与铜反应：__________________________________________。浓硝酸与铜反应：__________________________________________。
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　
b．与非金属反应。浓硝酸与C反应：________________________________________。c．与还原性化合物反应。硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、FeSO4等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：______________________________________________。
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　 (7)√
一、金属与硝酸反应的定性分析1．硝酸是一种无色液体，一般带微黄色，常用来制造火药、氮肥、染料等。下列关于硝酸的认识错误的是(　　)A．因浓硝酸见光或受热会分解，所以应置于棕色试剂瓶中，并放置于阴凉处B．浓硝酸和稀硝酸都具有较强的氧化性，与Cu反应时二者均体现出氧化性和酸性C.常温下铁与浓硝酸不反应，因此可用铁制容器盛放浓硝酸D．铜与浓硝酸发生剧烈反应，溶液变绿，试管中出现红棕色气体
解析：浓硝酸见光或受热易分解，所以应置于棕色试剂瓶中，并放置于阴凉处，故A正确；铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应时，都生成硝酸铜和氮氧化物，硝酸体现氧化性和酸性，故B正确；常温下铁与浓硝酸发生钝化，表面生成致密氧化膜，可用铁制容器盛放浓硝酸，故C错误；铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，剧烈反应，溶液变绿，试管中出现红棕色气体，故D正确。
2．向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。(1)反应开始阶段产生________色气体，化学方程式为_________________。(2)反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为_________。(3)待反应停止后，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)红棕　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
二、金属与硝酸反应的定量计算3．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。请回答下列问题：(1)NO的体积为__________L，NO2的体积为________L。
答案：5.824　5.376　
(2)参加反应的HNO3的物质的量是___________________________。解析：参加反应的HNO3分两部分：一部分显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 ml×2＋0.5 ml＝1.52 ml。答案：1.52 ml
(3)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，原硝酸溶液的浓度为________ml·L－1(用含a、V的式子表示)。
(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，至少需要30%的双氧水________g。
反应至a点时，生成NO气体的物质的量为0.1 ml，由上述分析知，由H＋与Fe反应生成Fe2＋的物质的量为0.05 ml，生成H2的物质的量 n(H2)＝n(Fe2＋)＝0.05 ml，故整个过程共产生0.15 ml气体，在标准状况下的体积为0.15 ml×22.4 L/ml＝3.36 L，D错误。
[思维建模]金属与硝酸反应的思维模型
考点二　氮及其化合物的相互转化 1．氮元素的“价—类”二维图
2．含氮元素物质之间的转化关系
(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
解析：氮的固定指将单质氮转化为含氮化合物的过程，①和②均属于氮的固定，A正确；由题图可知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；
2．(2024·南粤名校联考)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。如图为某元素及其部分化合物的“价—类”二维图。其中正盐g与NaOH反应可生成f，d的相对分子质量比c的大16。下列说法正确的是(　　)A．f可经催化氧化生成dB．c为红棕色，可转化为dC．b的溶液与Cu反应可生成d或cD．实验室将e与H2在一定条件下反应制取f
解析：由题图可知，f为氨，正盐g与NaOH反应可生成氨，故g为铵盐；由题图可知，b为硝酸、c为一氧化氮、d为二氧化氮、e为氮气。A.氨经催化氧化只能生成一氧化氮和水，A错误；B.一氧化氮为无色气体，B错误；C.浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，C正确；D.实验室将氯化铵与氢氧化钙混合加热制取氨，D错误。
解析：A.铜与稀硝酸发生反应生成NO，NO与O2发生反应生成NO2，A正确；B.氮气与氧气在放电或高温条件下生成NO，NO与水不反应，B错误；
2.(2023·新高考北京卷)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如右图所示，其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是(　　)A．a、c分别是HCl、NH3B．d既可以是MgO，也可以是Mg(OH)ClC．已知MgCl2为副产物，通入水蒸气可减少MgCl2的产生D．等压条件下，反应①②的反应热之和小于氯化铵直接分解的反应热
解析：NH4Cl分解的产物是NH3和HCl，分解得到的HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO，因此a为NH3，b为Mg(OH)Cl，c为HCl，d为MgO，A、B错误；MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl，通入水蒸气可以减少MgCl2的产生，C正确； 反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应，根据盖斯定律可知，等压条件下，反应①②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，D错误。
3．(2022·新高考江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4ClC．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”