第03讲 氮及其重要化合物（讲义）（含答案） 2025年高考化学一轮复习讲练测（新教材新高考）

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02 \l "_Tc2999" 知识导图·思维引航
03 \l "_Tc21713" 考点突破·考法探究
\l "_Tc11550" 考点一 氮气及氮的氧化物
\l "_Tc25045" 知识点1 氮的固定和氮气
\l "_Tc16775" 知识点2 氮氧化物
\l "_Tc15681" 知识点3 氮氧化物对环境的污染及防治
\l "_Tc9533" 考向1 氮循环
\l "_Tc8799" 考向2 氮及其化合物的转化
\l "_Tc3490" 考向3 氮氧化物溶于水的问题分析
\l "_Tc15308" 考点二 氮气铵盐
\l "_Tc20279" 知识点1 氨的分子结构与性质
\l "_Tc21835" 知识点2 氨的实验室制法
\l "_Tc15681" 知识点3 铵盐及NHeq \\al(＋,4)的检验
\l "_Tc9533" 考向1 氨气的性质和实验室制法
\l "_Tc8799" 考向2 喷泉实验
\l "_Tc15308" 考点三 硝酸
\l "_Tc20279" 知识点1 硝酸的性质
\l "_Tc21835" 知识点2 硝酸工业制法
\l "_Tc9533" 考向1 硝酸的性质
\l "_Tc8799" 考向2 硝酸与金属的有关计算
\l "_Tc3490" 考向3 氮及其化合物的性质与应用
04 \l "_Tc24080" 真题练习·命题洞见
04 \l "_Tc24080" 真题练习·命题洞见
考点一 氮气及氮的氧化物
知识点1 氮的固定和氮气
1．氮的固定
2．氮气
(1)物理性质：eq \a\vs4\al(无)色eq \a\vs4\al(无)味气体，密度比空气略小，eq \a\vs4\al(难)溶于水。
(2)化学性质
【名师提醒】
1．氮的非金属性很强，但N2非常稳定，其原因是氮氮三键很强。
2．氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，可简单表示为N2→含氮化合物。
知识点2 氮氧化物
1．氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
2．NO和NO2的比较
【名师提醒】
1．NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此涉及NO2的分子数目都要考虑该平衡的存在，故1 ml NO2中分子数小于NA。
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。
知识点3 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。
(4)NO与血红蛋白结合使人中毒。
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)催化转化法
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。
考向1 氮循环
【例1】自然界的氮循环如图所示。下列说法中，不正确的是( )
A．工业合成氨属于人工固氮
B．雷电作用下N2与O2发生化学反应
C．在氮循环过程中不涉及氧化还原反应
D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
【名师点睛】
【变式训练】自然界中氮循环的部分过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．雷电是使大气中的氮转化为硝酸盐的最主要方式
B．氨或铵盐转化为亚硝酸盐属于氮的固定
C．多数蛋白质在动物体内被直接吸收
D．研究自然界中的元素循环有利于解决环境和资源问题
考向2 氮及其化合物的转化
【例2】(2024•广东省江门市期中)现有氮及其化合物的转化关系如下图，则下列说法不正确的是( )
A．上述所有反应都是氧化还原反应
B．“一场雷雨，一场肥”路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是模拟雷电固氮的过程
C．反应①中每生成1 ml NO，转移4 ml 电子
D．S元素也能发生类似的转化，最终得到硫酸
【思维建模】
(1)氮气与氧气反应的条件为放电，而一氧化氮与氧气在常温下就可反应，且反应速率较大。
(2)N2O42NO2的正反应为吸热反应。
(3)二氧化氮气体中存在一定量的四氧化二氮。
【变式训练】氮及其化合物的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述所有反应都是氧化还原反应
D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
考向3 氮氧化物溶于水的问题分析
【例3】将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若mA．3(m－n)mL B．(m＋n)mL C．(m－n)mL D．eq \f(n－m,3) mL
【思维建模】
无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中，总反应式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(NO∶O2＝4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中，总反应式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(NO2∶O2＝4∶1)。
【变式训练】在标准状况下，将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为( )
A．eq \f(1,14) ml·L－1 B．eq \f(4,5) ml·L－1 C．eq \f(1,28) ml·L－1 D．eq \f(1,42) ml·L－1
考点二 氨和铵盐
知识点1 氨的分子结构与性质
1．氨的分子结构和物理性质
2．氨的化学性质
(1)氨与水的反应：NH3＋H2ONH3·H2O____________。
(2)氨与酸的反应：蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有______生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式：NH3＋HCl===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
(3)与盐溶液的反应，如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
(4)氨的还原性——氨的催化氧化，化学方程式：4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O。
【名师点晴】
氨水、液氨和一水合氨的区别
知识点2 氨的实验室制法
1．原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
2．装置：“固体＋固体eq \(――→,\s\up7(△))气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。
3．收集：只能用向下排空气法。
4．验满方法：A．将湿润的____________试纸置于试管口，试纸变______色；B．将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生。
5．尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。
【名师点晴】
实验室制取氨的其他方法
知识点3 铵盐及NHeq \\al(＋,4)的检验
1．铵盐的物理性质
绝大多数铵盐都是白色固体，都易溶于水。
2．铵盐的化学性质
3．NHeq \\al(＋,4)的检验
未知液eq \(――→,\s\up7(OH－))呈碱性eq \(――→,\s\up7(△))湿润的____________试纸变______色，则证明含NHeq \\al(＋,4)。
考向1 氨气的性质和实验室制法
【例1】下列装置用于实验室探究NH3的性质，其中能达到实验目的的是( )。
【变式训练】用下列实验装置和方法进行相应实验，能达到实验目的的是( )。
A．用甲装置制备干燥的氨
B．用乙装置收集Cu与浓硝酸反应产生的气体并测量其体积
C．用丙装置除去CO2中含有的少量HCl
D．用丁装置吸收NH3并防止倒吸
考向2 喷泉实验
【例2】课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案如图所示，下列有关操作不可能引发喷泉的是( )
A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．在装置④的水槽中慢慢加入浓硫酸并打开止水夹
【思维建模】
喷泉实验的发生装置及操作方法
引发操作：
原装置：打开活塞，挤压胶头滴管的胶头，使少量水进入烧瓶。
装置(Ⅰ)：向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色固体生成，烧瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅱ)：打开①处的活塞并向烧瓶中缓慢通入少量的HCl气体后关闭该活塞，等充分反应后再打开②处的活塞，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅲ)：挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则右边烧瓶出现喷白烟的现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
【变式训练】在如图所示的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种液体。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是( )
考点三 硝酸
知识点1 硝酸的性质
1．物理性质
硝酸是______、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．化学性质
(1)不稳定性
反应：4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。
与金属反应：
稀硝酸与铜反应：__________________________________________；
浓硝酸与铜反应：__________________________________________。
与非金属反应：
浓硝酸与C的反应：__________________________________________。
③与还原性化合物反应：
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)与有机物反应
显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变______色。
【名师提醒】
1．市售浓硝酸呈黄色的原因是硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。消除方法：向变色浓硝酸中通氧气。
2．硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于阴凉处，不能用橡胶塞。
3．强氧化性：从氮元素化合价角度看，HNO3中N元素显+5价，处于最高价，故HNO3具有很强的氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，其氧化性越强。
知识点2 硝酸工业制法
1．NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：______________________________；
2．NO进一步氧化生成NO2：________________________；
3．用水吸收NO2生成HNO3：________________________。
【名师点晴】
考向1 硝酸的性质
【例1】(2024·北京市昌平区二模)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．①中发生了反应4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
B．由②中产生红棕色气体可推测木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③中有红棕色可推测出浓硝酸可能具有挥发性
D．③的气体产物中检测出CO2，不能得出木炭与浓硝酸发生反应的结论
【名师点睛】
1．浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO2和NO的混合物。
2．硝酸与具有还原性的弱酸盐(如Na2SO3、NaI等)、碱性氧化物、碱以及其他还原剂反应时，优先发生氧化还原反应。
3．在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H＋和NOeq \\al(－,3)的组合，它们相当于HNO3，能够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NOeq \\al(－,3)不能氧化这些离子。
【变式训练】在通风橱中进行下列实验：
下列说法中不正确的是( )
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO+O2=2NO2
B．Ⅱ中的现象说明常温下铁在浓硝酸中发生钝化
C．过量铁与稀硝酸反应生成亚铁盐
D．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
考向2 硝酸与金属的有关计算
【例2】(2024•湖南省名校联考期中)将2.56 gCu投入12mL10ml·L-1硝酸中，恰好完全反应，向反应后的溶液中加入40mLaml·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，将生成的气体与bml O2一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被完全吸收生成c ml NaNO3。下列判断正确的是( )
A．生成的气体中只有NOB．
C．D．
【思维建模】
1．硝酸与金属反应的计算模型
2．计算技巧
(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，反应后以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂，转化为还原产物。这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3的物质的量。
(2)得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮元素得到的电子的物质的量等于金属失去的电子的物质的量。
(3)电荷守恒法：HNO3过量时反应后的溶液(不考虑OH-)中有c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。
(4)离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3-在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO3-进行相关计算。
【变式训练】(2024•安徽省合肥市期中)某稀溶液中含有4ml KNO3和2ml H2SO4，向其中加入1.2ml Fe，充分反应(已知NO3-被还原为NO)，最终溶液体积为1L，下列说法正确的是( )
A．所得溶液中c(NO3-)=2.75ml·L－1B．所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=1：1
C．反应后生成NO的体积为28L(标准状况下)D．所得溶液中的溶质只有FeSO4
考向3 氮及其化合物的性质与应用
【例3】(2024·广东省深圳市二模)自然界中氮的循环意义重大。其中，部分含氮物质的转化关系呈现在氮及其化合物的“价一类”二维图中。下列说法不正确的是( )
A．a→b的转化是工业制硝酸的基础
B．既属于g又属于f的盐可用作氮肥
C．汽车中的三元催化器可促进尾气中的b、c向a转化
D．实验室中，常用f与强碱反应产生e来检验f中阳离子的存在
【变式训练】部分含氮物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是( )。
A．b化学性质稳定，既没有氧化性，也没有还原性
B．a与f可以相互转化：af
C．c、d、e可以相互转化：cde
D．实验室可以用铜与e的浓溶液反应制取d
1．(2024·湖北卷，8，3分)结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是( )
2．(2023•湖北省选择性考试，1)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是( )
A．液氮-液氢B．液氧-液氢C．液态NO2-肼D．液氧-煤油
3．(2022•北京卷，12)某的多孔材料刚好可将N2O4 “固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：
己知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0
下列说法不正确的是( )
A．气体温度升高后，不利于N2O4的固定
B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C．制备HNO3的原理为：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D．每制备0.4ml硝酸，转移电子数约为6.02×1022
4．(2022•江苏卷，8)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NH3
B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D．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”
5．(2021•浙江1月选考，10)关于反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O，下列说法正确的是
A．NH3中H元素被氧化( )
B．NO2在反应过程中失去电子
C．还原剂与氧化剂的物质的量之比为3：4
D．氧化产物与还原产物的质量之比为4：3
6．(2021•河北选择性考试，4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是( )
A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
7．(2021·江苏卷，7)N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4 kJ·ml-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH4+、NO3-均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3-转化为N2。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A．NO(g)HNO3(aq) B．稀HNO3(aq)NO2(g)
C．NO(g)N2(g) D．NO3-(aq)N2(g)
8．(2022·海南卷，17)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备(NH4)2HPO4，装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题：
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为 。
(2)现有浓H3PO4质量分数为85%，密度为1.7 g·mL-1。若实验需100 mL 1.7 ml·L-1的H3PO4溶液，则需浓H3PO4 mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞K2的作用为 。实验过程中，当出现 现象时，应及时关闭K1，打开K2。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时，停止通NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3，当pH>10.0时，溶液中OH-、 和 (填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器，还可选用 作指示剂，当溶液颜色由 变为 时，停止通NH3。
考点要求
考题统计
考情分析
氮及其氮所氧化物
2023湖北卷1题，3分；2022天津卷4题，3分；2022北京卷12题，4分；2021河北卷2题，3分
本讲单独考查含氮化合物的性质的可能性不大，但与其相关的内容会分散在一些题目中进行考查。选择题常从宏观辨识与微观探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用，具有一定的创新性;非选择题常结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质，要关注守恒法在化学计算中的应用，具有一定的综合性；磷及其化合物一般会结合物质结构等进行考查，砷及其化合物会以新材料、新技术为背景结合工艺流程、物质结构等进行考查，具有一定的应用性。
氨气、铵盐
2023新课标卷12题，6分；2023辽宁卷3题，3分；2023浙江1月5题，2分；2022天津卷4题，3分；2021全国甲卷9题，6分；2021浙江1月10题，2分
硝酸
2024·湖北卷8题，3分；2023山东卷2题，2分；2022山东卷12题，4分；2021湖北卷2题，3分
不同价态氮的物质相互转化
2023湖南卷1题，3分；2022江苏卷8题，3分；2022北京卷12题，3分；2022湖南卷9题，3分；2021河北卷10题，3分；2021浙江6月16题，2分
复习目标：
1．了解N2、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．了解氮的化合物对环境的影响。
性质
NO
NO2
颜色、气味、状态
无色、无味气体
红棕色、有刺激性气味气体
溶解性
不溶于水
易溶于水
毒性
有毒，大气污染物之一
有毒，大气污染物之一
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
NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层
电子式
密度
颜色、气味
水溶性
比空气小
无色、有强烈_______气味
______溶于水(1∶700)
氨水
液氨
一水合氨
化学式
——
NH3
NH3·H2O
分类
混合物，多成分物，非电解质
纯净物，氢化物
一元弱碱
成分
NH3、NH3·H2O、NHeq \\al(＋,4)、OH－、H＋(极少)
NH3
NH3·H2O
联系
氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3·H2O
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O
浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成
浓氨水＋固体CaO
CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
选项
气体
液体
喷泉颜色
A
Cl2
饱和食盐水
黄绿色喷泉
B
NH3
含有酚酞的H2O
红色喷泉
C
HCl
AgNO3溶液
白色喷泉
D
CO2
含有酚酞的NaOH溶液
红色喷泉



①
②
③
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
B
王水溶解铂
浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C
冰的密度小于干冰
冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D
石墨能导电
未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动