②寒假预习-第02讲 氮及其化合物（教师版）-2025年高一化学寒假衔接讲练 (人教版)

这是一份②寒假预习-第02讲 氮及其化合物（教师版）-2025年高一化学寒假衔接讲练 (人教版)，共20页。试卷主要包含了氮气与氮的固定，一氧化氮和二氧化氮，氨的实验室制法等内容，欢迎下载使用。

第1课时 氮气和氮氧化物
一、氮气与氮的固定
1．氮元素的结构及存在
(1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。一般通过共用电子对与其他原子相互结合成物质。
(2)氮元素在自然界中的存在
氮元素主要以N2分子的形式存在于空气中，部分氮元素以化合物的形式存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
2．氮气的性质
(1)物理性质
通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水。
(2)化学性质
氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，但在高温、放电等条件下，氮气也可以与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。写出氮气与下列物质反应的化学方程式。
①金属镁：N2＋3Mgeq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2，氮气表现氧化性；
②氢气：N2＋3H2eq \(,\s\up8(高温、高压),\s\d3(催化剂))2NH3，氮气表现氧化性；
③氧气：N2＋O2eq \(=======,\s\up7(放电或高温))2NO，氮气表现还原性。
(3)用途
①氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。
②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。
③液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。
3．氮的固定
(1)含义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
(2)分类
二、一氧化氮和二氧化氮
1．氮的氧化物
氮的氧化物种类很多，如下表：
2．一氧化氮、二氧化氮的物理性质
3.一氧化氮、二氧化氮的化学性质
(1)实验探究
(2)实验结论及解释
①NO不溶于水，也不与水反应，但能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，化学方程式：2NO＋O2===2NO2。
②NO2能与水反应生成无色的NO，化学方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。工业上利用这一原理生产硝酸。
(3)思考与讨论
①如果要将注射器中的NO充分转化，应采取的措施是继续通入过量的空气。
②上述实验对工业上生产硝酸的启示是在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，要不断地补充空气，使NO2尽可能多地转化为硝酸。
第2课时 氨和铵盐
一、氨的性质
1．氨的物理性质
(1)氨是一种无色，有刺激性气味的气体，密度比空气的小，容易液化，极易溶于水(常温常压1∶700)。
(2)喷泉实验
实验操作：如图，打开橡胶管上的弹簧夹，挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。
实验现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体颜色呈红色。
实验结论：氨极易溶于水，水溶液呈碱性。
原理解释：氨极易溶于水，使烧瓶内的压强迅速减小，导致烧杯中的水在大气压的作用下进入烧瓶。
2．氨的化学性质
(1)氨与水的反应
氨的水溶液俗称氨水，显弱碱性，反应的方程式为NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－。
(2)氨与酸的反应
两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸的玻璃棒，靠近时，产生大量白烟，反应方程式为NH3＋HCl===NH4Cl。
(3)氨具有还原性
①氨的催化氧化，反应化学方程式：4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O，NH3在反应中作还原剂。
②氨可在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，反应的化学方程式为2NH3＋3CuOeq \(=====,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O。
3．氨的用途
(1)氨易液化，液氨常用作制冷剂。
(2)氨是氮肥工业和硝酸工业的重要原料。
二、铵盐的性质、铵根的检验
1．铵盐的性质
(1)概念：由铵根离子(NHeq \\al(＋,4))和酸根离子构成的化合物，如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3等。铵盐是农业上常用的化肥。
(2)物理性质：绝大多数铵盐都是白色或无色晶体，且易溶于水。
(3)化学性质
①受热易分解
NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑(生成的NH3和HCl遇冷又结合生成NH4Cl)；
NH4HCO3eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑。
②与碱反应
与碱溶液在不加热条件下反应：NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O；
与碱溶液在加热条件下反应：NHeq \\al(＋,4)＋OH－eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。
如NH4Cl和Ca(OH)2在加热条件下反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
2．铵根的检验
(1)实验探究
(2)铵盐(NHeq \\al(＋,4))的检验流程
eq \x(铵盐NH\\al(＋,4))eq \(――→,\s\up7(强碱),\s\d5(△))eq \x(无色气体NH3)eq \(――――→,\s\up7(湿润的红色),\s\d5(石蕊试纸))eq \x(试纸变蓝)
三、氨的实验室制法
1．实验装置
2．反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
3．净化装置
4．收集方法：向下排空气法收集。
5．验满方法
(1)把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；
(2)将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。
6．尾气处理
可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球。
第3课时 硝酸 酸雨及防治
一、硝酸
1．硝酸的物理性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．硝酸的化学性质
(1)酸的通性
写出HNO3与下列物质反应的离子方程式
①与碱(如NaOH)：H＋＋OH－===H2O。
②与碱性氧化物(如Na2O)：2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O。
③与弱酸盐(如CaCO3)：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
(2)不稳定性
浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为4HNO3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O；
长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。
(3)强氧化性
①实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应
②钝化
常温下，铁、铝的表面被浓HNO3或浓H2SO4氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以常温下可以用铁或铝制容器来盛装浓HNO3或浓H2SO4。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。
③浓HNO3与非金属(碳)的反应
化学方程式：C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
3．硝酸的工业制法
写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应：
①N2＋3H2eq \(,\s\up8(高温、高压),\s\d3(催化剂))2NH3，N2发生还原反应。
②4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O，NH3发生氧化反应。
③2NO＋O2===2NO2，NO发生氧化反应。
④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既发生氧化反应，又发生还原反应。
4．硝酸的用途
硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。
二、酸雨及防治
1．酸雨的概念
正常雨水的pH约为5.6，这是因为雨水中溶解了二氧化碳的缘故。pH＜5.6的降水称为酸雨。
2．酸雨的形成
(1)大气中的二氧化硫、氮氧化物及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水而形成酸雨。
(2)酸雨的形成过程
Ⅰ.写出硫酸型酸雨的形成过程中转化的化学方程式：
①SO2→SO3：2SO2＋O2eq \(\s\d4(△),,\s\up11(催化剂))2SO3。
②SO2→H2SO3：SO2＋H2OH2SO3。
③SO3→H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。
④H2SO3→H2SO4：2H2SO3＋O2===2H2SO4。
Ⅱ.写出硝酸型酸雨形成过程中转化的化学方程式：
①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2。
②NO2→HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
3．酸雨的危害及防治
(1)酸雨的危害
①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
③导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康。
(2)酸雨的防治
①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。
②对酸性物质的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。
③健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。
核心考点一：氮的固定
【例1】 氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是( )
A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO
B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原
C．⑤中涉及的反应可能有2NOeq \\al(－,2)＋O2===2NOeq \\al(－,3)
D．⑥中涉及的反应可能有2NOeq \\al(－,3)＋12H＋===N2↑＋6H2O
【答案】D
【解析】过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO，即发生的反应是N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B正确；⑤中NOeq \\al(－,2)被氧化为NOeq \\al(－,3)，涉及的反应可能有2NOeq \\al(－,2)＋O2===2NOeq \\al(－,3)，C正确；⑥中氮元素化合价降低，NOeq \\al(－,3)被还原，涉及的反应不可能为2NOeq \\al(－,3)＋12H＋===N2↑＋6H2O，因为此反应中只有元素化合价降低，没有元素化合价升高，且电荷不守恒，故D错误。
核心考点二：二氧化氮的性质
【例2】 在NO2与水的反应中( )
A．氮元素的化合价不发生变化
B．NO2只是氧化剂
C．NO2只是还原剂
D．NO2既是氧化剂又是还原剂
【答案】D
【解析】NO2和水反应的方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在反应中2 ml被氧化生成2 ml硝酸，1 ml被还原，生成NO，即NO2既是氧化剂又是还原剂。答案选D。
核心考点三：一氧化氮的性质
【例3】 下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A．一氧化氮是一种红棕色气体
B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
【答案】C
【解析】NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。
核心考点四：氨的性质
【例4】 下列关于氨的叙述中，错误的是( )
A．氨易液化，因此可用作制冷剂
B．氨极易溶于水，因此可用来做喷泉实验
C．氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)
D．氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色
【答案】C
【解析】NH3极易溶于水，部分NH3和水反应生成不稳定的NH3·H2O。
核心考点五：铵盐的性质及铵根检验
【例5】 能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热)( )
A．Ba(OH)2溶液 B．NaOH溶液
C．NaCl溶液 D．Ba(NO3)2溶液
【答案】A
【解析】Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应有白色沉淀产生，NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液分别与Ba(OH)2溶液混合加热，前者有氨放出，后者既有氨放出，又产生白色沉淀，由此可鉴别出Na2SO4溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液，则剩余的一种为氯化钾溶液，A项正确。
核心考点六：氨的实验室制法
【例6】 下列装置能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制备氨
B．用装置乙除去氨中少量水
C．用装置丙收集氨
D．用装置丁吸收多余的氨
【答案】D
【解析】用装置甲制备氨时试管口应该略低于试管底，A错误；氨能被浓硫酸吸收，不能用装置乙除去氨中少量水，B错误；氨密度小于空气，用向下排空气法收集，但收集气体不能密闭，不能用装置丙收集氨，C错误；氨极易溶于水，用装置丁吸收多余的氨可以防止倒吸，D正确。
核心考点七：硝酸的性质
【例7】 下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A．使石蕊溶液变红
B．与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2
C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3
D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
【答案】B
【解析】A、C项反应中HNO3均表现出酸性；在B、D项反应中HNO3中氮元素的化合价均降低，表现出氧化性，并且在B项中又有Cu(NO3)2和水生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性。
核心考点八：酸雨及防治
【例8】 下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的
②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的
③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的
A．只有①② B．只有②③
C．全部 D．只有②
【答案】D
【解析】“酸雨”主要是由空气中SO2或NOx的浓度增大引起的。
【基础练】
1.（江苏省宿迁市2023-2024学年高一期末调研）在给定条件下，下列物质间所示的转化可以实现的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】A．N2高压放电转化为NO，A错误；
B．电解熔融NaCl生成Na，B错误；
C．HNO3与少量Fe反应转化为Fe(NO3)3，C错误；
D．根据2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2可知，NO2可以转化为NaNO2，D正确；
故选D。
2.（山东省临沂市2023-2024学年高一期中）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．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2
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”
【答案】A
【解析】A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为氮的化合物，不一定都是NH3，故A错误；
B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl，NaHCO3受热分解生成Na2CO3，故B正确；
C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2，故C正确
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”也实现了不同价态的氮元素之间的转化，故D正确；故选A。
3.（浙江省浙东北联盟2023-2024学年高一联考）下列气体中，既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的是
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】A．Cl2能与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，A错误；
B．N2既不与浓硫酸反应，也不与碱石灰反应，能用浓硫酸或碱石灰干燥，B正确；
C．CO2能与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，C错误；
D．NH3能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥，D错误；故选B。
4.（江苏省盐城市射阳二中2023-2024学年高一期末）下列制备NH3并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是
A．制取NH3B．干燥NH3
C．收集NH3D．制取氨水
【答案】D
【解析】A．制备NH3应使用固固加热型装置，装置中试管口略向下倾斜，A错误；
B．氨气和五氧化二磷反应，不能干燥，干燥氨气用碱石灰干燥，B错误；
C．氨气的密度小于空气，用向下排空气法收集，C错误；
D．氨气不溶于四氯化碳上升过程中遇到水溶解吸收，同时防止了倒吸，D正确；
答案选D。
5.（广西柳州市2023-2024学年高一联考）硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、燃料等，工业上制硝酸的原理如下图所示，下列说法正确的是
A．反应①实现了氮的固定B．反应②中，被还原
C．不能直接被氧化生成NOD．反应④中只是还原剂
【答案】A
【分析】N2和H2反应生成NH3，NH3发生催化氧化生成NO，NO和O2反应生成NO2，NO2和H2O反应生产HNO3，化学方程式为3NO2+H2O=HNO3+NO。
【解析】A．氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态，反应①是氮的固定，A正确；
B．NH3中N为-3价，化合价升高，被氧化，B错误；
C．N2在高温或放电的情况下可以被氧气氧化生成NO，C错误；
D．反应④中NO2既是还原剂也是氧化剂，D错误；故选A。
6.（四川省成都市七中2022-2023学年高一期中）“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，关于如图所示三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是
A．加热时，①中上部汇集了白色固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色
C．3个反应均为可逆反应
D．加热时③中溶液逐渐变为无色
【答案】A
【解析】A．加热时，氯化铵分解为氨气和氯化氢，氯化氢和氨气遇冷生成氯化铵，所以①中上部汇集了NH4Cl白色固体，A正确；
B．氨水呈碱性，能使酚酞变红，加热②中溶液氨气挥发，溶液变为无色，冷却后氨溶于水，溶液又变红，B错误；
C．可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，C错误；
D．二氧化硫能使品红溶液褪色，加热时，③溶液中二氧化硫挥发，品红溶液变红色，冷却后二氧化硫又溶于水，溶液红色褪去，体现了SO2的漂白性，D错误；
故选A。
7．（辽宁省大连市二中2022-2023学年高一期末）只用一种试剂即可鉴别Na2SO4、NaCl、(NH4)2SO4、AlCl3四种溶液，这种试剂是
A．氨水B．Ba(OH)2溶液C．NaOH溶液D．AgNO3溶液
【答案】B
【解析】A．氨水与AlCl3反应生成白色沉淀，但AlCl3或氨水与其他三种溶液均不反应，无法鉴别，A不符合题意；
B．过量Ba(OH)2溶液与AlCl3反应先生成沉淀，后沉淀溶解，与Na2SO4溶液反应生成白色沉淀，与(NH4)2SO4溶液反应生成白色沉淀，且加热会有刺激性气味气体放出，与NaCl溶液无明显现象，四种溶液现象不同，可以鉴别，B符合题意；
C．Na2SO4、NaCl均不与NaOH反应，现象相同，不能鉴别，C不符合题意；
D．四种物质均与AgNO3溶液反应生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，D不符合题意；
答案选B。
8.（湖南省株洲市2023-2024学年高一联考）有关氨水的说法正确的是
A．氨水的主要成分是NH3·H2O，无NH3
B．氨水呈碱性的原因是NH3·H2ONH+OH-
C．氨气能发生喷泉实验的原因是NH3与水发生了反应
D．将氨水加热，氨水的浓度变大
【答案】B
【解析】A．氨水的主要成分是NH3·H2O，氨水中存在H2O、NH3、NH3•H2O三种分子，存在H+、OH-、NH三种离子，故A错误；
B． 氨水呈碱性的原因是氨水中的一水合铵为弱碱，电离产生氢氧根离子，显碱性，NH3·H2ONH+OH-，故B正确；
C． 氨气能发生喷泉实验的原因是NH3溶于水使体系内压强急剧减小，故C错误；
D． 将氨水加热，氨气的溶解度减小，氨气逸出，氨水的浓度变小，故D错误；
故选B。
9.（四川省乐山第一中学2023-2024学年高一月考）下列说法中，正确的是
A．NO2能与水反应生成硝酸，故NO2为酸性氧化物
B．除去O2中混有的NO2，可将混合气体通过水，将NO2溶解
C．NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2，得橙色溶液的为溴蒸气
D．NO2是造成光化学烟雾的原因之一
【答案】D
【解析】A．二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，不是酸性氧化物，故A错误；
B．除去O2中混有的NO2，将混合气体通入水中，NO2溶解的同时又生成新的杂质NO且NO又能与O2反应，除杂过程消耗氧气，故B错误
C．NO2与溴蒸气都与氢氧化钠溶液反应生成无色溶液，不能用氢氧化钠溶液鉴别，但可用水鉴别，故C错误；
D．二氧化氮可导致酸雨、光化学烟雾等，为大气污染物之一，故D正确；
故选D。
10.（四川省成都第一中学2023-2024学年高一期中）下列关于硫和氮及其化合物叙述正确的是
A．空气中排放过量SO2会形成酸雨，酸雨的PH