2026年高考化学一轮复习PPT课件 第19讲 氮及其氧化物 硝酸

这是一份2026年高考化学一轮复习PPT课件 第19讲 氮及其氧化物 硝酸，共60页。PPT课件主要包含了复习目标，考点一氮及其氧化物，考点二硝酸，内容索引，课时测评，考教衔接，氮及其氧化物，人工固氮，N2的稳定性，N2的氧化性等内容，欢迎下载使用。
1.了解氮元素的单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质和应用。2.了解氮的化合物对环境质量的影响。
1.氮元素的存在与氮的固定
2.氮气写出下列有关反应的化学方程式：①___________________________；②___________________________；③___________________________。
下列有关氮气用途的叙述中，分别应用了氮气的什么性质？①文物馆将贵重文物保存在氮气中：　　　　　　　。②氮气是合成氨工业的重要原料：　　　 　　　　。③雷电是自然界重要的固氮方式：　　　　　　 　。④医疗上，液氮是常见的冷冻剂：________________________　　　　　 　　__________________。
N2的沸点低，液氮易汽化，
3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物(2)NO、NO2的比较
4.氮氧化物对环境的污染及其防治(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。④NO与人体血红蛋白结合使人中毒。
(1)NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是　　　　　　　　。(2)在用碱液吸收时，下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有　　　　(填字母)。A.加快通入尾气的速率B.采用气、液逆流的方式吸收尾气C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液(3)吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是　　　　　　。
n(NO2)≥n(NO)
考向1 氮气的性质及氮元素在自然界中的循环1.(2025·重庆长寿区模拟)下列关于N2的叙述正确的是A.N2是一种无色、无味且易溶于水的气体B.在雷雨天，空气中的N2和O2可直接反应生成NO2C.在N2与Mg反应生成Mg3N2的过程中，N2为还原剂D.一定条件下，N2与H2合成NH3属于氮的固定
考向2 氮氧化物溶于水问题分析3.(2024·北京三模)在一支50 mL注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，静置后观察现象①。打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象②。振荡注射器，静置后再观察现象③。下列关于该过程的分析不正确的是A.现象①②，主要体现了NO难溶于水、还原性B.现象②③，针筒示数：③＜②C.过程中若将空气10 mL改成15 mL，现象③能观察到针筒内无气体剩余D.此实验启示工业上制硝酸时充入适量O2，可以提高氮原子利用率
4.NO2产生酸雨的过程可表示为(1)写出该循环中两步反应的化学方程式：①　　　　 　　 ；②　　　　　　 。(2)分别写出NO、NO2与O2和H2O恰好完全反应转化为HNO3的总化学方程式：　　　　　　　　　　　 ，　　 　　　　　。
(3)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。①若剩余的气体是　　　　，则NO2、O2的体积分别是______________。
②若剩余的气体是　　　，则NO2、O2的体积分别是________________。
10.8 mL、1.2 mL
考向3 氮氧化物对环境的污染及其防治5.(2024·江苏模拟)煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是A.燃煤过程中发生了氮的固定B.燃煤温度越高NO污染越重C.含氧量越高越容易生成NOD.煤燃烧不影响自然界氮循环
燃煤过程中氮气转化为一氧化氮，发生了氮的固定，A正确；由题图可知，随着温度升高，NO的含量升高，污染加重，B正确；由题图可知，随O2含量升高，NO含量升高，故含氧量越高越容易生成NO，C正确；由题图可知，煤燃烧将氮气转化为一氧化氮，污染环境，影响了氮循环，D错误。
6.亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图：(1)等物质的量的NO与NO2被Ca(OH)2吸收，反应的化学方程式为________　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。(2)吸收时，采用气－液逆流接触吸收(尾气从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋)，其目的是____________________________________________________　　　　 　　　　　　　　　____________。
使NO、NO2与石灰乳充分接触，加快吸收速率，提高
(3)该工艺需控制NO和NO2的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致　　　　　　　　　　　　　；若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，则会导致　　　 　　　　　　　　　　。(4)生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为　　　　　　　 　　　　　　。
产品中含有Ca(NO3)2
NO不能被完全吸收，污染空气
1.物理性质2.化学性质(1)不稳定性：___________________________________。(2)强氧化性：硝酸不论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。
按要求完成下列反应的化学方程式：①与金属反应稀硝酸与铜反应：______________________________________________；浓硝酸与铜反应：______________________________________________。②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、FeSO4等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：______________________________________________。
(1)市售浓硝酸呈黄色的原因是　　　　　　　　 　　　　　。(2)浓硝酸的保存方法是____________________________________　　　　　　　　　　　　　___________________。
HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中
保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，
用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应，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____________________________________________　　　　　　　　　　　　　______________________________________________________。
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
3.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：_____________________________。
考向1 硝酸性质的实验探究1.有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是A.①②B.③④C.②③④D.②④
过量的Fe粉加入稀HNO3最终生成Fe2＋，加入KSCN溶液时颜色不变，故①错误；浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3，故②正确；Al箔遇浓HNO3钝化，稀HNO3会使Al箔溶解，故③错误；
浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故④正确。
2.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.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
考向2 金属与硝酸反应的计算3.100 mL稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.4 ml·L－1。向该溶液中加入足量的铜粉后加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计) ml·L－1 ml·L－ ml·L－1 ml·L－1
4.向含x ml HNO3和y ml H2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉，其氧化产物与所加铁粉的物质的量关系如图所示：回答下列问题：(1)Oa段发生反应的离子方程式为___________________________________　　　　 　　　　　　　　　____________。(2)dc段表示的是　　　　(填“Fe2＋”或“Fe3＋”)物质的量变化。
(3)x＝　　　　，y＝　　　　。
(4)反应至c点，可收集到标准状况下的气体为　　　　L。
1.金属与硝酸反应计算的思维模型
考向3 硝酸盐热稳定性实验探究5.实验小组对Cu(NO3)2的热稳定性进行探究。如图1所示的实验装置A中，用酒精喷灯对Cu(NO3)2固体加热，产生红棕色气体，在装置C中收集到无色气体，经验证为O2。当反应结束以后，试管中残留固体为红色。(1)从实验安全角度考虑，需要在A、B间加入　　　　　　装置。
固体加热产生气体通入溶液中，从实验安全角度考虑，应该在两种装置之间加防倒吸装置；
(2)图2为Cu(NO3)2样品加热过程的热重曲线(样品质量分数w％随温度变化的曲线)。Cu(NO3)2加热到200 ℃的化学方程式为________________________________________，继续加热至1 000 ℃生成　　　　　　(填化学式)固体。
2.(2022·天津卷)燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是A.甲是空气中体积分数最大的成分B.乙是引起温室效应的气体之一C.反应(Ⅰ)在常温下容易发生D.反应(Ⅱ)中NO是氧化剂
甲是氮气，氮气是空气中体积分数最大的成分，故A正确；乙是二氧化碳，二氧化碳是引起温室效应的气体之一，故B正确；由于氮气含有氮氮三键，因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误；一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮元素化合价降低，因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂，故D正确。
浓硫酸难挥发，产物HNO3易挥发，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。
(2)方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步。①第Ⅰ步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　 　　。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2n ml NO和n ml O2进行反应。在不同压强下(p1、p2)，反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因：__________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　______________________________________________________________________________________________________________________________。
2NO＋O2⥫⥬2NO2，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1＞p2，同压时，升温NO转化率减小，V增大，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响
2NO＋O2⥫⥬2NO2，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1＞p2，同压时，升温NO转化率减小，V增大，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，故y点的容器容积小于x点的容器容积。
反应ⅲ生成O2，O2将NO
(4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因：____________________________________________________________________________。方法三为N2的直接利用提供了一种新的思路。
三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程
N2中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。
在氮及其化合物的学习中，要重视铜与硝酸反应的原理及实验设计，挖掘其命题点。
1.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.工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产HNO3B.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮化合物C.氨气是重要的工业原料，可用于制备化肥和纯碱等大宗化学品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”
自然界“雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO，而工业生产硝酸的第一步是将氮气和氢气反应生成氨气，氨气催化氧化再得到NO，NO被氧化为NO2，NO2和水反应最后得到HNO3，A项错误；氮的固定是将N2转化为含氮化合物的过程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B项正确；氨气作为重要的工业原料可以制备化肥和纯碱等大宗化学品，C项正确；氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，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”，D项正确。
2.下列说法中正确的是A.氮气的化学性质不如磷活泼，故氮元素的非金属性弱于磷元素B.磷酸比硝酸稳定，所以磷元素的非金属性比氮元素强C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有：N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐D.NO与O2反应生成NO2，属于氮的固定
氮和磷同主族，氮原子半径小、得电子能力强，故氮元素的非金属性强于磷元素，而氮气的化学性质很稳定是因为氮气分子中存在氮氮三键，断开该化学键需要较多的能量，与氮元素非金属性强弱无关，故A错误；最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则该元素的非金属性越强，HNO3是强酸，而H3PO4是中强酸，硝酸比磷酸酸性强，所以氮元素的
非金属性比磷元素强，不能依据含氧酸的稳定性来比较元素的非金属性强弱，故B错误；氮气与空气中的氧气在雷电作用下反应生成一氧化氮，一氧化氮不稳定，极易被空气中的氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮与空气中的水反应生成硝酸，硝酸与土壤中的矿物相互作用，生成可溶于水的硝酸盐，即植物生长所需要的氮肥，使植物生长得更好，故C正确；氮的固定是氮的游离态转化为化合态，即氮气转化为氮的化合物，D错误。
3.空气中的氮气可通过人工固氮获得氨气，氨气是重要的化工原料，通过氨氧化法可制得硝酸，反应过程如图：硝酸是一种强氧化性酸，制硝酸工业产生的尾气中含有氮氧化物，应处理后才能排放。下列说法不正确的是A.常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中B.BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2气体C.工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出NH3，将未反应的原料气送回合成塔以提高原料的利用率D.转化④中，当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，理论上NO2全部转化为HNO3
硝酸是强氧化性酸，BaSO3被氧化生成BaSO4，硝酸被还原生成NO，B错误。
7.(2024·湖南省名校联考期中)将2.56 g Cu投入12 mL 10 ml·L－1硝酸中，恰好完全反应，向反应后的溶液中加入40 mL a ml·L－1 NaOH溶液，Cu2＋恰好完全沉淀，将生成的气体与b ml 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.a＝3C.b＝0.02D.c＝0.08
9.(12分)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上图中的　　，反应的化学方程式为___________________________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→　　　　　　　　(按气流方向，用小写字母表示)。
氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，其密度小于空气，应采用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序为发生装置→d→c→f→e→i。
(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。
反应后气体分子数减少，
Y管中压强小于外界压强
10.(16分)某化学教师利用如图装置(部分装置省略)改进铜与硝酸及相关反应。回答下列问题：(1)按图所示装置组装实验仪器，打开K1、K2、K3、K5，关闭K4，并向两侧烧杯中加水至　　 　　　，用气压法检查装置气密性。
由实验装置图可知，检查装置气密性的操作为打开K1、K2、K3、K5，关闭K4，并向两侧烧杯中加水至浸没导管末端，形成封闭体系，用酒精灯微热集气瓶的底部，若烧杯的水中有气泡逸出，冷却后，导气管中产生一段稳定水柱，说明装置气密性良好；
(2)在集气瓶中的下层加入四氯化碳，上层加入水，并将绕有铜丝的封铁短玻璃导管固定于下层；关闭K2、K3、K4、K5，打开K1，用磁铁固定绕有铜丝的封铁短玻璃导管于试管口，加入3 mL浓硝酸，关闭K1，打开K2、K3、K5，将铜丝移入浓硝酸中，其中四氯化碳的作用是　　　　　　　；铜与浓硝酸反应的现象为　　　　　　 　　　　　　　；其反应的离子方程式为_________________________________________ 。 　　　　　　　　　　　　　
产生大量红棕色气体，溶液呈现蓝色
(3)pH传感器读数逐步下降到1以下时，将铜丝与浓硝酸脱离，__________　　 　(填操作)，此时右侧烧杯内的NaOH溶液会倒吸入具支试管中，同时产生蓝色沉淀。
pH传感器读数逐步下降到1以下时，将铜丝与浓硝酸脱离，关闭K2，打开K1，使二氧化氮与烧杯中NaOH溶液接触反应，试管内的气体压强减小，在外界大气压的作用下，将NaOH溶液压入试管中，NaOH溶液与反应生成的硝酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀；
(4)用磁铁将集气瓶中的铜丝移至水层，水层中产生无色气体，同时溶液变为蓝色，水层发生反应的离子方程式为______________________________　　　　　　　　　　　　　______________________。
(5)针筒中充满红棕色气体，颜色逐渐变浅，并产生白烟，白烟名称为____________。
针筒中的二氧化氮与水蒸气反应生成硝酸和一氧化氮，浓氨水挥发产生氨气，硝酸与氨气反应生成硝酸铵时，会产生大量白烟；
(6)左侧烧杯中NaOH溶液的作用：　　　　　　　　　　　　　。
由实验装置图可知，左侧烧杯中盛有的NaOH溶液是用于吸收氮的氧化物，防止污染空气；
(7)任写一条该实验设计的优点：　　　　　　　　　　　　　。
该实验设计达到了多反应、多现象一体化设计目的，具有体系密封、无污染的优点。