【暑假复习】专题02 氮及其化合物-2025年新高二化学暑假衔接讲练 (人教版)（含答案）

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考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢
重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺
难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升
复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破
1.认识氮元素在自然界中的存在形式，了解氮的固定的意义。
2.掌握N2的结构与性质。
3.掌握NO、NO2的性质及二者的相互转化。
4.掌握NO、NO2与O2混合溶于水的计算。
5.掌握NH3的性质。
6.掌握铵盐的性质及铵根的检验方法。
7.掌握喷泉实验的原理及拓展应用。
8.掌握实验室制取NH3的方法。
9.掌握硝酸的性质及有关硝酸氧化性的实验综合题解题规律。
10.掌握硝酸与金属、非金属反应的特点。
11.知道酸雨的成因及防治措施。
一、氮及其氧化物 硝酸
1．氮的固定
2．氮气
(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。
(2)化学性质
①3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2。
②N2＋3H2eq \(,\s\up8(高温、高压),\s\d3(催化剂))2NH3。
③N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电或高温))2NO。
3．氮的氧化物
(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
4.氮氧化物对环境的污染、人体的危害及防治
(1)常见的污染类型及对人体的危害
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，随雨水降到地面。
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)，一般适用于工业尾气中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)。
二、硝酸
1．硝酸物理性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．硝酸化学性质
(1)不稳定性
反应：4HNO3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(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。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②与非金属反应
浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
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。
三、氨 铵盐
1．氨的物理性质
无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小，易液化，液氨可作制冷剂，极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。
2．氨的化学性质
(1)较稳定：N的非金属性强，N—H的键能大，因而NH3比较稳定。
(2)
(3)较强的配位能力
Cu(OH)2溶于氨水：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。
(4)还原性
催化氧化：4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O。
3．铵盐
(1)物理性质
铵盐大多数是白色固体，绝大多数易溶于水。
(2)化学性质
4．NHeq \\al(＋,4)的检验步骤
未知液eq \(―――→,\s\up7(强碱，△))产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NHeq \\al(＋,4)。
5．氨的实验室制法
(1)加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物制取氨气
简易装置示意图如图。
(2)用浓氨水制备氨气
四、氮及其化合物的转化关系
1.氮元素的“价－类”二维图
氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。
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
(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。
如：6NO＋4NH3eq \(=====,\s\up7(△))5N2＋6H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
1.氮氧化物溶于水的有关计算
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，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。
(3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中：
①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。
②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。
2.金属与硝酸反应的计算
(1)金属与硝酸反应计算的思维模型
(2)金属与硝酸反应的计算方法
①电子守恒法：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。
②原子守恒法：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)(x代表金属元素的化合价)。
若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：
n(Na＋)＝n(NOeq \\al(－,3))＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。
③电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NOeq \\al(－,3))＝c(H＋)＋x×c(Mx＋)。起酸性作用的HNO3的物质的量是金属的物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(e－)(Mn＋代表金属离子)。
④离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NOeq \\al(－,3)在硫酸提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NOeq \\al(－,3)进行相关计算，且要符合电荷守恒。
3.喷泉实验的原理与应用
（1）喷泉实验的原理
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
（2）形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。
（3）喷泉实验的发散装置及操作方法
喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体、使气体发生反应等)来形成喷泉。
设计说明：
(Ⅰ)装置改变了胶头滴管的位置，将胶头滴管中的水挤入试剂瓶中，试剂瓶内压强增大，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。
(Ⅱ)装置省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，氨溶于水)，即发生喷泉。
(Ⅲ)装置在水槽中加入能使水温升高的物质，使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
(Ⅳ)装置向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
(Ⅴ)装置打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
(Ⅵ)装置中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个旋塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部的止水夹，则可产生双喷泉。
（4）喷泉实验产物的浓度计算
关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度：
HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不参与反应的气体混合时，所得溶液的物质的量浓度为eq \f(1,22.4) ml·L－1。
当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝eq \f(1,28) ml·L－1。
基础巩固
1．（24-25高一下·安徽黄山·期中）酸雨形成的示意图如图所示。下列说法正确的是
A．pH