2026年高考总复习优化设计一轮复习化学（广西版）-第3讲　氮及其重要化合物

高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第3讲氮及其重要化合物第四章2026内容索引0102强基础增分策略增素能精准突破03明考向真题演练【课程标准】1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氮及其重要化合物的主要性质。2.认识氮及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。强基础增分策略一、氮气及其氧化物1.自然界中氮元素的存在及固定2.氮气(1)物理性质无色、无味气体,密度比空气略小,难溶于水。(2)从分子结构角度认识N2的化学性质N2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,因此N2的化学性质很稳定,通常情况下难以与其他物质发生化学反应。写出有关化学方程式:3.氮的两种重要氧化物——NO和NO2(1)列表比较NO和NO2的性质氮的氧化物NONO2化学性质氧化性有氧化性,但通常情况下表现出还原性强氧化性,在溶液中能氧化S2-、I-、Fe2+等离子对环境的影响有毒,大气污染物之一有毒,大气污染物之一制法试剂Cu和稀硝酸反应Cu和浓硝酸反应收集通常用排水法收集通常用向上排空气法收集(2)氮氧化物的污染

应用提升

氮的氧化物及分析(1)氮有多种价态的氧化物,如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4之间存在平衡:2NO2N2O4,在阿伏加德罗常数问题中要考虑该平衡的存在。(3)NO、CO均能与血红蛋白结合而使人中毒。易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)通过灼热的镁粉,可除去N2中的少量氧气。(

×

)(2)NO中的NO2杂质气体,可通过盛有水的洗气瓶除去。(

√

)(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都稳定存在。(

×

)(4)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。(

×

)(5)NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂。(

×

)(6)NO2是酸性氧化物,与水反应生成硝酸。(

×

)二、氨和铵盐1.氨的结构特征2.氨的分子结构和物理性质3.氨的化学性质

微点拨

NH3是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,在推断题中常作为解题突破口。4.铵盐(1)铵盐的物理性质铵盐大都是

白

色固体,均易溶于水。

(2)铵盐的化学性质(3)的检验两个关键点:①碱液浓度要大;②必须加热5.氨的实验室制法(1)反应原理及装置实验室中常加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取NH3,化学方程式为

(2)实验装置如图所示:(3)实验过程分析

易错辨析判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)液氨可用作制冷剂,是因为其汽化时吸收大量的热。(

√

)(2)将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸有白烟产生。(

×

)(3)新制饱和氨水中含氮元素的粒子的物质的量浓度最大的是

。(

×

)(4)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火,其原因是氯化铵分解吸收热量,降低了温度;氯化铵分解产生的气体隔绝了空气。(

√

)(5)铵盐加热均易分解产生NH3。(

×

)(6)在实验室中,可用加热NH4Cl固体的方法制备氨。(

×

)三、硝酸1.物理性质硝酸是无色、易

挥发

的液体,有刺激性气味。硝酸与水以任意比互溶。2.化学性质(1)不稳定性

保存于棕色试剂瓶,并置于阴凉处浓硝酸不稳定,见光或受热易发生分解,化学方程式为(2)强氧化性(得电子,表现氧化性)(3)与有机化合物的反应

3.工业制硝酸的反应原理

应用提升

硝酸性质的分析(1)HNO3中氮元素显+5价,处于最高价态,因此浓、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。(2)反应过程中,HNO3的还原产物一般为HNO3(浓)→NO2,HNO3(稀)

→NO。(3)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红、后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。(4)常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”,表面生成致密的氧化膜,并非不发生反应,故浓硝酸可以用铁桶盛放。易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)室温下,Cu与浓硝酸反应放出NO气体。(

×

)(2)将铁屑放入稀硝酸中产生气体,证明Fe比H2活泼。(

×

)(3)常温下,铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化。(

√

)(4)含有4molHNO3的浓硝酸与足量铜粉充分反应,理论上生成NO2的分子数为2NA。(

×

)增素能精准突破考点一氮及其化合物的性质与应用考向1.氨和铵盐的性质典例突破某同学进行如下实验:实验序号实验步骤实验现象Ⅰ将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着Ⅱ将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)下列说法不正确的是(

)A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快C.Ⅰ中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的D.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3答案

C解析

氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,会使湿润的pH试纸变红,根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应,A正确;根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快,B正确;Ⅰ中试纸变成红色,是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的,C错误;根据试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵,则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,D正确。针对训练1.利用培养皿探究氨气的性质如图。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(

)选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红色石蕊试纸变蓝色NH3是一种可溶性碱答案

A解析

NH3能与HCl发生化合反应,生成NH4Cl白色固体,A项正确;NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成(NH4)2SO4,B项错误;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等,C项错误;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O是一种可溶性碱,NH3是氢化物,D项错误。2.为探究氨及铵盐性质,将NH4Cl晶体装入如图所示T形三通管两端,进行微型实验。下列说法错误的是(

)A.轻轻挤压任一乳胶头,若蒸馏水中有气泡冒出,则装置气密性良好B.同时点燃两个酒精灯后,两端湿润的pH试纸均变蓝C.实验过程中竖直支管上方会出现白烟D.停止加热后可以交替挤压两边乳胶头,使气体更充分吸收,减少污染答案

B解析

整套装置是密闭体系,若装置气密性良好,轻轻挤压任一乳胶头,则蒸馏水中有气泡冒出,A正确;pH试纸遇酸变红,遇碱变蓝,氯化铵受热分解生成氨气和HCl,左边氯化钙会吸收氨气,右边NaOH会吸收HCl,因此同时点燃两个酒精灯后,左端pH试纸变红,右端pH试纸变蓝,B错误;竖直支管上方同时有氨气和HCl,两者相遇变为氯化铵,因此实验过程中竖直支管上方会出现白烟,C正确;停止加热后,不断交替挤压两边乳胶头,增大压强,将残余的气体全部赶入蒸馏水中被吸收,减少污染,D正确。考向2.氨气的制备与性质探究典例突破(2023河北石家庄联考)利用如图装置进行NH3的制备及性质探究实验。下列说法正确的是(

)A.使用A装置制备NH3时,分液漏斗中应盛放浓氨水,利用了氨水的碱性弱于NaOHB.装置B中盛放湿润蓝色石蕊试纸,打开K2,关闭K1,可证明NH3为碱性气体C.利用C装置模拟侯氏制碱法时,可将a和c连接D.将a和d连接验证NH3与Cu2+的配位能力强于H2O答案

D解析

一水合氨分解产生NH3和H2O,碱石灰吸水且放热促使该反应正向进行,有利于氨气的逸出,而不是利用了氨水的碱性弱于NaOH,A错误;检验氨气用湿润的红色石蕊试纸遇碱性气体变蓝,B错误;氨气极易溶于水,为了防止倒吸,从b口通入,C错误;CuSO4溶液中存在四水合铜离子,通入氨气后溶液变成深蓝色即产生了四氨合铜离子,即NH3的配位能力强于H2O,D正确。针对训练1.(2023广西钦州模拟)实验室用NH4Cl和熟石灰反应生成NH3,按照制备、净化、性质检验、收集及尾气处理的顺序进行实验。下列装置不能达到实验目的的是(

)答案

D解析

实验室可以加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物来制备氨气,A能达到实验目的;实验室常用碱石灰来干燥氨气,B能达到实验目的;氨气具有还原性,在加热条件下和CuO发生氧化还原反应生成Cu和N2,C能达到实验目的;氨气极易溶于水,其尾气处理要防倒吸,该装置中苯的密度比水的小,浮在上方,不能起到防倒吸的作用,D不能达到实验目的。2.(2024河南新乡一模)1777年,卡尔·威廉·舍勒发现了氨气并确定了其化学性质。受此启发,某小组探究NH3还原Fe2O3的固体产物。装置如下图所示。回答下列问题。(1)Fe位于元素周期表

区。

(2)导管L的作用是

。

装置D中倒置漏斗的作用是

。

(3)装置B中试剂宜选择

(填字母)。

a.CaCl2

b.碱石灰c.CuSO4(4)写出装置A中反应的化学方程式:

。

(5)实验中观察到装置C中硬质玻璃管中红色粉末变为黑色粉末(M),硬质玻璃管内壁有液珠。小组进一步探究M成分。[提出假设]假设1:M是Fe;假设2:M是FeO和Fe3O4的混合物;假设3:M是Fe、FeO和Fe3O4的混合物。[设计实验]①甲同学用强磁铁接近黑色粉末,发现能吸附黑色粉末,他认为假设1成立,丁同学认为他的观点不合理,原因是

。

②乙同学取少量黑色粉末溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,未见溶液变红色,他认为假设2、3一定不成立。他的观点是否合理:

(填“合理”或“不合理”),并说明理由:

。

③丙同学设计下图装置定量分析M的成分。

若硬质玻璃管中黑色粉末完全反应,测得装置F净增质量为bg,且a∶b=29∶9,则M的成分是

(填化学式)。

答案

(1)d(2)平衡气压,使氨水顺利滴下(合理即可)防止倒吸(3)b(4)NH3·H2O+CaO══NH3↑+Ca(OH)2[或CaO+H2O══Ca(OH)2、NH3·H2ONH3↑+H2O](5)①强磁铁能吸附铁粉、四氧化三铁②不合理假设2一定不成立,但Fe能还原Fe3+,不能判断假设3是否成立(合理即可)

③Fe3O4解析

(5)①甲同学用强磁铁接近黑色粉末,发现能吸附黑色粉末,说明Fe和Fe3O4至少存在一种物质,即因为强磁铁能吸附铁粉、四氧化三铁,所以甲同学的观点不合理;②乙同学取少量黑色粉末溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,未见溶液变红色,说明没有Fe3+,因为Fe能还原Fe3+,不能判断假设3是否成立,但假设2一定不成立;③装置F净增质量为生成水的质量,根据元素守恒,当M只有FeO,则a∶b=m(FeO)∶m(H2O)=72∶18=4∶1,当M只有Fe3O4,则a∶b=m(Fe3O4)∶m(H2O)=232∶72=29∶9,则M的成分是Fe3O4。归纳总结实验室制取氨的其他方法考向3.硝酸与金属反应的定量计算典例突破向200mL2mol·L-1HNO3溶液中逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种),在此过程中,n(Fe2+)随n(Fe)变化如图所示。下列有关说法正确的是(

)A.该过程中产生标准状况下的氢气4.48LB.向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象C.图中a=1.5、b=1.5D.当加入铁粉nmol时(0.1<n<0.15),溶液中n(Fe3+)=(0.3-2n)mol答案

D解析

硝酸与铁反应先生成硝酸铁、NO和水,不生成氢气,A错误;c点处的溶液是硝酸亚铁溶液,若加入盐酸,H+、

和Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+,溶液变为棕黄色,B错误;向硝酸中加入铁粉发生的反应为Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,硝酸的物质的量为0.4

mol,则消耗铁的物质的量为0.1

mol,b=0.1,生成硝酸铁0.1

mol,Fe过量时又发生反应2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2,生成硝酸亚铁0.15

mol,则a=0.15,C错误;根据上述分析,当加入铁粉n

mol时(0.1<n<0.15),参加反应2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2的铁为(n-0.1)

mol,消耗硝酸铁为2(n-0.1)

mol,则溶液中n(Fe3+)=0.1

mol-2(n-0.1)

mol=(0.3-2n)

mol,D正确。针对训练1.某100mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol·L-1和0.1mol·L-1,向该混合液中加入1.92g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度(忽略体积变化)为(

)A.0.15mol·L-1

B.0.225mol·L-1C.0.35mol·L-1 D.0.45mol·L-1答案

B解析

解答本题要从离子反应的角度来考虑,H2SO4提供的H+可以和

构成强氧化性环境,继续氧化铜单质。HNO3、H2SO4混合液中H+总的物质的量为0.06

mol,的物质的量为0.04

mol,Cu的物质的量为0.03

mol。Cu与稀硝酸发生反应:3Cu+8H++

2===3Cu2++2NO↑+4H2O3

8

20.03

mol

0.06

mol

0.04

molH+量不足,应根据H+的物质的量来计算。

3Cu+8H++2

===

3Cu2++2NO↑+4H2O

8

3

0.06

mol

n(Cu2+)2.向含xmolHNO3和ymolH2SO4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。

归纳总结

基于“四法”,突破金属与硝酸的反应及相关计算原子守恒法HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以

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中氮原子的物质的量得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-),c()=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)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

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,先进行过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或

进行相关计算,且溶液中要符合电荷守恒考点二氮及其化合物的转化关系及应用典例突破(2024广东惠州模拟)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。如图为氮元素及其部分化合物的“价—类二维图”。下列说法正确的是(

)A.c、d均为酸性氧化物B.一定条件下b和d可以相互转化C.蘸取b和f的浓溶液靠近会有白雾生成D.实验室制备f时,是将e与H2在一定条件下反应进行制取的答案

B解析

由题图可知,a为硝酸盐、b为硝酸、c为一氧化氮、d为二氧化氮或四氧化二氮、e为氮气、f为氨气、g为铵盐。NO属于不成盐氧化物,NO2与碱反应时,元素化合价发生变化,不属于酸性氧化物,故NO、NO2均不是酸性氧化物,A项错误;浓硝酸能被还原为二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,B项正确;f和b的浓溶液分别是浓氨水和浓硝酸,均有挥发性,分别挥发出NH3和HNO3分子,两者反应生成NH4NO3,NH4NO3是白色固体,则会产生白烟,不是白雾,C项错误;实验室制取氨气时是将氯化铵与氢氧化钙混合加热,D项错误。针对训练1.氮及其化合物的“价—类二维图”如下所示。下列说法正确的是(

)A.X可通过加热氯化铵固体制取B.从物质类别角度分析,P和Z都属于酸性氧化物C.将N2转化为Q的过程,不属于氮的固定D.3.2gCu与10mol·L-1的Y溶液恰好反应,生成NO、NO2的混合气体体积为1.12L(标准状况),则Y溶液的体积为15mL答案

D解析

X是NH3,加热氯化铵固体生成NH3和HCl,遇冷时又重新生成NH4Cl,不能制取NH3,A错误;P是N2O5,Z是NO2或N2O4,而NO2、N2O4不是酸性氧化物,B错误;Q是NO,N2转化为NO属于氮的固定,C错误;Y是HNO3,3.2

g

Cu为0.05

mol,与HNO3反应生成0.05

mol

Cu(NO3)2,生成NO、NO2混合气体1.12

L(标准状况),则气体总物质的量为0.05

mol,根据氮原子守恒可知原硝酸中n(HNO3)=0.05

mol×2+0.05

mol=0.15

mol,故硝酸溶液的体积为

=0.015

L=15

mL,D正确。2.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,反应过程如下: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可全部转化为HNO3答案

B解析

硝酸是强氧化性酸,BaSO3固体能溶于稀硝酸,被氧化生成硫酸钡,硝酸被还原生成NO,B项错误。归纳总结

基于化合价与物质类别二维图认识氮及其化合物的转化关系解题时,抓住氮元素化合价的变化,依据氧化还原反应的知识进行分析、判断。(1)牢记一条转化主线,侧重物质之间转化的条件及产物:(2)结合氧化还原反应中“价态转化规律”,认识不同价态含氮物质之间的转化关系:考点三“喷泉实验”原理及拓展应用典例突破

喷泉实验装置如下图所示。应用下列各组气体和溶液,能出现喷泉现象的是(

)选项气体溶液AH2S稀盐酸BHCl稀氨水CNO稀硫酸DCO2饱和NaHCO3溶液答案

B解析

思路指导从原理上看,只要圆底烧瓶内的气体易溶于胶头滴管内的液体,即可使烧瓶内的气压在短时间内迅速减小,与大气压形成较大的压强差,即可形成喷泉。针对训练1.下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案,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.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹答案

B解析

H2难溶于NaOH溶液,不能使烧瓶内外形成较大压强差,故不能引发喷泉。2.(2024安徽一模)某兴趣小组采用如图装置收集NO2、O2混合气体。将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验,观察到混合气体全部被吸收。下列说法错误的是(

)A.G装置中虚线上导管实线图应是左高右低B.可观察G装置内浓硫酸中气泡的生成速率,控制混合气体的比例C.H装置中发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OD.实验后圆底烧瓶中所得溶液物质的量浓度约为0.036mol·L-1(保留两位有效数字)答案

D解析

氧气和二氧化氮的密度均比空气的密度大,故应该进气管短,出气管长,即G装置中虚线上导管实线图应是左高右低,A项正确;G装置中浓硫酸有三种作用:除了混合NO2、O2,干燥NO2、O2,还有观察气泡的速率,以便于控制混合气体的比例,B项正确;铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,C项正确;观察到混合气体全部被吸收,则烧瓶中充满溶液,反应4NO2+O2+2H2O══4HNO3恰好完全,HNO3的物质的量等于NO2的物质的量,溶液体积等于NO2和O2的总体积,但是未说明气体是否处于标准状况下,不能确定其摩尔体积,也无法确定溶液的体积,从而无法计算所得溶液物质的量浓度,D项错误。归纳总结(1)喷泉实验的原理喷泉产生的原因是烧瓶内外形成压强差,由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强,所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。①如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应),从而使烧瓶内压强迅速降低,在大气压作用下,烧杯中的液体迅速向上流动,从而形成喷泉。②如图丙锥形瓶内发生化学反应,产生气体,从而使锥形瓶内压强迅速增大,促使锥形瓶内液体迅速向上流动,形成喷泉。(2)形成喷泉的两种类型①极易溶于水的气体(如NH3、HCl等)与水可形成喷泉。②能与某些溶液反应的气体可形成喷泉。(