江苏高考化学一轮复习：氮及其化合物（导学案）教师版

第12讲氮及其化合物

备考导航

1.了解氮氧化物的性质及其相互转化、氮的循环与氮的固定。

2.J'解氮循环对生态平衡的重要作用。

3.了解工业合成氨、氨气的制备及性质、镂盐的性质、氨气等泄漏的处理、NH；的检验方法、

复习目标

氮肥的生产与合理使用。

4.了解浓硝酸、稀硝酸的性质，了解工业上生产硝酸的原理。

5.从含氮物质的性质及转化的视角分析酸雨和雾毓的成因、危害与防治。

稀岐,Cu

。,.催化剂.△

NA

♦0tlH,O

Ca(OHh，Ail•放电2NaOH

rarN中H,.催化酒N：---------------NIl()~^NQ.^=-1INO.NaNO.

浓硫酸.△

高温、高压

熟记网络NaOH圣②见光或△

△H?o溶液尼3浓酸.CQ

气

NH.-ILOMgN.NaNO,处

:理

N,

判断正误(正确的打’7”,错误的打“x”)。

(I)(2023・湖南卷)基态N原子的价层电子排布图：回EHH(^)

2s2p

⑵(2023•重庆卷)攻集NO：H||(x)

(3)(2024.海安中学)将红棕色气体通入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，该红棕色气体一定为

NO2(X)

(4)(2023•浙江1月卷)工业上用氨的催化氧化制备NON)

(5)(2023・江苏卷)氨极易溶于水，故液氨可用作制冷剂(x)

课前自测(6)(2023・湖南卷)NH3分子的VSEPR模型:Obo，x)

(7)加热氯化镂固为可以制氨气(x)

(8)(2024・常州期末)固氮菌能把空气中的N2转化为NH3或镀态氮肥作为自身的养料N)

(9)(2022・山东卷)浓硝酸保存在棕色细口瓶中N)

(10)Fe在稀硝酸I发生钝化(K)

(II)室温下铜与浓硝酸反应生成NO(x)

(12)(2023•浙江1月卷)常温下铁与浓硝酸反应可制备NCh(x)

(13)(2024.丹阳中学)将红热的木炭投入浓硝酸中，有红棕色气体产生，证明木炭有还原性(x)

(14)(2023・盐城中学)向稀硫酸中先加入Cu,再滴加KNO3溶液，铜逐渐消失，说明KNO3作

该反应的催化剂(x)

弯点忸祈

考点1氮气氮的氧化物

知识梳理

知识n氮元素的存在形态和固氮

1.氮元素的存在形态

(1)游离态——N2(空气中含量最多的气体)。

(2)化合态——动植物体内、土壤、岩石和水体中。

2.氮的固定：将游离态氮转化为化合态氮的过程。

(1)自然固氮：通过闪电释放的能量将空气中的N2转化为含氮的化合物，主要反应为N2+O2放电

2N0o

(2)人工固氮：人类通过控制条件，将氮气转化为氮的化合物，主要反应为N2+3H2”片压2NH3。

(3)生物固氮：豆科植物根瘤菌将N2转化成氨。

知识气的物理性质

氮气是无色、无味、难溶于水的气体。

知识回氮气的结构及化学性质

1.N2的结构

电子式：M退，结构式：N三N,N2分子中有L个。键、1个兀键。

2.Nz的化学性质

氮氮三键的键能大，氮气化学性质较稳定。

(1)与反应：N2+O2^^2NO

(2)与H2反应：用+3上/噜含垣2NHK工业合成氨)

(3)与Mg反应：N2+3Mg^=M2iN2

知识田氮气的用途

1.工业上合成氨、制硝酸。

2.灯泡填充气。

3.保存粮食、水果等食品。

4.医学上用液氮作冷冻剂。

5.代替稀有气体作焊接金属的保护气。

知识同氮的氧化物

+1+2+3+4+4+5

氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO?、N2O4、N2OS等。

1.NO和NO?的性质比较

性质

NONO2

物理颜色无色红棕色

性质溶解性难溶丁水能溶丁水

毒性有毒有毒

—

与反应2NO+O2=2NO2

3NO2+H?O=2HNO3+NO（歧化反

化学与HO反应——

2应）

性质

与02和H9反应4NO+3O2+2H9=4HNO34NO2+02+2H2O=4HNO3

8NHa+6NO2^p7N2-12H2。（归

△

与NH3反应4NH?+6NO^^5N?+6H?O

中反应）

2.NO和NO?的实验室制法

铜与浓硝酸反应的离子方程式：

铜与稀硝酸反应的离子方程式：

Cu+4H'+2NO2=Cu'+2N0?f+2H?O

+2+

实验原理3Cu4-8H+2N0f=3CU+2NOt+4H2O

（NO:用向上排空气法收集,不能用排水法收

（NO用接水法收集，不能用排空气法收集）

集）

通氧气，用NaOH溶液吸收：

用NaOH溶液吸收：

尾气处理①2NO+O2=2N02

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+&O

②NO2+NO+2NaOH=2NaNQ2+H2O

用常考归纳,

⑴N2与02反应的生成物是NO不是NO2o

（2）NO?既有氧化性又有还原性，但以氧化性为主。NO?能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故不能用湿

润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO?和Br2o

（3）NO与NaOH溶液不反应，用NaOH溶液处理NO尾气时，需要同时通入空气。

（4）汽车尾气转化器中主要反应：2cO+2NO些”N2+2CO2。

典题悟法

类型II物质的转化

由T（2024.江苏各地模拟重组）在指定条件下，下列选项所示的物质间转化可以实现的是（B）

A.NO-^HNO3

co

B.NO催而化剂内用

c.N2（g）£^NO2（g）吆上？HNO3（叫）

溶液77c

nD.NzcONa-O-H--NaNO?

【解析】NO与水不反应，A错误；NO与CO在催化剂作用下生成CO2和N2，B正确；N?与在

放电条件下生成NO,C错误；NO与NaOH溶液不反应，D错误。

类型旧氮氧化物的制备

顺12（2023.淮安期初）下列关于NO?的制取、净化、收集及尾气处理的装置和原理不能达到实验目

的的是（B）

B.净化NO?

C.收集NO2D.尾气处理

【解析】常温下Cu与浓硝酸反应生成NO2,A正确；NO:能与水反应，不能用水净化NO2,B错误;

NO?密度大于空气，用向上排空气法收集，C正确；NO?能与NaOH溶液反应，可以用NaOH溶液吸收尾

气，D正确。

类型回物质的性质与用途

酎3(2024.江苏各地模拟重组)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(D)

A.N2分子内含有N-N,N2具有氧化性

B.N2难溶于水，可用作瓜果保护气

C.NO2易溶于水，可用于制硝酸

D.NO?具有氧化性，可用于火箭燃料推进剂

【解析】用中N元素为中间价态，N?既有氧化性又有还原性，A错误；N?性质稳定，可用作瓜果保

护气，B错误；NO?与水反应生成硝酸和NO,NO2可用于制硝酸，C错误。

类型日微工艺流程

国血(2023•苏州期末)利用硝酸工业的尾气(含NO、NO2)获得Ca(NO2)2的部分工艺流程如下：

石灰乳

一酸工业的尾气T吸收I过滤F……f无水C&NO。：

♦nn

气体排放滤渣

下列说法不正确的是(C)

A.反应NO(g)+NO2(g)N2(h(g)的A5<0

B.为使尾气中NO、被充分吸收，尾气与石灰乳采用气液逆流接触吸收

C,若尾气中〃(NO?)：〃(NO)<1：1,Ca(NCh)2产品中Ca(NO3)2含量升高

D.Ca(NO2)2在酸性溶液中分解的离子方程式为3NO5+2H+=NO5+2NOt+H2O

【解析】该反应是气体体积数减小的反应，AS<0,A正确；尾气与石灰乳采用气液逆流接触吸收，

可以增大反应物的接触面积，有利于尾气中NO.被充分吸收，B正确；石灰乳与NO、NO?反应的化学方

程式为NO2+NO+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O,若尾气中n(NO2)：w(NO)<l：1,反应中NO过量,会导

致排放气体中NO含量升高，Ca(NO3)2含量不会升高，C错误；Ca(N(h)2在酸性溶液中会发生歧化反应生

成Ca(NOa)2、NO和水，D正确。

考点2氨气钱盐

知识梳理

知识U氨气

1.分子结构

NA分子中氮原子的杂化类型为鱼。N%的空间结构是三班形，其球棍模型为°分2,H-N-H

H：N：II

的健角$109。28'（填或“="）。氨气的电子式为9。氨气分子中，氮原子上有一个孤电子对,

故氨气分子常作为配合物的配体,氨气是极性分子，属于分子晶体。

2.物理性质

氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，熔、沸点低，易液化（原因是氨华分子间存在

氢健）。氨气极易溶于水（主要原区是氨气分子与水分子间能形成氢键）,1体积水可溶解约700体枳的氨气。

氨气与水可做喷泉实验。

3.化学性质

（1）与水反应：NH3+H2ONH3H2ONH4+0W0

NH3-H2。受热易分解：NH-H2O*=NH3f+解0（写化学方程式）。

氨水在阴冷处低温保存（不需要放在棕色试剂瓶内）

（2）与酸反应（生成铉盐）

①蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸（或浓硝酸）的玻璃棒靠近，有白烟生成,反应如下：

HC1+NH3=NH4C1.

HNOa+NH?=NHaNC）3。

②过量氨气与H2s04反应：

2NH3+H?SO4=（NH4）2SP4。

③氨气与CO2和H2O反应：

2NHM过量）+CO2+H2O=£NH4hCO3;

NH3（少量）+82+H?O=NH4HCQ3O

（3）与盐溶液反应（写离子方程式）：

氨气（少量或过量）通入可溶性铝盐溶液中：AP'+3NH3+3H2O=A1（OH）3I+3NH也

氨气（少量或过量）通入可溶性铁盐溶液中：Fe3++3NH3HO=Fe（OH）3I+3NH上

（4）还原性（写化学方程式）

①氨的催化氧化：

4N比+5O?"®4NO+6H9

（工业制硝酸的基础）：

②NH3还原CuO：

2NHA+3CUO=^=3CU+N2+3H9；

③NH3与氯气反应

少量氨气与氯气反应：

2NH3+3ch=N2+6HC1；

过最氨气与氯气反应：

8NH?+3ch=N2+6NH4Q

(有白烟生成)。

(5)配位反应

AgCl+2NH-H?O=rAg(NH3)21Q+2H2O；

Cu(OH)2+4NILH，O==[Cu(NH；)4](OH)2+4Hq；

Zn(OHb+4NH，H，O=[Zn(NH3)小0曲+4比0。

4.实验室制法(固体+固体q气体)

(I)原理：2NH4Cl+Ca(OHxK=CaCb+2NH3t+2氏0。

Q)装置：

十导气管要伸

Ca(OH)加7到试背底部

NII.CI»棉花

-减小NH、。审气

的对流速率，收

集到纯净的N.

(3)收集：向下排空气法。

(4)干燥：选用碱石灰干燥，不能选用浓硫酸、无水CaCL和P2O5干燥。

(5)验满：将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变谑；或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(前两个烧杯中盛水或稀硫酸)：

M常考归纳.

氨气的快速制法

①将浓氨水滴入固体碱性物质(如CaO粉末、NaOH

方法②加热浓氨水

固体、碱石灰)中

分液漏斗中盛放浓氨水

装置图

■

乙3/烧瓶内盛放碱性固体\&

'NaOH、碱石灰)11

①烧瓶中盛放NaOH：NHVH2O=^=NH3t

原理NH3H2O^=NH3t+H2O

+H2O

②烧瓶中盛放CaO：NH."H2O+CaO=NH3t+

Ca(OH)2

浓氨水中存在平衡：NH3+H2ONHHONH；+OH,力n入固态碱性物质，使平

说明32

衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3H2O的分解

5.用途

(I)制硝酸及其盐、铉盐、纯碱等。

(2)制尿素、合成纤维等。

(3)液氨常作为制冷剂。

知识旧钱盐

1.物理性质

钺盐都是白色晶体，绝大多数钱盐都易溶于水。

2.钱盐的化学性质

(1)不稳定性：铉盐受热易分解，但不〜定都有N片生成。

NHC1W=NH3t+HC1t(该反应不可用于制备氨气)

NH4HCO3=^=NH3t+H2O+CO2t。

(2)与碱反应

①稀溶液间发生反应，在不加热的情况下，无生成：

NH3NH；+OH-=NH3H2OO

②浓溶液间发生反应或在加急的条件下，有N%生成：NH；+OH=^=NH3t+H20o

3.NH4的检验

氢笃化的浓溶液T湿润的红色.原溶液中

^石痣试纸变蓝含有NH；

(容测液)-

J1♦■化钠稀溶—湿润的红色石无法判断原溶液

f芯试纸无变化f中是否含有NH；

常考归纳

(1)书写NH3的电子式时，不能漏写孤电子对。

(2)检验NH；时关键操作——须加入NaOH浓溶液或加热。

(3)水中N、P元素含量偏高，容易引起水体富营养化。工业废水中含NH?和NH；,用氧化剂(NaCIO)

氧化生成N?或NO。

典题悟法

类型U物质的性质与用途

质15(2023•如东期中)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是(B)

A.N%与H?O分子之间形成氢键，可用作制冷剂

B.NMCI溶液显酸性，可用来除铁锈

C.NH4HCO3是离子晶体，受热不容易分解

D.NHi分子之间形成氢键，NHKg)的热稳定性比PHa®的高

【解析】液氨汽化吸收大量的热，N&可用作制冷剂，A错误；NH4HCO3受热易分解，与其是离子

晶体无关，C错误；NH3(N)的热稳定性比PH3®的高，原因是键能：N—H>P—H,D错误。

类里目基础化学实验

国强(2024.如皋适应性一)实验室利用下列装置进行氨气或氨水的有关实验，能够达到实验目的的

是(D)

A.用甲装置制取NH3

B.用乙装置干燥N%

C.用丙装置收集N%

D.用丁装置制[Cu(NH3)4](OH)2溶液

【解析】加热氯化钱收集不到NH3,A错误；NH3和硫酸能反应，不能用浓硫酸干燥NH3,B错误;

N£的密度小于空气，应用向下排空气法收集，NFh应从长导管进入烧瓶，C错误；氢氧化铜和氨水反应

生成[CU(NH3)4](OH)2.D正确。

类型£1喷泉实验

顺17喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体-溶液，能出现喷泉现象的是(B)

选项气体溶液

AH2s稀盐酸

BHC1稀氨水

CNO稀硫酸

饱和NaHCCh溶液

DCO2

【解析】H2s在稀盐酸中的溶解度小，且与稀盐酸不反应，不能形成喷泉，A错误；HCI极易溶于稀

氨水，且与氨水反应，产生较大压强差，能形成喷泉，B正确；NO不溶于稀硫酸，且与稀硫酸不反应,

不能形成喷泉，C错误；CO?不溶于饱和NaHCCh溶液，旦与饱和NaHCCh溶液不反应，不能形成喷泉,

D错误。

类型日物质的转化

质18(2024.江苏各地模拟重组)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是(A)

A.”雷雨发庄稼”涉及的物质转化：N?洗NO工HNO3卫硝酸盐

B.人工固氮制备尿素的物质转化：N2,,..„-^,COCNHzh

Wum%同IK、ifl-HL/iyAU/Krr

CHP

C.实验室检验NH4的存在：NH4—T-*NH3

D.工业制硝酸过程中的物质转化：NH3”黑"NO-'NChULHNCh

FUim

【解析】NO与水不反应，A错误。

---------------〈深度指津）----------------

氨与水的喷泉实验

1.装置图

2.原理：NH?在水中溶解度很大，在短时间内产生足够大的压强差。

3.操作：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，烧杯中的溶液由玻璃管迅速进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶

内液体呈红色。

4.结论：氨气极易溶于水，氨水显碱性。

5.常见可做喷泉实验的试剂（气体+液体）

①HC1（或NH3）+H2O；

②HC1（或CL、CO2、SO?、H2S）+NaOH溶液等。

考点3硝酸

知识梳理

知识II分子结构

HNO3中，氮原子的杂化类型为应，分子具有平面三角形结构,HNO3属于分子晶体。

知识旧物理性质

纯硝酸和浓硝酸（质量分数为69%）均是无色透明液体，有刺激性气味，易挥发。HNO3可以形成分子

内氢犍，硝酸与水分子间也可形成氢键，二者可以任意比例混溶。

知识回化学性质

1.酸性：稀硝酸能使紫色石蕊试液变红。

2.不稳定性

△或光।田

4HNO3=a=^4NO2t+02t+2H2O,

生成的NC>2溶解在浓硝酸中使溶液呈黄色，浓硝酸保存在搓色试剂瓶内。

3.强氧化性

(1)与金属反应

①3Cu+8HNCh(稀)=3Cu(NCh)2+2NOt+4H?0：

②Cu+4HNCh(浓)=CU(NC>3)2+2NO2t+2H2O。

③常温下，Fe、Al遇浓硝酸发生钝化(钝化是化学变化)。常温下，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸。

(2)与非金属反应

C+4HN0K浓)上=C02t+4NO?1+2比0。

(3)与常见还原剂反应

稀硝酸与H2s反应的离子方程式：

3H2s+2H++2NO军=3SI+2NO+4H2O；

稀硝酸与SO?反应的离子方程式：

3so2+2NO]+2H2O=3S*+2NO+4H'；

稀硝酸与Na2sCh反应的离子方程式：

3S*+2N(方+2H+=3SOF+2NOt+日0：

稀硝酸与氢碘酸反应的离子方程式：

6〉+2NO『+8H'=3l2+2NOt+4H?O；

稀硝酸与Fe?+反应的离子方程式：

3Fe2++4H++NOk=3Fe3++NOf+2比0。

(4)浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。

知识田硝酸的工业制法

1.转化关系：NH3-N0-NO2-*HNO3。

2.主要原料：氨气、空气、水。

3.主要原理(写化学方程式)

Pt

⑴4NH「+5O—2一=Q^=4-NO+6Ho

(2)2NO+O2=2NO2；

⑶3NO2+H2O=2HNO3+NO。

4.尾气处理

用NaOH、Na2cO3等碱性溶液吸收。

解疑释惑，

金属与硝酸反应的规律

1.本质：HNO3中+5价氮元素具有很强的得电子能力。

2.规律：硝酸的浓度越大，反应温度越高，氧化性越强。

3.与金属反应

除Au、Pt等少数金属外，诡酸几乎可以氧化所有金属。活泼金属(如Mg、Zn等)与HNQ；反应不生成

由，HNO3的浓度不同，还原产物不同:

三Nd

稀硝酸

还原产物----------NO

板稀硝酸Z

------------ANQ、，NH,NO,等

完成下列反应的化学方程式,

(1)银与稀硝酸反应：

3Ae+4HNOK稀)=3AgN(X+NOf+2比0：

(2)少量Fe与稀硝酸反应：

Fe+4HNCM稀)=Fe(NOH+NOt+2&Q;

(3)过量Fc与稀硝酸反应：

3Fe+8HNCH稀)=3Fe(NO3)2+2NOt+4H?O；

(4)锌与较稀硝酸反应(生成N2O)：

4Zn+10HNCH较稀)=4Zn(NO»2+N2。t+5&0;

(5)锌与极稀硝酸反应(生成NH4NO3)：

4Zn+1OHNChC极稀)=4Zn(NCh)2+NH4NO3+3H2O°

常考归纳

①非金属单质+浓硝酸一最高价氧化物或其含氧酸+NO：t+H2OO

②由于硝酸能氧化HI、HBr、SO2,故不能用硝酸制备HI、HBr、SO2气体。

③由于S?，HS\SO3、HSO3、r、Fe?’等均能被HNCh氧化，故在酸性条件下，NO、不能与上述

还原性离子共存。如向Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了FT而使Fe?卡被氧化为F9+。

④书写化学反应时，注意HN03的强氧化性，如Fc(OH)2+2HNO3=Fc(NO3)2+2H2O是错误的，正

确的为3Fe(OH)2+10HNCh=3Fe(NO3)3+NOt+8H2O。

⑤王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比为1：3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、钳等溶解。

如：Au+HNO3+4HC1=HAUC14+NOt+2H2Oo

⑥HNO3的工业制法：HzSCh(浓)+NaNCh二驾NaHSOj+HNCht。原理是利用沸点高、难挥发性酸

制取沸点低、易挥发性的酸。因HNCh不稳定，故加热温度不宜过高。

典题悟法

类型U物质的转化

跑诩9(2024•江苏各地模拟重组)在指定条件下，下列选项所示的物质间转化可以实现的是(A)

A.Ag-稀-硝-酸*AAgNC)3

B.稀硝酸q*N02(g)

C.NOa(aq)上*Nz(g)

Al

D.浓硝酸--NO2(g)

【解析】Cu与稀硝酸反应生成的气体为NO,B错误；O；是强氧化剂，不能将N元素由+5价还原

到0价，C错误；常温下，A1在浓硝酸中发生钝化，D错误。

类型回硝酸的性质

喇付(2024•海安期末)铜与硝酸反应的装置如图所示。实验步骤如下:

步骤1：向试管a中加入2mL浓硝酸，塞上带有铜丝的橡胶塞。观察到铜丝逐渐变细，溶液变绿，试

管a中充满红棕色气体。

步骤2：一段时间后，试管a中反应变平缓，溶液逐渐变成蓝色，同时气体颜色从下方开始变浅，最

终变成无色。

步骤3：反应停止后，用注射器向试管a中注入少量稀硫酸，铜丝继续溶解，产生无色气体。

下列说法错误的是(C)

A.步骤1观察到试管a中充满红棕色气体，说明铜和浓硝酸反应生成NO?

B.步骤2观察到反应变平缓而且气体颜色从下方开始变浅，说明浓硝酸已经变成稀硝酸

C.步骤3固体继续溶解，说明此时Cu被H+氧化

D.相对于步骤2,步骤1中溶液显绿色可能是NCh溶解在硝酸铜中所致

【解析】铜和浓硝酸反应生成红棕色气体NCh，A正确；铜和稀硝酸反应生成无色气体NO,步骤2

观察到反应变平缓而且气体颜色从下方开始变浅，说明浓硝酸已经变成稀硝酸，B正确：步骤2得到的溶

液中含有NO＞步骤3加入稀硫酸，酸性条件下，NO］继续氧化铜生成NO,而不是Cu被H，氧化，C错

误；NO?为红棕色，溶解在蓝色梢酸铜溶液中，使溶液显绿色，D正确。

类型回物质的性质与用途

典例11(2023•江苏各地模拟重组)下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(D)

A.HNO3易挥发，可用来制备硝酸纤维

B.HNO3有酸性，可用于洗涤附有银镜的试管

具有强氧化性，可用于制备硝酸锈

c.HNO3

D.NH?具有还原性，可用作制备NF.?