第20讲　硝酸　含氮物质的转化

第20讲硝酸含氮物质的转化复习目标1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硝酸的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2.了解通过化学反应可以探索物质性质，实现氮及其化合物的转化，认识物质及其转化在促进物质文明进步、自然资源综合利用中的重要价值。

CONTENTS考点一硝酸考点二含氮物质之间的转化硝酸的工业制备真题演练课时跟踪检测考点一硝酸

必备知识

1.

物理性质硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。2.

化学性质（1）不稳定性浓硝酸见光或受热会分解：

⁠

⁠。4HNO3（浓）

2H2O＋4NO2↑＋

O2↑

（2）强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。①与金属反应a.稀硝酸与铜反应的化学方程式：

⁠

⁠；b.浓硝酸与铜反应的化学方程式：

⁠

⁠。②与非金属反应

2＋2NO↑＋4H2O

＋2NO2↑＋2H2O

③与还原性物质反应硝酸可氧化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：

⁠

⁠。

＋NO↑＋2H2O

易错辨析（1）常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化。

（

√

）（2）可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S。

（

×

）（3）铜、碳分别与浓硝酸反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性。

（

×

）（4）Cu在KNO3溶液和稀硫酸中均不溶解，但能溶解在其混合液中。

（

√

）（5）试管内壁上的银镜可用稀硝酸除去，也可用氨水除去。

（

×

）（6）浓硝酸和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同。

（

√

）√××√×√

关键能力

考向1硝酸的性质与实验探究1.

（2025·辽宁丹东模拟）硝酸是一种无色液体，一般带微黄色，常用来

制造火药、氮肥、染料等。下列关于硝酸的认识错误的是（

）A.

因浓硝酸见光或受热会分解，所以应置于棕色试剂瓶，并放置于阴凉

处B.

浓硝酸和稀硝酸都具有较强的氧化性，与Cu反应时二者均体现出氧化

性和酸性C.

常温下铁与浓硝酸不反应，因此可用铁制容器盛放浓硝酸D.

铜与浓硝酸发生剧烈反应，溶液变绿，试管中出现红棕色气体√解析：

常温下铁遇浓硝酸钝化，发生反应，但反应一会就停止，因此

可用铁制容器盛放浓硝酸，C错误。2.

关于下列实验的说法不正确的是（

）A.

①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生D.

①和③中铜片溶解时反应的离子方程式相同√

考向2金属与硝酸反应的计算3.

（2025·山东菏泽检测）一定温度下探究铜与稀硝酸的反应，反应过程如图所示。下列说法错误的是（

）A.

反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3B.

整个过程最终消耗氧气和铜的物质的量之比为1∶2C.

该实验符合绿色化学要求√

4.

将32.64

g铜与140

mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和

NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2

L。请回答下列问题：（1）NO的体积为

L，NO2的体积为

L。

5.824

5.376

（2）参加反应的HNO3的物质的量是

⁠。解析：

参加反应的HNO3分两部分：一部分显酸性，生成Cu（NO3）

2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51

mol×2＋0.5

mol＝1.52

mol。1.52

mol

金属与硝酸反应计算的思维模型考点二含氮物质之间的转化硝酸的工业制备

必备知识

一、含氮元素物质之间的转化关系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。

（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。

二、硝酸的工业制备1.

原料氨、空气和水。2.

流程N2

NH3

NO

NO2

HNO3写出相关化学方程式：①N2＋3H2

2NH3；②

⁠；

④

⁠。4NH3＋5O2

4NO＋6H2O

3.

尾气吸收

关键能力

考向1氮及其化合物的转化及应用1.

（2025·八省联考晋陕青宁卷）下列物质在一定条件下的转化关系如图

所示。E、G、Q、R均为气体，其中R为红棕色。下列说法正确的是

（

）A.E、G、Q、R、T所含同种元素化合价依次升高B.E的水溶液能导电，所以E是电解质C.Q和E可用排水法收集D.

铜与不同浓度的T溶液反应均可生成Q√解析：

由题图可知，E、G、Q、R、T均为含氮化合物，故E为NH3、G

为N2、Q为NO、R为NO2、T为HNO3。由以上分析可知，E、G、Q、R、T

所含同种元素化合价依次升高，A符合题意；E为NH3，NH3是非电解质，

B不符合题意；E为NH3，NH3极易溶于水，不能通过排水法收集，C不符

合题意；铜和浓硝酸反应的还原产物是二氧化氮，铜和稀硝酸反应的还原

产物是一氧化氮，D不符合题意。2.

如图是氮元素的“价—类”二维图。下列有关说法正确的是（

）A.

甲可以用浓硫酸干燥B.

乙合成NO2的过程属于氮的固定C.

丙转化为丁的反应是氧化还原反应D.

常温下可用铁制容器盛装丁的浓溶液√解析：

甲是NH3，会与浓硫酸发生反应，不能用浓硫酸干燥，A错误；

乙是化合态的氮，由NO转化为NO2不是氮的固定，B错误；丙和丁中N元

素均为＋5价，不是氧化还原反应，C错误；常温下铁遇浓硝酸钝化，可用

铁制容器盛装浓硝酸，D正确。含氮物质的连续氧化（1）NH3

NO

NO2

HNO3。（2）N2

NO

NO2

HNO3。考向2硝酸的工业制备3.

（2025·宁夏银川一中检测）硝酸可用于制化肥、农药、染料等。工业

制备硝酸的过程如图所示，下列说法正确的是（

）A.

合成氨塔中采用高温有利于提高反应物的平衡转化率B.

图中A和B分别为氧气和水C.

常温下，铝与浓硝酸不反应，可用铝罐材料盛装浓硝酸D.

尾气不需要净化处理，可以直接排放√解析：

合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，

反应物的转化率减小，A错误；常温下，铝在浓硝酸中钝化，致密的薄膜

阻碍反应继续进行，所以可用铝罐材料盛装浓硝酸，C错误；制备硝酸得

到的尾气中含有能形成光化学烟雾和酸雨的氮的氧化物，所以尾气需要净

化处理，不能直接排放，否则会污染环境，D错误。4.

NH3和HNO3是重要的工业产品，如图是合成氨和氨氧化制硝酸的工艺

流程。（1）合成塔中发生反应的化学方程式是

⁠。解析：

合成塔中发生的反应是氮气和氢气的化合反应，反应的化学

方程式是N2＋3H2ひ2NH3。N2＋3H2

2NH3（2）氨分离器中压强约为15

MPa，温度约为－20

℃，分离氨应用了

氨

的性质，从氨分离器中又回到合成塔中的物质是

⁠

⁠。解析：

氨分离器中压强约为15

MPa，温度约为－20

℃，分离氨应用

了氨易液化的性质。由于是可逆反应，因此为了提高原料的利用率，从氨

分离器中又回到合成塔中的物质是氮气和氢气。易液化

N2、

H2

（3）氧化炉中发生反应的化学方程式是

⁠

⁠。

4NH3＋5O2

4NO＋

6H2O（4）尾气中的少量NO、NO2可以用NH3来处理，在催化剂作用下生成无

污染的气体，写出NO2和NH3反应的化学方程式

⁠

⁠。

6NO2＋

8NH3

7N2＋12H2O真题演练1.

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（3）（2025·四川高考2题）硝酸银溶液存于棕色瓶中，因其受光照易分

解。

（

√

）（4）（2024·浙江6月选考）HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶

中。

（

√

）×√√√（5）（2024·广东高考）由氨制硝酸：NH3→NO→NO2→HNO3过程中，

体现了NH3和NO2均具有氧化性。

（

×

）（6）（2024·河北高考）硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时应注意防护

和通风。

（

√

）

×√×2.

（2025·湖北高考8题）如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研

细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿

润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作钡餐。下列

叙述错误的是（

）A.

在C的水溶液中加入少量固体A，溶液pH升高B.D为可溶于水的有毒物质C.F溶于雨水可形成酸雨D.

常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液√解析：

结合题意可知C为NH3，G是强酸，则E是NO，F是NO2，G是

HNO3；H是BaSO4，D是BaCl2。A项，在C（NH3）的水溶液（氨水）中加

入少量固体A（NH4Cl），铵根离子浓度增大，抑制了NH3·H2O的电离，

OH－浓度减小，溶液pH减小，错误；B项，D（BaCl2）易溶于水，溶于水

电离出Ba2＋，钡是重金属，有毒，正确；C项，F（NO2）溶于雨水可形成

硝酸型酸雨，正确；D项，G是HNO3，常温下浓硝酸将Fe钝化，故常温下

可用铁制容器来盛装浓硝酸，正确。3.

（2025·云南高考8题）某化学兴趣小组设计如下实验装置，通过测定

反应前后质量的变化，验证NaNO3固体在酒精灯加热条件下，受热分解的

气态产物。实验步骤：先缓慢通入Ar气，排尽装置内空气；关闭Ⅰ左侧阀门，点燃酒精

灯；一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，熄灭酒精灯甲；再次缓慢通入Ar

气……A.

实验步骤中，点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙B.

整个过程中，若Ⅲ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的O2在Ⅱ中反应完

全C.

实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量，则分解的气态产物

只有O2D.NaNO3应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放下列说法错误的是（

）√解析：

A项，一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，说明NaNO3分解产生

了O2，为确保能准确测定产生的氧气的质量，应先点燃乙处酒精灯，再点

燃丙处酒精灯，最后点燃甲处酒精灯，错误；B项，Ⅱ、Ⅲ中Cu均能和氧气

反应生成黑色的CuO，整个过程中，若Ⅲ中灼热的铜网未变黑，则说明生

成的O2在Ⅱ中反应完全，正确；C项，Ⅱ中的Cu只能吸收O2，实验结束后，

若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量，则分解的气态产物只有O2，正确；

D项，由该实验可知NaNO3受热易分解产生氧化剂、助燃性气体O2，故

NaNO3应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放，正确。4.

（2024·湖南高考7题）某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验

现象：①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色；②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深；③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色；④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，

反应停止。下列说法正确的是（

）A.

开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀硝酸中表面

钝化B.

锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀硝酸反应生成了NO2D.

铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全√

5.

（2024·北京高考16题节选）HNO3是一种重要的工业原料。可采用不

同的氮源制备HNO3。

解析：

浓硫酸难挥发，产物HNO3为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。难挥发性

（2）方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。第Ⅰ步反应的化学方程式为

⁠。

4NH3＋5O2

4NO＋6H2O

（3）人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因

⁠

⁠。解析：N2中存在氮氮三键，键能大，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，键能大，断键时需要较大的能量课时跟踪检测1.

硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列

实验事实与硝酸的性质不相对应的是（

）A.

浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性B.

不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性C.

要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D.

能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性解析：

向滴有酚酞的NaOH溶液中滴入硝酸，溶液红色褪去，利用的是

硝酸的酸性。12345678910√2.

（2025·湖南长沙模拟）植物对氮元素的吸收过程如下，下列说法错误

的是（

）A.

过程①叫做氮的固定B.

浇水和松土有利于过程②D.

高温有利于加快过程④√12345678910

123456789103.

（2023·江苏高考8题）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.

实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3（稀）

NO

NO2B.

工业制硝酸过程中的物质转化：N2

NO

HNO3C.

汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CO

N2＋2CO2√12345678910

123456789104.

硝酸是一种无色液体，常用来制造火药、氮肥、染料。下列关于硝酸的

认识正确的是（

）A.

等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应，转移电子数不同B.

久置的浓硝酸呈黄色，体现了浓硝酸的不稳定性C.

检验久置于空气中的亚硫酸钠溶液是否变质，可以先加硝酸溶液，再加

氯化钡溶液D.

工业制硝酸的原理：空气

NO

硝酸→尾气处理√12345678910

123456789105.

结合氮及其化合物“价—类”二维图及氧化还原反应的规律，下列分析

或预测正确的是（

）A.N2O3、NO2、N2O5均能与水反应生成酸，三者均为酸性氧化物B.HNO3、HNO2、NaNO3、NH3的水溶液均可以导电，四者均属于电解质C.

联氨（N2H4）可能被亚硝酸（HNO2）氧化成叠氮酸（HN3）D.

硝酸具有较强的氧化性，可用稀硝酸溶解Au、Pt√12345678910解析：

N2O3、N2O5为酸性氧化物，NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，

NO2不是酸性氧化物，A错误；NH3溶于水后生成的一水合氨电离出阴、阳

离子而导电，一水合氨为电解质，氨气为非电解质，B错误；联氨

（N2H4）中氮元素为－2价，从元素价态规律分析，可能被含有＋3价氮元

素的亚硝酸（HNO2）氧化成叠氮酸（HN3），C正确；硝酸具有较强的氧

化性，但Au、Pt需要硝酸与浓盐酸配成的王水才可以溶解，D错误。123456789106.

（2025·江西南昌模拟）明代《徐光启手迹》记载了制备王水的方法，

其主要流程如图所示（水蒸气等部分产物已省略），下列说法正确的是

（

）A.X不能使酸性KMnO4溶液褪色B.

操作1的名称为蒸馏C.

流程中涉及的均为非氧化还原反应D.

步骤ⅱ能在铁制容器中进行√12345678910解析：

由题意，Fe元素化合价升高，故部分硫元素化合价降低，X

的化学式应为SO2，SO2具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，A错

误；操作1后得到硝酸，该过程中制取硝酸是利用了硝酸易挥发的性

质，则操作1的名称为蒸馏，B正确；步骤ⅰ中煅烧绿矾生成SO2过程

中，S、Fe的化合价发生变化，属于氧化还原反应，C错误；王水是浓

硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物，会腐蚀铁制容器，则步骤ⅱ不能

在铁制容器中进行，D错误。12345678910

7.

下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是（

）实验操作现象解释或结论①向过量的Fe粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋②浓硝酸久置或光照变黄色HNO3不稳定易分解③Al箔插入稀硝酸中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形

成致密的氧化膜④用玻璃棒蘸取浓硝酸点到

蓝色石蕊试纸上试纸先变红后褪色浓硝酸具有酸性和强氧化性A.

①②B.

③④C.

②③④D.

②④√12345678910解析：

向过量的Fe粉中加入稀硝酸生成Fe2＋，加入KSCN溶液时不变成

红色，①错误；浓硝酸久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3，

②正确；Al箔遇浓硝酸钝化，稀硝酸会使Al箔溶解，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，④正确。123456789108.

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200

mL，平均分成两份。向其中一份中逐

渐加入铜粉，最多能溶解9.6

g

Cu。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体

的量随铁粉质量增加的变化如图所示（已知硝酸只被还原为NO气体）。下

列分析错误的是（

）C.

第二份溶液中的最终溶质是FeSO4D.

稀硫酸浓度为2.5

mol·L－1√12345678910

123456789109.

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

（

）