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高三化学一轮复习 §4-4 氮及其化合物
【解读2013考纲】　　
常见非金属元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等）
　　（1）了解氮的单质及其重要化合物的主要性质及应用。
　　（2）了解氮的单质及其重要化合物对环境质量的影响。
【考点知识梳理】
一、 氮气及其氧化物
（一） 氮气
1、氮元素在周期表中位置及在自然界中的存在
（1）位置：
（2）存在形态：
2、氮气物理性质： 色 味气体， 溶于水。
氮气的电子式：________，结构式： 两个氮原子间通过共用电子对形成共价键，并且破坏这种共价键，需要_________，因此氮气化学性质不活泼很难和其他物质发生化学反应。
3、氮气的化学性质（完成下列方程式）：
①和H2反应（注意反应条件）：
②和O2反应：
③和Mg反应：
『思考』相同质量的镁，分别在纯氧中、空气中、纯氮气中燃烧，得到的固体产物质量分别为W1、W2、W3，这三者的大小关系为 。
4、氮的固定：__________________________________
（二）氮的氧化物及其性质
1、氮的氧化物的种类 、 、 、 、 、 ，其中HNO3的酸酐是 、HNO2的酸酐是
2、NO、NO2的性质
完成NO和NO2的比较表：

NO
NO2
物理性质
颜色

毒性

溶解性

化学性质
与O2反应
2NO＋O2===2NO2

与H2O反应

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
实验室制法(填化学方程式)
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
与人体、环境的关系
①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾
形成酸雨、光化学烟雾
特别提醒　(1)氮的氧化物都是大气污染物。
(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。
3、氮的氧化物对空气的污染与防治

1．根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属，为什么氮气很稳定？
2．农谚“雷雨发庄稼”，写出雷雨时，雨水中形成稀硝酸的化学方程式。
3．相同质量的镁条分别在氧气、氮气和空气中充分燃烧，所得固体产物的质量由大到小的顺序是________________；过量的镁条分别在相同状况下相同体积的氧气、氮气和空气中充分燃烧，所得固体产物的质量由大到小的顺序是______________________________。
(空气中的CO2可忽略)
4．如何鉴别NO2与溴蒸气？
5．将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是__________或________。

　氮的氧化物的几种计算的方法
(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时，可依据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，利用气体体积的变化差值进行计算。
(2)NO2和O2的混合气体溶于水时，由反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行计算。
①当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，恰好完全反应，无气体剩余。
②当V(NO2)∶V(O2)>4∶1时，NO2过量，剩余气体为NO。
③当V(NO2)∶V(O2)<4∶1时，O2过量，剩余气体为O2。
(3)NO和O2的混合气体溶于水时，由反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3进行计算。
①当V(NO)∶V(O2)＝4∶3时，恰好完全反应。
②当V(NO)∶V(O2)>4∶3时，剩余气体为NO。
③当V(NO)∶V(O2)<4∶3时，剩余气体为O2。
(4)NO、NO2、O2三种混合气体同时通入水中，可先按反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出NO2与水反应生成NO的体积，再加上原混合气体中NO的体积，得NO的总体积，再按反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3进行计算。
(5)通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温常压下它们存在着一个平衡：2NO2 N2O4，在涉及NO2气体颜色变化、压强、密度、相对分子质量等问题时，要考虑此可逆反应的存在。
课时规范训练（教材习题回扣）
1．(必修1P103－6)下列酸在与金属发生反应时，其中S或N元素的化合价不会发生变化的是 (　　)
A．稀硫酸 B．稀硝酸 C．浓硫酸 D．浓硝酸
2．(必修1P103－7)工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为了节约原料和防止污染环境，宜采取的方法是 (　　)
A．Cu＋HNO3(浓)―→Cu(NO3)2
B．Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2
C．CuCuOCu(NO3)2
D．CuCuSO4Cu(NO3)2
3．(必修1P96－4)下列气体中，不能用排空气法收集的是 (　　)
A．H2 B．CO2 C．NO D．NO2
4．(必修1P95－3)下列气体中，不会造成空气污染的是 (　　)
A．N2 B．NO C．NO2 D．SO2
5．(必修1P95－2)目前，汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源。汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素，尾气中所含的NO是如何产生的？说明原因并写出有关反应的化学方程式：_________________________________________________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO与CO反应，生成CO2和N2。反应的化学方程式是______________________________。
(3)下列措施中，能减少或控制汽车尾气污染有效且可行的是________。
①制定严格的汽车尾气排放标准，并严格执行
②开发清洁能源汽车，如氢能汽车、太阳能汽车等
③市民出行戴防护面具
④市民大量移居城市郊区
能力提升训练
6．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是 (　　)
A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2
7．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 (　　)
(2010·山东理综，13C)
(2)NO可用于某些疾病的治疗 (　　)
(2010·上海，4D)
8．(2011·上海综合，13)发射“嫦娥二号”的长三丙火箭由三个子级构成。其中一子级上部装有液体四氧化二氮(N2O4)，下部装有液体偏二甲肼(C2H8N2)。发动机内燃烧的化学方程式为C2H8N2＋2N2O4―→3N2＋2CO2＋4H2O，该反应中 (　　)
A．C2H8N2发生还原反应 B．C2H8N2是氧化剂
C．N2O4发生氧化反应 D．N2O4是氧化剂
9．(2009·宁夏理综，7)将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为 (　　)
A．NO2 B．N2O3 C．N2O D．N2O4
10．(2009·台湾，25)某氮氧化合物的一分子中含有38个电子。试问该氮氧化合物是下列的哪一选项
A．NO　　 B．NO3　　 C．N2O　　 D．N2O3　　 E．N2O5
11．[2011·山东理综，28(1)]研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为______________________________________。
利用反应6NO2＋8NH37N2＋12H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是________L。
创新设计P75－题组1－1、2

二、氨及铵盐
1、氨气
（1）物理性质：氨气是____色____________气味的气体，____液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解____体积的氨气。
（2）分子结构：空间结构____________，________分子，电子式： ，结构式： 。
（3）化学性质：
①与水反应：
氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：____________________________________。
氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O____________。
氨水的密度比水 ，而且密度随浓度的增大而 。
氨水与盐溶液反应：将氨水加入下列溶液，完成下表：
被滴试剂
现象
离子方程式
FeCl3溶液
生成____色沉淀

AlCl3溶液
生成____沉淀
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH

②氨气与酸反应
①蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为__________，将浓盐酸改为________，也会出现相同的现象。
化学方程式为_______________________________________________________________，
③NH3和O2在催化剂存在下发生的化学反应为： ，
此反应中的氧化剂是 ，氧化产物是 ，电子转移的数目是 。
（4）实验室制NH3
Ⅰ、实验原理（实验室制法）： （溶液还是固体？）
『注』还可用浓氨水滴入 制NH3
Ⅱ、实验装置： ，与制取 完全相同。
Ⅲ、收集：NH3应使用 法，要得到干燥的NH3可选用 ___做干燥剂。
Ⅳ、检验：
特别提醒　(1)氨气是非电解质；氨水是混合物，既不是电解质，也不是非电解质。(2)氨气是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，也不能用无水CaCl2干燥，可用碱性干燥剂碱石灰干燥。(3)氨气溶于水，生成NH3·H2O，但关于氨水的质量分数、物质的量浓度的计算仍按溶质为NH3。
（4）不能用直接加热铵盐制取氨气。如：硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸而有危险；NH4HCO3受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质；NH4Cl受热分解生成的HCl和NH3遇冷后立即化合又生成NH4Cl。
实验室制取氨气的其他方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑＋H2O

浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成

浓氨水＋固体CaO
CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2

1．判断下列说法是否正确，不正确的说明理由。
①氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。
②实验室用浓氨水与NaOH固体制取氨气。
③氨和酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。
④某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH。
⑤氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。
⑥把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，溶液中NH3和HNO3等物质的量反应。
2．液氨和氨水有哪些区别？完成下列表格。

液氨
氨水
形成

分类

混合物
微粒种类

NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－
存在条件
常温常压下不能存在
常温常压下可存在能存在

2、氨盐(NH4+)
（1）物理性质：铵盐常温下都是 体， 溶与水,均为 化合物。写出电子式：NH4Cl
（2）化学性质

（3）NH的检验
未知液呈碱性湿润____色石蕊试纸变____色，则证明含NH。
特别提醒　不能用直接加热铵盐制取氨气。如：硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸而有危险；NH4HCO3受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质；NH4Cl受热分解生成的HCl和NH3遇冷后立即化合又生成NH4Cl。

3．固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？
4．按要求写出下列反应的离子方程式：
(1)在NH4Cl溶液中加入NaOH溶液，并加热。
(2)在NH4Cl溶液中滴加NaOH溶液。
(3)在浓NH4Cl溶液中加浓NaOH。
(4)NH4Cl溶液呈酸性的原因。
(5)在饱和NH4Cl溶液中滴加NaAlO2，产生刺激性气味的气体和白色沉淀。
特别提醒　(1)铵盐与碱反应不在溶液中进行不写离子方程式。(2)铵盐的稀溶液与碱反应，不加热，产物为NH3·H2O。(3)NH与CH3COO－、HCO等虽然能发生双水解反应，但能大量共存。(4)NH与SiO、AlO因发生完全的双水解反应而不能大量共存。
课时规范训练（教材习题回扣）
1．(必修1P103－2)下列气体中，不能用排水法收集的是 (　　)
A．H2 B．NH3 C．O2 D．NO
2．(必修1P103－4)下列方法中，不能用于实验室里制取氨的是 (　　)
A．在烧瓶中将熟石灰和氯化铵混合，加水调成泥状后加热
B．加热试管中的氯化铵固体C．将烧瓶中的浓氨水加热
D．将分液漏斗中的浓氨水滴入装有生石灰的烧瓶中
3．(必修1P103－5改编)某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液(保持
湿润)，挂在铁架台上。另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方
(如右图)。过一会儿，发现纸蝴蝶变为红色。下表的组合中，能够实现
上述变化的是 (　　)

①
②
③
④
纸蝴蝶上的喷洒液
石蕊
酚酞
酚酞
石蕊
小烧杯中的溶液
浓盐酸
浓氨水
NaOH溶液
浓硫酸
A.①② B．③④ C．①④ D．②③
4．(必修1P104－11改编)实验室有下列几种常见的干燥剂：①浓硫酸、②碱石灰、③无水氯化钙、④生石灰、⑤P2O5、⑥硅胶干燥剂。其中能干燥氨气的是 (　　)
A．除①外 B．②③④⑥ C．②④ D．全部
能力提升训练
5. 用如图所示装置进行实验，将少量液体甲逐滴加入到固体乙中，试管中试剂为丙，则下表中对应选项正确的是 (　　)

甲
乙
丙
试管中的现象
A
浓盐酸
二氧化锰
石蕊试液
先变红后褪色
B
醋酸
粉状贝壳
Na2SiO3溶液
无浑浊
C
浓氨水
生石灰
AgNO3溶液
无明显现象
D
浓硝酸
铜
水
生成无色气体并在试管口变为红棕色

创新设计P75－题组2－1、2

四、硝 酸
1、物理性质： 色 态 挥发， 气味，与水以任意比互溶。
2、化学性质
（1）酸的通性：（注意HNO3与金属反应时不产生H2）
（2）不稳定性：在常温下见光或受热就会分解，硝酸越浓就越 ，
反应方程式：
『思考』久置的浓HNO3显 黄色，原因是HNO3分解产生的 溶于硝酸的缘故。
（3）强氧化性（完成下列反应方程式）：
① Cu＋ HNO3(浓) —
② Cu＋ HNO3(稀) —
③ Mg＋ HNO3（极稀）— Mg(NO3)2+ N2O + H2O
④ Fe＋ HNO3(稀，过量) —
⑤ Fe(过量) ＋ HNO3(稀) —
⑥ C＋ HNO3(浓) —
⑦ FeO＋ HNO3(稀) —
⑧ Na2SO3＋ HNO3(稀) —
硝酸与金属、非金属反应的一般规律
1．硝酸与金属反应的一般规律
(1)金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。
(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。
(3)金属与HNO3反应的一般通式为
①金属＋浓硝酸―→金属硝酸盐＋NO2↑＋H2O
反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。
②金属＋稀硝酸―→金属硝酸盐＋NO↑＋H2O
反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。
2．硝酸与非金属反应的规律
(1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物、二氧化氮和水。
(2)与非金属反应，HNO3表现强氧化性，不表现酸性。

6．发现盛放浓硝酸的试剂瓶中硝酸显黄色，如何处理？
7．铝和铁在浓硝酸中“钝化”是化学变化吗？
8．在下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是 (　　)
A．FeO和HNO3 B．Al(OH)3与HNO3
C．H2S和HNO3 D．CH3与HNO3

金属与硝酸反应计算题
1．思维模型

2．计算中的守恒思想的应用
(1)原子守恒法
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO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。
(2)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。
(3)电荷守恒法
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：
c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。
(4)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NO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，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。

【例1】　在浓硝酸中放入铜片：
(1)开始反应的化学方程式为_________________________________________________，
实验现象为________________________________________________________________。
(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为______________________________。
(3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，原因是_______。
(4)若将12.8 g铜与一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，得NO、NO2混合气体5.6 L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是________。
【例2】　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：
(1)NO的体积为______ L，NO2的体积为______ L。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。
课时规范训练
1. 有甲、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂，对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。

化学试剂：①NH4Cl固体、②浓氨水、③固体NaOH
(1)甲同学想方便快速制取少量氨气，应选择的装置是　　　　　(填序号)，选用试剂是　　　　
(填序号)。选用上述试剂制氨气的理由是________________________________________，
实验过程中，制气时的实验操作是_____________________________________________。
(2)乙同学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收
集氨气，并确保不污染环境，请你根据其设想回答：
①若用排气法收集氨气，请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用试剂
(自选)名称。
②若用排液集气法收集NH3，可选用的试剂是(填序号)________。
A．H2O B．浓H2SO4 C．CCl4 D．饱和NaCl溶液
2. 将3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 mol·L－1的HNO3充分反应，还原产物有NO和NO2，若反应后溶液中有a mol H＋，则此时溶液中含NO的物质的量为 (　　)
A．0.5 a mol B．(0.1＋a) mol C．0.1 a mol D．2 a mol
3. 将22.4 g铁粉逐渐加入到含HNO3 0.8 mol的稀HNO3中，反应生成气体的物质的量(x)随消耗铁粉的物质的量(y)的变化关系如图所示，其中正确的是 (　　)

4. 为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理(反应方程式：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O)。现有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体恰好被V L氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为 (　　)
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
5. 下图中A～J分别代表相关反应的一种物质。已知A分解得到等物质的量的B、C、D，图中有部分生成物未标出。

请填写以下空白：
(1)A的化学式________。
(2)写出反应①②的化学方程式：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
(3)写出反应③的离子方程式：_________________________________________________。
(4)J与F反应的化学方程式： __________________________________________________。
(5)在反应④中，当生成标况下2.24 L G时，转移电子数为__________mol。

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