考向12氮及其化合物

【2022湖南卷】科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些生物酶體系可以促進(jìn)H+和e-的轉(zhuǎn)移（如a、b和c）,能將海洋中的NO：轉(zhuǎn)化

為N。進(jìn)入大氣層，反應(yīng)過程如圖所示。

NH；H,0

下列說法正確的是

A.過程I中NO?發(fā)生氧化反應(yīng)

B.a和b中轉(zhuǎn)移的e-數(shù)目相等

C.過程H中參與反應(yīng)的n（NO）:n（NH；）=l:4

D.過程I-HI的總反應(yīng)為NC）2+NH；=N2T+2H2O

【答案】C

【解析】A.由圖示可知，過程I中NO2轉(zhuǎn)化為NO,氮元素化合價由+3價降低到+2價，NO?作氧化劑，

被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；

B.由圖示可知，過程I為NO；在酶1的作用下轉(zhuǎn)化為NO和HzO,依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守

陽

+

恒可知，反應(yīng)的離子方程式為：NO；+2H+e=NO+H2O,生成ImolNO,a過程轉(zhuǎn)移lmole;過程n為NO

和NH；在酶2的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2O和N2H4,依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可

知，反應(yīng)的離子方程式為：2NO+8NH；"2H2O+5N2H4+8H+,消耗ImolNO,b過程轉(zhuǎn)移4moie1轉(zhuǎn)移電子

數(shù)目不相等，B借誤；

酸2

C.由圖示可知，過程n發(fā)生反應(yīng)的參與反應(yīng)的離子方程式為：2NO+8NH：=2H2O+5N2H4+8H+,

n(NO):n(NHp=l:4,C正確；

+

D.由圖示可知，過程in為N2H4轉(zhuǎn)化為N2和4H+、4e-,反應(yīng)的離子方程式為：N2H4=N2+4H+4e-,過程

4

UH的總反應(yīng)為：2N02+8NH；=5N2t+4H2O+24H+18e-,D錯誤;

答案選C。

+5HN()

3NaNO3

+4

N02

NaN()

HNO22

+2NO

0

NHNHrHzONHC1

3--4-->

氫化物單質(zhì)氧化物酸堿鹽

圖1氮元素價一類二維圖

知識點(diǎn)一氮?dú)饧暗难趸?/p>

1.氮的存在和氮的固定

N2(空氣中體積分?jǐn)?shù)約為78%)

分為自然固氮和人工固氮

動植物體內(nèi)、土壤和水體中

2.氮?dú)?/p>

(1)物理性質(zhì)：芨色芨味氣體，密度比空氣略小，運(yùn)溶于水。

(2)化學(xué)性質(zhì)

①M(fèi)g離子化合物，遇水

MgN

N=N32強(qiáng)烈水解

氮

共價鍵

的

牢固，固

分子穩(wěn)定

定

寫出有關(guān)化學(xué)方程式：

占燃

①3M&+義4^Mg3N2；

局7顯、局

②2+3%\農(nóng)化劑2NH3；

,放電或高溫

③N2+O2—~2N0。

［名師點(diǎn)撥］(1)N2到NCh不能一步轉(zhuǎn)化完成。

(2)Mg3N2只能干態(tài)制取，遇水強(qiáng)烈反應(yīng)，生成氫氧化鎂沉淀，放出氨氣。

3.氮的氧化物

(1)氮有多種價態(tài)的氧化物：N20>NO、N2O3、NO?、N2O4、N2O5等，其中屬于酸性氧化物的是N&、

N2Q50

(2)N0和N02性質(zhì)的比較

NO

NO2

顏色無色紅棕色

物理

毒性有毒有毒

性質(zhì)

溶解性不溶于水易溶于水

與。2反應(yīng)2NO+O2=2NO2一

化學(xué)

能與H2O

性質(zhì)—3NO2+H2O=2HNO3+NO

反應(yīng)

［名師點(diǎn)撥］⑴氮的氧化物都有毒，其中NCh與N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4,因此

實(shí)臉測得N02的相對分子質(zhì)量總大于46。

(2)臉證某無色氣體為NO的方法是向無色氣體中通入。2(或空氣)，無色氣體變?yōu)榧t棕色。

(3)NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。

4.氮氧化物對環(huán)境的污染及防治

(1)常見的污染類型

光化學(xué)煙霧NO.在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一種有毒

的煙霧

酸雨NO*排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HN03和HN02，隨雨雪降到地面

破壞臭氧層NO,可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加

(2)常見的NO工尾氣處理方法

①堿液吸收法

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO3+H2O

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)>n(NO),一般適合于工業(yè)尾氣中NOV

的處理。

②催化轉(zhuǎn)化法

在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)或N。、.與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無

毒氣體(N2和C02),一般適用于汽車尾氣的處理。

知識點(diǎn)二氨和鉞鹽

1.氨的分子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)

電子式密度氣味水溶性(常溫)

極易溶于水

II：\：H刺激性氣

比空氣小(體積比約1:

味

H700)

2.氨的化學(xué)性質(zhì)

氨水(顯堿性)

'與水反應(yīng)

NH士”由島

(1)氨氣與水的反應(yīng)

+

NH3+H2ONH3HoNH+0H,氨氣溶于水得氨水。

4

+

①氨水中含有的微粒：、、、、，才。

NHTHQNH3H2ONH4OH

②NH3H2O為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解：NH3H2O=^=NH3T+H2O0

(2)氨氣與酸的反應(yīng)

蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現(xiàn)象有白煙生成,將濃鹽酸改為濃硝酸,也會出

現(xiàn)相同的現(xiàn)象。化學(xué)方程式：HC1+NH3=NH4。、NH3+HNO3=NH4NO3。

(3)氨氣與鹽溶液的反應(yīng)

如過量氨氣與A1C13溶液反應(yīng)的離子方程式：A13++3NH3+3H2O=Al(OH)31+3Nq。

(4)氨氣的還原性

性質(zhì)化學(xué)方程式

催化劑

催化氧化

4NH3+5O2△4NO+6H2O

被CuO氧化2NH3+3CUO=^=3CU+N2+3H2O

2NH3+3C12=N2+6HC1

被氯氣氧化

或8NH3+3C12=N2+6NH4CI

催化劑

=

被氮氧化物氧6NO+4NH3=^5N2+6H2O

化催化劑

6NO2+8NH3^=7N2+12H2O

3.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法

(1)常規(guī)方法：固+固幺-氨氣

NH4cl和

Ca(OH)2

(2NH4C1+Ca(OH)2A2NH31+CaCl2+2H2O

y意皆

」固體+固體A氣體(與用KC1O3或KMnO4

I反及『宜尸制。2的裝置相同)

(凈化前置卜用堿隹干燥

I

(收集瞽置上向下排空氣法

①將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，

(驗(yàn)滿方法1試紙變覽曳

②將橇有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，

有白煙產(chǎn)生

」收集時，一般在試管口塞一團(tuán)用水或稀硫酸

(尾氣處理卜浸濕的棉花,可減小與空氣的對流速度,

NII3

收集到純凈的

NH3

(2)其他方法

方法化學(xué)方程式(或原理)發(fā)生裝置

L4

加熱2

NH3H2O=^=NH3T+H2O

濃氨水造

L

NaOH溶于水放熱，促使氨水分解，

濃氨水+

且OFT濃度的增大有利于NH3的

NaOH(s)

生成金

CaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)減少；V良

濃氨水+反應(yīng)放熱，促使氨水分解。化學(xué)方

CaO(s)程式：NH3H2O+CaO=NH3f+

Ca(OH)2

4.錢鹽及NH,的檢驗(yàn)

4

(1)錢鹽的物理性質(zhì)

鏤鹽都是曳色固體，均易溶于水。

(2)錢鹽的化學(xué)性質(zhì)

NH?△

——>NH|C1==NH："+HC1十

受熱分解

NH,HC()△

-3NH1HCO3-=NH："+

鐵C()t+HO

撲22

1L1L

Na()H,△

NHf+OH=NH："+4H?()

(用離子方程式表示)

(3)NH4的檢驗(yàn)

_______強(qiáng)堿_________濕潤的紅色_____________知/______

|無色氣體||試紙變藍(lán)色||有N%

知識點(diǎn)三硝酸氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化

1.硝酸

(1)物理性質(zhì)：硝酸是無色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。

(2)化學(xué)性質(zhì)

具有酸的通性

7，一、苯甲苯強(qiáng)酸性

硝化反應(yīng)1―?有機(jī)溫1強(qiáng)氧化性-與金屬、非金屬及

顏色反應(yīng)還原性化合物反應(yīng)

NO2

①不穩(wěn)定性

人或光昭

反應(yīng)：4HNO3(濃)2H2O+4NO2T+O23

［名師點(diǎn)撥］(1)市售濃硝酸呈黃色的原因是：硝酸分解生成的N02溶解在硝酸里。

(2)硝酸要保存在棕色試劑瓶中，置于冷暗處，不能用橡膠塞。

②強(qiáng)氧化性

濃、稀硝酸均具有強(qiáng)氧化性，濃度越大，氧化性越強(qiáng)，其還原產(chǎn)物的價態(tài)越高。還原產(chǎn)物一般為

HNC)3(濃)一>N02，HNO3(#)―>N0?

稀硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：

能與金3Cu+8HNC)3(稀)=3Cu(NC>3)2+2N0T+4H?0

屬反應(yīng)濃硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Cu+4HNC)3(濃)=CU(NO3)2+2NO2T+2氏0

能與非濃硝酸與c反應(yīng)的化學(xué)方程式：

金屬

反應(yīng)C+4HNO3(濃CO2T+4NO2T+2H2。

能與還原

可氧化Fe2+,H2S、SO2、Na2so3、HI等還原性物質(zhì)。如與

性化合

FeSC>4溶液反應(yīng)：3Fe2++4H++NO=3Fe3++NOt+2HO

物反應(yīng)32

［名師點(diǎn)撥］常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸能發(fā)生"鈍化”，并非不反應(yīng)，故濃硝酸可以用鐵桶盛放。

(3)工業(yè)制法

催化劑

①NH3在催化劑作用下與02反應(yīng)生成NO：4NH3+5O2=^=4N0+6H20。

②NO進(jìn)一步氧化生成N02：2NO+O2=2NO?。

③用水吸收NCh生成HNO3：3NO2+H2O=2HNO3+NO。

2.氮及其化合物的轉(zhuǎn)化

(1)轉(zhuǎn)化關(guān)系

。2,催化劑、△Cu,稀溶液

Ca(CM).A純02,點(diǎn)燃。2,放電VT0H0

2NNO22

NH4CINH<_>,2<.>.=TNO一HNO3

*HC1-3高溫、HO2濃溶液

H2,NH32Cu,

高壓、催化劑、，Mg,點(diǎn)燃

-----工一Mg3N2

N204

(2)化合價變化及規(guī)律

①歧化——同一物質(zhì)中某元素的化合價在同一反應(yīng)中既升高又降低。

如：3NO2+H2O=2HNO3+NO

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H20。

②歸中——不同物質(zhì)中同一元素的不同化合價在同一反應(yīng)中只靠攏

如：6NO+4NH3=^=5N2+6H2O

NO2+N0+2NaOH=2NaNO2+H20

③含氮物質(zhì)的連續(xù)氧化

N—O2HoO

NO—。N02—―HNOj；

OO7HoO

NH3―。2NO—JN02―>HNOjo

j基就常

i.下列關(guān)于氮及其化合物的說法，不正確的是（）

A.在日光照射下，二氧化氮能使氧氣經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)生成臭氧

B.氨水可作化肥，氮肥還有錢態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥和尿素

C.硝酸不穩(wěn)定，在常溫下見光或受熱會發(fā)生分解

D.亞硝酸鈉與硝酸銀溶液反應(yīng)生成不溶于稀硝酸的沉淀

2.下列關(guān)于物質(zhì)檢驗(yàn)或推斷正確的是（）

A.蘸有濃氨水的玻璃棒靠近某溶液，觀察到白煙，則該溶液為鹽酸

B.對某物質(zhì)進(jìn)行焰色反應(yīng)，觀察到黃綠色的火焰，則該物質(zhì)為鋼鹽

2-

C.向某溶液中滴加鹽酸，能產(chǎn)生無色能使品紅溶液褪色的氣體，則原溶液中一定存在so,

D.向某溶液中滴加NaOH溶液，加熱，若產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則證明原溶液中

+

存在NH4

3.某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了有關(guān)Cu、稀硝酸、稀硫酸化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示。下列有關(guān)說法正

確的是（）

■

卜稀硝酸

稀硫酸

r二

6?

o。

6-

-

二

！

砥-過量銅片同一銅片剩余旬

③

①②

A.實(shí)驗(yàn)①中溶液呈藍(lán)色，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明HNO3被Cu還原為NO2

B.實(shí)驗(yàn)③中滴加稀硫酸，銅片繼續(xù)溶解，說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的強(qiáng)

C.實(shí)驗(yàn)③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+CU（NO3）2+4H2SO4=4CUSO4+2NOf+4H2O

D.由上述實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：Cu在常溫下既可以和稀硝酸反應(yīng)，又可以和稀硫酸反應(yīng)

4.在100mL稀HNO3和稀H2s組成的混合溶液中，兩種酸的物質(zhì)的量濃度之和為0.4moLLl向該溶

液中加入足量的銅粉后加熱，充分反應(yīng)后，所得溶液中CM+的物質(zhì)的量濃度最大值為（反應(yīng)前后溶液體積變

化忽略不計(jì)）（）

A.0.15mol-L1B.0.24mol-L-1

C.0.30mol-L1D.0.36mol-L1

5.資料顯示：一定條件下NH.3能還原CuO。為了證明資料的真實(shí)性，利用下列裝置（含藥品）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其

中錯誤的是（）

D.吸收尾氣

3提弁第

1.（2022?江蘇揚(yáng)州?一模）下列氮及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是

A.叱性質(zhì)穩(wěn)定，可用作某些反應(yīng)的保護(hù)氣

B.NH；易溶于水，可用作制冷劑

C.NH4HCO?受熱易分解，可用作氮肥

D.NOn呈紅棕色，可用于制備硝酸

2.（2022?江蘇省如皋中學(xué)三模）氮及其化合物在生產(chǎn)生活中具有廣泛的應(yīng)用。氨氣可用于生產(chǎn)氮肥和處理

NOx等氣體，氨水可用于吸收SO2,NO、可用于制取硝酸，硝酸可洗滌試管上的銀鏡。NO2能與懸浮在大氣

中海鹽粒子相互作用，反應(yīng)為2NO2+NaCl=NaNO3+QNO（ClNO中N為中心原子，各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定

結(jié)構(gòu)）。NO能被FeSCU溶液吸收生成［Fe（NO）H2O）5jSO4。在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)

現(xiàn)的是

A.NH3-H2O（aq）NH4HSO3（aq）B.NH3a>NO2

H

C.NO-0>HNO3D.Ag稀硝酸>H?

3.（2022.遼寧?二模）“價一類”二維圖是元素化合物知識系統(tǒng)化的良好工具，氮及其化合物的價類二維圖如

下圖所示。

金

+5-

NOj

元D

NO

2

索+4-

的

C

化+2-

合

價

B

E

H,0

NH

A

3

1

1

1

1

1

1

別

物質(zhì)類

--—

----

----

----

----

----

----

----

―-

鹽

堿

酸

化物

質(zhì)氧

物單

氫化

的是

法正確

下列說

液中

藍(lán)則溶

試紙變

色石蕊

濕潤紅

若管口

熱，

，加

管中

于試

溶液

量E

取適