文档文本内容
第 03 讲 氮及其重要化合物
目录
01
考情透视·目标导航
02 知识导图·思维引航.....................................................................................................
03考点突破·考法探究......................................................................................................
考点一 氮气及氮的氧化物..................................................
知识点1 氮的固定和氮气.................................................
知识点2 氮氧化物......................................................
知识点3 氮氧化物对环境的污染及防治.......................................
考向1 氮循环..........................................................
考向2 氮及其化合物的转化................................................
考向3 氮氧化物溶于水的问题分析..........................................
考点二 氮气铵盐..........................................................
知识点1 氨的分子结构与性质..............................................
知识点2 氨的实验室制法.................................................
知识点3 铵盐及NH的检验................................................
考向1 氨气的性质和实验室制法............................................
考向2 喷泉实验........................................................
考点三 硝酸..............................................................
知识点1 硝酸的性质.....................................................
知识点2 硝酸工业制法...................................................
考向1 硝酸的性质.......................................................
考向2 硝酸与金属的有关计算..............................................
考向3 氮及其化合物的性质与应用..........................................04真题练习·命题洞见......................................................................................................
04真题练习·命题洞见......................................................................................................
考点要求 考题统计 考情分析
氮及其氮所 2023湖北卷1题，3分；2022天津卷4题，3分；
氧化物 2022北京卷12题，4分；2021河北卷2题，3分
本讲单独考查含氮化合物的性质的
可能性不大，但与其相关的内容会
分散在一些题目中进行考查。选择
2023 新课标卷 12 题，6 分；2023 辽宁卷 3 题，3
题常从宏观辨识与微观探析角度考
分；2023浙江1月5题，2分；2022天津卷4题，3
氨气、铵盐 查氮的固定、氮氧化物的回收利
分；2021 全国甲卷 9 题，6 分；2021 浙江 1 月 10
用，具有一定的创新性;非选择题常
题，2分
结合工艺流程、实验、化学反应原
理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的
性质，要关注守恒法在化学计算中
的应用，具有一定的综合性；磷及
2024·湖北卷8题，3分；2023山东卷2题，2分；
硝酸 其化合物一般会结合物质结构等进
2022山东卷12题，4分；2021湖北卷2题，3分
行考查，砷及其化合物会以新材
料、新技术为背景结合工艺流程、
物质结构等进行考查，具有一定的
应用性。
不同价态氮 2023湖南卷1题，3分；2022江苏卷8题，3分；
的物质相互 2022北京卷12题，3分；2022湖南卷9题，3分；
转化 2021河北卷10题，3分；2021浙江6月16题，2分
复习目标：
1．了解N、NO、NO 的性质。
2 2
2．掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO 的反应，掌握守恒法的计算技巧。
3
3．了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。
4．掌握铵根离子的检验。
5．了解氮的化合物对环境的影响。考点一 氮气及氮的氧化物
知识点1 氮的固定和氮气
1．氮的固定2．氮气
(1)物理性质：色味气体，密度比空气略小，溶于水。
(2)化学性质
【名师提醒】
1．氮的非金属性很强，但N 非常稳定，其原因是氮氮三键很强。
2
2．氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，可简单表示为N→含氮化合物。
2
知识点2 氮氧化物
1．氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如NO、NO、NO 、NO (或
2 2 3 2
NO)、NO，其中属于酸性氧化物的是NO、NO。
2 4 2 5 2 3 2 5
2．NO和NO 的比较
2
性质 NO NO
2
颜色、气味、状态 无色、无味气体 红棕色、有刺激性气味气体
溶解性 不溶于水 易溶于水
毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一
与水反应 不反应 3NO ＋HO===2HNO ＋NO
2 2 3
与氧气反应 2NO＋O===2NO 不反应
2 2
NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO 导致光化学烟
对环境的影响 2
雾、形成酸雨及破坏臭氧层
【名师提醒】
1．NO 与NO 存在下列平衡：2NO NO ，因此涉及NO 的分子数目都要考虑该平衡的存在，
2 2 4 2 2 4 2
故1 mol NO 中分子数小于N 。
2 A
2．NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而 NO 只能用向上排空气法收集，不能用排水法收
2
集。
3．验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入O(或空气)，无色气体变为红棕色。
2
4．NO 既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO 能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。
2 2知识点3 氮氧化物对环境的污染及防治
1．常见的污染类型
(1)光化学烟雾：NO 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。
x
(2)酸雨：NO 排入大气中后，与水反应生成HNO 和HNO，随雨雪降到地面。
x 3 2
(3)破坏臭氧层：NO 可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
2
(4)NO与血红蛋白结合使人中毒。
2．常见的NO 尾气处理方法
x
(1)碱液吸收法
2NO ＋2NaOH===NaNO ＋NaNO ＋HO，NO ＋NO＋2NaOH===2NaNO ＋HO
2 3 2 2 2 2 2
NO 、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO )≥n(NO)，一般适合工业尾气中NO
2 2 x
的处理。
(2)催化转化法
在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N )，或NO 与CO在一定温度下催化转化为
2 x
无毒气体(N 和CO)，一般适用于汽车尾气的处理。
2 2
考向1 氮循环
【例1】自然界的氮循环如图所示。下列说法中，不正确的是( )
A．工业合成氨属于人工固氮
B．雷电作用下N 与O 发生化学反应
2 2
C．在氮循环过程中不涉及氧化还原反应
D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
【名师点睛】【变式训练】自然界中氮循环的部分过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．雷电是使大气中的氮转化为硝酸盐的最主要方式
B．氨或铵盐转化为亚硝酸盐属于氮的固定
C．多数蛋白质在动物体内被直接吸收
D．研究自然界中的元素循环有利于解决环境和资源问题
考向2 氮及其化合物的转化
【例2】(2024•广东省江门市期中)现有氮及其化合物的转化关系如下图，则下列说法不正确的是( )
A．上述所有反应都是氧化还原反应
B．“一场雷雨，一场肥”路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是模拟雷电固氮的过程
C．反应①中每生成1 mol NO，转移4 mol 电子
D．S元素也能发生类似的转化，最终得到硫酸
【思维建模】
(1)氮气与氧气反应的条件为放电，而一氧化氮与氧气在常温下就可反应，且反应速率较大。
(2)N O 2NO 的正反应为吸热反应。
2 4 2
(3)二氧化氮气体中存在一定量的四氧化二氮。
【变式训练】氮及其化合物的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述所有反应都是氧化还原反应
D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO
2
考向3 氮氧化物溶于水的问题分析
【例3】将充有m mL NO和n mL NO 的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O ，若m<n，则充分反
2 2
应后，量筒内剩余的气体体积为( )
A．3(m－n)mL B．(m＋n)mL C．(m－n)mL D． mL
【思维建模】
无论是单一气体(NO )，还是 NO、NO 、O 中的两者的混合气体，反应的实质是 3NO ＋
2 2 2 2
HO===2HNO ＋NO，2NO＋O===2NO，故若有气体剩余只能是NO或O，不可能是NO 。
2 3 2 2 2 2
(1)若NO和O 通入水中，总反应式为4NO＋3O＋2HO===4HNO (NO∶O＝4∶3)。
2 2 2 3 2
(2)若NO 和O 通入水中，总反应式为4NO ＋O＋2HO===4HNO (NO ∶O＝4∶1)。
2 2 2 2 2 3 2 2
【变式训练】在标准状况下，将O 和NO 按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体
2 2
逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为( )
A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1
考点二 氨和铵盐
知识点1 氨的分子结构与性质
1．氨的分子结构和物理性质
电子式 密度 颜色、气味 水溶性
比空气小 无色、有强烈_______气味 ______溶于水(1∶700)
2．氨的化学性质
(1)氨与水的反应：NH ＋HO NH ·H O ____________。
3 2 3 2
(2)氨与酸的反应：蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有______生成，将浓盐
酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式：NH ＋HCl===NHCl、NH ＋HNO===NHNO 。
3 4 3 3 4 3
(3)与盐溶液的反应，如过量氨水与AlCl 反应的离子方程式：Al3＋＋3NH ·H O===Al(OH) ↓＋3NH。
3 3 2 3(4)氨的还原性——氨的催化氧化，化学方程式：4NH ＋5O=====4NO＋6HO。
3 2 2
【名师点晴】
氨水、液氨和一水合氨的区别
氨水 液氨 一水合氨
化学式 —— NH NH ·H O
3 3 2
纯净物，氢化
分类 混合物，多成分物，非电解质 一元弱碱
物
成分 NH 、NH ·H O、NH、OH－、H＋(极少) NH NH ·H O
3 3 2 3 3 2
联系 氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH 和NH ·H O
3 3 2
知识点2 氨的实验室制法
1．原理：2NH Cl＋Ca(OH) =====2NH ↑＋CaCl ＋2HO。
4 2 3 2 2
2．装置：“固体＋固体――→气体”(与用KClO 或KMnO 制O 的装置相同)。
3 4 2
3．收集：只能用向下排空气法。
4．验满方法：A．将湿润的____________试纸置于试管口，试纸变______色；B．将蘸有浓盐酸的玻璃
棒置于试管口，现象是有白烟产生。
5．尾气处理：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小 NH 与空气的对流速
3
度，收集到纯净的NH ，同时也可避免污染空气。
3
【名师点晴】
实验室制取氨的其他方法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热浓氨水 NH ·H O=====NH ↑＋HO
3 2 3 2
浓氨水＋固体 NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且
NaOH OH－浓度的增大有利于NH 的生成
3
CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应
浓氨水＋固体
放热，促使氨水分解。化学方程式为
CaO
NH ·H O＋CaO===NH↑＋Ca(OH)
3 2 3 2
知识点3 铵盐及NH的检验1．铵盐的物理性质
绝大多数铵盐都是白色固体，都易溶于水。
2．铵盐的化学性质
3．NH的检验
未知液――→呈碱性――→湿润的____________试纸变______色，则证明含NH。
考向1 氨气的性质和实验室制法
【例1】下列装置用于实验室探究NH 的性质，其中能达到实验目的的是( )。
3
【变式训练】用下列实验装置和方法进行相应实验，能达到实验目的的是( )。
A．用甲装置制备干燥的氨
B．用乙装置收集Cu与浓硝酸反应产生的气体并测量其体积
C．用丙装置除去CO 中含有的少量HCl
2
D．用丁装置吸收NH 并防止倒吸
3
考向2 喷泉实验【例2】课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案如图所示，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CCl 全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
4
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．在装置④的水槽中慢慢加入浓硫酸并打开止水夹
【思维建模】
喷泉实验的发生装置及操作方法
引发操作：
原装置：打开活塞，挤压胶头滴管的胶头，使少量水进入烧瓶。
装置(Ⅰ)：向导管中通入一定量的HS和SO ，现象为有淡黄色固体生成，烧瓶内壁附有水珠，NaOH
2 2
溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅱ)：打开①处的活塞并向烧瓶中缓慢通入少量的HCl气体后关闭该活塞，等充分反应后再打开②处的活塞，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅲ)：挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则右边烧瓶出现喷白烟的现象，再打开导
管下部活塞，则可产生双喷泉。
【变式训练】在如图所示的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种液体。挤
压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是( )
选项 气体 液体 喷泉颜色
A Cl 饱和食盐水 黄绿色喷泉
2
B NH 含有酚酞的HO 红色喷泉
3 2
C HCl AgNO 溶液 白色喷泉
3
D CO 含有酚酞的NaOH溶液 红色喷泉
2
考点三 硝酸
知识点1 硝酸的性质
1．物理性质
硝酸是______、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．化学性质
(1)不稳定性
反应：4HNO(浓)=====2HO＋4NO ↑＋O↑。
3 2 2 2
(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：稀硝酸与铜反应：__________________________________________；
浓硝酸与铜反应：__________________________________________。
② 与非金属反应：
浓硝酸与C的反应：__________________________________________。
③与还原性化合物反应：
硝酸可氧化HS、SO 、NaSO 、HI、Fe2＋等还原性物质。
2 2 2 3
稀硝酸与FeSO 溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2HO。
4 2
(3)与有机物反应
③ 显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变______色。
【名师提醒】
1．市售浓硝酸呈黄色的原因是硝酸分解生成的 NO 溶解在硝酸里。消除方法：向变色浓硝酸中通氧
2
气。
2．硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于阴凉处，不能用橡胶塞。
3．强氧化性：从氮元素化合价角度看，HNO 中N元素显+5价，处于最高价，故HNO 具有很强的氧
3 3
化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，其氧化性越强。
知识点2 硝酸工业制法
1．NH 在催化剂作用下与O 反应生成NO：______________________________；
3 2
2．NO进一步氧化生成NO ：________________________；
2
3．用水吸收NO 生成HNO：________________________。
2 3
【名师点晴】考向1 硝酸的性质
【例1】(2024·北京市昌平区二模)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(
)
① ② ③
A．①中发生了反应4HNO 4NO ↑+O ↑+2H O
3 2 2 2
B．由②中产生红棕色气体可推测木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③中有红棕色可推测出浓硝酸可能具有挥发性
D．③的气体产物中检测出CO，不能得出木炭与浓硝酸发生反应的结论
2
【名师点睛】
1．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。浓硝酸与金属反应
的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO 和NO的混合物。
2
2．硝酸与具有还原性的弱酸盐(如NaSO 、NaI等)、碱性氧化物、碱以及其他还原剂反应时，优先发
2 3
生氧化还原反应。
3．在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H＋和NO的组合，它们相当于HNO，能
3够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NO不能氧化这些离子。
【变式训练】在通风橱中进行下列实验：
步骤
Fe表面产生大量无色气泡，液面上 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速
现象
方变为红棕色 停止
下列说法中不正确的是( )
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO+O =2NO
2 2
B．Ⅱ中的现象说明常温下铁在浓硝酸中发生钝化
C．过量铁与稀硝酸反应生成亚铁盐
D．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO 的氧化性强于浓HNO
3 3
考向2 硝酸与金属的有关计算
【例2】(2024•湖南省名校联考期中)将2.56 gCu投入12mL10mol·L-1硝酸中，恰好完全反应，向反应后
的溶液中加入40mLamol·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，将生成的气体与bmol O 一起通入足量NaOH
2
溶液中，气体恰好被完全吸收生成c mol NaNO 。下列判断正确的是( )
3
A．生成的气体中只有NO B．
C． D．
【思维建模】
1．硝酸与金属反应的计算模型
2．计算技巧
(1)原子守恒法：HNO 与金属反应时，一部分HNO 起酸的作用，反应后以NO -的形式存在于溶液中；
3 3 3
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HNO 的物质的量。
3
(2)得失电子守恒法：HNO 与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 中氮元素得到的电子的物质的量等
3 3
于金属失去的电子的物质的量。
(3)电荷守恒法：HNO 过量时反应后的溶液(不考虑OH-)中有c(NO -)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。
3 3(4)离子方程式计算法：金属与HSO 、HNO 的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO -在HSO 提供H+的
2 4 3 3 2 4
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。
3
【变式训练】(2024•安徽省合肥市期中)某稀溶液中含有4mol KNO 和2mol HSO ，向其中加入1.2mol
3 2 4
Fe，充分反应(已知NO -被还原为NO)，最终溶液体积为1L，下列说法正确的是( )
3
A．所得溶液中c(NO -)=2.75mol·L－1 B．所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=1：1
3
C．反应后生成NO的体积为28L(标准状况下)D．所得溶液中的溶质只有FeSO
4
考向3 氮及其化合物的性质与应用
【例3】(2024·广东省深圳市二模)自然界中氮的循环意义重大。其中，部分含氮物质的转化关系呈现
在氮及其化合物的“价一类”二维图中。下列说法不正确的是( )
A．a→b的转化是工业制硝酸的基础
B．既属于g又属于f的盐可用作氮肥
C．汽车中的三元催化器可促进尾气中的b、c向a转化
D．实验室中，常用f与强碱反应产生e来检验f中阳离子的存在
【变式训练】部分含氮物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是( )。
A．b化学性质稳定，既没有氧化性，也没有还原性B．a与f可以相互转化：a f
C．c、d、e可以相互转化：c d e
D．实验室可以用铜与e的浓溶液反应制取d
1．(2024·湖北卷，8，3分)结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是( )
事实 解释
A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强
B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C 冰的密度小于干冰 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D 石墨能导电 未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
2．(2023•湖北省选择性考试，1)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业
进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是( )
A．液氮-液氢B．液氧-液氢C．液态NO -肼 D．液氧-煤油
2
3．(2022•北京卷，12)某 的多孔材料刚好可将NO “固定”，实现了NO 与NO 分离并制备
2 4 2 2 4
HNO，如图所示：
3
己知：2NO (g) NO(g) ΔH＜0
2 2 4
下列说法不正确的是( )
A．气体温度升高后，不利于NO 的固定
2 4
B．NO 被固定后，平衡正移，有利于NO 的去除
2 4 2
C．制备HNO 的原理为：2NO+O +2H O=4HNO
3 2 4 2 2 3
D．每制备0.4mol硝酸，转移电子数约为6.02×10224．(2022•江苏卷，8)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．自然固氮、人工固氮都是将N 转化为NH
2 3
B．侯氏制碱法以HO、NH 、CO、NaCl为原料制备NaHCO 和NH Cl
2 3 2 3 4
C．工业上通过NH 催化氧化等反应过程生产HNO
3 3
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
5．(2021•浙江1月选考，10)关于反应8NH +6NO=7N +12H O，下列说法正确的是
3 2 2 2
A．NH 中H元素被氧化( )
3
B．NO 在反应过程中失去电子
2
C．还原剂与氧化剂的物质的量之比为3：4
D．氧化产物与还原产物的质量之比为4：3
6．(2021•河北选择性考试，4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧
化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是( )
A．NO 和SO 均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
2 2
B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO 和PM2.5
2
C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO 作为肥料，实现氮的固定
2
D．工业废气中的SO 可采用石灰法进行脱除
2
7．(2021·江苏卷，7)N 是合成氨工业的重要原料，NH 不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产
2 3
HNO ；HNO 能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N 与O 反
3 3 2 2
应生成NO，NO进一步氧化生成NO 。2NO(g)+O (g)=2NO (g) ΔH=-116.4 kJ·mol-1。大气中过量的NO 和
2 2 2 x
水体中过量的N 、N 均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N，
H+ O- 2
4 3
也可将水体中的N 转化为N。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
O- 2
3
A．NO(g) HNO(aq) B．稀HNO(aq) NO (g)
3 3 2
C．NO(g) N(g) D．N
O-
(aq) N(g)
2 3 2
8．(2022·海南卷，17)磷酸氢二铵[(NH )HPO ]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备
4 2 4
(NH )HPO ，装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
4 2 4回答问题：
(1)实验室用NH Cl(s)和Ca(OH) (s)制备氨气的化学方程式为 。
4 2
(2)现有浓HPO 质量分数为85%，密度为1.7 g·mL-1。若实验需100 mL 1.7 mol·L-1的HPO 溶液，则需
3 4 3 4
浓HPO mL(保留一位小数)。
3 4
(3)装置中活塞K 的作用为 。实验过程中，当出现 现象时，应及时关闭K ，打
2 1
开K。
2
(4)当溶液pH为8.0~9.0时，停止通NH ，即可制得(NH )HPO 溶液。若继续通入NH ，当pH>10.0时，
3 4 2 4 3
溶液中OH-、 和 (填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器，还可选用 作指示剂，当溶液颜色由 变为 时，
停止通NH 。
3
