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考点一：氮及其氧化物
1．氮的固定
2．氮气
(1)物理性质： 色 味的气体，密度比空气略小， 溶于水。
(2)化学性质
写出有关化学方程式：
①3Mg＋N2=====Mg3N2；
②N2＋3H22NH3；
③N2＋O2=======2NO。
(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？
①文物馆将贵重文物保存在氮气中________。
②氮气是合成氨工业的重要原料________。
③雷电是自然界重要的固氮方式________。
④医疗上，液氮是常见的冷冻剂________。
第22 讲 氮及其氧化物 硝酸
01 了解氮及其氧化物的主要性质及应用；了解氮氧化物对环境的影响。
02 掌握硝酸的性质及应用。
重点·夯基易错
1
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3．氮的氧化物
(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N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、
N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、 。
(2)NO 和NO2的比较
性质
NO
NO2
色、味、态
水溶性
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
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
与氧气反应
2NO＋O2===2NO2
不反应
【点拨】 ①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于
46。②验证某无色气体为NO 的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。
4．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：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
④NO 与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NOx尾气处理方法
①碱液吸收法
工业尾气中的NOx 常用碱液吸收处理，NO2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是
n(NO2)≥n(NO)。
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(N2)，或NOx与CO 在一定温度下催化转化为无
毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
1．固氮反应一定属于氧化还原反应( )
2．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
3．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( )
4．利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气( )
5．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( )
2
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氮的氧化物与O2、H2O 反应的计算
1．利用关系式求解
氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO＋O2===2NO2。
叠加后得①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3；
②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3；
③NO2＋NO＋O2＋H2O===2HNO3。
若NO2、O2混合气体通入水中，由①式可知其体积比有：
V(NO2)︰V(O2)
若NO、O2通入水中，由②式可知其体积比有：
V(NO)︰V(O2)
若NO、NO2、O2通入水中，当V(NO)︰V(NO2)︰V(O2)＝1︰1︰1 时，恰好转化为HNO3，即按③式反应。
当V(NO)︰V(NO2)︰V(O2)≠1︰1︰1 时，可先将NO2转化为NO，然后再按照NO 和O2溶于水的反应进行计
算。
2．依据氮氧原子个数比求解
通过上述方程式的关系，我们不难发现：无论是哪种情况，生成HNO3的NO、NO2、O2中氮氧原子个数比
都为2︰5。都等效于硝酸的酸酐N2O5与H2O 的反应。在解题时，我们也可以利用这个关系来进行分析判
断，并最终得出结论。
氮氧原子个数比
3．利用电子守恒关系求解
从氧化还原反应的电子得失角度分析上述反应，都是氮的氧化物被氧气氧化生成硝酸。
NO――→HNO3 NO2――→HNO3
O2――→HNO3
解题时，可以根据氮的氧化物失电子总数＝氧气得电子总数的关系来求解。
1．氮是生命活动不可缺少的重要元素。下列叙述错误的是( )
A．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境
B．点燃的镁条在氮气中不反应
C．氮气是工业合成氨的原料之一
D．氮的固定是将大气中的氮气转化成氮的化合物
2．下列有关氮的氧化物的说法正确的是( )
A．NO 和NO2混合气体的尾气可以用水吸收
B．4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA
方法·规律总结
点拨·能力培养
3
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C．用湿润的淀粉-KI 试纸鉴别Br2(g)和NO2
D．除去NO 中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥
1．（2023·江苏·高考真题）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：
B．工业制硝酸过程中的物质转化：
C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：
D．实验室制备少量
的原理：
2．（2022·江苏·高考真题）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．自然固氮、人工固氮都是将
转化为
B．侯氏制碱法以
、
、
、
为原料制备
和
C．工业上通过
催化氧化等反应过程生产
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”
3．（2022·天津·高考真题）燃油汽车行驶中会产生CO、NO 等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化
器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是
A．甲是空气中体积分数最大的成分
B．乙是引起温室效应的气体之一
C．反应(Ⅰ)在常温下容易发生
D．反应(Ⅱ)中NO 是氧化剂
真题·明考向
4
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4．（2024·湖南·高考真题）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HNO3中表面钝化
B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C．红棕色逐渐变浅的主要原因是
D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全
5．（2022·山东·高考真题）在NO 催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法
错误的是
A．含N 分子参与的反应一定有电子转移
B．由NO 生成
的反应历程有2 种
C．增大NO 的量，
的平衡转化率不变
D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少
6．（2022·浙江·高考真题）下列实验对应的离子方程式不正确的是
5
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A．将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合：
+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
B．将少量NO2通入NaOH 溶液：2NO2+2OH-=
+
+H2O
C．将少量SO2通入NaClO 溶液：SO2+H2O+2ClO-=
+2HClO
D．向氨水中滴入少量硝酸银溶液：Ag++2NH3·H2O=
+2H2O
考点二：硝酸
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
反应：4HNO3=====2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②与非金属反应
浓硝酸与C 反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
③与还原性化合物反应
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：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)与有机物反应
重点·夯基易错
6
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①硝化反应(与
反应)：
＋HNO3――→
＋H2O；
②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变黄色。
1．常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
2．可用稀HNO3与FeS 固体反应制取H2S( )
3．铜、碳分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性( )
4．在酸性条件下，NO 与I－、Fe2＋、SO 等离子均不能大量共存( )
5．Cu 在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中( )
6．试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去( )
7．浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同( )
8．浓HNO3溅到皮肤上，皮肤会变黄( )
1．金属与硝酸反应计算的思维流程
2．硝酸工业制法的反应原理
(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO
4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O。
(2)NO 进一步氧化生成NO2
2NO＋O2===2NO。
(3)用水吸收NO2生成HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
方法·规律总结
7
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1．用动态观点理解Cu 与浓HNO3的反应
向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。
(1)反应开始阶段产生______________________色气体，化学方程式为_________________________。
(2)反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为______________________________。
(3) 待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu 片上又有气泡产生，原因是
______________________________________________________________________________。
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。请回答下列问题：
(1)NO 的体积为____ L，NO2的体积为______ L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是_________________________________________________。
(3)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。
(4)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。
1．（2024·贵州·高考真题）根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是
选
项
实验操作及现象
结论
A
将Zn 和
溶液与Cu 和
溶液组成双液原电池，连通后铜片
上有固体沉积
原电池中Zn 作正极，Cu
作负极
B
向洁净试管中加入新制银氨溶液，滴入几滴乙醛，振荡，水浴加热，
试管壁上出现银镜
乙醛有氧化性
C
向苯酚浊液中加入足量
溶液，溶液由浑浊变澄清
苯酚的酸性比
强
D
向
溶液中先通入适量
，无明显现象，再加入稀
，有白
色沉淀生成
稀
有氧化性
A．A
B．B
C．C
D．D
2．（2024·河北·高考真题）关于实验室安全，下列表述错误的是
点拨·能力培养
真题·明考向
8
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A．
等钡的化合物均有毒，相关废弃物应进行无害化处理
B．观察烧杯中钠与水反应的实验现象时，不能近距离俯视
C．具有
标识的化学品为易燃类物质，应注意防火
D．硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时应注意防护和通风
3．（2024·湖北·高考真题）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
A．A
B．B
C．C
D．D
4．（2024·浙江·高考真题）下列说法不正确的是
A．
呈两性，不能用于治疗胃酸过多
B．
能与
反应产生
，可作供氧剂
C．
有还原性，能被氧化成
D．
见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中
5．（2024·浙江·高考真题）根据实验目的设计方案并进行实验，观察到相关现象，其中方案设计或结论不
正确的是
实验目的
方案设计
现象
结论
A
探究
和浓
反应后溶液呈绿色
的原因
将
通入下列溶液至饱和：
①浓
①无色变黄
色
②蓝色变绿
和浓
反应后溶液
呈绿色的主要原因是溶有
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②
和HNO3，混合溶液
色
B
比较
与
结合
的能力
向等物质的量浓度的
和
混合溶液中滴加几滴
溶液，
振荡
溶液颜色无
明显变化
结合
的能力：
C
比较
与
的
酸性
分别测定等物质的量浓度的
与
溶液的
前者
小
酸性：
D
探究温度对反应速
率的影响
等体积、等物质的量浓度的
与
溶液在不同温
度下反应
温度高的溶
液中先出现
浑浊
温度升高，该反应速率加快
A．A
B．B
C．C
D．D
6．（2023·全国·高考真题）根据实验操作及现象，下列结论中正确的是
选
项
实验操作及现象
结论
A
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显
现象
稀硝酸的氧化性比
浓硝酸强
B
取一定量
样品，溶解后加入
溶液，产生白色沉淀。加入浓
，仍有沉淀
此样品中含有
C
将银和
溶液与铜和
溶液组成原电池。连通后银表面有银白色
金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝
的金属性比
强
D
向溴水中加入苯，振荡后静置，水层颜色变浅
溴与苯发生了加成
反应
A．A
B．B
C．C
D．D
1．（2024·山东·模拟预测）中国科学院研究团队开发了一种基于钯修饰二氧化钛的串联光热催化氮气氧化
制备硝酸的新反应体系，实现了高选择性制备单一氧化产物硝酸（过程如图所示）。下列有关说法错误的
是
演练·提能力
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A．
中
原子的杂化方式为
B．
的作用是提高
的平衡转化率
C．该过程可实现太阳能向化学能转化
D．总反应的化学方程式：
2．（2024·河北秦皇岛·三模）我国学者用氮气为氮源高效合成了活性氮物质
，用于多种高附加值
含氮化合物的合成。
可与乙醇、有机卤代物等反应，其制备及转化为物质甲的过程如下：
下列说法错误的是
A．反应I 实现了氮的固定
B．
的电子式为
C．反应II 中的溶剂可为水
D．物质甲中存在着镜面对称的电子云
3．（2024·重庆·模拟预测）氮及其化合物的价类二维图如图所示，下列有关说法正确的是
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A．
可由
固体分解制取
B．
生成
的过程属于氮的固定
C．“雷雨发庄稼”的原理为
盐
D．向浓
中投入红热的木炭，产生红棕色气体，证明木炭可与浓
反应生成
4．（2024·海南·三模）如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质，能达到目的的是
选
项
气体
试剂
现象
结论
A
酚酞试液
溶液变红色
氨水显碱性
B
紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
有酸性和漂白性
C
溴水
溶液褪色
分子中含碳碳双键
D
淀粉-KI 溶液
溶液变蓝
有氧化性
A．A
B．B
C．C
D．D
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5．（2023·广西·模拟预测）冬季燃煤排放的大量活性溴化合物BrCl 能通过光解释放溴自由基（用Br 表
示）和氯自由基（用Cl 表示），从而影响大气中自由基（OH、
）的浓度，其循环原理如图所示。下
列说法错误的是
A．BrCl 可以与水反应生成HCl 和HBrO B．HOBr 分子中中心原子采用
杂化
C．溴自由基和氯自由基均具有强氧化性D．BrCl 的排放会造成臭氧空洞、水中汞含量超标等
6．（2024·北京·三模）在一支
注射器里充入
，然后吸入
水，用乳胶管和弹簧夹封住管
口，振荡注射器，静置后观察现象①。打开弹簧夹，快速吸入
空气后夹上弹簧夹，观察现象②。振
荡注射器，静置后再观察现象③。
下列关于该过程的分析不正确的是
A．现象①②，主要体现了
难溶于水、还原性
B．现象②③，针筒示数：
C．过程中若将空气
改成
，③能观察到针筒内无气体剩余
D．此实验启示工业上制硝酸时充入适量
可以提高氮原子利用率
7．（2024·山东日照·二模）下列关于含氮化合物之间转化反应的离子方程式书写错误的是
A．氧化物转化为酸：
B．氧化物转化为两种盐：
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C．氢化物转化为络合物：
D．酸转化为氧化物：
8．（2024·浙江·模拟预测）实验室用如图所示装置制备硝酸(加热装置已省略)，下列有关说法错误的是
A．冷却水的作用是促进硝酸蒸气冷凝，避免形成酸雾
B．该装置不使用橡皮塞和橡皮管，可避免被酸腐蚀
C．制得的硝酸可盛装在无色透明的洁净试剂瓶中
D．曲颈甑不适合制备沸点过低的物质
9．（2024·江苏扬州·模拟预测）含氮化合物在生产生活中具有重要应用，下列说法不正确的是
A．工业上常以向饱和氨的食盐水中通入CO2制备NaHCO3和NH4Cl
B．实验室可将苯和浓硝酸混合共热制备硝基苯
C．浓硝酸和浓盐酸以体积比1 3∶组成的混合物可用于溶解金、铂等金属
D．尿素是一种中性肥料，可水解成碳酸铵或碳酸氢铵，缓慢释放氨气被作物吸收
10．在
铁和铜组成的合金中加入过量硝酸并适当加热，合金完全溶解，同时生成气体X，再向所得
溶液中加入足量的
溶液，生成
沉淀，则下列X 组成中合理的是
A．
B．
C．
D．
11．（2024·山东·高考真题）钧瓷是宋代五大名瓷之一，其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O 的
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性质，取等量少许Cu2O 分别加入甲、乙两支试管，进行如下实验。下列说法正确的是
实验操作及现象
试管
甲
滴加过量
溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色；倾
掉溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失
试管
乙
滴加过量
氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色
变为深蓝色
A．试管甲中新生成的沉淀为金属
B．试管甲中沉淀的变化均体现了
的氧化性
C．试管乙实验可证明
与
形成无色配合物
D．上述两个实验表明
为两性氧化物
12．(2022·北京，12)某MOFs 的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，
如图所示：
已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0
下列说法不正确的是( )
A．气体温度升高后，不利于N2O4的固定
B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C．制备HNO3的原理为：2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
D．每制备0.4 mol HNO3，转移电子数约为6.02×1022
13．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.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
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14．（2023·湖北·高考真题）学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A 的名称为 ，装置B 的作用为 。
(2)铜与过量
反应的探究如下：
实验②中Cu 溶解的离子方程式为 ；产生的气体为 。比较实验①和②，从氧化还原角度说
明
的作用是 。
(3)用足量NaOH 处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X 为铜的氧化物，提纯干燥后的X 在惰
性氛围下加热，mgX 完全分解为ng 黑色氧化物Y，
。X 的化学式为 。
(4)取含X 粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI 完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示
剂，用
标准溶液滴定，滴定终点时消耗
标准溶液15.00mL。(已知：
，
)标志滴定终点的现象是 ，粗品中X 的相对含量
为 。
15．（2024·北京·高考真题）
是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备
。
(1)方法一：早期以硝石(含
)为氮源制备
，反应的化学方程式为：
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。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。
(2)方法二：以
为氮源催化氧化制备
，反应原理分三步进行。
①第I 步反应的化学方程式为 。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入
和
进行反应。在不同压强
下(
、
)，反应达到平衡时，测得
转化率随温度的变化如图所示。解释y 点的容器容积小于x 点的
容器容积的原因 。
(3)方法三：研究表明可以用电解法以
为氨源直接制备
，其原理示意图如下。
①电极a 表面生成
的电极反应式： 。
②研究发现：
转化可能的途径为
。电极a 表面还发生iii．
。iii 的存在，有利
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于途径ii，原因是 。
(4)人工固氮是高能耗的过程，结合
分子结构解释原因 。方法三为
的直接利用提供了一种新
的思路。
16．将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL 无色气体。
(1)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。
(2)若剩余的气体是________，则NO2、O2的体积分别是________。
18
