高考化学　氮及其化合物 导学案.docVIP

高考化学

氮及其化合物

备考导航

复习目标

1.了解氮氧化物的性质及其相互转化、氮的循环与氮的固定。

2.了解氮循环对生态平衡的重要作用。

3.了解工业合成氨、氨气的制备及性质、铵盐的性质、氨气等泄漏的处理、NHeq\o\al(＋,4)的检验方法、氮肥的生产与合理使用。

4.了解浓硝酸、稀硝酸的性质，了解工业上生产硝酸的原理。

5.从含氮物质的性质及转化的视角分析酸雨和雾霾的成因、危害与防治。

熟记网络

课前自测

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)(2023·湖南卷)基态N原子的价层电子排布图：(√)

(2)(2023·重庆卷)收集NO：(×)

(3)(2024·海安中学)将红棕色气体通入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，该红棕色气体一定为NO2(×)

(4)(2023·浙江1月卷)工业上用氨的催化氧化制备NO(√)

(5)(2023·江苏卷)氨极易溶于水，故液氨可用作制冷剂(×)

(6)(2023·湖南卷)NH3分子的VSEPR模型：(×)

(7)加热氯化铵固体可以制氨气(×)

(8)(2024·常州期末)固氮菌能把空气中的N2转化为NH3或铵态氮肥作为自身的养料(√)

(9)(2022·山东卷)浓硝酸保存在棕色细口瓶中(√)

(10)Fe在稀硝酸中发生钝化(×)

(11)室温下铜与浓硝酸反应生成NO(×)

(12)(2023·浙江1月卷)常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2(×)

(13)(2024·丹阳中学)将红热的木炭投入浓硝酸中，有红棕色气体产生，证明木炭有还原性(×)

(14)(2023·盐城中学)向稀硫酸中先加入Cu，再滴加KNO3溶液，铜逐渐消失，说明KNO3作该反应的催化剂(×)

考点1氮气氮的氧化物

知识梳理

氮元素的存在形态和固氮

1.氮元素的存在形态

(1)游离态——N2(空气中含量最多的气体)。

(2)化合态——动植物体内、土壤、岩石和水体中。

2.氮的固定：将游离态氮转化为化合态氮的过程。

(1)自然固氮：通过闪电释放的能量将空气中的N2转化为含氮的化合物，主要反应为N2＋O2eq\o(,\s\up7(放电))2NO。

(2)人工固氮：人类通过控制条件，将氮气转化为氮的化合物，主要反应为N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3。

(3)生物固氮：豆科植物根瘤菌将N2转化成氨。

氮气的物理性质

氮气是无色、无味、难溶于水的气体。

氮气的结构及化学性质

1.N2的结构

电子式：eq\o\al(·,·)N??Neq\o\al(·,·)，结构式：N≡N，N2分子中有1个σ键、2个π键。

2.N2的化学性质

氮氮三键的键能大，氮气化学性质较稳定。

(1)与O2反应：N2＋O2eq\o(=====,\s\up7(放电))2NO

(2)与H2反应：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(工业合成氨)

(3)与Mg反应：N2＋3Mgeq\o(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2

氮气的用途

1.工业上合成氨、制硝酸。

2.灯泡填充气。

3.保存粮食、水果等食品。

4.医学上用液氮作冷冻剂。

5.代替稀有气体作焊接金属的保护气。

氮的氧化物

氮有多种价态的氧化物：eq\o(N,\s\up6(＋1))2O、eq\o(N,\s\up6(＋2))O、eq\o(N,\s\up6(＋3))2O3、eq\o(N,\s\up6(＋4))O2、eq\o(N,\s\up6(＋4))2O4、eq\o(N,\s\up6(＋5))2O5等。

1.NO和NO2的性质比较

性质

NO

NO2

物理性质

颜色

无色

红棕色

溶解性

难溶于水

能溶于水

化学性质

毒性

有毒

有毒

与O2反应

2NO＋O2===2NO2

—

与H2O反应

—

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(歧化反应)

与O2和H2O反应

4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3

4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3

与NH3反应

4NH3＋6NOeq\o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O

8NH3＋6NO2eq\o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O(归中反应)

2.NO和NO2的实验室制法

实验原理

铜与稀硝酸反应的离子方程式：

3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

(NO用排水法收集，不能用排空气法收集)

铜与浓硝酸反应的离子方程式：

Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al