第2节 氮的循环
考纲定位 1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。 2.掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。 3.了解氮及其重要化合物的制备方法。 考点1| 氮气及其氧化物的性质及应用
(对应学生用书第52页)
[考纲知识整合]
1．自然界中氮的存在和氮的固定
全国卷5年考情 2017年：Ⅰ卷T26；Ⅱ卷T8(C)、T13(C) 2016年：Ⅰ卷T8(B)、T10(B)、T26；Ⅱ卷T26(4)(5)；Ⅲ卷T27 2015年：Ⅰ卷T7、T8(D)、T10(A)；Ⅱ卷T13(B) 2014年：Ⅰ卷T8(C)、T27；Ⅱ卷T28 2013年：Ⅰ卷T7(B)
2．N2的性质及应用
(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点比O2的低。 (2)化学性质
N2的电子式为:N??N:，结构式为N≡N。
高温、高压
①与H2反应的化学方程式：N2＋3H2
催化剂
点燃
②与Mg反应的化学方程式：N2＋3Mg=====Mg3N2，N2表现氧化性。 放电或
③与O2反应的化学方程式：N2＋O2=====2NO，N2表现还原性。
高温
提醒：氮元素是一种活泼非金属，但N2稳定的原因是N2分子中氮氮叁键很稳定，不易断裂，难发生化学反应。
3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5；NO2与N2O4能相互转化2NO2
2NH3，N2表现氧化性。
N2O4(写方程式)。
1
(2)NO、NO2的比较
颜色 毒性 溶解性 与O2或与H2O反应 收集方法 与人体、环境的关系 NO 无色 有毒 难溶于水 2NO＋O2===2NO2 排水法 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 NO2 红棕色 有毒 易溶于水 3NO2＋H2O=== 2HNO3＋NO 向上排空气法 [实验探究]在进行NO2溶于水的实验时有如图所示操作。
(1)将充满NO2的试管倒扣在盛有水的水槽中，可观察到的现象是：红棕色气体逐渐变2
为无色，水位上升，最后水充满整个试管的。化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
3
(2)当向试管中通入O2，现象是无色气体又变为红棕色气体，试管内液面上升至充满，继续通O2试管内液面又下降。
[高考命题点突破]
命题点1 N2和NOx的主要性质及应用 1．下列说法正确的是________(填序号) (1)食品袋中充氮气可用来防腐
(2)(2016·全国Ⅰ卷)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO (3)制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气 (4)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
(5)NO2与溴蒸气的鉴别可以用水，AgNO3溶液或CCl4，但不能用湿润的淀粉KI试纸 (6)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象 (7)在实验室里，NO和NO2均可用排水法收集
(8)NO能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒
2
(9)1 mol NO与0.5 mol O2恰好反应生成1 mol NO2
(10)除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中 (11)NO2与H2O反应中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1 【答案】 (1)(4)(5)(8)(10)
命题点2 NOx与H2O或碱液反应的问题分析
2.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管内水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体是( )
【导学号：95160054】
A．可能是N2与NO2的混合气体 B．只能是O2与NO2的混合气体 C．可能是NO与NO2的混合气体 D．只能是NO2一种气体
C [根据题意①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，②2NO＋O2===2NO2。将①②反应合并可得4NO2
＋O2＋2H2O===4HNO3。最后试管充满水的条件是NO2或NO2和NO混合或NO2和O2混合。]
3．(2017·辽宁抚顺期末)将NO2、CO2的混合气体通过装有足量Na2O2的容器后，再用干燥烧瓶收集得到混合气体2.5 mol，然后倒立于水槽中，最后水充满整个烧瓶，则混合气体中NO2的物质的量是( )
A．4 mol C．2 mol
B．3 mol D．1 mol
4
C [由于水能充满整个烧瓶，由反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知n(NO2)＝×2.5 mol
5＝2 mol。]
4．工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。
(1)NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比1∶1，写出该反应的化学方程式：_________________________________________________
_____________________________________________________________
(2)NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________。
【答案】 (1)2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (2)NaNO2
[方法技巧] NOx的有关计算分析方法
氮氧化物溶于水的问题分析,无论是单一气体
2
，还是NO、NO2、O2中的两者
3
或三者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
①若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3②若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
溶液反应问题分析
①NO2能被NaOH溶液吸收生成2种盐。 ②NO不能被NaOH溶液吸收。 ③n2
。 。
x与NaOH
n时能完全被NaOH溶液吸收。 考点2| 硝酸的性质及其应用 (对应学生用书第53页)
[考纲知识整合]
硝酸的主要性质
纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶。 1．不稳定性
△
(1)反应：4HNO3=====2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
或光照
(2)市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。
(3)浓HNO3的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处。 2．强氧化性 (1)与不活泼金属反应
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 (2)常温下，浓HNO3使Fe、Al钝化。常温下浓HNO3可用铁桶盛装。 (3)与非金属反应
△
如浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 (4)与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe、FeO等还原性物质。
如稀HNO3与SO2、Na2SO3、FeO反应的离子方程式分别为3SO2＋2NO3＋2H2O===3SO4＋2NO↑＋4H，3SO3＋2NO3＋2H===3SO4＋2NO↑＋H2O，3FeO＋NO3＋10H===3Fe＋NO↑＋5H2O。
＋
2－
－
＋
2-－
＋
3＋
－
2-2＋
提醒：(1)Fe与稀HNO3反应时，当Fe少量时生成Fe(NO3)3，当Fe过量时生成Fe(NO3)2，当Fe一定量反应完全时，可能生成Fe(NO3)2和Fe(NO3)3。
(2)硝酸与金属反应的规律
①HNO3与金属反应一般不能产生H2。
②还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、
4
N2或NH4NO3。
③硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 3．与有机物反应
(1)硝化反应(与反应)：
；
(2)颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 [应用体验]
正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化。( ) (2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S。( ) (3)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO。( ) (4)浓硝酸在光照下久置，会变黄，通入O2会消除黄色。( ) (5)浓硝酸中滴加紫色石蕊试液，最终变为红色。( )
(6)(2016·全国Ⅰ卷)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA。( ) (7)金属与硝酸反应的还原产物只可能是NO2与NO。( )
(8)与浓HNO3的硝化反应为取代反应。( )
(9)浓HNO3遇蛋白质的颜色变化为化学变化。( ) (10)C、S与浓HNO3反应时，浓HNO3只表现氧化性。( )
(11)浓HNO3与过量Cu反应结束后，再加稀H2SO4，反应仍能发生生成H2。( ) (12)浓HNO3应保存在带有橡胶塞的棕色玻璃瓶中。( )
【答案】 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)√ (10)√ (11)× (12)×
[高考命题点突破]
命题点1 硝酸与金属反应的定性和定量分析
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