2022高考化学大一轮复习讲义第4章第24讲　氮及其化合物的转化.docx

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1、第24讲氮及其化合物的转化复习目标1.了解氮及其化合物的转化关系。2.了解NOx与H2O、金属与HNO3的相关计算。3.了解其他含氮化合物的性质。考点一氮及其化合物的相互转化1氮在自然界中的循环2含氮元素物质之间的转化关系(1)歧化同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。如：3NO2H2O=2HNO3NO2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O(2)归中不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。如：6NO4NH35N26H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2O3氮元素的“价类二维图”氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质

2、之间的转化关系。题组一氮在自然界中的循环1氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是()A海洋中的氮循环起始于氮的氧化B海洋中的氮循环属于固氮作用的是C海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与D向海洋中排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量答案D解析A项，海洋中的氮循环起始于氮的还原，错误；B项，海洋中的氮循环属于固氮作用的是，错误；C项，反硝化作用是氮元素化合价降低的过程，反硝化细菌在氧气不足的条件下还原N，不一定有氧气参与，错误；D项，由氮的循环过程可知，硝酸根离子增多，反硝化作用增强，会进一步影响海洋中NH的含量，正

3、确。2(2020河南联考)一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。回答下列问题：(1)氮的原子结构示意图为_。(2)图中属于“氮的固定”的是_(填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原反应的是_。(3)若“反应h”是在NO2和H2O的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。(4)若“反应i”是在酸性条件下由NO与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为_。答案(1)(2)k和ca和l(3)21(4)4Zn2NO10H=4Zn2N2O5H2O解析(3)反应h的化学方程式为3NO2H2O=2HNO3NO，HNO3是氧化产物，NO是还原产物，因此氧化产物和还原产物的物质

4、的量之比为21。题组二氮及其化合物转化关系的综合应用3(2020济宁模拟)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是()AX是N2O5B可用排空气法收集NO气体C工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸D从原理上看，NH3可与NO2反应实现NH3N2的转化答案B解析NO遇空气中的氧气被氧化为NO2，不可用排空气法收集NO气体，故B错误。4(2020哈尔滨三中高三开学考试)合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法正确的是()A合成氨采用400500 是为了提高原料转化率和反应速率B湿润的淀粉-KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气C在饱和NaCl溶液中先通入过量CO

5、2再通入过量NH3可得到固体1D1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为11答案D解析由图可知：气体1为NO，气体2为NO2，NO2与水反应生成硝酸，固体1为NaHCO3，NaHCO3受热分解生成的固体2为Na2CO3；1 L NO、NO2的混合气体与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应方程式为2NH3NONO22N23H2O，NO、NO2的体积之比等于化学计量数之比，为11，故D正确。5如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题：(1)写出N2的一种用途：_。(2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还

6、原性。各举一例说明(用化学方程式表示)氧化性：_。还原性：_。(3)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl的存在，则C的化学式为_。(4)实验室制取物质B的化学方程式为_。(5)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为_。(6)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为_。答案(1)作保护气、保存粮食(或合成氨、制硝酸等)(2)N23H22NH3(或N23MgMg3N2)N2O22NO(3)AgNO3(4)Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O(5)3NO2H2O=2HNO3NO(6)4HNO3(浓)CCO24NO22H2O考点二氮氧化物(NOx)、HNO3的相关计算一、NOx与水、

7、氧气反应的理解及有关计算1关系式法(1)NO和O2的混合气体通入水中由2NOO2=2NO2和3NO2H2O=2HNO3NO得总反应为4NO3O22H2O= 4HNO3。(2)NO2和O2的混合气体通入水中由3NO2H2O=2HNO3NO和2NOO2=2NO2得总反应为4NO2O22H2O= 4HNO3。(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中先按3NO2H2O=2HNO3NO计算出生成NO的体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算。2电子守恒法NOx转化为硝酸时失去电子，如果是NOx与O2的混合气体，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。4NO2O2和4NO3O2从组

8、成上均相当于2N2O5，都与N2O5H2O=2HNO3等效；当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。二、金属与硝酸反应的计算1金属与硝酸反应计算的思维流程2“四法”突破金属与硝酸的计算原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；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HNO3中氮原子的物质的量得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)，c(NO)c(H)nc(Mn)

9、(Mn代表金属离子)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H的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，且溶液中要符合电荷守恒题组一NOx与H2O、O2反应的计算1有一充有20 mL NO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有12 mL 无色气体，则原混合气体中NO和NO2的体积之比为(气体体积均在相同状况下测得)()A23 B32 C14 D41答案A解析二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水不反应，所以，剩余的气体为一氧化氮，设混

10、合气体中二氧化氮的体积为V，则：3NO2H2O=2HNO3NO气体体积减少3 1 2V 20 mL12 mL8 mL所以V12 mL，即二氧化氮的体积为12 mL，则原混合气体中一氧化氮的体积为20 mL12 mL8 mL，则原混合气体中NO和NO2的体积之比为8 mL12 mL23。2(2020贵阳模拟)同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是NO和NO2，NO2和O2，NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列的关系正确的是()AV1V2V3 BV1V3V2CV2V3V1 DV3V1V2答案B解

11、析设各种气体的体积都为1。根据3NO2H2O=2HNO3NO，即剩余NO的体积V11。根据4NO2O22H2O=4HNO3，即剩余O2的体积V21。剩余N2的体积V31，即B项符合题意。3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_。答案(1)O28 mL、4 mL(2)NO10.8 mL、1.2 mL解析解题依据的化学方程式：4NO2O22H2O=4HNO3；3NO2H2O=2HNO3NO。设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能：(1)

12、若剩余O2，则V剩x(12 mLx)2 mL，解得x4 mL，则NO2体积是8 mL；(2)若剩余NO，则V剩(12 mLx)4x2 mL，解得x1.2 mL，则NO2体积是10.8 mL。题组二金属与硝酸反应的计算4(2020湖北鄂东南市级示范高中学校联考)铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算成标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为()A9.02 g B8.51 g C8.26 g D7.04 g答案B解析最终生成的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜，所以沉淀增加的质量就是和金属

13、阳离子结合的OH的质量。由于金属阳离子结合的OH的物质的量就是金属失去电子的物质的量，所以根据得失电子守恒可知，金属失去电子的物质的量是20.23 mol，所以和金属阳离子结合的OH的物质的量也是0.23 mol，质量是3.91 g，则沉淀的质量是8.51 g，B项正确。5(2020河南洛阳模拟)有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的体积随铁粉质量增加的变化如图所示，且每一阶段只对应一个反应(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是()A原混合酸中NO的物质的量为0.1 molBOA段产

14、生的是NO，AB段的反应为Fe2Fe3=3Fe2，BC段产生H2C第二份溶液中最终溶质为FeSO4DH2SO4浓度为2.5 molL1答案A解析铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，题图中，OA段产生的是NO，反应为FeNO4H=Fe3NO2H2O；AB段的反应为Fe2Fe3=3Fe2；BC段产生的是H2，反应为Fe2H=Fe2H2。根据OA段发生反应的离子方程式可知第二份溶液中NO的物质的量为0.1 mol，则原混合酸中NO的物质的量为0.2 mol。第二份溶液中最终溶质为FeSO4，此时参加反应的铁的质量是14.0 g，物质的量为0.25 mol，FeSO4中n(Fe2) n(SO)11，故n

15、(H2SO4)n(Fe)0.25 mol，原混合酸中H2SO4浓度为2.5 molL1。综上所述，A项符合题意。1(2018全国卷，8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是()A雾和霾的分散剂相同B雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵CNH3是形成无机颗粒物的催化剂D雾霾的形成与过度施用氮肥有关答案C解析NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。2(2018海南，2)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为74，该NOx可表示为()AN2O BNO CN2O3 DNO2答案A解析，故NOx可表示为N2O。