第四节 氮及其化合物
考纲定位 要点网络 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。
氮气及其氧化物
1
1．自然界中氮的存在和氮的固定
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。
2
点燃
①与Mg反应的化学方程式：N2＋3Mg=====Mg3N2，N2表现氧化性。 ②与H2反应的化学方程式：N2＋3H2
高温、高压催化剂
2NH3，N2表现氧化性。
放电或高温
③与O2反应的化学方程式：N2＋O2==========2NO，N2表现还原性。 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
(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 NO2 红棕色 有毒 易溶于水 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 向上排空气法 形成酸雨、光化学烟雾 N2O4(写化学方程式)。
(3)常见NOx的尾气处理方法 ①碱液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O； NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。 注意：NO不能被碱液吸收。
3
②催化转化：在催化剂、加热条件下，氨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。
[基础判断]
(1)NH3的催化氧化和合成氨均为氮的固定。( ) (2)NO、NO2均可用排空气法收集。( )
(3)NO2与H2O反应可以生成HNO3，故NO2为酸性氧化物。( ) (4)NO2与H2O反应中，H2O为还原剂。( )
(5)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA。( ) [答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× [知识应用]
用化学方程式表示“雷雨发庄稼”这句谚语的化学原理。 放电
[答案] N2＋O2=====2NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
命题点1 N2及氮的氧化物的基本性质 1．下列说法正确的是( )
A．N2与O2、Mg反应中均体现了N2的氧化性 B．N2很稳定的原因是氮的非金属性较弱 C．N2→NO2与N2→NH3均能一步完成
D．NO不能用排空气法收集的原因是NO易被O2氧化
D [A项，N2与O2反应中，N2体现了还原性；B项，N2稳定的原因是NN的键很牢固，难断键；C项，N2→NO2不能一步完成。]
2．下列化学事实及其解释都正确的是 ( ) A．NO2与水反应，NO2作还原剂，水作氧化剂
B．某溶液中含有大量的NO3，该溶液中一定不存在大量的
4
－
Fe
C．闪电时，空气中的N2和O2可直接化合生成NO2
D．除去NO中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥
D [A项，NO2既作氧化剂，又作还原剂，错误；B项，在酸性条件下，NO3与Fe反应，不能共存，错误；C项，N2与O2在放电时只生成NO，错误。]
△
3．(2018·辽宁铁岭协作体联考)已知Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为2Cu(NO3)2=====2CuO＋4NO2↑＋O2↑，将少量的Cu(NO3)2固体放入试管中加热，然后用带火星的木条放入试管中，木条复燃，则下列说法正确的是( )
A．NO2能支持燃烧 B．NO2不能支持燃烧
C．木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气的缘故 D．木条复燃是因为硝酸铜分解产生的CuO催化作用的结果
A [氧气具有助燃性，在纯氧气中能使带火星的木条复燃，但空气中由于含有大量不能△
助燃的N2，而氧气量较少，所以空气不能使带火星的木条复燃；反应2Cu(NO3)2=====2CuO＋4NO2↑＋O2↑中，产物中NO2、O2的体积比与空气中N2、O2体积比近似相同，即为4∶1，带火星的木条放入Cu(NO3)2受热分解得到的混合气体的试管中，木条复燃，说明NO2能支持燃烧，A项正确。]
命题点2 NOx的污染及其处理方法
4．氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。
催化剂
(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NO=====5N2＋6H2O,8NH3＋
△催化剂
6NO2=====7N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化
△为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。
(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式：_______________________________________________
_________________________________________________________________。
②NO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__________________。
[解析] (1)利用电子守恒可得
3．5 L×3＝V(NO)×2＋[3.0 L－V(NO)]×4
5
－
2＋
2＋
2021高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第4节 氮及其化合物教学案 新人教版
