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氮及其化合物
知识整理与素养检测
一、物质的性质及转化
氮及其化合物之间的转化关系
氮气与氮的固定
原子 结构 氮元素位于元素周期表的第 周期、第 族，其原子结构示意图为 ，氮原子一般通过 与其他原子相互结合构成物质，常见化合价为 _________ 自然界中的存在形态 游离态 以 的形式存在于空气中
化合态 存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中
二
ⅤA
共用电子对
－3、＋5
氮分子
氮气与氮的固定
氮气与氮的固定
氮的固定 含义与 形式 将大气中 的过程称为氮的固定
自然固氮 大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为 的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成____
人工 固氮 通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物。最重要的人工固氮途径就是____________
游离态的氮转化为氮的化合物
含氮
氨
工业合成氨
练好题——渗透核心价值
1．(选自苏教版新教材P37)下列反应中，不属于氮的固定的是 (　 )
A．N2和H2在一定条件下合成NH3
B．豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮
C．雷电时，空气中的N2与O2反应生成NO
D．由NH3制碳酸氢铵
解析：氮的固定是由游离态转化为化合态，D项是由化合态转化为化合态，不属于氮的固定。
答案：D　
2．下列关于氮气的性质和用途的叙述中错误的是 (　 )
A．是一种很难溶于水的无色无味气体
B．通常情况下，很难与其他物质发生化学反应
C．从空气中分离出的氮气，可用于填充白炽灯的灯泡
D．从空气中分离出的氮气，不能用于生产氮肥
解析：氮气常温下是无色无味的气体，且难溶于水，故A说法正确；氮气的化学性质不活泼，常温下难与其他物质发生反应，故B说法正确；氮气的化学性质不活泼，从空气中分离出的氮气，可用于填充白炽灯的灯泡，故C说法正确；从空气中分离出的氮气，能用于生产氮肥，如N2→NH3→氮肥，故D说法错误。
答案：D　
一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)
无
不
红棕
大
2NO＋O2===2NO2
H2O===2HNO3＋NO
3NO2＋
3．(选自鲁科版新教材P118)关于收集一氧化氮和二氧化氮两种气体的方法，下列叙述中正确的是 (　 )
A．都可用排水法
B．一氧化氮用排水法，二氧化氮用向上排空气法
C．都可用向上排空气法
D．一氧化氮用向上排空气法，二氧化氮用排水法
解析：NO不溶于水，能与空气中的氧气反应，所以用排水法收集，NO2与水反应，与氧气不反应，且密度比空气大，所以用向上排空气法收集。
答案：B　
4．下列有关NO2、NO的说法不正确的是 (　 )
A．NO2是红棕色气体，易溶于水
B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2化合得到
C．NO、NO2在一定条件下可以相互转化
D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
解析：NO2是红棕色气体，易溶于水与水反应生成硝酸和NO，A正确；NO不溶于水，可以用排水法收集，在放电或高温条件下N2和O2化合得到NO，B错误；NO和氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成硝酸和NO，二者在一定条件下可以相互转化，C正确；NO、NO2都有毒，高温下氮气和氧气化合生成NO，因此NO是汽车尾气的有害成分之一，D正确。
答案：B　
5. 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，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管完全被水充满，原来试管中盛装的不可能是 (　 )
A．氮气与二氧化氮的混合气体
B．氧气与二氧化氮的混合气体
C．一氧化氮与二氧化氮的混合气体
D．二氧化氮气体
解析：二氧化氮与水、氧气可发生反应：4NO2＋O2＋2H2O,4HNO3，一氧化氮与水、氧气可发生反应：4NO＋3O2＋2H2O,4HNO3，因此B、C、D项均不符合题意；氮气不溶于水，在溶液中不能与氧气反应，水不能完全充满试管，A项符合题意。
答案：A　
答案：C　
氮的氧化物溶于水的计算
(1)原子守恒法
4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5＋H2O===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。
(2)电子守恒法
NO与O2的混合气体通入水中发生反应：2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在这当中，存在着NO向NO2转化、NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲，NO→HNO3，N的化合价升高是由于被O2氧化，因此可写出在氧化还原反应中得失电子数必然相等。
D
氨的物理性质
氨气的物理性质 颜色、状 态、密度 氨是无色、有 气味的气体，密度比空气的小
溶解性 氨极易溶于水，在常温常压下，1体积水大约可溶解 体积氨
熔沸点 氨很容易液化，液氨汽化时吸收大量的热，故液氨可用作_______
刺激性
700
制冷剂
氨的化学性质
红
极易
碱
氨的化学性质
续表
HCl＋NH3===NH4Cl
产生白烟
还原性
氨气喷泉实验
形成原理 当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉
引发操作 打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，或其他形成压强差引发液体向容器中流动喷射的操作
(2)实验成功的关键——“三要”
①装置气密性——要好。②烧瓶和气体——要干。③烧瓶内的氨气——要满。
(3)常见能形成喷泉的物质组合
气体 NH3 HCl CO2、SO2、Cl2 NO2＋O2
吸收剂 水或盐酸 水或NaOH溶液 NaOH溶液 水
喷泉的常见类型
方法 装置 成因
减小内压 `
增大外压
解析　氨气易液化，液氨常用来作制冷剂；氨气密度比空气小(常用向下排空气法收集)；氨气极易溶于水(可用来做喷泉实验)；氨气溶于水，能与水反应生成电解质一水合氨，其水溶液能导电，但氨气是非电解质。
1.关于氨的下列叙述中，错误的是
A.氨易液化，液氨常用来作制冷剂
B.氨气易溶于水，可用来做喷泉实验
C.实验室常用向下排空气法收集氨气
D.氨气溶于水能导电，氨气是电解质
√
2.氨水的碱性较弱，其原因是
A.它能使酚酞溶液变红色
B.氨水极易挥发出氨
C.氨与水结合生成的一水合氨(NH3·H2O)只有少部分电离成NH 和OH－
D.溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在
解析　NH3溶于水后，大部分结合成一水合氨的形式，只有少部分NH3·H2O电离成NH 和OH－，因此溶液碱性较弱，C项正确。
√
3.下列关于氨气、液氨、氨水的叙述正确的是
A.氨气、液氨、氨水的成分相同，均为纯净物
B.蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟生成
C.氨水的密度比水小，且浓度越大，密度越大
D.氨水的溶质为NH3·H2O，是氨水中含量最多的微粒
√
解析　氨水是混合物，氨水的密度随浓度的增大而减小，氨水中水的含量最多。
4. 如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能是( )
A．a为HCl气体，b为H2O
B． a为CO2气体，b为浓NaOH溶液
C． a为Cl2气体，b为饱和NaCl溶液
D． a为Cl2气体，b为浓NaOH溶液
C
6．喷泉是一种常见的现象，其产生原因是存在压强差。下面是某同学设计的四个不同的喷泉装置，则下列说法不正确的是 (　 )
A．若向图1烧瓶中充满HI(与HCl水溶性相似)气体，烧杯和胶头滴管中加入AgNO3溶液，则挤压胶头滴管可以产生黄色喷泉
B．若向图2锥形瓶中加水，烧瓶中充满NH3，引发喷泉的操作是捂热上方的圆底烧瓶
C．向图3装置的水槽中加入冰块或慢慢滴入浓硫酸都可以形成喷泉
D．图4所示的装置，若要在该装置中产生双喷现象，其操作方法可以是关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，当产生大量的白烟时，再打开活塞c
C
铵盐
物理性质 绝大多数铵盐易溶于水 化学 性质 受热易分解 NH4Cl受热分解：_______________________
NH4HCO3受热分解：______________________________
与碱 反应 (NH4)2SO4溶液与NaOH溶液共热：
__________________________________________
NH 的检验 检验 原理 用离子方程式表示为_____________________________
检验 方法 把NaOH溶液加到某物质的固体或溶液里，加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸 ，就可以判断该物质是铵盐
变蓝
氨气的制备
氨气的 制备
续表
氨气的实验室制法
氨气的实验室制法
验满方法 方法一 用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满
方法二 用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满
尾气 处理 多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸，常采用的装置有： 实验室制取氨的简便方法
1.下列关于铵盐的说法中正确的是
A.所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨
B.所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价
C.氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为NH ＋OH－
NH3↑＋H2O
D.氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离
√
√
3.检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中，然后
A.加水溶解后，再滴入酚酞溶液
B.加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
C.加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液
D.加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液
解析　将固体放入试管中，加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨，则该盐中含有铵根离子，B正确。
√
硝酸
1.硝酸的物理性质
纯硝酸为无色、有 气味的液体，沸点低，易 ，在空气中呈“白雾”状，质量分数为95%以上的浓硝酸称为“ 硝酸”。
2.硝酸的强氧化性
(1)浓硝酸中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。浓硝酸和稀硝酸都具有很强的氧化性，且浓度越大氧化性越强，还原剂一般被其氧化为最高价态。
刺激性
挥发
发烟
Cu＋4HNO3(浓)===
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===
3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
硝酸
硝酸的不稳定性
(1)见光或受热易分解，其化学方程式为 。
(2)长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的 溶于硝酸中；实验室常将浓硝酸保存在 试剂瓶中，并放在 处。
4HNO3
4NO2↑＋
O2↑＋2H2O
NO2
棕色
阴凉
解析　浓硝酸在见光或受热时会发生分解反应生成氧气、二氧化氮和水，A项正确；
硝酸是氧化性酸，金属与硝酸反应不产生氢气，B项正确；
常温下铁和铝在浓硝酸中钝化，因此可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸，C项正确；
铜与硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，不属于置换反应，D项错误。
1.下列对于硝酸的认识，不正确的是
A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解
B.金属与硝酸反应不产生氢气
C.可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸
D.铜与硝酸的反应属于置换反应
√
2. 0.3 mol铜和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为
A.0.2 mol B.0.6 mol
C.小于0.6 mol D.大于0.6 mol
解析　因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。
√
3.氮及其化合物的变化关系如下所示。
解析　氮气和氧气在放电条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能一步转化为NO2，D错误。
则下列说法不正确的是
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
√
氮及其化合物
写出下列反应的方程式，是离子反应的写离子方程式。
(1)N2和H2的反应________________________；
(2)实验室利用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体混合加热制备NH3
__________________________________________；
(3)NH3的催化氧化
___________________________；
重要方程式书写
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(4)NO2溶于水
_________________________；
(5)把NH3通入水中
__________________________________；
(6)Cu和稀HNO3的反应
________________________________________；
(7)Cu和浓HNO3的反应
______________________________________；
(8)C和浓HNO3的反应
______________________________________；
(9)浓硝酸见光分解(化学方程式)
________________________________。

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