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(共115张PPT)
第四章　非金属及其重要化合物
第4讲　氮及其化合物
知识梳理
01
提升训练
02
目录
CONTENTS
微专题
03
课时作业
06
核心素养
04
真题演练
05
知识梳理
氮分子
蛋白质
硝酸盐和铵盐
无
无
难
共价三键(N≡N)
将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程
自然固氮
人工固氮
N2O3
N2O5
红棕
不
易
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2NO＋O2===2NO2
×
×
错因
N2与O2在放电条件下生成NO。
NO2与H2O反应，NO2既是氧化剂又是还原剂。
×
×
错因
Cu与稀硝酸反应生成NO，NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集，只能用排水法收集。
NO2与H2O反应生成HNO3和NO，所以NO2不是酸性氧化物。
NO2与H2O反应生成HNO3和有毒气体NO，故不能用水吸收尾气。
×
NH3
无色有刺激性气味
小
制冷剂
极易
喷泉
小
NH3↑＋H2O
红褐色沉淀
白色沉淀
有白烟生成
浓硝酸
NH4HCO3
(NH4)2CO3
向下排空气
减少NH3与空气的对流
蓝
白烟
白
红
蓝
×
×
错因
NH3极易溶于水，所以NH3可用于设计喷泉实验。
NH4Cl气化是NH4Cl分解生成NH3与HCl，是化学变化。
氨水中的含氮微粒还含有NH3、NH，故c(NH3·H2O)<1 mol·L－1。
×
×
×
错因
原因是NH4Cl受热分解生成气体挥发。
NH3极易溶于水，收集NH3时，应把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流。
应该选用湿润的红色石蕊试纸检验逸出的气体。
×
无色、有刺激性气味
液
白雾
红
钝化
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
棕色
[强调]　(1)浓、稀硝酸均有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，一般对应还原产物中氮的化合价越高。
(2)加热条件下铁与浓硝酸的反应
过量铁粉加入浓硝酸中，铁先与浓硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO2和H2O；随着反应的进行，硝酸浓度减小，铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O；当硝酸全部反应后，铁与Fe(NO3)3反应生成Fe(NO3)2。
黄色
×
×
错因
钝化是因为金属与HNO3反应在其表面生成了致密的保护膜，阻碍了反应进一步进行，为化学变化。
Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2，体现HNO3的酸性。
×
×
错因
HNO3有强氧化性，与金属反应时不放出H2。
HNO3会将－2价的硫氧化。
×
提升训练
答案
答案
答案
答案
解析
答案
解析
答案
答案
解析
答案
先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)
烧瓶Ⅱ中产生白烟
答案
先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞
先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞
答案
解析　氨气可与浓硫酸反应，应用碱石灰干燥氨气，B项不能达到实验目的。
解析
答案
答案
生石灰(或固体NaOH)
浓氨水(答案合理即可)
碱石灰
试纸变蓝
产生白烟
防止倒吸
答案
答案
常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生(答“钝化”也可)
(2)检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是___________________
______________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)甲同学取少量B中溶液，加热，实验现象是____________________________
__________________________________________。请用平衡移动原理解释原因：____________________________________________________________________。甲同学依据该现象得出的结论是A中有NO生成。
(4)乙同学认为甲同学得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙同学仍采用该装置和操作进行对照实验，乙同学作出的改变是__________________，证明有NO生成的实验现象是___________________________________________。
答案
棕色溶液颜色变浅(或绿)，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色
浓硝酸换成稀硝酸
A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色
答案
4．已知A～H均是中学化学常见物质，它们之间有下图所示转化关系(部分产物已略去)。已知：A为酸式盐，常用作化肥；常温下B、D、E、F、G均为气体，C为无色液体。
回答下列问题：
(1)列举工业上D的一种具体用途：_____________________________________。
(2)反应①的离子方程式为____________________________________________。
(3)在反应②中，若生成1.6 g E，则转移电子的数目为________。
(4)反应③的化学方程式为______________________________。
(5)在反应④中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
作制冷剂、生产氮肥、生产硝酸等(任写一种)
0.1NA
1∶2
答案
解析　已知A是酸式盐，常用作化肥，框图中表明A既能与稀硫酸反应，又能与NaOH溶液反应，且均生成气体，结合A受热分解生成两种气体和一种液体，可推知A是碳酸氢铵，B是CO2，C是H2O，D是NH3；CO2与Na2O2反应生成O2，可知E是O2；NH3经催化氧化生成NO，故F是NO；NO与O2反应生成NO2，故G是NO2；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，故H是HNO3。
解析
微专题　硝酸与金属反应的有关计算
1．思维模型
1．将一定质量的镁、铜合金加入稀硝酸中，两者恰好完全反应，共产生NO气体4.48 L(标准状况)，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol·L－1的NaOH溶液至沉淀完全。则下列有关叙述中不正确的是(　　)
A．开始加入合金的物质的量之和为0.3 mol
B．生成沉淀的质量与原合金的质量相比增加10.2 g
C．反应中被还原和未被还原的硝酸物质的量之比为3∶1
D．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为200 mL
答案
解析
2．向m g镁、铜合金中加入稀硝酸至合金恰好完全溶解(设硝酸的还原产物只有NO)，向所得溶液中加入物质的量浓度为2 mol·L－1的NaOH溶液至沉淀达到最大值，产生沉淀的质量为(m＋n)g，则下列有关叙述中不正确的是(　　)
A．若n＝5.1，则m的值可能为9.8
B．若n＝5.1，则参加反应的硝酸的物质的量为0.4 mol
C．若n＝5.1，则加入的NaOH溶液的体积为150 mL
D．若n＝5.1，则被还原的硝酸的物质的量为0.1 mol
答案
解析
3．现有硫酸和硝酸的浓度分别为4 mol·L－1和2 mol·L－1的混合液，取10 mL加入过量铁粉，若硝酸的还原产物为NO，充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为(　　)
A．0.224 L B．0.448 L
C．0.672 L D．0.896 L
答案
解析
4．将镁铝合金溶于100 mL稀硝酸中，产生1.12 L NO气体(标准状况)，向反应后的溶液中加入NaOH溶液，产生沉淀情况如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．合金中铝的质量为0.81 g
B．沉淀的最大质量为4.08 g
C．氢氧化钠溶液浓度为3 mol·L－1
D．硝酸的物质的量浓度为1.8 mol·L－1
答案
解析
解析
核心素养 科学态度与社会责任——化学与可持续发展
【素养要求】　随着人类社会的不断发展，人们越来越关心环境问题。高考已经把环境问题作为一个重要考点，考查常见的环境污染及其防治、化学品的合理使用、绿色化学的概念等，旨在提高学生的环保意识，促进自然资源的可持续发展。
一、化学品的合理使用
1．化肥、农药的合理施用
(1)合理施用化肥
合理施用化肥，除了要考虑土壤酸碱性、作物营养状况等因素，还必须根据化肥本身的性质进行科学施用。
(2)农药的合理使用
①早期农药有除虫菊、烟草等植物和波尔多液、石灰硫黄合剂等无机物。
②后来，研制出有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药。
③农药的发展方向：向着高效、低毒和低残留方向发展。
2．合理用药
(1)在医生、药师指导下，遵循安全、有效、经济、适当的原则合理用药。
(2)滥用药物危害巨大，如无处方长期服用安眠药或镇静剂；滥用抗生素；服用兴奋剂等。
(3)拒绝毒品。
3．安全使用食品添加剂
(1)食品添加剂
为改善食品品质和色、香、味，以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。
(2)常见的食品添加剂
①着色剂、增味剂——如柠檬黄、味精。
②膨松剂、凝固剂——如NaHCO3、MgCl2。
③防腐剂、抗氧化剂——如苯甲酸及其钠盐、抗坏血酸(即维生素C)。
④营养强化剂——如在食盐中添加碘酸钾。
二、环境污染及其防治
1．环境污染：环境污染主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、固体废弃物污染、放射性污染、噪声污染等。
(1)大气污染问题
大气污染是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮氧化物(NOx)、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染(其中SO2、NOx主要来源于化石燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾；臭氧层空洞；光化学烟雾。
(2)水体污染
指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自化工、冶金、电子、电镀等工厂排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的化肥造成的。
(3)固体废弃物造成的污染
主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染。目前最值得注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。
2．环境保护的措施
(1)工业废气携带颗粒物的回收利用。
(2)工业废水、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。
(3)回收、限制使用难降解塑料，研制可降解塑料。
三、绿色化学
1．绿色化学有关概念
(1)核心：利用化学原理和技术手段从源头上减少或消除产品在生产和应用中对环境造成的污染。绿色化学的理想在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。
(2)绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：
①采用无毒、无害的原料。②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行。③产品应该是环境友好的。④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。
答案
答案
答案
答案
真题演练
1．(2023·广东卷)1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是(　　)
A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥NH3
C．图3：收集NH3 D．图4：制备NH3
解析　P2O5为酸性氧化物，NH3为碱性气体，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，B不能达到预期目的。
答案
解析
答案
解析
解析　 2 mol NO与1 mol O2恰好完全反应生成2 mol NO2，由于存在平衡：2NO2??N2O4，所以充分反应后容器中的分子数小于2NA，A错误；氧化性的强弱与得到电子的数目无关，与得到电子的难易程度有关，浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，B错误；铝片在冷的浓HNO3中发生“钝化”，D错误。
答案
解析
答案
答案
解析
答案
气体 溶液
A H2S 稀盐酸
B HCl 稀氨水
C NO 稀硫酸
D CO2 饱和NaHCO3溶液
6．(2020·全国卷Ⅲ)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是(　　)
答案
答案
解析
课时作业
[建议用时：40分钟]
答案
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．下列说法正确的是(　　)
A．液态空气升温，首先逸出的是氧气而不是氮气
B．NO可以是某些含低价态氮元素的物质的氧化产物
C．氮族元素(用R表示)的最高价氧化物的水化物的分子式均可为HRO3
D．红磷和白磷均无毒，且均难溶于水而易溶于CS2
解析　由于氮气的沸点比氧气的低，液态空气升温，首先逸出的是氮气，A错误；磷酸的分子式为H3PO4，C错误；白磷有剧毒，红磷难溶于CS2，D错误。
解析
答案
答案
解析
4．硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是(　　)
A．浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同
B．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成
C．常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同
D．浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变黄
答案
5．(2023·广东省六校联考)部分含氮、硫元素的化合物的价—类二维图如图所示。下列关于各物质的说法错误的是(　　)
A．i在一定条件下均可以与a、b、c发
生反应
B．e的浓溶液可用于干燥c、f、g
C．g与CO在汽车催化转化器中会转化成
两种无毒气体
D．实验室中产生的h可用NaOH溶液吸收
答案
解析
答案
6．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)
A．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定
B．将pH＝11的氨水稀释1000倍，测得pH＞8，说明NH3·H2O为弱碱
C．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，
说明氨气极易溶于水
D．将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量
红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2
解析
答案
7．将2.56 g Cu和一定量的浓硝酸反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12 L(已折算为标准状况下的体积)，则反应中消耗HNO3的物质的量为(　　)
A．0.05 mol B．0.08 mol C．0.13 mol D．0.22 mol
解析　铜和浓硝酸反应生成NO2，随着反应的进行，HNO3浓度不断减小变为稀硝酸，而Cu与稀硝酸反应时生成NO，故生成的气体有NO2和NO，体积为1.12 L，则n(NO2)＋n(NO)＝0.05 mol，即被还原的硝酸的物质的量为0.05 mol；2.56 g Cu的物质的量为0.04 mol，则生成n[Cu(NO3)2]＝0.04 mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.04 mol×2＝0.08 mol，故参加反应的硝酸的物质的量为0.05 mol＋0.08 mol＝0.13 mol。
解析
答案
解析
答案
解析
答案
答案
11．如图的每一方格中表示有关的一种反应物或生成物，其中A、C、D、E为无色气体，F为红棕色气体。下列说法不正确的是(　　)
A．F与水的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
B．用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口可以检
验C气体是否收集满
C．M可能是纯净物或混合物
D．D在一定条件下可以与C发生置换反应
解析　 F为二氧化氮，与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，A错误。
解析
答案
二、非选择题
12．某化学兴趣小组利用下列装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
(1)图1是实验室制取氨气的发生装置，试管中反应的化学方程式为__________
___________________________________________________。
(2)图2可用于实验室快速制取氨气，烧瓶内试剂可选用________(填字母)。
a．碱石灰 b．浓硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷
ac
答案
(3)为探究氨气的溶解性，先利用图3装置收集氨气，氨气的进气口为________(填“a”或“b”)，在实验过程中观察到图3中的烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的物理性质是____________。
(4)用上面装置制得的NH3进行如下实验(实验前旋塞1、2均关闭)。
①先打开旋塞1，D瓶中的现象是_________，原因是____________________(用化学方程式表示)；
a
极易溶于水
出现白烟
NH3＋HCl===NH4Cl
答案
②稳定后，关闭旋塞1，再打开旋塞2，观察到的现象是_____________。
(5)为防止环境污染，以下装置(除⑤标明外，其余盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是________(填序号)。
水倒流入D中
②④⑤
答案
答案
提供电子，作还原剂
NH3在热水中溶解度减小，易于挥发
废水与水蒸气逆流相遇，接触面积增大，有利于热交换，利于NH3吹出
答案
H＋
　　　　　　　　　　　　　
R

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