2020高考化学一轮复习专题4-4 氮及其化合物(教案)含答案

第四讲 氮及其化合物

考纲要求：

1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。

2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

[循着图示·想一想]

[特色特性·记一记]

1．特殊的颜色：NO 2——红棕色气体

2．特殊的检验：①NO ：无色气体――→O 2

红棕色 ②NH ＋4：NH ＋4――→强碱△无色气体―――――→湿润红色石蕊试纸变蓝 3．特殊的性质：硝酸具有不稳定性和强氧化性 4．必记六反应： (1)N 2＋3H 2

高温、高压

催化剂

2NH 3 (2)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO

(3)4NH 3＋5O 2=====催化剂

△4NO ＋6H 2O

(4)2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△ CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O (5)Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O (6)3Cu ＋8HNO 3===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O

考点一 性质稳定的非金属单质——氮气

[教材知识层面]

1．氮的原子结构

氮元素位于元素周期表中第二周期第ⅤA 族，原子结构示意图为

，最外层有5个电子，在化学反

应中能获得3个电子而表现出－3价，其单质N 2因N≡N 键键能大，难以断裂，故N 2化学性质稳定。

2．氮气的性质

(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。 (2)化学性质：

①氮气与氧气反应的化学方程式为N 2＋O 2放电,2NO 。导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。 ②氮气与氢气反应的化学方程式为N 2＋3H 2

高温、高压催化剂

2NH 3。(工业合成氨反应原理)

③氮气与金属镁反应的化学方程式为3Mg ＋N 2△,Mg 3N 2。 3．氮的固定

(1)概念：将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。 (2)类型：

氮的固定⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧

人工固氮如工业合成氨：N 2＋3H 2催化剂

高温、高压2NH 3

自然固氮如雷雨天产生NO ：N 2

＋O 2

放电2NO

生物固氮如豆科植物的根瘤菌能够将空气中的

氮转化为含氮化合物而促进自身生长

化学模拟生物固氮：利用化学方法模拟固氮 酶的作用，在温和条件下将氮转变为氨

4．氮气的应用

①焊接金属时作保护气； ②液氮可作冷冻剂；

③重要的化工原料，用来制取化肥、炸药等。

[考点达标层面]

1．将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下图中能实现人工固氮的是( )

【答案】D

【解析】选项A 、C 为自然固氮，合成氨为人工固氮。 2．有关自然界中氮的循环的下列说法不正确的是( ) A ．雷电可以将大气中的氮转化为硝酸盐

B．夏天腐烂的蔬菜有毒是因为产生了亚硝酸盐

C．动物体内的蛋白质降解时直接变成氮气进入大气

D．合成氨是最主要的人工固氮方式

【答案】C

【解析】雷雨时，N2―→NO―→NO2―→HNO3―→硝酸盐进入土壤；动物体内的蛋白质降解为氨基酸，代谢最终产物为尿素，C错误。

3．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是()

①N2→NO2②NO2→NO③NO2→HNO3

④N2→NO⑤N2→NH3

A．①B．②⑤

C．④D．③④

【答案】C

【解析】该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都升高，但反应①N2→NO2不能一步反应完成；而反应③NO2→HNO3，虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能实现，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO

必须加入氧化剂且一步反应就能完成。

考点二环境污染的罪魁祸首——氮的氧化物

[教材知识层面]

1．氮的氧化物

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。

2．NO与NO2性质的比较

性质NO NO2

颜色状态气味无色无味气体红棕色有刺激性气味的气体溶解性难溶于水与水反应

毒性有毒(跟血红蛋白结合) 有毒

与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

与氧气反应2NO＋O2===2NO2不反应

对环境的影响导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层

[高考考查层面]

命题点1氮氧化物对环境的影响

(1)光化学烟雾：NO x在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

(2)酸雨：NO x 排入大气中后，与水反应生成HNO 3和HNO 2，随雨雪降到地面。 反应的化学方程式为2NO ＋O 2===2NO 2 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。 (3)破坏臭氧层：

科学研究表明，进入高空平流层的氮氧化物，可以加快臭氧层中臭氧的分解速率，从而像氟氯烃类物质一样破坏臭氧层，形成臭氧空洞：2O 3=======氮氧化物

3O 2。导致地面紫外线辐射量增加。

[典题示例]

1．NO 对环境的危害在于( )

①破坏臭氧层 ②高温下能使一些金属被氧化 ③造成酸雨 ④与人体血红蛋白相结合 A ．仅①③ B ．仅③④ C ．①②③ D ．①③④

【答案】A

【解析】NO 在高温下不能氧化金属，②错误，④不属于对环境的危害，①③正确。 2．世界上许多科学家都强烈反对发展超音速运输机(SST)，其主要理由是( ) A ．燃料燃烧时，尾气中的氮氧化物污染大气 B ．燃料燃烧时，尾气中的氮氧化物导致光化学烟雾 C ．燃料燃烧时，尾气中的氮氧化物加快臭氧层分解 D ．燃料燃烧时，尾气中的氮氧化物导致酸雨 【答案】C

【解析】超音速运输机的飞行高度在1万米以上，位于臭氧层下的平流层，对环境的主要影响是加快臭氧的分解。

命题点2 消除氮氧化物对环境污染的方法

[典题示例]

1．NO x 是汽车尾气中的主要污染物之一。

(1)NO x 能形成酸雨，写出NO 2转化为HNO 3的化学方程式：_________________________ ____________________________________________。

(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NO x 的排放，当尾气中空气不足时，NO x 在催化转化器中被还原成N 2排出。写出NO 被CO 还原的化学方程式：_________________

________________________________________________________________________。 【答案】(1)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO (2)2NO ＋2CO =====催化剂

N 2＋2CO 2

【解析】(2)根据题目信息可知NO 被CO 还原为N 2，而CO 被氧化成CO 2，化学方程式为2NO ＋2CO =====催化剂 N 2＋2CO 2。