備考2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義第四章非金屬及其化合物第6講氮及其氧化物氫化物和銨鹽考點(diǎn)1氮及氮的氧化物

第6講氮及其氧化物、氫化物和銨鹽課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對(duì)接1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解氮及其重要化合物的主要性質(zhì)。2.認(rèn)識(shí)氮及其重要化合物在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。3.結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)氮及其化合物的多樣性氮及氮的氧化物2023廣東，T12；2023重慶，T2、T5；2023江蘇，T8；2022天津，T5；2022山東，T10；2022年1月浙江，T13；2021北京，T5；2021河北，T4；2020全國(guó)Ⅰ，T9；2020全國(guó)Ⅲ，T10；2020北京，T3；2020江蘇，T7；2020山東，T2；2019江蘇，T161.宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析：能記住氮?dú)饧暗闹饕趸?、氨和銨鹽的主要性質(zhì)；能用化學(xué)方程式、離子方程式正確表示氮及其化合物的主要化學(xué)性質(zhì)并描述典型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際了解氮?dú)狻钡男再|(zhì)和用途，并建立物質(zhì)性質(zhì)與用途之間的聯(lián)系。3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：主動(dòng)關(guān)心與氮的氧化物有關(guān)的環(huán)境保護(hù)、資源開(kāi)發(fā)等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，形成與環(huán)境和諧共處、合理利用自然資源的觀(guān)念氨、N2H4及銨鹽2023上海，T5；2023年6月浙江，T5；2023廣東，T4；2023海南，T3、T6；2023江蘇，T7；2023遼寧，T3；2021全國(guó)甲，T9；2021年6月浙江，T10；2021海南，T11；2021福建，T11；2020北京，T14；2020海南，T7；2020上海，T14；2020山東，T17；2020年7月浙江，T16；2019全國(guó)Ⅱ，T9；2019江蘇，T19命題分析預(yù)測(cè)1.選擇題常從宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用，具有一定的創(chuàng)新性；非選擇題常結(jié)合工藝流程、實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)原理考查氨氣、銨鹽等物質(zhì)的性質(zhì)，具有一定的綜合性，要關(guān)注守恒法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用。2.2025年高考可能會(huì)結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際，以與氮相關(guān)的新材料為信息，綜合考查物質(zhì)制備、性質(zhì)探究等；也可能會(huì)結(jié)合環(huán)境保護(hù)來(lái)命題，以凸顯對(duì)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查考點(diǎn)1氮及氮的氧化物1.氮元素在自然界中的存在形式和氮的固定2.氮?dú)?.氮的氧化物（1）氮的氧化物氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物：N2O（笑氣，有麻醉作用）、NO、N2O3（亞硝酸的酸酐）、NO2（主要的大氣污染物）、N2O4、N2O5（硝酸的酸酐）等。（2）NO與NO2的比較氮的氧化物NONO2物理性質(zhì)無(wú)色、不溶于水的氣體[6]紅棕色、有刺激性氣味、易溶于水的氣體學(xué)性質(zhì)2NO＋O22NO24NO＋3O2＋2H2O4HNO34NH3＋6NO催化劑5N2＋6H2O4NO2＋O2＋2H2O4HNO32NO2?N2O4（無(wú)色）8NH3＋6NO2催化劑7N2＋12H2O毒性有毒有毒制法3Cu＋8HNO3（?。?Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3（濃）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O轉(zhuǎn)化3NO2＋H2O[7]2HNO3＋NO注意1.制備N(xiāo)O時(shí)，不能用排空氣法收集，必須在通風(fēng)櫥中操作，尾氣通入O2后用堿液吸收，以免污染大氣。2.制備N(xiāo)O2時(shí)，必須在通風(fēng)櫥中操作，尾氣用堿液吸收，以免污染大氣。（3）氮氧化物的污染污染類(lèi)型光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線(xiàn)作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的一種有毒的煙霧酸雨：NOx排入大氣后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨、雪降到地面破壞臭氧層：NO、NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線(xiàn)輻射量增加處理方法①堿液吸收法：NO2、NO的混合氣體能被足量的燒堿溶液完全吸收的條件是n（NO2）≥n（NO），一般適用于工業(yè)尾氣中NOx的處理。2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH2NaNO2＋H2O。②催化轉(zhuǎn)化：在催化劑條件下，NOx可與氨反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體（N2）和H2O或與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體（N2和CO2）。一般適用于汽車(chē)尾氣的處理1.易錯(cuò)辨析。（1）自然界中固氮反應(yīng)均為游離態(tài)氮的氧化反應(yīng)。（?）（2）文物館將貴重文物保存在氮?dú)庵惺抢昧说獨(dú)獾姆€(wěn)定性。（√）（3）醫(yī)療上，液氮常作冷凍劑，是利用氮?dú)獾姆悬c(diǎn)低，液氮易汽化，且汽化時(shí)吸收熱量。（√）（4）用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。（?）（5）可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。（?）（6）N2與O2在放電條件下直接化合生成NO2。（?）（7）制二氧化氮時(shí)，用水或NaOH溶液吸收尾氣。（?）（8）利用AgNO3、CCl4和蒸餾水均可鑒別NO2和溴蒸氣。（√）（9）NO2通入FeSO4溶液中始終無(wú)明顯現(xiàn)象。（?）2.寫(xiě)出N2的電子式：∶N??N∶，從電子云重疊方式角度指出N2分子中共價(jià)鍵的個(gè)數(shù)及類(lèi)型N2分子中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵。3.氮化鎂遇水易發(fā)生水解反應(yīng)，生成沉淀并放出能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，寫(xiě)出其水解方程式：Mg3N2＋6H2O3Mg（OH）2＋2NH3↑。4.在有氧條件下，某新型催化劑能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。寫(xiě)出NH3與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：8NH3＋6NO2催化劑7N2＋12H2O。當(dāng)生成1molN2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2475.NOx是汽車(chē)尾氣中的主要污染物之一。（1）NOx能形成酸雨，寫(xiě)出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：3NO2＋H2O2HNO3＋NO。（2）在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝上催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx的排放。當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫(xiě)出NO被CO還原的化學(xué)方程式：2CO＋2NO催化劑N2＋2CO2。研透高考明確方向命題點(diǎn)1氮的氧化物與O2、H2O反應(yīng)的計(jì)算1.常溫下，將共計(jì)4.8mL的NO和O2同時(shí)通入倒立于水槽中的盛滿(mǎn)水的試管中，反應(yīng)停止后試管內(nèi)剩余2mL無(wú)色氣體。（1）若剩余的氣體是O2，則NO、O2的體積分別是1.6mL、3.2mL。（2）若剩余的氣體是NO，則NO、O2的體積分別是3.6mL、1.2mL。解析方法一：依據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算整個(gè)過(guò)程的總反應(yīng)為4NO＋3O2＋2H2O4HNO3。首先分析2mL無(wú)色氣體是何種氣體，然后分情況進(jìn)行計(jì)算。（1）剩余2mLO2，NO完全轉(zhuǎn)化為硝酸，則反應(yīng)消耗的氣體體積為4.8mL－2mL＝2.8mL，NO和O2發(fā)生反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，由反應(yīng)方程式可知，V（NO）＝2.8mL×47＝1.6mL，則V（O2）＝4.8mL－1.6mL＝3.2mL。（2）剩余的2mL氣體為NO，O2完全反應(yīng)，則反應(yīng)消耗的氣體體積為4.8mL－2mL＝2.8mL，NO和O2發(fā)生反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，由反應(yīng)方程式可知，V（O2）＝2.8mL×37＝1.2mL，則V（NO）＝4.8mL－1.2mL＝3.6mL。方法二：利用溶于水的氮原子數(shù)與氧原子數(shù)之比為2∶5計(jì)算反應(yīng)4NO2＋O2＋2H2O4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O4HNO3中，（4NO2＋O2）～2N2O5、（4NO＋3O2）～2N2O5，上述兩個(gè)反應(yīng)相當(dāng)于2N2O5＋2H2O4HNO3，即N2O5＋H2O2HNO3，由此推得參加反應(yīng)的氣體中N、O原子的個(gè)數(shù)之比或物質(zhì)的量之比為2∶5，可利用此技巧計(jì)算。有2.8mL氣體溶于水生成HNO3，設(shè)原混合氣體中O2的體積為xmL，NO的體積為ymL。（1）剩余2mLO2時(shí)，則x＋y＝4.8①，yy+2x－4＝25②，聯(lián)立兩式可得V（O2）＝xmL＝3.2mL，V（NO）（2）剩余2mLNO時(shí)，則x＋y＝4.8①，y－2y－2+2x＝25②，聯(lián)立兩式可得V（O2）＝xmL＝1.2mL，V（NO命題點(diǎn)2結(jié)合環(huán)保問(wèn)題考查氮的氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用2.[北京高考]SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過(guò)量條件下的NOx排放。（1）SCR（選擇性催化還原）工作原理：①尿素[CO（NH2）2]水溶液熱分解為NH3和CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO（NH2）2＋H2O△CO2＋2NH3。②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式：8NH3＋6NO2催化劑7N2＋12H2O。③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí)，尾氣中SO2在O2作用下會(huì)形成（NH4）2SO4，使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示（NH4）2SO4的形成：2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O2（NH4）2SO4。④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化，測(cè)定溶液中尿素（M＝60g·mol－1）含量的方法如下：取ag尿素溶液，將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3，所得NH3用過(guò)量的v1mLc1mol·L－1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2mLc2mol·L－1NaOH溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是3（2（2）NSR（NOx儲(chǔ)存還原）工作原理：NOx的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行，如圖a所示。圖a①通過(guò)BaO和Ba（NO3）2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲(chǔ)存和還原。儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是BaO。②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba（NO3）2的催化還原過(guò)程，該過(guò)程分兩步進(jìn)行，圖b表示該過(guò)程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba（NO3）2的物質(zhì)的量之比是8∶1。圖b解析（1）①根據(jù)題意，反應(yīng)物為H2O和CO（NH2）2，生成物為NH3和CO2，反應(yīng)條件為加熱，結(jié)合原子守恒可寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。②根據(jù)題意，反應(yīng)物為NH3和NO2，生成物為N2和H2O，反應(yīng)需在催化劑作用下進(jìn)行。③根據(jù)題意，NH3、SO2、O2和H2O反應(yīng)生成（NH4）2SO4。④根據(jù)題意，加入硫酸的總物質(zhì)的量為c1v1×10－3mol，NaOH消耗的硫酸的物質(zhì)的量為c2v2×10－32mol，因此與NH3反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為（c1v1×10－3－c2v2×10－32）mol，根據(jù)關(guān)系式CO（NH2）2～2NH3～H2SO4得n[CO（NH2）2]＝（c1v1×10－3－c2v2×10－32）mol，因此尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（c1v1×10－3－c2v2×10－32）×60gag×100％＝3（2c1v1－c2v2）100a。（2）①由題中圖a命題拓展工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。（1）NO2被燒堿溶液吸收時(shí)，生成兩種鈉鹽，其物質(zhì)的量之比為1∶1，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O。（2）NO與NO2按物質(zhì)的量之比為1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學(xué)式是NaNO2。命題點(diǎn)3易水解的氮化物制備3.氮化鋁（AlN）是一種性能優(yōu)異的新型材料，在許多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。某化學(xué)小組模擬工業(yè)制氮化鋁原理，欲在實(shí)驗(yàn)室制備氮化鋁。查閱資料：①實(shí)驗(yàn)室用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液共熱制N2：NaNO2＋NH4Cl△NaCl＋N2↑＋2H2O。②工業(yè)制氮化鋁：Al2O3＋3C＋N2高溫2AlN＋3CO，氮化鋁在高溫下能水解。③AlN與飽和NaOH溶液反應(yīng)：AlN＋NaOH＋3H2ONa[Al（OH）4]＋NH3↑。（1）實(shí)驗(yàn)中使用的裝置如圖所示，請(qǐng)按照氮?dú)鈿饬鞣较驅(qū)⒏鲀x器接口連接e→c→d→f（g）→g（f）→a→b→i。（2）B裝置內(nèi)的X液體可能是濃硫酸；E裝置內(nèi)氯化鈀溶液的作用可能是吸收CO，防止污染空氣。（3）寫(xiě)出AlN水解的化學(xué)方程式：AlN＋3H2OAl（OH）3＋NH3↑。解析實(shí)驗(yàn)室用飽和NaNO2與NH4Cl溶液共熱