2025版高考化学全程一轮复习第21讲氮气氮氧化物及硝酸课件

第21讲氮气、氮氧化物及硝酸1.了解氮及其氧化物的主要性质和应用，了解氮氧化物对环境的影响。2．掌握硝酸的性质和应用。考点一考点二考点一1.氮元素的存在与氮的固定

N2＋3H22NH3【师说·助学】

Mg3N2遇水剧烈反应，生成氢氧化镁和氨气。3．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物在氮的氧化物中，属于酸性氧化物的有____________。(2)NO、NO2的比较氮元素的价态＋1＋2＋3＋4＋5氧化物的化学式N2ONON2O3NO2、N2O4N2O5

NONO2物理性质无色气体，难溶于水通常为红棕色、有刺激性气味的气体与O2反应2NO＋O2===2NO2不反应与H2O反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO收集方法排水法向上排空气法N2O3、N2O5【师说·助学】

验证NO的方法：遇O2(或空气)无色气体变为红棕色，该气体为NO。4．氮氧化物对环境的影响及尾气处理方法(1)对环境的影响①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成

HNO2和HNO3随雨雪降到地面。③破坏臭氧层：NOx可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。④NO与血红蛋白结合使人中毒。(2)常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法工业尾气中的

NOx常用碱液吸收处理，NO2、

NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可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。【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．固氮反应一定属于氧化还原反应：___________________________________________________________。2．NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去：___________________________________________________________。3．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在：___________________________________________________________。4．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2：___________________________________________________________。正确。正确。错误。NO易被空气中的氧气氧化，NO2易与空气中的水蒸气反应。错误。N2与O2在放电条件下直接化合成NO。【教考衔接】典例1[2021·河北卷，4]硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是(

)A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除答案：D解析：NO2是红棕色且有刺激性气味的气体，而SO2是无色有刺激性气味的气体，A错误；汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物，如NOx和CO等，B错误；氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，C错误；工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除，如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理，D正确。

答案：D

【对点演练】考向一氮氧化物对环境的影响1．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是(

)A．NO2起催化剂作用B．NO起催化剂作用C．NO2只起氧化剂作用D．O3与O2为同分异构体答案：A解析：反应过程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2还作氧化剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。2．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。(1)汽车尾气中的CO来自________________，NO来自____________________________________。(2)汽车尾气对环境的危害主要有___________________________________________________(至少填两种)。汽油的不完全燃烧N2与O2在汽车气缸内的高温环境下的反应形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可)考向二废气中氮氧化物的治理3．(1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：____________________________________________________________。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如

4NH3＋6NO5N2＋6H2O，写出氨气转化NO2的化学方程式：________________________________。

8NH3＋6NO27N2＋12H2O(3)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________________。NO2

＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONaNO2考向三氮氧化物与氧气、水反应的计算4．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为________。1∶1解析：设试管的容积为1L，水充满整个试管，溶液的体积是1L，无论是NO2还是NO都转变成了HNO3，根据氮元素守恒，生成的HNO3的物质的量相等，即硝酸的物质的量浓度相等。5．在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中，充分反应后剩余2mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为_____________。1.2mL或4mL

归纳总结计算氮氧化物溶于水的方法(1)若NO和O2通入同一容器的足量水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。(2)若NO2和O2通入同一容器的足量水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，若NO2相对O2过量，还有反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。考点二1.物理性质硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与水互溶。久置呈黄色。2．化学性质(1)不稳定性：____________________________。4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O(2)强氧化性：不论浓、稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。按要求完成下列反应的离子方程式或化学方程式：①与金属反应：稀硝酸与铜反应：________________________________________________；浓硝酸与铜反应：________________________________________________。

②与非金属反应：浓硝酸与C的反应：________________________________________________；③与还原性化合物反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：_________________________________。【师说·助学】

关于金属与硝酸反应的两点说明：①HNO3与金属反应一般不产生H2；②硝酸的还原产物不仅有NO2、NO，可能有N2O、N2或NH4NO3。

3．工业制法(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：________________________________。(2)NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2。(3)用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。4NH3＋5O24NO＋6H2O

【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体：___________________________________________________________。2．常温下，将Al片放入浓硝酸中无明显现象，原因是Al与浓硝酸不反应：___________________________________________________________。3．浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式：___________________________________________________________。4．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色：___________________________________________________________。错误。硝酸将S2－氧化为S，反应中无H2S气体生成。错误。常温下，Al与浓硝酸发生钝化反应。错误。浓硝酸拆写为离子形式，浓硫酸写分子式，不能拆写为离子形式。错误。浓硝酸能使蓝色石蕊试纸先变为红色后褪色；稀硝酸使蓝色石蕊试纸最终变为红色。

答案：C

典例2下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(

)A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应①②③答案：D

【师说·延伸】对比典例2中的三个实验，证明浓硝酸与木炭反应生成NO2的最佳实验为实验③。【对点演练】考向一定性探究铜与硝酸的反应1．在浓硝酸中放入Cu片，(1)反应开始时的化学方程式为____________________________________，实验现象为_____________________________。(2)若Cu片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为____________________________________________________________。(3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是___________________________________________________________。Cu＋4H