第四节 氮及其重要化合物
最新考纲：1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。3.了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。
核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识含氮化合物的多样性，并对其进行分类。2.科学探究与创新意识：能根据氮单质及化合物的性质提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发， 确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。
知识点一 氮气及其氧化物
1．氮气的结构与性质 (1)氮元素的存在与氮的固定
(2)N2的物理性质
无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。 (3)N2的化学性质
2.氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物
氧化物的化学式 氮元素的价态 N2O ＋1 NO ＋2 N2O3 ＋3 NO2、N2O4 ＋4 N2O5 ＋5 N2O俗称笑气，有麻醉作用；N2O3是亚硝酸的酸酐；N2O5为硝酸的酸酐。 (2)NO与NO2性质的比较
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．常温常压下，124 g P4中所含P—P键数目为4NA( × )
提示：124 g P4的物质的量是1 mol，由于白磷是正四面体结构，一分子P4含有6个P—P键，因此1 mol P4所含P—P键数目为6NA。
2．1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA( × ) 提示：N2与H2的反应为可逆反应。
3．用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO( × ) 提示：NO能与空气中的O2反应生成NO2，收集NO应采用排水法。 4．0.3 mol NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA( × )
提示：在NO2与水的反应中，每有0.3 mol NO2参加反应，转移0.2 mol电子。 5．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气( × ) 提示：用水吸收NO2还会放出有毒气体NO。 6．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( × )
提示：NO2遇水生成硝酸，能将Fe氧化为Fe，溶液颜色由浅绿色变为黄色。 7．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定，是化学变化( √ ) 8．食品袋中充氮气可用来防腐( √ )
2＋
3＋
1．氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2
的平均相对分子质量总大于46，也没有纯净NO2和N2O4气体。
N2O4，因此实验测得NO2
2．验证某无色气体是NO的方法是让无色气体接触氧气或空气，无色气体变为红棕色。 3．NO2、NO可用碱液处理，如NaOH溶液吸收原理为NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2
＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
4．NO2虽然与水反应生成HNO3，但不是硝酸的酸酐。NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。如NO2能使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝：2NO2＋2KI===2KNO2＋I2。
5．鉴别NO2和溴蒸气常用的试剂为：①AgNO3溶液、②H2O、③CCl4。
1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( A )
A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮
C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
解析：在雷电作用下N2与O2反应生成NO，氮元素被氧化、工业合成氨属于人工固氮，合成氨过程中氮元素被还原，A项错误，B项正确；由题图可看出含氮无机物和含氮有机物可相互转化，C项正确；合成蛋白质的过程中就有碳、氢、氧元素的参与，D项正确。
2．氮及其化合物的变化关系如图：
则下列说法不正确的是( D )
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．上述反应中只有③属于氮的固定
催化剂
解析：工业上生产硝酸的流程是氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应4NH3＋5O2=====
△4NO＋6H2O路线①，一氧化氮与氧气反应2NO＋O2===2NO2路线②，二氧化氮被水吸收3NO2＋H2O===2HNO3＋NO路线③，路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，A正确；在放电条件下，氮放电
气和氧气发生化合反应：N2＋O2=====2NO路线Ⅰ；NO不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮：2NO＋O2===2NO2路线Ⅱ，二氧化氮溶于水生成硝酸：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO路线Ⅲ，B正确；从氮
的变化关系图可知：N从N2(0价)→NO(＋2价)→NO2(＋4价)→HNO3(＋5价)，都是氧化还原反应，C正确；上述反应中空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，②③含氮化合物转变为其他物质，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，D错误。
3．(2020·泰州模拟)常温常压下，注射器甲中装有NO2气体，注射器乙中装有相同体积的空气，注射器与U形管连通，固定活塞。如图所示，打开两个止水夹，足够时间后，将会看到U形管中液面( A )
A．a端上升，b端下降 B．a端下降，b端上升 C．U形管中液面无变化 D．无法判断
解析：打开两个止水夹后，甲中NO2与水反应生成HNO3和NO，U形管中左侧气体压强减小，a端液面上升，b端下降。
4．下列说法中错误的是( D )
A．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
B．NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液或CCl4，但不能用湿润的淀粉-KI试纸 C．除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中 D．NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1 解析：NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2。
△
5．(2020·辽宁铁岭协作体联考)已知Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为2Cu(NO3)2=====2CuO＋4NO2↑＋O2↑，将少量的Cu(NO3)2固体放入试管中加热，然后用带火星的木条放入试管中，木条复燃，则下列说法正确的是( A )
A．NO2能支持燃烧 B．NO2不能支持燃烧
C．木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气的缘故 D．木条复燃是因为硝酸铜分解产生的CuO催化作用的结果
解析：氧气具有助燃性，在纯氧气中能使带火星的木条复燃，但空气中由于含有大量不△
能助燃的N2，而氧气量较少，所以空气不能使带火星的木条复燃，反应2Cu(NO3)2=====2CuO＋4NO2↑＋O2↑中，产物中NO2、O2的体积比与空气中N2、O2体积比近似相同，即为4∶1，带火
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