氮及其化合物考點歸納

■金利敏

氮及其化合物知識是高中化學重點內(nèi)容之一，氮是自然界各種生物體生命活動不可缺少的重要元素，氮的化合物數(shù)量眾多，應用非常廣泛，歷來是高考命題的熱點。

知識結(jié)構(gòu)

一、考查氮氣的分子結(jié)構(gòu)及其化學性質(zhì)

例1氮氣與其他單質(zhì)化合一般需要高溫，有時還需高壓等條件，但金屬鋰在常溫、常壓下就能與氮氣化合生成氮化鋰，這是因為（ ）。

①此反應可能是吸熱反應

②此反應可能是放熱反應

③反應前可能氮分子無需先分解成為氮原子

④反應前氮分子必定先分解為氮原子

A.①② B.②④ C.②③D.①④

解析

氮分子中存在N≡ N，鍵能很大，非常牢固，通常情況下很難斷裂N≡ N 鍵成為氮原子與其他物質(zhì)反應。如果氮分子與某種物質(zhì)容易反應，只可能是氮分子無需先分解為氮原子這種情況。另外，化學反應中放熱反應一般比較容易發(fā)生。

答案：C

二、考查氨和銨鹽的性質(zhì)

例2將足量的氨氣分別通入下列溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量（n）與通入NH3的體積（V）符合圖1關(guān)系的是（ ）。

A.飽和氯化銨溶液

B.三氯化鋁溶液

圖1

C.硝酸酸化的硝酸銀溶液

D.碳酸氫鈣溶液

解析

向飽和NH4Cl溶液中通入NH3，一方面NH3與水結(jié)合生成NH3·H2O，使水的量減少；另一方面NH3·H2O的電離導致溶液中濃度增大，從而析出NH4Cl固體，且不再溶解。向AlCl3溶液中通入NH3，反應的離子方程式為Al3＋＋3NH3＋3H2O＝＝Al（OH）3↓＋，產(chǎn)生的沉淀不溶解。向硝酸酸化的硝酸銀溶液中通入NH3，剛開始NH3和酸發(fā)生反應，當酸反應完全后，開始發(fā)生反應，生成的沉淀繼續(xù)和NH3發(fā)生反應Ag（OH）＋2NH3＝＝[Ag（NH3）2]＋＋OH－。向Ca（HCO3）2溶液中通入NH3，反應的離子方程式為Ca2＋＋2HCO－3＋2NH3＝＝CaCO3↓，產(chǎn)生的沉淀不溶解。

答案：C

三、考查硝酸的性質(zhì)

例3欲迅速除去鋁壺中的水垢又不損壞鋁壺，最佳的方法是加入下列物質(zhì)中的（ ）。

A.濃鹽酸 B.稀硝酸

C.冷的濃硫酸 D.冷的濃硝酸

解析

加入的試劑必須滿足以下條件:一是能與水垢[CaCO3、Mg（OH）2]反應，二是不能與鋁反應。因濃鹽酸和稀硝酸均與鋁反應，冷的濃硫酸盡管能使鋁鈍化，但與CaCO3反應不徹底（生成難溶物CaSO4），冷的濃硝酸不但能與水垢反應，還可使鋁鈍化。

答案：D

例438.4 mgCu 與適量的濃硝酸反應，銅全部反應后，共收集到22.4mL 氣體（標準狀況），反應消耗的硝酸的物質(zhì)的量可能是（ ）。

A.1.0×10－3mol B.1.6×10－3mol

C.2.2×10－3mol D.2.4×10－3mol

解析

隨著反應的進行，硝酸的濃度不斷減小，收集的氣體應該是NO2和NO 的混合物，可以用極值法討論求解。n（Cu）＝＝6.0×10－4mol。若38.4mgCu全部與濃硝酸反應，根據(jù)反應方程式Cu＋4HNO3（濃）＝＝Cu（NO3）2＋2H2O＋2NO2↑，可求出參加反應的硝酸為6.0×10－4mol×4＝2.4×10－3mol。若38.4mgCu全部與稀硝酸反應，根據(jù)反應方程式3Cu＋8HNO3（稀）＝＝3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，則可求出參加反應的硝酸為6.0×10－4mol×＝1.6×10－3mol。事實上銅先與濃硝酸反應，濃硝酸變稀后，又與稀硝酸反應。因此消耗硝酸的物質(zhì)的量在1.6×10－3mol和2.4×10－3mol之間。也可以根據(jù)氮原子守恒求解。硝酸與金屬反應時既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性，生成的NO2和NO 總的物質(zhì)的量即是表現(xiàn)氧化性的那部分硝酸的量，表現(xiàn)酸性的那部分硝酸則生成Cu（NO3）2，由于反應前后氮原子守恒，則反應消耗HNO3的物質(zhì)的量n（HNO3）＝2×n[Cu（NO3）2]＋n（NOx）＝＝2.2×10－3mol。

答案：C

四、與含氮化合物有關(guān)的推斷

例5如下流程中，A～J分別代表相關(guān)反應中的一種物質(zhì)，已知A 分解得到等物質(zhì)的量的B、C、D，已知B、D 為常溫下氣態(tài)化合物，C為常溫下液態(tài)化合物（流程中有部分生成物未標出）。

請回答下列問題:

（1）A的化學式為____B的電子式為_____。

（2）D＋G→H 的化學方程式為_____，F(xiàn)＋J→B＋C＋I的化學方程式為_____。

（3）A＋NaOH→D的離子方程式為____。

解析

C為常溫下液態(tài)化合物，且能與Na2O2反應，則C 為水，B、D 為常溫下氣態(tài)化合物，B 能與Mg反應，則B為CO2，A 與堿反應生成氣體D，則D 為NH3，A 為NH4HCO3，E 為MgO，F(xiàn) 為C。水與Na2O2反應生成G，G 為O2，D 與G 反應生成H，H 為NO，I為NO2，J為HNO3。

五、考查有關(guān)環(huán)境保護知識

例6氮是自然界含量豐富的元素，其氧化物在環(huán)境、能源及科學實驗中有著重要影響和廣泛應用。試回答下列問題:

（1）①向大氣中排放NOx可能導致的環(huán)境問題有_____（答兩點）。

②工業(yè)上用洗凈的廢銅屑作原料來制備硝酸銅。為節(jié)約原料和防止污染環(huán)境，宜采取的方法是_____。

（2）氮的氧化物尾氣處理有多種方法。

①實驗室用足量NaOH 溶液能完全吸收NO2生成氮的含氧酸鹽，試寫出該反應的離子方程式:___。

②小型化工廠常用尿素作為氮氧化物的吸收劑，此法運行費用低，吸收效果好，不產(chǎn)生二次污染，吸收后尾氣中NOx的去除率高達99.95%。其主要的反應為氮氧化物混合氣與水反應生成亞硝酸，亞硝酸再與尿素反應生成CO2和N2，請寫出有關(guān)反應的化學方程式:____。

③有一種治理工業(yè)廢氣中氮的氧化物污染的方法是通入適量氨氣，將其還原為無毒物質(zhì)N2和H2O，現(xiàn)有含氮氧化物NO 和NO2的混合氣體3L，用同條件下的NH33.50L恰好反應完全，則混合氣體中NO 和NO2的體積分數(shù)之比為____。

A.1∶4 B.1∶3 C.1∶2 D.1∶1

解析

（1）①NOx可能導致光化學煙霧、硝酸型酸雨、臭氧層破壞等。②A、B、D 項都會產(chǎn)生氮的氧化物或二氧化硫污染環(huán)境，C項無污染性氣體排放。

（2）①NaOH 溶液能完全吸收NO2生成氮的含氧酸鹽，故反應必為氧化還原反應，根據(jù)氮的化合價有升有降、電子得失守恒原則寫出該反應的離子方程式2NO2＋2OH－＝＝＋H2O。②有關(guān)反應的化學方程式為NO＋NO2＋H2O＝＝2HNO2，CO（NH2）2＋2HNO2＝＝CO2＋2N2＋3H2O。③根據(jù)電子得失守恒，設NO 和NO2物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，列式x＋y＝（電子得失守恒），解出x∶y＝1∶3。

答案：略。