第5章非金屬及其化合物第23講硝酸氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化課件--2025年高考化學(xué)一輪總復(fù)習考點課件-課件下載-教習網(wǎng)

第23講　硝酸　氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
1．掌握硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用。2．能從物質(zhì)類別、氮的化合價變化理解氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。3．能從含氮物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的視角解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象。
考點一　硝酸?1．物理性質(zhì)：硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。2．化學(xué)性質(zhì)
(1)不穩(wěn)定性?；瘜W(xué)方程式：______________________________________。(2)強氧化性。硝酸無論濃、稀都具有強氧化性，而且濃度越大，氧化性越強。a．與金屬反應(yīng)(填化學(xué)方程式，下同)。稀硝酸與銅反應(yīng)：__________________________________________。濃硝酸與銅反應(yīng)：__________________________________________。
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　
b．與非金屬反應(yīng)。濃硝酸與C反應(yīng)：________________________________________。c．與還原性化合物反應(yīng)。硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、FeSO4等還原性物質(zhì)。稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________。
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　 (7)√
一、金屬與硝酸反應(yīng)的定性分析1．硝酸是一種無色液體，一般帶微黃色，常用來制造火藥、氮肥、染料等。下列關(guān)于硝酸的認識錯誤的是(　　)A．因濃硝酸見光或受熱會分解，所以應(yīng)置于棕色試劑瓶中，并放置于陰涼處B．濃硝酸和稀硝酸都具有較強的氧化性，與Cu反應(yīng)時二者均體現(xiàn)出氧化性和酸性C.常溫下鐵與濃硝酸不反應(yīng)，因此可用鐵制容器盛放濃硝酸D．銅與濃硝酸發(fā)生劇烈反應(yīng)，溶液變綠，試管中出現(xiàn)紅棕色氣體
解析：濃硝酸見光或受熱易分解，所以應(yīng)置于棕色試劑瓶中，并放置于陰涼處，故A正確；銅分別與濃硝酸和稀硝酸反應(yīng)時，都生成硝酸銅和氮氧化物，硝酸體現(xiàn)氧化性和酸性，故B正確；常溫下鐵與濃硝酸發(fā)生鈍化，表面生成致密氧化膜，可用鐵制容器盛放濃硝酸，故C錯誤；銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，劇烈反應(yīng)，溶液變綠，試管中出現(xiàn)紅棕色氣體，故D正確。
2．向一定量的濃硝酸中加入過量的銅片。(1)反應(yīng)開始階段產(chǎn)生________色氣體，化學(xué)方程式為_________________。(2)反應(yīng)進行一段時間后又產(chǎn)生無色氣體，此時的化學(xué)方程式為_________。(3)待反應(yīng)停止后，再加入少量的稀硫酸，這時Cu片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是___________________________________________。答案：(1)紅棕　Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，氫離子與原溶液中的硝酸根離子構(gòu)成強氧化性酸，又能與過量的銅反應(yīng)
二、金屬與硝酸反應(yīng)的定量計算3．將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答下列問題：(1)NO的體積為__________L，NO2的體積為________L。
答案：5.824　5.376　
(2)參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是___________________________。解析：參加反應(yīng)的HNO3分兩部分：一部分顯酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被還原成NO2和NO，所以參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為0.51 ml×2＋0.5 ml＝1.52 ml。答案：1.52 ml
(3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入V mL a ml·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)化成沉淀，原硝酸溶液的濃度為________ml·L－1(用含a、V的式子表示)。
(4)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水________g。
反應(yīng)至a點時，生成NO氣體的物質(zhì)的量為0.1 ml，由上述分析知，由H＋與Fe反應(yīng)生成Fe2＋的物質(zhì)的量為0.05 ml，生成H2的物質(zhì)的量 n(H2)＝n(Fe2＋)＝0.05 ml，故整個過程共產(chǎn)生0.15 ml氣體，在標準狀況下的體積為0.15 ml×22.4 L/ml＝3.36 L，D錯誤。
[思維建模]金屬與硝酸反應(yīng)的思維模型
考點二　氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化?1．氮元素的“價—類”二維圖
2．含氮元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)歧化——同一物質(zhì)中某元素的化合價在同一反應(yīng)中既升高又降低。如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
解析：氮的固定指將單質(zhì)氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程，①和②均屬于氮的固定，A正確；由題圖可知，氮循環(huán)過程中涉及氫、氧元素，B正確；
2．(2024·南粵名校聯(lián)考)物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個重要維度。如圖為某元素及其部分化合物的“價—類”二維圖。其中正鹽g與NaOH反應(yīng)可生成f，d的相對分子質(zhì)量比c的大16。下列說法正確的是(　　)A．f可經(jīng)催化氧化生成dB．c為紅棕色，可轉(zhuǎn)化為dC．b的溶液與Cu反應(yīng)可生成d或cD．實驗室將e與H2在一定條件下反應(yīng)制取f
解析：由題圖可知，f為氨，正鹽g與NaOH反應(yīng)可生成氨，故g為銨鹽；由題圖可知，b為硝酸、c為一氧化氮、d為二氧化氮、e為氮氣。A.氨經(jīng)催化氧化只能生成一氧化氮和水，A錯誤；B.一氧化氮為無色氣體，B錯誤；C.濃硝酸與銅反應(yīng)生成二氧化氮，稀硝酸與銅反應(yīng)生成一氧化氮，C正確；D.實驗室將氯化銨與氫氧化鈣混合加熱制取氨，D錯誤。
解析：A.銅與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)生成NO，NO與O2發(fā)生反應(yīng)生成NO2，A正確；B.氮氣與氧氣在放電或高溫條件下生成NO，NO與水不反應(yīng)，B錯誤；
2.(2023·新高考北京卷)一種分解氯化銨實現(xiàn)產(chǎn)物分離的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如右圖所示，其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一種。下列說法正確的是(　　)A．a(chǎn)、c分別是HCl、NH3B．d既可以是MgO，也可以是Mg(OH)ClC．已知MgCl2為副產(chǎn)物，通入水蒸氣可減少MgCl2的產(chǎn)生D．等壓條件下，反應(yīng)①②的反應(yīng)熱之和小于氯化銨直接分解的反應(yīng)熱
解析：NH4Cl分解的產(chǎn)物是NH3和HCl，分解得到的HCl與MgO反應(yīng)生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO，因此a為NH3，b為Mg(OH)Cl，c為HCl，d為MgO，A、B錯誤；MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl，通入水蒸氣可以減少MgCl2的產(chǎn)生，C正確；?反應(yīng)①和反應(yīng)②相加即為氯化銨直接分解的反應(yīng)，根據(jù)蓋斯定律可知，等壓條件下，反應(yīng)①②的反應(yīng)熱之和等于氯化銨直接分解的反應(yīng)熱，D錯誤。
3．(2022·新高考江蘇卷)氮及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說法不正確的是(　　)A．自然固氮、人工固氮都是將N2轉(zhuǎn)化為NH3B．侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4ClC．工業(yè)上通過NH3催化氧化等反應(yīng)過程生產(chǎn)HNO3D．多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的“氮循環(huán)”