■金利敏

氮及其化合物知识是高中化学重点内容之一，氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，氮的化合物数量众多，应用非常广泛，历来是高考命题的热点。

知识结构

一、考查氮气的分子结构及其化学性质

例1氮气与其他单质化合一般需要高温，有时还需高压等条件，但金属锂在常温、常压下就能与氮气化合生成氮化锂，这是因为（ ）。

①此反应可能是吸热反应

②此反应可能是放热反应

③反应前可能氮分子无需先分解成为氮原子

④反应前氮分子必定先分解为氮原子

A.①② B.②④ C.②③D.①④

解析

氮分子中存在N≡ N，键能很大，非常牢固，通常情况下很难断裂N≡ N 键成为氮原子与其他物质反应。如果氮分子与某种物质容易反应，只可能是氮分子无需先分解为氮原子这种情况。另外，化学反应中放热反应一般比较容易发生。

答案：C

二、考查氨和铵盐的性质

例2将足量的氨气分别通入下列溶液中，生成沉淀的物质的量（n）与通入NH3的体积（V）符合图1关系的是（ ）。

A.饱和氯化铵溶液

B.三氯化铝溶液

图1

C.硝酸酸化的硝酸银溶液

D.碳酸氢钙溶液

解析

向饱和NH4Cl溶液中通入NH3，一方面NH3与水结合生成NH3·H2O，使水的量减少；另一方面NH3·H2O的电离导致溶液中浓度增大，从而析出NH4Cl固体，且不再溶解。向AlCl3溶液中通入NH3，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3＋3H2O＝＝Al（OH）3↓＋，产生的沉淀不溶解。向硝酸酸化的硝酸银溶液中通入NH3，刚开始NH3和酸发生反应，当酸反应完全后，开始发生反应，生成的沉淀继续和NH3发生反应Ag（OH）＋2NH3＝＝[Ag（NH3）2]＋＋OH－。向Ca（HCO3）2溶液中通入NH3，反应的离子方程式为Ca2＋＋2HCO－3＋2NH3＝＝CaCO3↓，产生的沉淀不溶解。

答案：C

三、考查硝酸的性质

例3欲迅速除去铝壶中的水垢又不损坏铝壶，最佳的方法是加入下列物质中的（ ）。

A.浓盐酸 B.稀硝酸

C.冷的浓硫酸 D.冷的浓硝酸

解析

加入的试剂必须满足以下条件:一是能与水垢[CaCO3、Mg（OH）2]反应，二是不能与铝反应。因浓盐酸和稀硝酸均与铝反应，冷的浓硫酸尽管能使铝钝化，但与CaCO3反应不彻底（生成难溶物CaSO4），冷的浓硝酸不但能与水垢反应，还可使铝钝化。

答案：D

例438.4 mgCu 与适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到22.4mL 气体（标准状况），反应消耗的硝酸的物质的量可能是（ ）。

A.1.0×10－3mol B.1.6×10－3mol

C.2.2×10－3mol D.2.4×10－3mol

解析

随着反应的进行，硝酸的浓度不断减小，收集的气体应该是NO2和NO 的混合物，可以用极值法讨论求解。n（Cu）＝＝6.0×10－4mol。若38.4mgCu全部与浓硝酸反应，根据反应方程式Cu＋4HNO3（浓）＝＝Cu（NO3）2＋2H2O＋2NO2↑，可求出参加反应的硝酸为6.0×10－4mol×4＝2.4×10－3mol。若38.4mgCu全部与稀硝酸反应，根据反应方程式3Cu＋8HNO3（稀）＝＝3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，则可求出参加反应的硝酸为6.0×10－4mol×＝1.6×10－3mol。事实上铜先与浓硝酸反应，浓硝酸变稀后，又与稀硝酸反应。因此消耗硝酸的物质的量在1.6×10－3mol和2.4×10－3mol之间。也可以根据氮原子守恒求解。硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性，生成的NO2和NO 总的物质的量即是表现氧化性的那部分硝酸的量，表现酸性的那部分硝酸则生成Cu（NO3）2，由于反应前后氮原子守恒，则反应消耗HNO3的物质的量n（HNO3）＝2×n[Cu（NO3）2]＋n（NOx）＝＝2.2×10－3mol。

答案：C

四、与含氮化合物有关的推断

例5如下流程中，A～J分别代表相关反应中的一种物质，已知A 分解得到等物质的量的B、C、D，已知B、D 为常温下气态化合物，C为常温下液态化合物（流程中有部分生成物未标出）。

请回答下列问题:

（1）A的化学式为____B的电子式为_____。

（2）D＋G→H 的化学方程式为_____，F＋J→B＋C＋I的化学方程式为_____。

（3）A＋NaOH→D的离子方程式为____。

解析

C为常温下液态化合物，且能与Na2O2反应，则C 为水，B、D 为常温下气态化合物，B 能与Mg反应，则B为CO2，A 与碱反应生成气体D，则D 为NH3，A 为NH4HCO3，E 为MgO，F 为C。水与Na2O2反应生成G，G 为O2，D 与G 反应生成H，H 为NO，I为NO2，J为HNO3。

五、考查有关环境保护知识

例6氮是自然界含量丰富的元素，其氧化物在环境、能源及科学实验中有着重要影响和广泛应用。试回答下列问题:

（1）①向大气中排放NOx可能导致的环境问题有_____（答两点）。

②工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为节约原料和防止污染环境，宜采取的方法是_____。

（2）氮的氧化物尾气处理有多种方法。

①实验室用足量NaOH 溶液能完全吸收NO2生成氮的含氧酸盐，试写出该反应的离子方程式:___。

②小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NOx的去除率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素反应生成CO2和N2，请写出有关反应的化学方程式:____。

③有一种治理工业废气中氮的氧化物污染的方法是通入适量氨气，将其还原为无毒物质N2和H2O，现有含氮氧化物NO 和NO2的混合气体3L，用同条件下的NH33.50L恰好反应完全，则混合气体中NO 和NO2的体积分数之比为____。

A.1∶4 B.1∶3 C.1∶2 D.1∶1

解析

（1）①NOx可能导致光化学烟雾、硝酸型酸雨、臭氧层破坏等。②A、B、D 项都会产生氮的氧化物或二氧化硫污染环境，C项无污染性气体排放。

（2）①NaOH 溶液能完全吸收NO2生成氮的含氧酸盐，故反应必为氧化还原反应，根据氮的化合价有升有降、电子得失守恒原则写出该反应的离子方程式2NO2＋2OH－＝＝＋H2O。②有关反应的化学方程式为NO＋NO2＋H2O＝＝2HNO2，CO（NH2）2＋2HNO2＝＝CO2＋2N2＋3H2O。③根据电子得失守恒，设NO 和NO2物质的量分别为xmol、ymol，列式x＋y＝（电子得失守恒），解出x∶y＝1∶3。

答案：略。