高考中氮及其化合物之間轉化關系的考查方式

氮及其化合物的轉化關系是一個重要且復雜的知識點，這不僅要求考生對氮元素及其化合物的性質有深入的了解，而且需要掌握這些化合物在不同條件下的相互轉化．這類試題不僅考查考生對基礎知識的掌握程度，還考查了他們的邏輯思維能力和實驗設計能力．

１ 基礎性質的考查

在高考試題中，氮及其化合物的考查通常圍繞其基礎性質展開，包括氮氣的物理和化學性質、氨的制備和性質、硝酸鹽的性質和轉化等．對這些基礎性質的理解和掌握，是解答相關題目的關鍵．例如，氮氣的穩定性和不活潑性，使得它在自然界中廣泛存在，因此也是制備其他含氮化合物的重要原料．氨氣作為一種堿性氣體，其水溶液具有獨特的性質，能夠參與多種化學反應．而硝酸鹽作為含氮元素的重要化合物，在肥料、炸藥等領域有著廣泛的應用．

例１ 設計圖１所示實驗制備并收集干燥純凈的氨氣．下列分析錯誤的是（ ）．

A．儀器口連接順序為a→e→d→c→b

B．上述實驗缺少尾氣吸收裝置

C．生石灰與水反應并且放出熱量，促使氨氣逸出

D．干燥管中的堿石灰可用無水氯化鈣代替

解析

用濃氨水和生石灰反應生成氨氣，然后用堿石灰進行干燥，再用向下排空氣法進行收集，儀器口連接順序為a→e→d→c→b，故A 正確．氨氣對人體有危害，應該進行尾氣吸收處理，故B正確．生石灰與水反應并且放出熱量，可以促進氨氣逸出，故C正確．無水氯化鈣可以和氨氣反應，故不能用無水氯化鈣干燥氨氣，故D錯誤．

答案 D．

在高考備考時，對氮及其化合物的基礎性質進行系統的復習和總結至關重要．通過深入理解這些基礎性質，不僅能夠更好地掌握相關知識點，還能夠提高解題能力和化學素養．在接下來的內容中，我們將對氮及其化合物的基礎性質進行詳細的梳理和解析，幫助考生更好地備戰高考化學試題．

２ 反應條件的考查

氮及其化合物的轉化關系是一個重要的考點，特別是涉及反應條件的部分．可能涉及的相關內容如下．

１）氮氣的制備．工業上，氮氣主要通過分離液態空氣來制備，在這個過程中，液態空氣在低溫下被分離，因為氮氣和氧氣的沸點不同．

２）氨氣的制備．氨氣是氮氣和氫氣在高溫高壓下，通過催化劑的作用合成的，這個反應通常需要較高的溫度和較大的壓力．

３）硝酸的制備．硝酸的制備通常包括兩個步驟，首先，氨氣被氧化成NO，然后NO 被氧化成NO２，最后，NO２ 與水反應生成硝酸．這些反應通常需要適當的催化劑和溫度．

４）氮氧化物的轉化．氮氧化物（如NO 和NO２）可以在大氣中通過光化學反應轉化為其他化合物，如硝酸和硝酸鹽，這些反應通常需要太陽光中的紫外線作為激發源．

５）銨鹽的制備．銨鹽可以通過氨或銨根離子與酸反應制備，這些反應通常是在常溫常壓下進行的，但有時候為了加速反應或提高產率，可能需要加熱或添加催化劑．

例２ 火箭的第一、二級發動機中，所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼來制備．

（１）用肼（N２H４）作燃料，N２O４ 作氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態水．已知：

N２（g）＋２O２（g）＝N２O４（g）

ΔH ＝＋１１.７kJ·mol－１， ①

N２H４（g）＋O２（g）＝N２（g）＋２H２O（g）

ΔH ＝－５４３kJ·mol－１， ②

寫出氣態肼和N２O４ 反應生成氮氣和氣態水的熱化學方程式： ______．

（２）已知N２O４ 在大氣中或在較高溫度下很難穩定存在，很容易轉化為NO２．試推斷NO２ 制取N２O４的反應條件（或措施）： ______．

解析

（１）氣態肼和N２O４ 反應生成氮氣和氣態水的化學方程式為２N２H４（g）＋N２O４（g）＝３N２（g）＋４H２O（g），該反應可由②×２－①得到，根據蓋斯定律，該反應的ΔH ＝２ΔH２－ΔH１＝－１０９７.７kJ·mol－１．

（２）２NO２?N２O４，是放熱反應，反應前后氣體體積減小，所以增大壓強、降溫有利于反應正向進行．

答案 （１）２N２H４ （g）＋N２O４ （g）＝３N２ （g）＋４H２O（g） ΔH ＝－１０９７．７kJ·mol－１．

（２）高壓、低溫（或加壓、降溫）．

高考中對有關氮及其化合物轉化關系中反應條件的考查，旨在檢驗學生對化學反應原理、條件及其影響的理解程度．這些反應條件不僅決定了反應能否發生，還影響了反應的速率和產物的種類、性質．因此，深入理解并掌握這些條件，對于學生全面把握氮及其化合物的轉化關系至關重要．

３ 實驗設計的考查

在化學實驗中，氮及其化合物之間的轉化關系是一個極具挑戰性和實用價值的考查點．通過實驗設計，我們能夠深入了解氮元素及其化合物的性質、轉化機理和應用潛力．這種實驗設計不僅要求我們掌握基本的化學知識和技能，還需要我們具備創新思維和解決問題的能力．

例３ 銅與硝酸反應的裝置如圖２ 所示，實驗步驟如下：

步驟１：向試管a中加入２mL濃硝酸，塞上帶有銅絲的橡膠塞．觀察到銅絲逐漸變細，溶液變綠，試管a中充滿紅棕色氣體．

步驟２：一段時間后，試管a中反應變平緩，溶液逐漸變成藍色，同時氣體顏色從下方開始變淺，最終變成無色．

步驟３：反應停止后，用注射器向試管a中注入少量稀硫酸，銅絲繼續溶解，產生無色氣體．

下列說法不正確的是（ ）．

A．步驟１觀察到試管a中充滿紅棕色氣體，說明銅和濃硝酸反應生成NO２

B．步驟２觀察到反應變平緩而且氣體顏色從下方開始變淺，說明濃硝酸已經變成稀硝酸

C．步驟３ 固體繼續溶解，說明此時Cu 被H＋氧化

D．相對于步驟２，步驟１中溶液顯綠色可能是NO２ 溶解在硝酸銅中所致

解析

向試管a中加入２mL 濃硝酸，塞上帶有銅絲的橡膠塞．觀察到銅絲逐漸變細，溶液變綠，試管a中充滿紅棕色氣體NO２，說明銅和濃硝酸反應生成NO２，故A 正確．一段時間后，試管a中反應變平緩，溶液逐漸變成藍色，同時氣體顏色從下方開始變淺，最終變成無色，說明生成氣體為NO，濃硝酸已經變成稀硝酸，故B正確．反應停止后，用注射器向試管a中注入少量稀硫酸，銅絲繼續溶解，產生無色氣體，證明加入稀硫酸，溶液中H＋ 、NO－ ３ 形成稀硝酸，和銅反應生成NO 氣體，體現稀硝酸的強氧化性，不是Cu被H＋ 氧化，故C錯誤．NO２ 為紅棕色氣體，相對于步驟２，步驟１中溶液顯綠色可能是NO２ 溶解在硝酸銅中所致，故D正確．

答案 C．

氮及其化合物之間轉化關系的實驗設計是一項綜合性、實用性都強的化學考查內容．通過實驗設計，我們不僅能夠加深對氮元素及其化合物性質的理解，還能夠鍛煉我們的創新思維和解決問題的能力．同時，這些實驗設計也為我們提供了探索氮元素應用潛力的平臺，為未來的科學研究和工業應用打下了堅實的基礎．

為 了應對這些考查方式，考生需要全面復習氮及其化合物的知識，熟悉它們的性質、轉化關系和反應條件．同時，考生還需要通過大量的練習和實驗，提高自己的解題能力和實驗操作能力．此外，考生還需要注意對氧化還原反應的理解和應用，以提高解題效率．

（完）