5.2氮及其化合物（讲）-2022-2023学年高一化学同步精品讲练(人教版2019必修第二册）（解析版）

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第2节　氮及其化合物

知识点 1、氮气和氮的固定

1.物理性质

氮气是一种无色、无味气体，密度比空气略小（标况下）。氮气在水中的

溶解度很小，难溶于水，通常情况下，。

2.分子结构

氮气分子的电子式，结构式。氮氮三键非常稳定，很难断裂。

3. 化学性质

常温下，N2的化学性质比较稳定，但在高温、放电、点燃等条件下，N2能与

H2、O2、Mg 等发生化学反应。

（1）氧化性：N2+3H22NH3，N2+3Mg Mg3N2（淡黄色固体），N2+6Li

2Li3N。

Mg3N2、Li3N遇水会发生双水解反应：Mg3N2 + 6H2O 3Mg(OH)2↓+ 2NH3↑

（2）还原性：与 O2的化合（放电或高温条件下）N2+O22NO（闪电时发生）

N2+O22NO（汽车引擎中发生）

4.用途

①工业合成氨，制硝酸、氮肥的原料。②代替稀有气体做焊接金属的保护气。

③填充在灯泡中，防止钨丝被氧化或挥发。④保存粮食、水果等食品，防止腐烂。

⑤医学上用液氮做冷冻剂，在冷冻麻醉下进行手术。

5.氮气的制备

6.氮的固定

（1）氮的固定的定义及分类

将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氮的固定。氮的固定主要有两种途径，一

为自然固氮，二为人工固氮。

（2）自然固氮

①生物固氮：自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的根瘤菌）将氮气通过化学过

程转化为含氮化合物。

豆科植物的根瘤菌能将空气中的游离态氮转化为化合物形态的氨（或铵态氮肥）。

②高能固氮：通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物。

③“雷雨发庄稼”涉及的反应过程：

N2＋O2=====2NO、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO

（3）人工固氮——合成氨

工业上合成氨的反应为 N2+3H22NH3。

合成氨的原料是氮气和氢气，该反应放出大量的热，工业上用来预热原料气，合成氨

达到平衡时，混合气体中氨的含量为 20%左右，分离出氨后，将未反应的氮气和氢气送回

合成塔循环使用。

【跟踪练习】1．（2022 秋·河北石家庄·高一统考期末）下列不属于氮的固定的是

A．雷电作用下转化为 NO B．将汽车尾气中的 CO 和NO 催化处理为

和

C．工业合成 D．豆科植物的根瘤将转化为含氮化合物

【答案】B

【解析】A．雷电作用下 N2转化为 NO 是将氮的单质转化为氮的化合物，属于氮的固定，

A正确；

B．将汽车尾气中的 CO 和NO 催化处理为 N2和CO2，是将氮的化合物转化为氮的单质，不

属于氮的固定，B错误；

C．工业合成 NH3是将氮的单质转化为氮的化合物，属于氮的固定，C正确；

D．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为含氮的化合物，属于氮的固定，D正确；

故答案选 B。

2．（2022 秋·江苏淮安·高一统考期中）氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。下列关

于N2的叙述错误的是

A．氮是农作物生长的必须元素

B．N2既可作氧化剂又可作还原剂

C．氮的固定是将 N2转化成含氮的化合物

D．1molN2可与3molH2反应生成 2molNH3

【答案】D

【解析】A．植物的营养元素是氮、磷、钾，所以氮是农作物生长的必须元素，A正确；

B．氮原子的最外层电子数为5，既可表现-3 价，也可表现+5 价等，N2中N显0价，既能

升高又能降低，所以 N2既可作氧化剂又可作还原剂，B正确；

C．氮的固定是将氮元素由游离态转化为化合态，也就是由N2转化成含氮的化合物，C正

确；

D．N2与H2在高温、高压、催化剂作用下可发生化合反应生成 NH3，但反应是可逆反应，

所以 1molN2可与3molH2反应生成 NH3的物质的量小于 2mol，D错误；

故选 D。

3．（2022 春·陕西西安·高一期末）氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和

关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示，下列说法不正确的是

A．海洋中的氮循环起始于氮的氧化

B．海洋中存在游离态的氮和化合态的氮

C．②中的含氮物质转化属于氮的固定

D．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量

【答案】A

【解析】A．从图中可以看出，海洋中的氮循环起始于空气中 N2的溶解，A不正确；

B．海洋中存在 N2、、等，所以存在游离态的氮和化合态的氮，B正确；

C．②中的含氮物质，由游离态转化为化合态，则属于氮的固定，C正确；

D．向海洋排放含的废水，会经过两次反硝化作用，并可转化为，从而影响海洋

中的含量，D正确；

故选 A。

4．（2022 秋·黑龙江佳木斯·高一校考期末）下列关于氮气性质的说法中正确的是

A．点燃条件下，N2在氧气中燃烧生成 NO

B．点燃时，N2与金属 Mg 反应生成 Mg3N2，N2作还原剂

C．合成氨反应中，N2发生氧化反应

D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合

【答案】D

【解析】A．氮气在放电或高温条件下生成一氧化氮，A错误；

B．点燃时，N2与金属 Mg 反应生成 Mg3N2，N2得电子化合价降低作氧化剂，B错误；

C．合成氨反应中，N2得电子化合价降低发生还原反应，C错误；

D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合，键能大，不易断裂，

物质化学性质温度，D正确；

故选 D。

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