學習目的：

1. 會用化學方程式表示氮及其化合物的轉化關系。

2.能用轉化關系解決實際應用問題  

 

 

任務一. 回顧舊知識，形成知識體系，建構分類觀，轉化觀。

 

 

 

問題1. 按照物質的分類羅列出你熟悉的氮及其化合物，放入下面的二維圖。從多角度認識物質的性質和物質間的轉化，寫出實現轉化的反應試劑和條件及有關化學方程式（是離子反應的寫離子方程式）。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

問題2.  工業上用空氣、焦炭和水制取原料氣進行合成氨，再以氨氣為原料采用氨的催化氧化法，經三步制取硝酸。寫出相關的化學方程式。試思考如何對硝酸廠尾氣中的NO_x進行處理？

 

 

 

 

 

 

 

問題3. 現給你一試管的NO₂，其他藥品和儀器任選。請你設計實驗，要求盡可能多地使二氧化氮被水吸收。

	實驗步驟	現象	解釋(用方程式表示)
1.
2
3

典型理題：

例1：下列可用來鑒別NO₂和溴蒸汽兩種紅棕色氣體的試劑是  (    )

  A.濕潤的淀粉碘化鉀試紙      B.少量蒸餾水C.硝酸銀溶液  D.濕潤的藍色石蕊試紙

 

例2：已知氮氧化物跟NaOH溶液發生反應的化學方程式如下：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O  NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O、現有mmolNO₂和nmolNO組成的混合氣體，要用NaOH溶液使其完全吸收無氣體剩余。現用amol/L的氫氧化鈉溶液，則需要NaOH溶液的體積是(    )

  A：m/aL   B：2m/3aL   C、2（m+n）/3aL   D、（m+n）/aL

 

 

2．用如圖所示裝置進行下列實驗，實驗結果與預測的現象不一致的是（         ）

 

7、（18年北京西城）

（18年北京西城）為消除燃煤煙氣中含有的SO₂、NO_x，研究者提出了若干煙氣“脫硫”、“脫硝”的方法。

（1）向燃煤中加入適量石灰石，高溫時將SO₂轉化為CaSO₄的化學方程式是______。

（2）選擇性催化還原法（SCR）“脫硝”。在催化劑的作用下，選取還原劑將煙氣中的NO進行無害化處理。NH₃還原NO的化學方程式是____                              __。

 

 

 

 

 

 

 

 

任務二 .從實驗入手認識NH₃的性質和制備等

1、利用培養皿探究氨氣的性質。實驗時向NaOH固體上滴幾滴

濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。對實驗現象予以解釋：

 

2、用氯化銨和Ca(OH)₂固體加熱制取并用圓底燒瓶收集氨氣，

繪出收集氨氣裝置示意圖。寫出化學方程式。

 

  

檢驗燒瓶是否收集滿氨氣的方法？                         

                                           

干燥氨氣常用                            （填寫試劑）

用收集滿氨氣的燒瓶進行下列噴泉實驗。

引發噴泉的實驗操作分別是

甲：                                                

乙：                                                

 

3、下列裝置可用于制取氨氣的是          

 

 

 

 

 

若將裝置D中的NH4Cl固體換為                                （填寫試劑）即可制取氨氣。

 

4. 為探究氨氣的還原性，某活動小組同學設計了如下圖一、圖二所示的實驗裝置（K為止水夾，夾持固定裝置略去）。

目的一：活動小組利用圖一進行CuO和NH₃的實驗探究活動

 

 

 

 

 

 

 

 

（1）實驗中同學觀察到：C裝置玻璃管中有紅色物質生成，D處無水CuSO₄變為藍色，同時生成一種無污染的氣體。請寫出氨氣與CuO反應的化學方程式                                          。

（2）有同學認為：C裝置玻璃管中紅色物質可能含有Cu₂O（已知：Cu₂O在酸性溶液中不穩定，Cu⁺→Cu+Cu²⁺）。當CuO完全反應后，如何檢驗該紅色物質中是否含有Cu₂O               

                                                                                。

目的二：小組利用上圖二所示裝置探究NO₂ 能否被NH₃還原

（3）G裝置中制取NO₂反應的離子方程式                                                     

(4）若NO₂能夠被NH₃還原，預期觀察E裝置中的現象是                                      。

【鞏固練習】1.下列敘述與氮元素的循環無關的是（         ）

A.工業合成氨的過程是固氮過程        B.自然界中氨是動物體內蛋白質腐敗的產物

  C.電閃雷鳴的雨天，N₂與O₂會發生反應并最終轉化為硝酸鹽被植物吸收

  D.為防止糧食、罐頭、水果等食品腐爛，常用氮氣作保護氣

2．用如圖所示裝置進行下列實驗，實驗結果與預測的現象不一致的是（         ）

3、 氮元素在海洋中的循環，是整個海洋生態系統的基礎和關鍵。海洋中無機氮的循環過程可用下圖表示。

 

（1）海洋中的氮循環起始于氮的固定，其中屬于固氮作用的一步是__________（填圖中數字序號）。

（2）下列關于海洋氮循環的說法正確的是_________（填字母序號）。

a． 海洋中存在游離態的氮

b． 海洋中的氮循環起始于氮的氧化

c． 海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與

d． 向海洋排放含NO₃^-的廢水會影響海洋中NH₄⁺的含量

（3）有氧時，在硝化細菌作用下，NH₄⁺可實現過程④的轉化，將過程④的離子方程式補充完整：

NH₄⁺ + 5O₂ === 2NO₂^- + H⁺ +_________+_________

 

4 、 氮肥的使用在提高糧食產量的同時，也導致了土壤、水體污染等環境問題。

（1）長期過量使用NH₄Cl等銨態化肥，易導致土壤酸化，請用化學用語解釋原因                   。

（2）過量的NH₄⁺將導致水體富營養化，檢測水樣中NH₄⁺所需的試劑是             、             。

（3）工業上處理氨氮廢水的方法如下：

步驟Ⅰ：采用生物硝化法將NH₄⁺轉化NO₃^－

 

 

① 生物硝化法處理廢水，會導致水體pH逐漸下降，用離子方程式解釋原因                     

② 微生物保持活性的pH范圍為7～9，最適宜用來調節水體pH的物質是           。

            A. NaOH    B.CaCO₃    C. NH₃·H₂O    D. CO₂

步驟Ⅱ：采用電解法將NO₃^－轉化為N₂

 

③ 與電源正極相連的一極是        （填 “A”或“B”）。

④ B極的電極反應是                            。

⑤ 除去1L廢水中的62 mg NO₃^-后, 廢水的

pH=                。

 

2018年高中化學  總復習一輪復習   氮及化合物（學案）（答案不全）

專題一：N₂、氮族元素、氮氧化物

知識點：

1、NH₃、PH₃穩定性順序為：                         還原性順序為：                  

HNO₃、H₃PO₄酸性強弱的順序是：             

2、N₂的電子式：      結構式：         氮氣為什么可以做保護氣：                  

3、N₂的化學性質：

 

 

 

4、氮氧化物：NO₂的物理性質為：                                        ，它與水反應的方程式為：                                                。

 

典型理題：

例1：下列可用來鑒別NO₂和溴蒸汽兩種紅棕色氣體的試劑是  (    )

  A.濕潤的淀粉碘化鉀試紙      B.少量蒸餾水C.硝酸銀溶液  D.濕潤的藍色石蕊試紙

 

例2：已知氮氧化物跟NaOH溶液發生反應的化學方程式如下：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O  NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O、現有mmolNO₂和nmolNO組成的混合氣體，要用NaOH溶液使其完全吸收無氣體剩余。現用amol/L的氫氧化鈉溶液，則需要NaOH溶液的體積是(    )

  A：m/aL   B：2m/3aL   C、2（m+n）/3aL   D、（m+n）/aL

 

強化訓練：

1、下列反應起了氮的固定作用的是                                          （    ）

A、N₂與H₂在一定條件下反應生成NH₃     B、NO與O₂反應生成NO₂

C、 NH₃經催化氧化生成NO          D、有NH₃制碳銨和硫銨

 

2、在NO₂被水吸收的反應中，發生還原反應和氧化反應的物質的質量之比為               （    ）

    A．3︰1      B．1︰3       C．1︰2       D．2︰1

 

3、金屬機械加工后的廢切削液中含2%—5%NaNO₂，直接排放會造成環境污染，下述試劑中可能使其轉化為N₂的是 （    ）

A．HNO₃      B．(NH₄)₂SO₄    C．Na₃PO₄     D．濃H₂SO₄

 

 

4、氮的氧化物(用NO_x表示)是大氣污染物，必須進行處理。

(1)汽車尾氣主要含有CO₂、CO、SO₂、NO_x等物質，這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的 主要來源之一。

①汽車尾氣中的CO來自于________________________，NO來自于__________________。汽車尾氣對環境的危害主要有________________________(至少填兩種)。

②汽車尾氣中的CO、NO_x在適宜溫度下采用催化轉化法處理，使它們相互反應生成參與大氣循環的無毒氣體。反應的化學方程式可表示為_____________________________。

(2)用氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體。已知：4NH₃＋6NO催化劑5N₂＋6H₂O,8NH₃＋6NO₂催化劑7N₂＋12H₂O。同溫同壓下，3.5 L NH₃恰好將3.0 L NO和NO₂的混合氣體完全轉化為N₂，則原混合氣體中NO和NO₂的體積之比是________。

(3)工業尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理，若NO與NO₂按物質的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學式是______________。

 

 

 

5、（16年北京西城）氮氧化物（NO_x）種類很多，造成大氣污染的主要是NO和NO₂，研究它們的綜合利用有重要意義．

（1）NO可通過氧化﹣還原法轉化為N₂，轉化關系如下：

NONO₂N₂．反應Ⅰ的化學方程式是      ；反應Ⅱ的還原劑是      ．

（2）NO還可與C在一定條件下反應得到無污染的氣體．NO與C在一定條件下反應的化學方程式是      ．

（3）NO也可直接用活性鐵粉轉化為N₂．已知：

N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁

4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H₂

則6NO（g）+4Fe（s）=2Fe₂O₃（s）+3N₂（g）△H=      （用“△H₁”、“△H₂”表示）．

（4）NO₂可電解制備綠色硝化試劑N₂O₅．如圖是其原理示意圖．

①陽極電解液中的N₂O₄由NO₂降溫轉化得到，降溫的原因是      ．

②陽極區生成N₂O₅的電極反應式是      ．

③陰極區得到一種可循環利用的物質，其化學式是      ．

 

 

 

答案：（1） 2NO+O₂=2NO₂ ； CO（NH₂）₂ ．

（2）2NO+C═N₂+CO₂ ．

（3）△H= △H₂﹣3△H₁ （4）

① 2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，在其他條件不變時，降溫平衡右移，有利于NO₂轉化為N₂O₄ ．

②N₂O₄﹣2e^﹣+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺ ．

③ N₂O₄ ．

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6、（17年北京高考）SCR和NSR技術可有效降低柴油發動機在空氣過量條件下的NO_x排放。

（1）SCR（選擇性催化還原）工作原理：

 

②  尿素[CO(NH₂)₂]水溶液熱分解為NH₃和CO₂，該反應的化學方程式：____________。

② 反應器中NH₃還原NO₂的化學方程式：____________。

③ 當燃油中含硫量較高時，尾氣中SO₂在O₂作用下會形成(NH₄)₂SO₄，使催化劑中毒。用化學方程式表示(NH₄)₂SO₄的形成：____   ____。

④ 尿素溶液濃度影響NO₂的轉化，測定溶液中尿素（M=60 mg·L^?1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，將所含氮完全轉化為NH₃，所得NH₃用過量的v₁ mL c₁ mol·L^?1 H₂SO₄溶液吸收完全，剩余H₂SO₄用v₂ mL c₂ mol·L^?1 NaOH溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質的質量分數是___  ______。

（2）NSR（NO_x儲存還原）工作原理：

NO_x的儲存和還原在不同時段交替進行，如圖a所示。

 

① 通過BaO和Ba(NO₃)₂的相互轉化實驗NO_x的儲存和還原。儲存NO_x的物質是_________。

② 用H₂模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO₃)₂的催化還原過程，該過程分兩步進行，圖b表示該過程相關物質濃度隨時間的變化關系。第一步反應消耗的H₂與Ba(NO₃)₂的物質的量之比是__________。

③ 還原過程中，有時會產生笑氣（N₂O）。用同位素示蹤法研究發現笑氣的產生與NO有關。在有氧條件下¹⁵NO與NH₃以一定比例反應時，得到的笑氣幾乎都是¹⁵NNO。將該反應的化學方程式補充完整：

_______     ¹⁵NNO   +    H₂O

答案（1）①CO(NH₂)₂+H₂O2NH₃↑+CO₂↑    ②8NH₃+6NO₂7N₂+12H₂O    ③

2SO₂+O₂+4NH₃+2H₂O==2(NH₄)₂SO₄   ④  （2）①BaO  ②8∶1  

③4¹⁵NO+4NH₃+3O₂4¹⁵NNO+6H₂O

 

8、（18年北京西城）

（18年北京西城）為消除燃煤煙氣中含有的SO₂、NO_x，研究者提出了若干煙氣“脫硫”、“脫硝”的方法。

（1）向燃煤中加入適量石灰石，高溫時將SO₂轉化為CaSO₄的化學方程式是______。

（2）選擇性催化還原法（SCR）“脫硝”。在催化劑的作用下，選取還原劑將煙氣中的NO進行無害化處理。NH₃還原NO的化學方程式是____                              __。

（3）以NaClO溶液作為吸收劑進行一體化“脫硫”、“脫硝”。控制溶液的pH＝5.5，將煙氣中的SO₂、NO轉化為SO₄^2?、NO₃^?，均為放熱反應。

①在圖1中畫出“放熱反應”的反應過程中的能量變化示意圖。

 

 

②NaClO溶液吸收煙氣中SO₂的離子方程式是____                      __。

一定時間內，溫度對硫、硝脫除率的影響曲線如圖2，SO₂的脫除率高于NO，

可能的原因是____                                             （寫出1種即可）。

④煙氣中SO₂和NO的體積比為4∶1，50℃時的脫除率見圖2，則此吸收液中煙氣轉化生成的NO₃^?和Cl^?的物質的量之比為                                             _。

 

答案：（1）2CaCO3+2SO2+O2 ===== 2CaSO4+2CO2

 

（2）4NH3+6NO===== 5N2+6H2O  

（3）①

②SO2+ClO?+H2O == SO42?+Cl?+2H+    

③SO2在水中的溶解度大于NO；SO2在溶液中的還原性強于NO；SO2與NaClO溶液的反應速率大于NO④2∶

 

在入門時不僅要注重化學特有語言，化學用語的學習和掌握，如元素符號的大、小寫，化學式的規范，化學方程式的完整，還應該強調用字的規范、用詞的準確和用語的完整。

會

其一、“會”聽課

聽課中要會進行想象和記憶。

聽課中要會善于觀察與思考。

觀察要有明確的目的，你觀察的內容是什么？范圍是什么？要學會仔細地觀察實驗現象，利用看、聽、摸、聞等一切感知手段，全面地進行觀察，并主動嘗試思考產生這些現象的原因，思考這些實驗解決了什么問題。

其二、“會”練習

練習是鞏固知識、檢測效果的重要手段之一。

習題或試卷評講課是糾正你在作業或試卷中的“常見病”和“多發病”。

其三、“會”用書

利用好教科書進行課前預習。

利用好教科書進行筆記。

利用好教科書進行拓展和復習總結。

考綱要求：了解海水的綜合利用。

1、海水水資源的利用

⑴海水水資源的利用主要包括：                、                              。

⑵海水淡化的途徑有：                                                          。

⑶海水淡化的方法主要有：           、             、                      等。其中           法的歷史最久，技術和工藝也比較完善，是目前海水淡化的主要方法，但成本較高。畫出裝置圖、實驗原理、實驗時注意事項：

 

 

 

 

 

 

 

 

典例1 如果實行海水淡化來供應居民飲用水，下列方法中在原理上完全不可行的是(  )

A．加明礬使海水中的鹽沉淀出來而淡化

B．利用太陽能使海水升溫，通過蒸餾而使其淡化

C．將海水緩慢降溫凝固以獲取淡水

D．將海水通過離子交換樹脂以除去各種離子 

2.海水化學資源的開發利用

(1)氯堿工業：

工藝流程：

①電解NaCl溶液：(寫出化學方程式，下同)

②產物制鹽酸：

③制漂白液：

（2）海水中提取鎂

工藝流程：

 

 

 

基本步驟及主要反應：

典例2 海水是鎂的主要來源之一，從海水中提取金屬鎂的主要生產步驟有：①濃縮結晶 ②加熟石灰  ③加鹽酸 ④過濾 ⑤熔融電解

(1)以上提取鎂的全過程中，沒有涉及的化學反應類型是________(填序號)。

A．分解反應         B．化合反應          C．置換反應        D．復分解反應

(2)下列關于提取鎂的說法中，不正確的是________(填序號)。

A．此法的優點之一是原料來自大海

B．進行①②③步驟的目的是富集MgCl₂

C．常用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂

D．電解冶煉鎂要消耗大量電能

（3）海水提溴（空氣吹出法）：

工藝流程：

 

 

 

 

 

步驟及有關反應的化學方程式

 

 

(4)海帶提碘及碘元素的檢驗

流程及反應的離子方程式

 

 

 典例3 (2011·山東榮成模擬)海帶中含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘，某研究性學習小組設計并進行了以下實驗：

 

請填寫下列空白：

(1)步驟①灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是______________(從下列儀器中選出所需的儀器，用標號字母填寫在空白處)。

A．燒杯   B．坩堝   C．表面皿  D．泥三角  E．酒精燈  F．干燥器

(2)步驟③的實驗操作名稱是______；步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質碘和回收苯，該步驟的實驗操作名稱是________。

(3)步驟④反應的離子方程式是

______________________________________。

(4)步驟⑤中，某學生選擇用苯來提取碘的理由是

________________________________________________________________________。

(5)請設計一種檢驗提取碘后的水溶液中是否還含有單質碘的簡單方法：

________________________________________________________________________。