学习目的：

1. 会用化学方程式表示氮及其化合物的转化关系。

2.能用转化关系解决实际应用问题  

 

 

任务一. 回顾旧知识，形成知识体系，建构分类观，转化观。

 

 

 

问题1. 按照物质的分类罗列出你熟悉的氮及其化合物，放入下面的二维图。从多角度认识物质的性质和物质间的转化，写出实现转化的反应试剂和条件及有关化学方程式（是离子反应的写离子方程式）。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

问题2.  工业上用空气、焦炭和水制取原料气进行合成氨，再以氨气为原料采用氨的催化氧化法，经三步制取硝酸。写出相关的化学方程式。试思考如何对硝酸厂尾气中的NO_x进行处理？

 

 

 

 

 

 

 

问题3. 现给你一试管的NO₂，其他药品和仪器任选。请你设计实验，要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。

	实验步骤	现象	解释(用方程式表示)
1.
2
3

典型理题：

例1：下列可用来鉴别NO₂和溴蒸汽两种红棕色气体的试剂是  (    )

  A.湿润的淀粉碘化钾试纸      B.少量蒸馏水C.硝酸银溶液  D.湿润的蓝色石蕊试纸

 

例2：已知氮氧化物跟NaOH溶液发生反应的化学方程式如下：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O  NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O、现有mmolNO₂和nmolNO组成的混合气体，要用NaOH溶液使其完全吸收无气体剩余。现用amol/L的氢氧化钠溶液，则需要NaOH溶液的体积是(    )

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

 

 

2．用如图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是（         ）

 

7、（18年北京西城）

（18年北京西城）为消除燃煤烟气中含有的SO₂、NO_x，研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。

（1）向燃煤中加入适量石灰石，高温时将SO₂转化为CaSO₄的化学方程式是______。

（2）选择性催化还原法（SCR）“脱硝”。在催化剂的作用下，选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH₃还原NO的化学方程式是____                              __。

 

 

 

 

 

 

 

 

任务二 .从实验入手认识NH₃的性质和制备等

1、利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴

浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。对实验现象予以解释：

 

2、用氯化铵和Ca(OH)₂固体加热制取并用圆底烧瓶收集氨气，

绘出收集氨气装置示意图。写出化学方程式。

 

  

检验烧瓶是否收集满氨气的方法？                         

                                           

干燥氨气常用                            （填写试剂）

用收集满氨气的烧瓶进行下列喷泉实验。

引发喷泉的实验操作分别是

甲：                                                

乙：                                                

 

3、下列装置可用于制取氨气的是          

 

 

 

 

 

若将装置D中的NH4Cl固体换为                                （填写试剂）即可制取氨气。

 

4. 为探究氨气的还原性，某活动小组同学设计了如下图一、图二所示的实验装置（K为止水夹，夹持固定装置略去）。

目的一：活动小组利用图一进行CuO和NH₃的实验探究活动

 

 

 

 

 

 

 

 

（1）实验中同学观察到：C装置玻璃管中有红色物质生成，D处无水CuSO₄变为蓝色，同时生成一种无污染的气体。请写出氨气与CuO反应的化学方程式                                          。

（2）有同学认为：C装置玻璃管中红色物质可能含有Cu₂O（已知：Cu₂O在酸性溶液中不稳定，Cu⁺→Cu+Cu²⁺）。当CuO完全反应后，如何检验该红色物质中是否含有Cu₂O               

                                                                                。

目的二：小组利用上图二所示装置探究NO₂ 能否被NH₃还原

（3）G装置中制取NO₂反应的离子方程式                                                     

(4）若NO₂能够被NH₃还原，预期观察E装置中的现象是                                      。

【巩固练习】1.下列叙述与氮元素的循环无关的是（         ）

A.工业合成氨的过程是固氮过程        B.自然界中氨是动物体内蛋白质腐败的产物

  C.电闪雷鸣的雨天，N₂与O₂会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收

  D.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气

2．用如图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是（         ）

3、 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可用下图表示。

 

（1）海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是__________（填图中数字序号）。

（2）下列关于海洋氮循环的说法正确的是_________（填字母序号）。

a． 海洋中存在游离态的氮

b． 海洋中的氮循环起始于氮的氧化

c． 海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与

d． 向海洋排放含NO₃^-的废水会影响海洋中NH₄⁺的含量

（3）有氧时，在硝化细菌作用下，NH₄⁺可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：

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

 

4 、 氮肥的使用在提高粮食产量的同时，也导致了土壤、水体污染等环境问题。

（1）长期过量使用NH₄Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，请用化学用语解释原因                   。

（2）过量的NH₄⁺将导致水体富营养化，检测水样中NH₄⁺所需的试剂是             、             。

（3）工业上处理氨氮废水的方法如下：

步骤Ⅰ：采用生物硝化法将NH₄⁺转化NO₃^－

 

 

① 生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降，用离子方程式解释原因                     

② 微生物保持活性的pH范围为7～9，最适宜用来调节水体pH的物质是           。

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

步骤Ⅱ：采用电解法将NO₃^－转化为N₂

 

③ 与电源正极相连的一极是        （填 “A”或“B”）。

④ B极的电极反应是                            。

⑤ 除去1L废水中的62 mg NO₃^-后, 废水的

pH=                。

 

2018年高中化学  总复习一轮复习   氮及化合物（学案）（答案不全）

专题一：N₂、氮族元素、氮氧化物

知识点：

1、NH₃、PH₃稳定性顺序为：                         还原性顺序为：                  

HNO₃、H₃PO₄酸性强弱的顺序是：             

2、N₂的电子式：      结构式：         氮气为什么可以做保护气：                  

3、N₂的化学性质：

 

 

 

4、氮氧化物：NO₂的物理性质为：                                        ，它与水反应的方程式为：                                                。

 

典型理题：

例1：下列可用来鉴别NO₂和溴蒸汽两种红棕色气体的试剂是  (    )

  A.湿润的淀粉碘化钾试纸      B.少量蒸馏水C.硝酸银溶液  D.湿润的蓝色石蕊试纸

 

例2：已知氮氧化物跟NaOH溶液发生反应的化学方程式如下：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O  NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O、现有mmolNO₂和nmolNO组成的混合气体，要用NaOH溶液使其完全吸收无气体剩余。现用amol/L的氢氧化钠溶液，则需要NaOH溶液的体积是(    )

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

 

强化训练：

1、下列反应起了氮的固定作用的是                                          （    ）

A、N₂与H₂在一定条件下反应生成NH₃     B、NO与O₂反应生成NO₂

C、 NH₃经催化氧化生成NO          D、有NH₃制碳铵和硫铵

 

2、在NO₂被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的质量之比为               （    ）

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

 

3、金属机械加工后的废切削液中含2%—5%NaNO₂，直接排放会造成环境污染，下述试剂中可能使其转化为N₂的是 （    ）

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

 

 

4、氮的氧化物(用NO_x表示)是大气污染物，必须进行处理。

(1)汽车尾气主要含有CO₂、CO、SO₂、NO_x等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的 主要来源之一。

①汽车尾气中的CO来自于________________________，NO来自于__________________。汽车尾气对环境的危害主要有________________________(至少填两种)。

②汽车尾气中的CO、NO_x在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为_____________________________。

(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH₃＋6NO催化剂5N₂＋6H₂O,8NH₃＋6NO₂催化剂7N₂＋12H₂O。同温同压下，3.5 L NH₃恰好将3.0 L NO和NO₂的混合气体完全转化为N₂，则原混合气体中NO和NO₂的体积之比是________。

(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO₂按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是______________。

 

 

 

5、（16年北京西城）氮氧化物（NO_x）种类很多，造成大气污染的主要是NO和NO₂，研究它们的综合利用有重要意义．

（1）NO可通过氧化﹣还原法转化为N₂，转化关系如下：

NONO₂N₂．反应Ⅰ的化学方程式是      ；反应Ⅱ的还原剂是      ．

（2）NO还可与C在一定条件下反应得到无污染的气体．NO与C在一定条件下反应的化学方程式是      ．

（3）NO也可直接用活性铁粉转化为N₂．已知：

N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁

4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H₂

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

（4）NO₂可电解制备绿色硝化试剂N₂O₅．如图是其原理示意图．

①阳极电解液中的N₂O₄由NO₂降温转化得到，降温的原因是      ．

②阳极区生成N₂O₅的电极反应式是      ．

③阴极区得到一种可循环利用的物质，其化学式是      ．

 

 

 

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，在其他条件不变时，降温平衡右移，有利于NO₂转化为N₂O₄ ．

②N₂O₄﹣2e^﹣+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺ ．

③ N₂O₄ ．

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6、（17年北京高考）SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO_x排放。

（1）SCR（选择性催化还原）工作原理：

 

②  尿素[CO(NH₂)₂]水溶液热分解为NH₃和CO₂，该反应的化学方程式：____________。

② 反应器中NH₃还原NO₂的化学方程式：____________。

③ 当燃油中含硫量较高时，尾气中SO₂在O₂作用下会形成(NH₄)₂SO₄，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH₄)₂SO₄的形成：____   ____。

④ 尿素溶液浓度影响NO₂的转化，测定溶液中尿素（M=60 mg·L⁻¹）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH₃，所得NH₃用过量的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，则尿素溶液中溶质的质量分数是___  ______。

（2）NSR（NO_x储存还原）工作原理：

NO_x的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。

 

① 通过BaO和Ba(NO₃)₂的相互转化实验NO_x的储存和还原。储存NO_x的物质是_________。

② 用H₂模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO₃)₂的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H₂与Ba(NO₃)₂的物质的量之比是__________。

③ 还原过程中，有时会产生笑气（N₂O）。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下¹⁵NO与NH₃以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是¹⁵NNO。将该反应的化学方程式补充完整：

_______     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）为消除燃煤烟气中含有的SO₂、NO_x，研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。

（1）向燃煤中加入适量石灰石，高温时将SO₂转化为CaSO₄的化学方程式是______。

（2）选择性催化还原法（SCR）“脱硝”。在催化剂的作用下，选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH₃还原NO的化学方程式是____                              __。

（3）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH＝5.5，将烟气中的SO₂、NO转化为SO₄²⁻、NO₃⁻，均为放热反应。

①在图1中画出“放热反应”的反应过程中的能量变化示意图。

 

 

②NaClO溶液吸收烟气中SO₂的离子方程式是____                      __。

一定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图2，SO₂的脱除率高于NO，

可能的原因是____                                             （写出1种即可）。

④烟气中SO₂和NO的体积比为4∶1，50℃时的脱除率见图2，则此吸收液中烟气转化生成的NO₃⁻和Cl⁻的物质的量之比为                                             _。

 

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在溶液中的还原性强于NO；SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO④2∶

 

在入门时不仅要注重化学特有语言，化学用语的学习和掌握，如元素符号的大、小写，化学式的规范，化学方程式的完整，还应该强调用字的规范、用词的准确和用语的完整。

会

其一、“会”听课

听课中要会进行想象和记忆。

听课中要会善于观察与思考。

观察要有明确的目的，你观察的内容是什么？范围是什么？要学会仔细地观察实验现象，利用看、听、摸、闻等一切感知手段，全面地进行观察，并主动尝试思考产生这些现象的原因，思考这些实验解决了什么问题。

其二、“会”练习

练习是巩固知识、检测效果的重要手段之一。

习题或试卷评讲课是纠正你在作业或试卷中的“常见病”和“多发病”。

其三、“会”用书

利用好教科书进行课前预习。

利用好教科书进行笔记。

利用好教科书进行拓展和复习总结。

考纲要求：了解海水的综合利用。

1、海水水资源的利用

⑴海水水资源的利用主要包括：                、                              。

⑵海水淡化的途径有：                                                          。

⑶海水淡化的方法主要有：           、             、                      等。其中           法的历史最久，技术和工艺也比较完善，是目前海水淡化的主要方法，但成本较高。画出装置图、实验原理、实验时注意事项：

 

 

 

 

 

 

 

 

典例1 如果实行海水淡化来供应居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是(  )

A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化

B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化

C．将海水缓慢降温凝固以获取淡水

D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子 

2.海水化学资源的开发利用

(1)氯碱工业：

工艺流程：

①电解NaCl溶液：(写出化学方程式，下同)

②产物制盐酸：

③制漂白液：

（2）海水中提取镁

工艺流程：

 

 

 

基本步骤及主要反应：

典例2 海水是镁的主要来源之一，从海水中提取金属镁的主要生产步骤有：①浓缩结晶 ②加熟石灰  ③加盐酸 ④过滤 ⑤熔融电解

(1)以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是________(填序号)。

A．分解反应         B．化合反应          C．置换反应        D．复分解反应

(2)下列关于提取镁的说法中，不正确的是________(填序号)。

A．此法的优点之一是原料来自大海

B．进行①②③步骤的目的是富集MgCl₂

C．常用电解熔融氧化镁的方法制取镁

D．电解冶炼镁要消耗大量电能

（3）海水提溴（空气吹出法）：

工艺流程：

 

 

 

 

 

步骤及有关反应的化学方程式

 

 

(4)海带提碘及碘元素的检验

流程及反应的离子方程式

 

 

 典例3 (2011·山东荣成模拟)海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

 

请填写下列空白：

(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是______________(从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处)。

A．烧杯   B．坩埚   C．表面皿  D．泥三角  E．酒精灯  F．干燥器

(2)步骤③的实验操作名称是______；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是________。

(3)步骤④反应的离子方程式是

______________________________________。

(4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是

________________________________________________________________________。

(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：

________________________________________________________________________。