3.3氮的转化 讲义-（2019）新鲁科版高中化学必修第一册.doc

1、3.3 氮的循环考点1 自然界中氮的循环1氮的存在形态氮是地球上含量丰富的一种元素，以单质的形式存在于大气中，以化合物的形式存在于动植物体、土壤和水体中。2氮在自然界中的循环(1)在自然界中豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。在放电条件下，空气中少量的氮气与氧气化合生成NO，NO和O2迅速生成NO2并随水进入土壤和水体。(2)人们通过化学方法把空气中的氮气转化为氨气，再根据需要进一步转化成各种含氮化合物(如氮肥、硝酸) 考点2 氮的固定（1）概念：使游离态的氮转化为化合态的氮的过程。(2)分类： N2+O22NO（2）氮气（3）不同价态的氮的氧化物氧化物N2ONON2

2、O3NO2N2O4N2O5对应氮的化合价123445（4）NO和NO2a.物理性质：颜色状态气味毒性水溶性NO无色气态无味有毒难溶NO2红棕色气态刺激性有毒易溶b.相互转化：NONO22NOO2=2NO2（可以用来检验一氧化氮）， NO2NO3NO2H2O=2HNO3NO。一氧化氮，与血红蛋白结合能力强于一氧化碳，更容易造成缺氧；作为传递神经信息的“信使分子”，在扩张血管、提高免疫力、增强记忆力等方面有着重要的作用。二氧化氮，能使多种织物褪色，损坏织物和尼龙品，有腐蚀性。（5）工业制硝酸主要反应方程式：，考点3 氨的转化与生成物理性质色味态密度水溶性无色刺激性气体比空气小极易溶于水(常温常压1

3、700)化学性质铵肥：铵态氮肥（主要含NH4+），硝态氮肥(主要含NO3-)和有机态氮肥（主要含尿素CO（NH2）2）。化学性质：(1)氨与水的反应反应的化学方程式为：NH3H2ONH3H2O。NH3H2O不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：NH3H2ONH3H2O。氨水呈弱碱性，原因是(用电离方程式表示)：NH3H2ONHOH。喷泉实验的原理装置中气体极易溶于水(或某液体，或与水、与液体易反应)，使装置内压强降低，与外界形成较大压强差，而引发喷泉。常见装置 喷泉的引发甲装置：打开止水夹，挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶，形成美丽的喷泉。乙装置：打开止水夹，用热毛巾捂住烧瓶(或微热烧瓶)，使

4、导气管下端有水柱形成，拿开毛巾，形成美丽的喷泉。 注意：如图装置，若锥形瓶内液体之间反应产生大量气体，使锥形瓶内压强增大，液体会由导气管进入烧瓶形成喷泉。（2）与酸反应蘸取浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时有白烟生成。 反应的化学方程式为：NH3HCl=NH4Cl，（3）与氧气反应 实验室制法（1）原理：反应原理(化学方程式) Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O。（2）实验装置(如图)（3）验满方法将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝色，说明氨气已收集满了。用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明氨气已收集满。（4）干燥方法:NH3是碱性气体，一般用碱石灰干燥，

5、装置如下：注意：不能用浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂干燥NH3，也不能用无水CaCl2(中性干燥剂)干燥，因为CaCl28NH3=CaCl28NH3。（5）收集方法：向下排空气法。（6）尾气吸收:尾气吸收一般用水浸湿的棉花堵在试管口或用下图装置吸收。【注意】(1)实验室不能用加热NH4Cl的方法制取NH3，因为生成的NH3和HCl遇冷会重新结合成NH4Cl，无法得到NH3。消石灰不能用NaOH、KOH代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于NH3的产生，且高温时易腐蚀试管。(2)用浓氨水与NaOH固体(或碱石灰)也可制取NH3；加热浓氨水可制得少量NH3。(3)用试管收集氨气，

6、应在试管口塞上一团疏松的棉花，防止NH3与空气对流。考点4 铵盐（1）概念：由铵根离子和酸根离子组成的盐。（2）物理性质：易溶于水的白色晶体。（3）化学性质a.受热易分解：（铵态氮肥应密封，阴凉处保存，施肥时埋在土中，保持肥效）NH4Cl受热分解方程式：NH4ClNH3HCl。NH4HCO3受热分解方程式：NH4HCO3NH3H2OCO2。b.与碱的反应：（铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰混用）铵盐都能与碱反应生成氨气。固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为:NH4ClNaOHNH3NaClH2O。溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式为(加热):NHOHNH3H2O。(检验铵根离子)考点5

7、 硝酸1.物理性质纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体，沸点低，易挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。2.化学性质酸性：属于强酸，具有酸的通性，可以与碱，碱性氧化物，某些盐反应。如CaCO3与HNO3反应CaCO32HNO3(稀)=Ca(NO3)2CO2H2O。不稳定性：见光或受热易分解，4HNO34NO2O22H2O。光度越强、温度越高、硝酸越浓，越易分解。硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。强氧化性：a.与金属反应浓HNO3与Cu反应的化学方程式为：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。稀HNO3与Cu反应的化学方程式为：3Cu8H

8、NO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。b.与非金属反应浓HNO3与木炭加热时反应的化学方程式为：C4HNO3(浓)CO24NO22H2O _。c.常温下，冷的浓硝酸能使Fe、Al钝化。d.王水是浓硝酸和浓盐酸的混合物，体积比为13，能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。考点6 人类活动对氮循环和环境的影响1含氮物质的来源及其危害2减少人类活动对氮循环和环境的影响措施(1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。(2)增强生态系统对有害物质的吸收能力，如保护森林、植树造林等。例题精析【例题1】自然界中氮的循环下列关于氮气的说法中，错误的是()A通常情况下，氮气性质比较稳定 B氮气可经一步反应

9、转化成二氧化氮C通常情况下，氮气在水中的溶解度很小 D跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂【答案】B【例题2】氮的固定下列反应属于氮的固定的是()N2和H2在一定条件下合成NH3 NO2和H2O反应生成HNO3和NOMg在N2中燃烧生成Mg3N2 NO被空气氧化为NO2A B CD【答案】C【例题3】氮的氧化物在常温常压下，下列各组气体不能共存的是A.SO2与O2B.NO2与NOC.O2与N2D.NO与O2【答案】D【例题4】氨的转化在研究合成氨方法的历史上，不同的研究者曾3次获得诺贝尔化学奖。氨是氮肥工业及制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是()A.N2和H2在点燃或光照条件下可

10、合成NH3 B.NH3和HNO3溶于水后都能导电，故二者都是电解质C.NH3遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟 D.由NH3制HNO3的过程中，氮元素被还原【答案】C【例题5】氨的转化下列操作不能用于检验氨的是()A.气体能使湿润的酚酞试纸变红 B.气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝C.气体与蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近 D.气体与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近【答案】C【例题6】氨的转化某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷泉实验”。如图所示，在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体，胶头滴管中盛有酚酞溶液，实验时将酚酞溶液挤入甲烧瓶中，可观察到酞酚溶液变红；然后打开弹簧夹，便可看到甲烧瓶中的导管喷出

11、白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。则X、Y分别为()A.NH3和HCl B.HCl和NH3 C.SO2和HCl D.NO和HCl【答案】A【例题7】氨盐给装有下列少量固体物质的试管加热，试管底部的物质不可能完全消失的是()A.碳酸氢铵 B.碳酸氢钠 C.氯化铵 D.碳酸铵 【答案】B【例题7】氨气如图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是() A. B. C. D.【答案】B【例题7】硝酸下列说法中错误的是()工厂中可以用铁质容器盛放浓硝酸实验室里将浓硝酸密封保存在棕色试剂瓶中，放于阴凉处向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中滴加稀盐酸，在试管口能观察到红棕色气体石墨可以经过人工

12、转化变为金刚石，这个过程属于物理变化1.0 molL1的KNO3溶液中可大量存在H、Fe3、Br、SONH4NO3、NO2、Mg3N2都可以通过化合反应直接得到A. B. C. D.【答案】B下列反应中HNO3既表现出酸性又表现出强氧化性的是（ ）A稀硝酸与CuO反应B稀硝酸与NaOH 溶液反应C浓硝酸与灼热的碳反应D浓硝酸与铜反应【答案】 D 课堂运用【基础】1.下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是()A氮元素均被氧化 B工业合成氨属于人工固氮C含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环2为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过()ANa2CO3溶液

13、BNaHCO3溶液 CH2O D浓硫酸3.在研究合成氨方法的历史上，不同的研究者曾3次获得诺贝尔化学奖。氨是氮肥工业及制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是()A.N2和H2在点燃或光照条件下可合成NH3 B.NH3和HNO3溶于水后都能导电，故二者都是电解质C.NH3遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟 D.由NH3制HNO3的过程中，氮元素被还原4.下列关于氨水的叙述正确的是()A.氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱B.氨水和液氨成分相同C.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)D.1 molL1的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3H2O、NH物质的量之和为1 mol5.下列操作不

14、能用于检验氨的是()A.气体能使湿润的酚酞试纸变红 B.气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝C.气体与蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近 D.气体与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近6.下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质，其中能达到实验目的的是() A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气7对NH3有关性质的描述，错误的是（ ）ANH3极易溶于水 BNH3具有还原性浓氨水浓盐酸CNH3在一定条件下能分解 D图中浓盐酸换成浓硫酸时现象相同8.下列关于浓硝酸和浓硫酸说法不正确的是()A.浓硝酸和浓硫酸在空气中久置，其浓度都会减小 B.与铜反应中都表现出强

15、氧化性和酸性C.浓硝酸常保存在棕色试剂瓶中 D.常温下，浓硝酸和浓硫酸都不与铁、铝反应9.导致下列现象的主要原因与排放氮氧化物无关的是()A酸雨 B光化学烟雾 C雾霾 D温室效应【巩固】1下列转化不属于固氮的是A.雷雨时氮气转化为氮氧化合物B.氨气催化氧化生成NOC.豆科植物把游离态的氮变成氨D.工业上氮气、氢气合成氨气2.无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()ANO2、N2 BNO、CO2 CNO2、CO2 DNO、CO2、N23.如图所示，在干燥的圆底烧瓶中充满气体a，打开弹簧

16、夹f，将胶头滴管中的液体b挤入圆底烧瓶内，轻轻振荡圆底烧瓶，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满整个圆底烧瓶。则a和b分别是()选项a(气体)b(液体)ANO2水BNO4 molL1盐酸CCl2饱和氯水DNH3水4.实验室里可用如图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体R可用水吸收，则R是()A.氯化氢 B.氯气 C.一氧化碳 D.氨气5.下列说法正确的是()A.实验室用氯化铵溶液和氢氧化钙溶液混合制取氨气B.雷雨天气时空气中能生成少量的氮氧化物C.铵盐易溶于水，化学性质稳定，受热不易分解D.O2、NO、NO2都能用浓硫酸干燥，且通常情况下能大量共存6.下列各组物质混合后(必要时可提供加

17、热条件)，最终只能得到一种气体产物的是()A.足量的铜与浓硝酸 B.足量的木炭与浓硫酸C.足量的铜与浓硫酸 D.足量的锌与浓硫酸7.物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是（）Cu与HNO3溶液 Cu与FeCl3溶液 Zn与H2SO4溶液 Fe与HCl溶液A B C D8.AG及X、Y均是中学化学常见物质，其中B、D、E、F、G在常温下为气体且B为红棕色，C的硫酸盐溶液通常为蓝色，它们之间有如下转化关系（其中反应的产物中的水已略去）（1）写出G分子的结构式（2）写出反应的离子方程式（3）写出反应的化学方

18、程式（4）若使F按下列途径完全转化为Y：则参加反应的F与整个过程中消耗D的物质的量之比为【拔高】1.用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A.50 mL 18.4 molL1的浓硫酸与足量的铜在加热条件下反应，生成SO2分子的数目为0.46NAB.3.2 g Cu与足量浓硝酸反应生成的气体为0.2 molC.在标准状况下，含4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应可生成22.4 L氯气D.1 mol Cu在加热条件下与足量浓硫酸反应产生1 mol SO22.某课外小组在实验室制备氨气，并进行有关氨气的性质探究。(1)实验室可用浓氨水和_(填序号)来制取氨气。烧碱生石灰氯化铵(

19、2)某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验：盛放氨水的实验仪器的名称为_；在加热条件下，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为_。实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中先产生白雾，随即产生白烟，其原因是_。烧杯中盛有氢氧化钠溶液的作用是_。3.某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。请回答下列问题：(1)装置A中的烧瓶内固体可选用_(填字母)。A.碱石灰 B.生石灰 C.二氧化硅 D.五氧化二磷 E.烧碱(2)虚线框内应添加必要的除杂装置，请从表格中的备选装置中选择，并将编号填入下列

20、空格：B_，D_，E_。(3)通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是_。(4)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式：_；其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_；当a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗常数为_mol1(用含a、b的代数式表示)。(5)从装置C的出气管口G处逸出的尾气可能含有污染环境的气体，如何处理？_。答案：【基础】1.【答案】A 2【答案】C 3.【答案】C 4.【答案】D 5.【答案】C6.【答案】C 7【答案】D 8.【答案】D 9.【答案】D【巩固】1【答案】B 2.【答案】B 3.【答案】D 4.【答案】D 5.【答案】B6.【答案】C 7.【答案】A8.【答案】（1）NN；（2）Cu+2NO3+4H+=Cu2+2NO2+2H2O；（3）3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O；（4）1：2【拔高】1.【答案】D2.【答案】(1)(2)锥形瓶4NH35O24NO6H2O一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，硝酸吸收氨气生成硝酸铵吸收NH3等尾气，防止空气污染3.【答案】(1)ABE(2)(3)使密度较大的Cl2和密度较小的NH3较快地混合均匀(4)3Cl28NH3=N26NH4Cl32(5)在G后连接导管，直接把尾气通入盛有NaOH溶液的烧杯中