(讲义)第5章 第2节 能力课时2 含氮化合物的转化、计算和综合实验-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)

能力课时2　含氮化合物的转化、计算和综合实验 1．理解含氮化合物的转化及应用。 2．掌握NOx、硝酸的有关计算。 3．含氮化合物的综合实验探究。 含氮物质的转化及应用 1．工业制HNO3的反应原理及流程 其主要流程是将氨和空气的混合气(氧∶氮≈2∶1)通入灼热(760～840 ℃)的铂铑合金网，在合金网的催化作用下，氨被氧化成一氧化氮(NO)，生成的一氧化氮结合反应后残余的氧气继续被氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。各步反应的化学方程式如下： 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2．其他转化关系：(1)N2NO (3)HNO3NO或NO2 (4)2NOx＋2xCON2＋2xCO2 1．(双选)利用N2→NH3→NO→NO2→HNO3这一过程制备HNO3，有关上述各物质的叙述中不正确的是(　　) A．上述转化过程中某些气体会发生颜色变化 B．可利用Cu与硝酸的反应，将氮元素转化为NO或NO2 C．为使上述各步骤依次发生，必须向每个步骤中提供氧化剂 D．实验室中可以利用NH4Cl固体加热制备NH3 [答案]　CD 2．如图是某元素形成物质的“价—类”图，图中显示各物质之间的转化关系。其中A为正盐，X是一种强碱，通常条件下Z是无色液体，E的相对分子质量比D大16。下列说法正确的是(　　) A．A是适合与草木灰混合施用的肥料 B．C可用排空气法收集 C．B和F能发生复分解反应生成盐 D．B在一定条件下可直接与Y反应生成D D　[A为正盐，X是一种强碱，二者反应生成氢化物B，则A为铵盐，B为NH3。B连续与Y反应得到氧化物D与氧化物E，且E的相对分子质量比D大16，则Y为O2、C为N2、D为NO、E为NO2。通常条件下Z是无色液体，E与Z反应得到含氧酸F，则Z为H2O、F为HNO3。F与X发生酸碱中和反应得到的G为硝酸盐。A为铵盐，草木灰的主要成分为K2CO3，其水溶液呈碱性，二者混合会反应生成氨气，降低肥效，故A项错误；氮气的密度与空气接近，不宜采取排空气法收集，可以用排水法收集氮气，故B项错误；氨气与硝酸反应生成硝酸铵，属于化合反应，不属于复分解反应，故C项错误；NH3在催化剂和加热的条件下，与O2反应生成NO和H2O，故D项正确。] 含氮化合物的有关计算 类型1　氮的氧化物溶于水的有关定量关系 (1)相关反应原理 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ① 2NO＋O2===2NO2 ② 由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ③ 由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ④ (2)氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体分析 ①NO2与O2的混合气体溶于水(反应③) 当V(NO2)∶V(O2) ②NO与O2的混合气体溶于水(反应④) 当V(NO)∶V(O2) 【典例1】　一定条件下，将等体积的NO和O2充入同一试管，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原气体总体积的(　　) A． B． C． D． C　[根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知等体积NO和O2混合溶于水剩余O2。令两气体均为a L，则V剩(O2)＝L＝a L，故＝。] 3．按图进行实验。试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，下列是有关最终状态的描述： ①试管内气体呈红棕色　②试管内气体呈无色　③试管内液面不变　④试管内液面上升　⑤试管内气体是O2　⑥试管内气体是NO。其中正确的是(　　) A．①③ B．②④⑤ C．②④⑥ D．②③⑤ C　[根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可得，剩余气体应为NO，体积为 mL，试管内液面上升。] 4．(双选)常温下将盛有10 mL NO2和10 mL NO的混合气体的试管倒立于水槽中并向其中通入O2，一段时间后，试管内还剩余2 mL气体，则通入O2的体积可能为(　　) A．12 mL B．8.5 mL C．10 mL D．10.5 mL AB　[①当剩下的气体为O2时，说明10 mL NO2和10 mL NO完全反应生成硝酸，则： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 　4　　1 10 mL　2.5 mL 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 　4　　3 10 mL　7.5 mL 所以通入的氧气体积为2.5 mL＋7.5 mL＋2 mL＝12 mL； ②当剩余的气体为NO时，可以认为10 mL NO2完全反应生成硝酸，10 mL NO中剩余2 mL，有8 mL转化成硝酸，则： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 　4　　1 10 mL　2.5 mL 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4　　　3 8