第10讲 氨气的性质与应用（学案）-2025年新高考化学一轮复习考点逐点突破经典学案（新高考专用）

第10讲 氨气的性质与应用 问题的态度：问则少；辩则明 2025届高三化学第一轮复习 第10讲 氨气的性质与应用 没有科学想象，就不可能有所创造。——范特霍夫 复习目标 1．依据物质结构、氧化还原反应原理，理解氨的物理和化学性质。 2．能依据氨的性质，认识其主要应用。 教学重点难点 氨气的化学性质。 氨水的成分和性质 1 成分 低温析出NH3·H2O(熔点－79℃)，三种分子___________________，三种离子______________。 2 不稳定性 NH3·H2O(浓)＝NH3↑＋H2O(密封保存，棕色瓶)，与挥发性酸(_____________)产生白烟。 3 弱碱性 NH3·H2ONH4＋＋OH－ （工业上用氨水吸收SO2：SO2(过)＋NH3·H2O＝_____________） 4 配合性 Ag＋＋2NH3·H2O＝_________________ Cu2＋＋4NH3·H2O＝__________________ 5 还原性 NH3＋ CuO________________ 8NH3＋3Cl2＝_________________ 6 沉淀性 作Al3＋沉淀剂(不用NaOH)，以使沉淀完全。Al3＋＋___________＝_____________________ 【温馨提醒】 ①氨水中的溶质是NH3，而不是NH3·H2O。 ②氨水密度特殊性：氨水的密度比水小，且浓度越大其密度越小。 氨的化学性质 碱性 溶于水 NH3+H2ONH3·H2ONH+OH－ 遇酸 NH3+HCl＝________(魔棒生烟) NH3+H＋＝NH 盐溶液 Al3＋+3 NH3·H2O＝_____________________ 还原性 催化氧化 4NH3+5O24NO+6H2O CuO氧化 2NH3+3CuO____________________ Cl2氧化 2NH3+3Cl2＝N2+6HCl或8NH3+3Cl2＝N2+6NH4Cl(检验氯气管道是否漏气) NOx 6NO+4NH35N2+6H2O 6NO2+8NH37N2+12H2O 配合性 Ag＋ Cu2＋ Ag＋+2NH3＝[Ag(NH3)2]＋ Cu2＋+____NH3＝_________________ 喷泉实验的原理与应用 1．喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在导管尖嘴口形成喷泉。 2．形成喷泉的类型 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(4∶3) NO2、O2(4∶1) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 3．喷泉实验的发散装置及操作方法 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置（发散源）可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作（如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等）来形成喷泉。 装置（Ⅰ）向集气瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。装置（Ⅱ）省去了胶头滴管，用手（或热毛巾等）捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水）。装置（Ⅲ）在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置（Ⅳ）向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置（Ⅴ）打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置（Ⅵ）中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 【问题解决1】 分子式 电子式 结构式 球棍模型 比例模型 空间构型 分子极性 N杂化 σ键数 等电子体 NH3 氨气的分子结构 1．书写电子式不要漏写孤电子对。 2．根据结构解释有关物理性质。 1．（2022·广东深圳一模）下列关于HF、H2O、NH3的说法不正确的是 A．HF、H2O、NH3都是由极性键形成的极性分子 B．HF、H2O、NH3中共价键键长逐渐增大，键能逐渐减小 C．H2O、NH3的中心原子杂化方式相同 D．H2O比HF的沸点高是由于HF分子间不能形成氢键 2．N2H4称为联氨或肼，N2N4与氨的关系有如H2O2与H2O的关系。 N2H4的结构式为__________________，N2H4分子中N原子的杂化为________。 【问题解决2】 氨的物理性质与工业应用及结构解释 工业应用 物理性质 结构解释 工业合成氨用冷却法分离氨气 氨气可用作致冷剂 侯氏制碱法：先通氨气，后通二氧化碳 氨的物理性质 ①从周期表和周期律：为___体 ②从相对分子质量：比空气___ ③从氢键：易______（做致冷剂） 下列实验装置，能用于吸收氨气的是_________________ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 【问题解决3】 1．试从元素化合价角度推测NH3的化学性质，该性质在工业生产中有何应用？ 2．氨的还原性及应用 化学方程式 应用 化学方程式 应用 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O 检查输氯管道是否漏气 4xNH3＋6NOx(2x＋3)N2＋6xH2O 4NH3＋5O24NO＋6H2O 氨的还原性与氧化性 1．（2022·苏州期中）4NH3＋5O24NO＋6H2O是工业制备硝酸的重要反应之一。下列说法不正确的是 A．该反应叫作氨的催化氧化 B．NO在空气中能稳定存在 C．NH3在反应中表现出还原性 D．该反应放出热量 2．①联氨（N2H4）的制备方法是用次氯酸钠溶液氧化过量的NH3，请写出反应的化学方程式： ________________________________________________________________。 ②肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为________________________。 3．某同学模拟工业“折点加氯法”处理氨氮废水的原理，进行如下研究。 装置(气密性良好，试剂已添加) 操作 打开分液漏斗活塞，逐滴加入浓氨水 现象 ⅰ．C中气体颜色变浅 ⅱ．稍后，C中出现白烟并逐渐增多 （1）现象ⅱ中产生白烟的化学方程式是________________________。 （2）为避免生成白烟，该学生设计了表中右图装置以完成Cl2和NH3的反应。若该装置能实现设计目标，则 ①石墨b电极上发生的是__________反应（填“氧化”或“还原”）。 ②写出石墨a电极的电极反应式：____________________________________________。 【问题解决4】 已知NH3分子结合H＋的能力比结合Ag＋的能力强。要使[Ag(NH3)2]＋转化为自由的Ag＋，应加入的试剂名称是______________，实现转化的离子方程式是_____________________________________________。 氨的配合性 NH3与H＋、Ag＋、Cu2＋等可发生反应 氨硼烷化合物（NH3BH3）是最近密切关注的一种新型化学氢化物储氢材料。请画出含有配位键（用“→”表示）的氨硼烷的结构式__________________。 【问题解决5】 在右图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是 a（干燥气体） b（液体） A NO2 水 B CO2 4 mol·L－1 NaOH溶液 C Cl2 饱和NaCl水溶液 D NH3 1 mol·L－1 盐酸 喷泉实验 （1）原理：气体易溶于水或与溶液中的溶质发生反应，从而产生压强差而形成喷泉。 （2）一般有以下几种情况： 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2、O2 CH2＝CH2 吸收剂 水、NaOH溶液 水、盐酸 NaOH溶液 H2O Br2水 （3）易溶于水的气体的喷泉实验成败的关键：①装置气密性要好；②烧瓶要干燥；③气体的纯度要大。 （2023·南京高三检测）水合肼又称水合联氨，广泛用作还原剂、抗氧化剂、发泡剂等。其制备原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。用如图装置制取水合肼的有关分析正确的是 A．装置的连接顺序是f→a→b→d→c→e B．e所在装置的漏斗可以没入水面以下 C．f所在装置可以快速制备氨气 D．操作过程中要快速滴加NaClO溶液 1．（2022·扬州宝应期初）在指定条件下，下列选项所示的物质间转化可以实现的是 A．NH3N2 B．N2H4(aq)NH3(g) C．HNO3(浓)NO D．NH(aq)N2(g) 2．（2023·无锡模拟）如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是 A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉 C．NH3(H2O中含甲基橙)/黄色喷泉 D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 3．（2022·上海徐汇三模）水合肼(N2H4•H2O)可用作还原剂。其制备原理为：NaClO+2NH3N2H4•H2O +NaCl。用下图装置制取水合肼的相关说法正确的是 A．装置的连接顺序：f→a→b→d→c→e B．装置M可快速制NH3 C．可用CCl4代替水 D．操作过程中要快速滴加NaClO溶液 4．（2023·南京高三联考）下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A．N2分子内含有N≡N，N2具有氧化性 B．NH3极易溶于水，液氨可用作制冷剂 C．NH3分子之间形成氢键，NH3(g)的热稳定性比PH3(g)的高 D．N2H4具有还原性，可用作喷气式发动机的燃料 5．（2023·连云港高三调研）合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是 A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率 B．湿润的淀粉-KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气 C．生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1 6．（2023·镇江期中）利用NaClO氧化尿素制备N2H4·H2O(水合肼)，同时可得到Na2SO3的流程如下所示。 已知：NaClO能将N2H4·H2O氧化生成N2；0.1 mol/L 亚硫酸钠溶液的pH约为9.5。下列说法不正确的是 A．步骤Ⅰ反应时，若产物中n(NaClO)∶n(NaClO3)＝5∶1，则n(NaCl)∶n(NaClO)＝2∶1 B．步骤Ⅱ反应的离子方程式为ClO－＋CO(NH2)2＋2OH－＝Cl－＋N2H4·H2O＋CO C．步骤Ⅱ的加料方式为在搅拌下将尿素缓慢加入NaClO碱性溶液中 D．步骤Ⅳ中反应过程中控制溶液为碱性，有利于吸收SO2 8．有效去除大气中的NOx和水体中的氮是维持自然界氮循环的重要保证。 （1）磷酸铵镁(MgNH4PO4)沉淀法可去除水体中的氨氮(NH和NH3)。实验室中模拟氨氮处理：将1 L模拟氨氮废水(主要含NH)置于搅拌器上，设定反应温度为25 ℃，先后加入MgCl2和Na2HPO4溶液。将上述溶液分成两等份，用NaOH调节溶液pH分别为9和10，投加絮凝剂并搅拌。反应30 min后，取清液测定氨氮质量浓度。实验测得pH为10时氨氮去除率较pH为9时的氨氮去除率低，可能原因是 ___________________________________________________________________________________________。 （2）选择合适的电极材料，可通过电解法将模拟氨氮废水全部转化为N2。电解时，阳极发生多个电极反应。保持恒定电流电解相同时间，测得溶液初始pH对氨氮去除率及溶液中c(·OH)的关系如图所示。 ①写出电解时阳极生成·OH的电极反应式：______________________。 ②初始pH从12增大到13时，溶液中c(·OH)减小的可能原因是_______________________________ _________________________________。 （3）已知Ni的金属活动性与Fe相当，Pd不与稀酸反应。酸性条件下，Al、Al/Ni、Al/Cu/Pd等金属还原硝酸盐的反应机理分别如图甲、乙、丙所示(图中ads表示活性吸附态)。 ①图甲中，每还原1 mol NO理论上消耗Al的质量为______g。 ②描述图乙中NO被还原的过程：_________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________。 ③要提高NO转化为N2的选择性，必须具备的条件是_________________________________________ ___________。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$第10讲 氨气的性质与应用 问题的态度：问则少；辩则明 2025届高三化学第一轮复习 第10讲 氨气的性质与应用 没有科学想象，就不可能有所创造。——范特霍夫 复习目标 1．依据物质结构、氧化还原反应原理，理解氨的物理和化学性质。 2．能依据氨的性质，认识其主要应用。 教学重点难点 氨气的化学性质。 教学方法 讨论、归纳 教学过程 氨水的成分和性质 1 成分 低温析出NH3·H2O(熔点－79℃)，三种分子___________________，三种离子______________。H2O、NH3、NH3·H2O NH、OH－、H＋ 2 不稳定性 NH3·H2O(浓)＝NH3↑＋H2O(密封保存，棕色瓶)，与挥发性酸(_____________)产生白烟。盐酸、硝酸 3 弱碱性 NH3·H2ONH4＋＋OH－ （工业上用氨水吸收SO2：SO2(过)＋NH3·H2O＝_____________）NH4HSO3 4 配合性 Ag＋＋2NH3·H2O＝__________________[Ag(NH3)2]＋＋2H2O Cu2＋＋4NH3·H2O＝____________________[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O 5 还原性 NH3＋ CuO________________ 2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O 8NH3＋3Cl2＝_________________6NH4Cl＋N2 6 沉淀性 作Al3＋沉淀剂(不用NaOH)，以使沉淀完全。Al3＋＋___________＝_____________________ 【温馨提醒】 ①氨水中的溶质是NH3，而不是NH3·H2O。 ②氨水密度特殊性：氨水的密度比水小，且浓度越大其密度越小。 氨的化学性质 碱性 溶于水 NH3+H2ONH3·H2ONH+OH－ 遇酸 NH3+HCl＝________NH4Cl(魔棒生烟) NH3+H＋＝NH 盐溶液 Al3＋+3 NH3·H2O＝_____________________Al(OH)3↓+3NH 还原性 催化氧化 4NH3+5O24NO+6H2O CuO氧化 2NH3+3CuO____________________ 3Cu+N2+3H2O Cl2氧化 2NH3+3Cl2＝N2+6HCl或8NH3+3Cl2＝N2+6NH4Cl(检验氯气管道是否漏气) NOx 6NO+4NH35N2+6H2O 6NO2+8NH37N2+12H2O 配合性 Ag＋ Cu2＋ Ag＋+2NH3＝[Ag(NH3)2]＋ Cu2＋+____NH3＝___________________[Cu(NH3)4]2＋ 喷泉实验的原理与应用 1．喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在导管尖嘴口形成喷泉。 2．形成喷泉的类型 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(4∶3) NO2、O2(4∶1) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 3．喷泉实验的发散装置及操作方法 喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置（发散源）可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作（如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等）来形成喷泉。 装置（Ⅰ）向集气瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。装置（Ⅱ）省去了胶头滴管，用手（或热毛巾等）捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水）。装置（Ⅲ）在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置（Ⅳ）向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置（Ⅴ）打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置（Ⅵ）中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 【问题解决1】 分子式 电子式 结构式 球棍模型 比例模型 空间构型 分子极性 N杂化 σ键数 等电子体 NH3 三角锥形 极性分子 sp3 3 PH3 氨气的分子结构 1．书写电子式不要漏写孤电子对。 2．根据结构解释有关物理性质。 1．（2022·广东深圳一模）下列关于HF、H2O、NH3的说法不正确的是 A．HF、H2O、NH3都是由极性键形成的极性分子 B．HF、H2O、NH3中共价键键长逐渐增大，键能逐渐减小 C．H2O、NH3的中心原子杂化方式相同 D．H2O比HF的沸点高是由于HF分子间不能形成氢键 【答案】D 【解析】A项，HF、H2O、NH3都是由极性键形成的极性分子，正确；B项，半径：N＞O＞F，HF、H2O、NH3中共价键键长逐渐增大，键能逐渐减小，正确；C项，H2O、NH3中心原子的杂化方式都为sp3，正确；D项，HF分子中的F原子能形成1个氢键，H2O分子中的O原子能形成两个氢键，故H2O的沸点更高，错误。 2．N2H4称为联氨或肼，N2N4与氨的关系有如H2O2与H2O的关系。 N2H4的结构式为__________________，N2H4分子中N原子的杂化为________。 【答案】 sp3 【问题解决2】 氨的物理性质与工业应用及结构解释 工业应用 物理性质 结构解释 工业合成氨用冷却法分离氨气 氨常温下很容易被加压液化 氨分子间易形成氢键 氨气可用作致冷剂 氨有较大的蒸发热 侯氏制碱法：先通氨气，后通二氧化碳 氨极易溶于水 氨与水易形成氢键 氨的物理性质 ①从周期表和周期律：为___气体 ②从相对分子质量：比空气___轻 ③从氢键：易______液化（做致冷剂） 下列实验装置，能用于吸收氨气的是_________________ ①②④⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 【问题解决3】 1．试从元素化合价角度推测NH3的化学性质，该性质在工业生产中有何应用？ 设计意图 联系硝酸工业中，氨的催化氧化，突出氨的还原性在工业生产中的应用，引导学生应用所学氧化还原反应的相关知识来预测可能具有的化学性质，对基本概念进行应用层面的反馈。 2．氨的还原性及应用 化学方程式 应用 化学方程式 应用 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O 制N2（实验室） 8NH3＋3Cl2＝N2＋6NH4Cl 检查输氯管道是否漏气 4xNH3＋6NOx(2x＋3)N2＋6xH2O 消除硝酸工业尾气污染 4NH3＋5O24NO＋6H2O 氨氧化法制硝酸 拓展延伸 管道工人曾用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会产生白色烟雾。写出相关的化学方程式。提示：有N2生成，并说明NH3在此处体现的性质。 设计意图 该问题取材于人教版化学复习题。是一个很好的应用所学知识解释实际问题的素材，通过方程式的书写，培养学生获取，加工信息的能力和分析问题注重细节的思维品质。 氨的还原性与氧化性 1．（2022·苏州期中）4NH3＋5O24NO＋6H2O是工业制备硝酸的重要反应之一。下列说法不正确的是 A．该反应叫作氨的催化氧化 B．NO在空气中能稳定存在 C．NH3在反应中表现出还原性 D．该反应放出热量 【答案】B 【解析】 NO在空气中迅速被氧化为NO2，在空气中不能稳定存在，B错误。 2．①联氨（N2H4）的制备方法是用次氯酸钠溶液氧化过量的NH3，请写出反应的化学方程式： ________________________________________________________________。 NaClO＋2NH3＝N2H4＋NaCl＋H2O ②肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为________________________。 2N2H4－4e－＋4OH－＝2N2＋4H2O 3．某同学模拟工业“折点加氯法”处理氨氮废水的原理，进行如下研究。 装置(气密性良好，试剂已添加) 操作 打开分液漏斗活塞，逐滴加入浓氨水 现象 ⅰ．C中气体颜色变浅 ⅱ．稍后，C中出现白烟并逐渐增多 （1）现象ⅱ中产生白烟的化学方程式是________________________。 （2）为避免生成白烟，该学生设计了表中右图装置以完成Cl2和NH3的反应。若该装置能实现设计目标，则 ①石墨b电极上发生的是__________反应（填“氧化”或“还原”）。 ②写出石墨a电极的电极反应式：____________________________________________。 【答案】（1）HCl＋NH3＝NH4Cl （4）①还原 ② 2NH3＋6OH－—6e－＝N2＋6H2O 【问题解决4】 已知NH3分子结合H＋的能力比结合Ag＋的能力强。要使[Ag(NH3)2]＋转化为自由的Ag＋，应加入的试剂名称是______________，实现转化的离子方程式是_____________________________________________。 硝酸（不能用盐酸或硫酸）；[Ag(NH3)2]＋＋2H＋＝Ag＋＋2NH4＋ 氨的配合性 NH3与H＋、Ag＋、Cu2＋等可发生反应 氨硼烷化合物（NH3BH3）是最近密切关注的一种新型化学氢化物储氢材料。请画出含有配位键（用“→”表示）的氨硼烷的结构式__________________。 【问题解决5】 在右图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是 a（干燥气体） b（液体） A NO2 水 B CO2 4 mol·L－1 NaOH溶液 C Cl2 饱和NaCl水溶液 D NH3 1 mol·L－1 盐酸 【答案】BD 喷泉实验 （1）原理：气体易溶于水或与溶液中的溶质发生反应，从而产生压强差而形成喷泉。 （2）一般有以下几种情况： 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2、O2 CH2＝CH2 吸收剂 水、NaOH溶液 水、盐酸 NaOH溶液 H2O Br2水 （3）易溶于水的气体的喷泉实验成败的关键：①装置气密性要好；②烧瓶要干燥；③气体的纯度要大。 （2023·南京高三检测）水合肼又称水合联氨，广泛用作还原剂、抗氧化剂、发泡剂等。其制备原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。用如图装置制取水合肼的有关分析正确的是 A．装置的连接顺序是f→a→b→d→c→e B．e所在装置的漏斗可以没入水面以下 C．f所在装置可以快速制备氨气 D．操作过程中要快速滴加NaClO溶液 【答案】C 【解析】A项，制备水合肼时需先制备氨气，并将其通入NaClO溶液中，氨气极易溶于水，在两装置中间需要连接安全瓶用于防倒吸，为有利于氨气与NaClO溶液反应，制备水合肼时氨气应从c口进入装置，最后用e所在装置进行尾气处理，则装置的连接顺序应是f→a→b→c→d→e(a、b顺序可互换)，错误；D项，由题干信息可知，水合肼具有还原性，而NaClO具有强氧化性，若滴加NaClO溶液过快，过量的NaClO能氧化水合肼，降低产率，错误。 1．（2022·扬州宝应期初）在指定条件下，下列选项所示的物质间转化可以实现的是 A．NH3N2 B．N2H4(aq)NH3(g) C．HNO3(浓)NO D．NH(aq)N2(g) 【答案】A 【解析】A项，NH3在纯氧中燃烧生成N2，正确；B项，Cl2具有强氧化性，不能将N元素由－2价还原到－3价，错误；C项，浓硝酸与Cu反应生成的气体是NO2，错误；D项，SO2主要表现还原性，不能将N元素由－3价氧化到0价，错误。 2．（2023·无锡模拟）如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是 A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉 C．NH3(H2O中含甲基橙)/黄色喷泉 D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉 【答案】A 【解析】A项，因NaHCO3溶液抑制CO2的溶解，则挤压胶头滴管，气压变化不明显，则不会形成喷泉，故错误；因氨极易溶于水，则挤压胶头滴管，使烧瓶中的气压减小，且小于外界大气压，又因氨水显碱性，酚酞遇碱变红，甲基橙遇碱变黄，故B中形成红色喷泉，C中形成黄色喷泉，故B、C正确；D项，因HCl与AgNO3溶液反应生成白色的AgCl沉淀，则挤压胶头滴管，使烧瓶中的气压减小，且小于外界大气压，形成白色喷泉，正确。 3．（2022·上海徐汇三模）水合肼(N2H4•H2O)可用作还原剂。其制备原理为：NaClO+2NH3N2H4•H2O +NaCl。用下图装置制取水合肼的相关说法正确的是 A．装置的连接顺序：f→a→b→d→c→e B．装置M可快速制NH3 C．可用CCl4代替水 D．操作过程中要快速滴加NaClO溶液 【答案】B 【解析】A项，M中制备氨气，氨气通过安全瓶防倒吸，为使氨气充分反应，氨气由长导管通入次氯酸钠溶液中反应生成水合肼，最后尾气处理，装置的连接顺序为f→a→b→c→d→e，错误；B项，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应放热，温度升高，氢氧化钙使氨水中氢氧根离子浓度增大，所以装置M可快速制NH3，正确；C项，水吸收尾气，氨气难溶于四氯化碳，不能用CCl4代替水，错误；D项，次氯酸钠具有氧化性，若操作过程中快速滴加NaClO溶液，可能N2H4•H2O被NaClO氧化，错误。 4．（2023·南京高三联考）下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A．N2分子内含有N≡N，N2具有氧化性 B．NH3极易溶于水，液氨可用作制冷剂 C．NH3分子之间形成氢键，NH3(g)的热稳定性比PH3(g)的高 D．N2H4具有还原性，可用作喷气式发动机的燃料 【答案】D 【解析】A项，N2中N元素的化合价为0，能发生得电子的反应，化合价降低，表现出氧化性，与分子内含有N≡N无关，错误；B项，液氨汽化时，吸收大量热，具有制冷作用，可作制冷剂，与NH3极易溶于水无关，错误；C项，N—H键能＞P—H键能，键能越大，物质的热稳定性越强，则NH3(g)的热稳定性比PH3(g)的高，与氢键无关，错误；D项，N2H4燃烧时发生失电子的氧化反应生成氮气和水，表现出还原性，可作喷气式发动机的燃料，正确。 5．（2023·连云港高三调研）合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是 A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率 B．湿润的淀粉-KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气 C．生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1 【答案】A 【解析】A项，合成氨反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，原料的转化率升高，所以400～500 ℃不利于提高原料的转化率，错误；B项，气体2为NO2气体，NO2气体和溴蒸气都能使淀粉-KI试纸变蓝，正确；C项，为侯氏制碱法原理，正确；D项，气体1为NO，气体2为NO2，1 L NO、NO2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应的化学方程式为2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，正确。 6．（2023·镇江期中）利用NaClO氧化尿素制备N2H4·H2O(水合肼)，同时可得到Na2SO3的流程如下所示。 已知：NaClO能将N2H4·H2O氧化生成N2；0.1 mol/L 亚硫酸钠溶液的pH约为9.5。下列说法不正确的是 A．步骤Ⅰ反应时，若产物中n(NaClO)∶n(NaClO3)＝5∶1，则n(NaCl)∶n(NaClO)＝2∶1 B．步骤Ⅱ反应的离子方程式为ClO－＋CO(NH2)2＋2OH－＝Cl－＋N2H4·H2O＋CO C．步骤Ⅱ的加料方式为在搅拌下将尿素缓慢加入NaClO碱性溶液中 D．步骤Ⅳ中反应过程中控制溶液为碱性，有利于吸收SO2 【答案】C 【解析】A项，步骤Ⅰ反应时，产物中n(NaClO)∶n(NaClO3)＝5∶1，设生成的n（NaClO）、n（NaClO3）的分别为5 mol和1 mol，可知Cl失去电子的物质的量＝5 mol×(1－0)＋1 mol×(5－0)＝10 mol ，由电子守恒可知Cl得电子的物质的量为10 mol ，则生成的NaCl的物质的量为10 mol，则n（NaCl）∶n（NaClO）＝2∶1，正确；B项，根据流程图，反应物为NaClO、CO(NH2)2，生成物N2H4·H2O、Na2CO3，NaClO被还原为NaCl，生成物中还有NaCl，故离子方程式为ClO－＋CO(NH2)2＋2OH－＝Cl－＋N2H4·H2O＋CO，正确；D项，由题意可知NaClO能将N2H4·H2O氧化生成N2，步骤二中若将尿素缓慢加入NaClO碱性溶液中，会将N2H4·H2O氧化生成N2，C项错误；SO2为酸性气体，步骤Ⅳ中反应过程中控制溶液为碱性，有利于吸收SO2，正确。 8．有效去除大气中的NOx和水体中的氮是维持自然界氮循环的重要保证。 （1）磷酸铵镁(MgNH4PO4)沉淀法可去除水体中的氨氮(NH和NH3)。实验室中模拟氨氮处理：将1 L模拟氨氮废水(主要含NH)置于搅拌器上，设定反应温度为25 ℃，先后加入MgCl2和Na2HPO4溶液。将上述溶液分成两等份，用NaOH调节溶液pH分别为9和10，投加絮凝剂并搅拌。反应30 min后，取清液测定氨氮质量浓度。实验测得pH为10时氨氮去除率较pH为9时的氨氮去除率低，可能原因是 ___________________________________________________________________________________________。 （2）选择合适的电极材料，可通过电解法将模拟氨氮废水全部转化为N2。电解时，阳极发生多个电极反应。保持恒定电流电解相同时间，测得溶液初始pH对氨氮去除率及溶液中c(·OH)的关系如图所示。 ①写出电解时阳极生成·OH的电极反应式：______________________。 ②初始pH从12增大到13时，溶液中c(·OH)减小的可能原因是_______________________________ _________________________________。 （3）已知Ni的金属活动性与Fe相当，Pd不与稀酸反应。酸性条件下，Al、Al/Ni、Al/Cu/Pd等金属还原硝酸盐的反应机理分别如图甲、乙、丙所示(图中ads表示活性吸附态)。 ①图甲中，每还原1 mol NO理论上消耗Al的质量为______g。 ②描述图乙中NO被还原的过程：_________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________。 ③要提高NO转化为N2的选择性，必须具备的条件是_________________________________________ ___________。 【答案】（1）pH＝10时，c(OH－)增大，促进Mg2＋与OH－结合，不利于生成MgNH4PO4沉淀，溶液中氨氮去除率下降 （2）①OH－－e－＝·OH ②溶液初始pH过大时，·OH不稳定，易分解生成O2和H2O （3）①72 ②电子从Al移动到Ni的表面，Ni表面的H＋得电子形成H(ads)；吸附于Ni表面活性吸附态的NO(ads)被H(ads)还原为NO(ads)，NO(ads)进一步被H(ads)还原为NH3，并在酸性溶液中生成NH ③首先要有一定量的NO生成，其次要有催化剂Pd存在 【解析】（2）①根据信息知，“电解时，阳极发生多个电极反应”并结合图像信息，可以判断电解时阳极发生的电极反应包括：NH3(或NH)失电子生成N2和OH－失电子生成·OH，直接电极氧化和·OH间接氧化氨氮促进氨氮去除率提升，碱性越强，氧化反应速率越快。②c(·OH)随溶液pH的增大而增大，但与pH＝12相比，pH＝13时，c(·OH)显著减小，此时氨氮去除率无明显变化，表明此时氨氮的去除主要以氨氮直接电极氧化反应为主，·OH浓度降低但并未参与氧化溶液中的NH3，可能是·OH自身发生分解反应而消耗；（3）①图甲中，每还原1 mol NO，需要得到8 mol e－，由得失电子守恒可知，理论上，消耗Al的质量＝ mol×27 g/mol＝72 g。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 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