5.2.4 含氮物质的转化 酸雨及防治（第4课时）-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（人教版2019必修第二册）

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 5.2.4 含氮物质的转化 酸雨及防治 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1、通过构建氮及其化合物之间的转化关系，帮助学生厘清含氮元素各物质之间的关系，增强对氮及其化合物性质的认识，发展变化观念和平衡思想的学科核心素养。 2、知道可以通过转化关系实现有害物质转化为无害或有用物质的思想，曾强环保意识，培养社会责任感，发展科学态度和社会责任的学科核心素养。 3．认识硫、氮的化合物对生态环境的影响，了解酸雨及防治。 重点:构建氮及其化合物之间的转化关系，掌握核心反应的化学方程式。 难点:构建氮及其化合物之间的转化关系，酸雨的防治。 一、含氮物质的转化 1.氮气及其化合物的价类二维图 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。 1）横向转化为物质类别变化，发生非氧化还原反应，如 （1）氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl （2）硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O 2）纵向转化为化合价变化，发生氧化还原反应，如 （1）NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3=== N2＋6NH4Cl （2）NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O 3)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 4)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢，不交叉。 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2.构建氮气及其化合物转化网络 （1）知识网络构建 （2）重要反应方程式必练 ①N2和H2的反应：N2＋3H22NH3； ②把NH3通入水中：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－； ③实验室利用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体混合加热制备NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2； ④NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O； ⑤NH4HCO3溶液中加入过量稀NaOH溶液：NH＋HCO＋2OH－===NH3·H2O＋CO＋H2O； ⑥NO2溶于水：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO； ⑦NO2被烧碱溶液吸收生成两种钠盐：2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O； ⑧物质的量之比为1∶1的NO和NO2混合气体恰好被烧碱溶液吸收生成一种钠盐：NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O； ⑨Cu和稀HNO3的反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； ⑩Cu和浓HNO3的反应：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O； ⑪Fe和过量稀HNO3的反应：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O； ⑫C和浓HNO3的反应：C＋4H＋＋4NOCO2↑＋4NO2↑＋2H2O； ⑬浓硝酸见光分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 3．氮在自然界中的循环 二、酸雨及防治 1．酸雨 （1）二氧化硫和氮氧化物的来源 SO2：含硫化石燃料的燃烧及含硫金属矿物的冶炼等； NOx：①机动车排放的尾气：机动车发动机中，火花塞产生的放电条件会使空气中的N2与O2反应生成NOx。②硝酸厂排放的废气。 （2）酸雨的形成 ①酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。 ②成因：主要是大气中的SO2与NOx及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的酸雨。 a．硫酸型酸雨的形成过程如图： 写出图中标号所对应的化学方程式： ①2SO2＋O22SO3。 ②SO2＋H2OH2SO3。 ③SO3＋H2O===H2SO4。 ④2H2SO3＋O2===2H2SO4。 b．汽车尾气以及硝酸工业废气等形成的硝酸型酸雨的形成过程如图： NONO2HNO3 写出图中标号所对应的化学方程式： ①2NO＋O2===2NO2。 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 2．酸雨的危害与防治 （1）危害：酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 （2）防治 ①消除污染源，调整能源结构，发展清洁能源； ②研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2的排放； ③加强工业废气的回收处理； ④改进汽车尾气的处理技术，提高汽车尾气排放标准。 （3）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2),化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2。一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，4NH3＋6NO5N2＋6H2O。 （4）消除SO2对环境污染的“3方法” 方法一：钙基固硫法:为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 方法二：氨水脱硫法:该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为NH3＋SO2＋H2O===NH4HSO3,2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。 方法三：钠、碱脱硫法:钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化。( ) （2）CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在。( ) （3）HNO3→NO→NO2，以上各步变化均能通过一步实验完成。( ) （4）在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入固体，铜粉会溶解。( ) （5）浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强。( ) （6）在汽车排气管上安装“催化转化器”把CO、NO催化生成N2和CO2，符合绿色化学的理念。( ) （7）NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物。( ) （8）过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2。( ) (9)向NH4Cl溶液中滴入烧碱溶液并加热：+OH-NH3·H2O。( ) (10)浓氨水可用于检验输送的管道是否漏气。( ) (11)N2分子的结构稳定，因而氮气不支持任何物质的燃烧。( ) (12)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。( ) (13)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是氯化铵分解吸收热量，降低了温度；氯化铵分解产生的气体隔绝了空气。( ) (14)试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去。( ) (15)氮元素有负化合价，正化合价和零价，因而常温下，N2既能与氧气反应，又能与H2反应。( ) 【答案】（1）×（2）×（3）√（4）√（5）×（6）×（7）√（8）×(9)×(10)√(11)×(12)×(13)√(14)×(15)× 2．回答下列问题。 （1）金属加工后的废弃液中含的，它是一种环境污染物。人们用溶液来处理此废弃液，使溶液转化为无毒物质。该反应分两步进行。 第一步：，第二步：。 ①第一步属于 反应，第二步属于 反应。(填基本反应类型) ②用双线桥法分析上述氧化还原反应： 。 （2）2011年9月29日成功发射天宫一号的长征二号型火箭巨大的推力来源于一个氧化还原反应，反应时偏二甲肼做燃料，做氧化剂，生成三种气体物质，完成并配平该燃烧反应的化学方程式： 。 火箭发射前低温加注的液态氧化剂是一种强酸性剧毒物质，常温下，纯净的是无色气体，可溶于水，且与水反应生成两种含氧酸，该反应的化学方程式为 ，对上述反应中的各种物质，下列说法正确的是 。 A．只做氧化剂        B．产物中两种酸都是强酸 C．反应中水只做溶剂        D．泄漏后可产生红棕色气体 【答案】（1）复分解 分解 （2）C2H8N2+2N2O4=3N2↑+2CO2↑+4H2O N2O4+H2O=HNO3+HNO2 D 【解析】（1）①第一步反应为NaNO2+NH4Cl=NaCl+NH4NO2，是化合物与化合物相互交换成分生成两种新的化合物，则属于复分解反应，第二步反应为，是一种物质分解生成两种物质，则属于分解反应，故答案为：复分解；分解； ②将第一步反应和第二步反应相加，可得总反应，反应中N元素的化合价由氯化铵中-3价升高到0价，N元素的化合价由亚硝酸钠中+3价降低为0价，反应转移3个电子，则双线桥法表示转移的电子数目和方向为； （2）C2H8N2中的N元素的化合价由-3价升高为0，C元素的化合价由-1价升高为+4价，故一个C2H8N2参与反应失去16个电子，N2O4中的N元素化合价由+4价降低为0，故一个N2O4参与反应得到8个电子，结合得失电子守恒所以C2H8N2前为1，N2O4前为2，则氮气系数为3、二氧化碳系数为2，最后根据原子守恒补上4个水，反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=3N2↑+2CO2↑+4H2O； N2O4是无色气体，可溶于水，且与水反应生成两种含氧酸，由反应物可知两种含氧酸必定都是含氮的含氧酸，又N2O4的氮+4和水反应刚好一个升高到+5的硝酸，一个降低到+3的亚硝酸，故反应方程式为：N2O4+H2O=HNO3+HNO2； A．对于反应N2O4+H2O=HNO3+HNO2，氮元素化合价既升高也降低，N2O4作氧化剂和还原剂，A错误；B．HNO3是一元强酸，HNO2是弱酸，B错误；C．反应N2O4+H2O=HNO3+HNO2中水做反应物，不只做溶剂，C错误；D．常温下，由于存在N2O4⇌2NO2，N2O4泄漏后可产生红棕色气体NO2，D正确；故答案为：D。 ►问题一 含氮物质间的转化 【典例1】如图所示是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，下列说法错误的是 A．物质B可与物质A反应 B．物质B可经催化氧化直接生成物质A C．物质A、物质均为自然固氮 D．和物质C常用于检验，则C为 【答案】C 【分析】由图可知，B为氨气，A为一氧化氮，C为硝酸盐。 【解析】A．氨气和一氧化氮发生氧化还原反应，A正确; B．氨气和氧气催化氧化反应生成一氧化氮和水，B正确;C．将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程为氮的固定，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，不属于自然固氮，C错误;D．实验室通常采用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子，D正确;故选C。 【解题必备】1. 氮的存在形式：氮气、氨、硝酸盐、无机盐、有机物等； 2. 氮的转化途径：氮的固定、氮的脱氮、氮的硝化、氮的还原等； 3. 氮转化的影响因素：微生物、温度、水分、光照等； 4. 氮转化的应用：农业生产、环境保护等。 【变式1-1】在下列变化 ①工业固氮，②大气固氮，③碳铵分解，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是 A．②①③ B．③②① C．①②③ D．③①② 【答案】A 【解析】①工业固氮是游离态氮转化为化合态的氨气，N元素的化合价降低，氮元素被还原;②大气固氮是游离态氮转化为化合态的氮的氧化物，氮元素被氧化;③碳铵分解生成氨气、水、二氧化碳，氮元素化合价没有发生变化，既不被氧化又不被还原;综上所述按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列为②①③;故选A。 【变式1-2】氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法不正确的是 A．工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产 B．自然固氮、人工固氮都是将转化为含氮化合物 C．氨气是重要的工业原料，可用于制备化肥和纯碱等大宗化学品 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 【答案】A 【解析】A．自然界 “雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO，工业生产硝酸的第一步是将氮气和氢气反应生成氨气，氨气催化氧化得到NO，NO被氧化为，和水反应最后得到硝酸，A项错误;B．氮的固定是是将转化为含氮化合物的过程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B项正确;C．氨气作为重要的工业原料可以制备化肥和纯碱等大宗化学品，C项正确;D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D项正确;答案选A。 ►问题二 实验探究含氮物质转化 【典例2】下列关于氮及其化合物的探究，结论和解释正确的是 操作和现象 结论和解释 A 铜丝溶解于稀，生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气 B 能使热的氧化铜产生红色物质 有还原性 C 与混合加热不反应 N的非金属性弱 D 被溶液吸收 是酸性氧化物 【答案】B 【解析】A．铜丝溶解于稀HNO3，生成硝酸铜、NO、水，无色气体为NO，不会生成氢气，故A错误;B．NH3能使热的氧化铜产生红色物质，原理是：，说明氨气具有还原性，故B正确;C．N2与H2混合，在催化剂、加热的条件下反应生成氨气，没有催化剂时，加热速率慢，生成物的含量少，但不能说明N的非金属性弱，故C错误;D．NO2被NaOH溶液吸收，生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，发生歧化反应，体现NO2的氧化性和还原性，没有体现酸性，故D错误;故选：B。 【解题必备】解题时，抓住氮元素化合价的变化，依据氧化还原反应的知识进行分析、判断。 （1）牢记一条转化主线，侧重物质之间转化的条件及产物： N2NH3NONO2HNO3NH4NO3。 （2）结合氧化还原反应中“价态转化规律”，认识不同价态含氮物质之间的转化关系： NH3NONO2HNO3 （3）明确含氮物质的连续氧化关系：N2NONO2HNO3 【变式2-1】下列关于氮及其化合物性质的探究，实验结论正确的是 选项 操作和现象 结论 A 将灼热的木炭伸入浓硝酸中，木炭燃烧，产生大量红棕色气体 木炭和硝酸发生反应生成了和 B 向悬浊液中加浓溶液，沉淀溶解 主要原因是铵根水解显酸性、中和促进反应 C 向含有等物质的量和的混酸稀溶液加入过量铜粉，生成气体，溶液变蓝色 反应结束后溶液中的溶质是和 D 将Al粉加入强碱性的溶液，微热，产生气体使湿润红色石蕊试纸变蓝 在强碱性溶液中无氧化性 【答案】C 【解析】A．将灼热的木炭伸入浓硝酸中，木炭与浓硝酸反应生成二氧化氮、二氧化碳、水，A错误；B．向悬浊液中加浓溶液，铵根与溶解平衡产生的OH-反应，促进溶解正向移动，沉淀溶解，B错误；C．含有等物质的量和的混酸中H+与的物质的量之比为3∶1，加入过量铜粉，发生离子反应：，硝酸根过量，则溶质为和，C正确；D．将Al粉加入强碱性的溶液，微热，产生气体使湿润红色石蕊试纸变蓝，该气体为NH3，硝酸根离子中的N元素降价，表现氧化性，D错误；故选C。 【变式2-2】探究氮及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 常温下，将Fe片分别插入稀硝酸和浓硝酸中 一段时间后，前者有气体产生，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性强于浓硝酸 B 将样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液 溶液变红 晶体已氧化变质 C 向两个同规格烧瓶中分别装入同比例的和气体，并分别浸泡于热水和冷水中 一段时间后，两烧瓶内颜色深浅不同 的转化存在限度 D 将盛有固体的试管加热 试管底部固体消失，试管口有晶体凝结 固体受热易升华 【答案】C 【解析】A．铁遇浓硫酸会发生钝化，浓硝酸的氧化性比稀硝酸强，选项A错误；B．向溶液中滴加稀硫酸，酸性条件下硝酸根离子与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子，结论不合理，选项B错误；C．向两个同规格烧瓶中分别装入同比例的和气体，并分别浸泡于热水和冷水中，一段时间后，两烧瓶内颜色深浅不同，说明温度影响平衡移动，的转化存在限度，不能完全转化，选项C正确；D．将盛有固体的试管加热，发生反应，氨气和氯化氢在试管口遇冷又生成氯化铵，所以试管口处有晶体出现，选项D错误；答案选C。 ►问题三 酸雨及其防治 【典例3】酸雨是指因空气污染而造成的酸性降水，在历史上，人类社会曾出现过几次严重的酸雨事件。下列有关酸雨的说法错误的是 A．pH小于5.6的降雨通常称为酸雨 B．酸雨会损伤农作物、酸化土壤、腐蚀建筑 C．空气中CO2含量增多导致了酸雨形成 D．可通过燃煤脱硫、开发新能源等措施治理硫酸型酸雨 【答案】C 【解析】A．正常雨水的pH值由于溶解了空气中的二氧化碳而接近中性，pH值为5.6，当雨水中溶解了二氧化硫或氮氧化物时，会使雨水变成亚硫酸或硝酸溶液，亚硫酸不稳定易被氧气氧化生成硫酸，硫酸和硝酸都是强酸，导致雨水的pH值减小，当pH值小于5.6时，这样的雨水就被称为酸雨，A正确；B．酸雨有很大危害，能直接损伤农作物，酸化土壤、湖泊，腐蚀建筑、工业设备等，B正确；C．CO2含量增多，会导致温室效应，不会导致酸雨的形成，含硫化石燃料燃烧会产生大量SO2，在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件使N2与O2反应生成氮氧化物，经过一系列变化会形成酸雨，C错误；D．开发新能源、减少化石燃料的使用、燃煤脱硫等措施能减少二氧化硫的排放，预防硫酸型酸雨的产生，D正确；故选C。 【解题必备】SO2和NOx的吸收与处理 （1）含有SO2废气的两种处理方法 ①钙基固硫法 工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应的化学方程式为CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O22CaSO4，总反应的化学方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 ②氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。 （2）含有NOx尾气的处理方法 ①碱液吸收法 硝酸工业产生的废气中含有较多的NO、NO2，可用强碱溶液进行吸收，同时获得副产品。如： 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O； NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。 注意：NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，氮氧化物通过与氨或CO反应转化为无毒气体(N2)，一般适用于汽车尾气的处理。如：6NO＋4NH35N2＋6H2O； 6NO2＋8NH37N2＋12H2O。 【变式3-1】酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图所示： 注：表示光照；是羟基自由基，有强氧化性。 下列有关说法错误的是 A．所涉及的变化均为氧化还原反应 B．上述气相氧化形成酸雨的必要条件是光照 C．的生成加快了形成酸雨的速率 D．难以直接被氧化 【答案】A 【分析】由图可知，工业废气以及火山喷发中的二氧化硫首先通过光照经过第一步转化，再经过一步转化，会形成酸雨，一共经过两步转化，其中第一步需要光照，以此解题。 【解析】A．SO3和水反应生成硫酸没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故A错误；B．由图可知，两种途径中第一步反应均需要光照条件下发生，所以光照是形成酸雨形成的必要条件之一，故B正确；C．途径Ⅱ中能加快二氧化硫的氧化速率，所以的生成加快了形成酸雨的速率，故C正确；D．两条途径中二氧化硫均不是直接转化为三氧化硫或硫酸的，这说明难以直接被氧化，故D正确；故选A。 【变式3-2】硫、氮的氧化物是主要的大气污染物，对大气的影响之一是导致酸雨，下列有关酸雨的说法不正确的是 A．二氧化硫、二氧化氮是形成酸雨的主要因素 B．在酸雨形成过程中没有发生氧化还原反应 C．煤和石油的燃烧、汽车尾气等是酸雨污染物的主要来源 D．酸雨的危害有破坏农作物，使土壤、湖泊酸化以及加速建筑物、桥梁的腐蚀等 【答案】B 【解析】A．二氧化硫与空气中的O2、H2O反应产生硫酸；二氧化氮与H2O反应产生HNO3，因此二者都是形成酸雨的主要因素，A正确；B．SO2与H2O反应产生H2SO3，该反应属于非氧化反应还原反应，反应产生的H2SO3被溶解在溶液中的O2氧化产生H2SO4，该反应中有S、O元素化合价的变化，反应属于氧化还原反应；NO2与H2O反应产生HNO3、NO，反应中有N元素化合价的变化，因此该反应也属于氧化还原反应，B错误；C．煤完全燃烧时，会排放出SO2和NO2等污染物，汽车尾气也有氮氧化物NOx产生，它们都是酸雨污染物的主要来源，C正确；D．pH＜5.6的酸性降水叫酸雨，酸雨对农作物、桥梁、建筑物都具有一定的破坏作用，D正确；故合理选项是B。 1．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A． B．浓 C． D． 【答案】D 【解析】A．一氧化氮和水不反应，A错误；B．浓硝酸被铜还原为二氧化氮，B错误；C．氮气和氧气反应生成一氧化氮，C错误；D．氨气、二氧化碳和饱和氯化钠溶液生成碳酸氢钠，D正确；故选D。 2．将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氮的固定，包括自然固氮和人工固氮。下列关于氮的转化过程，属于人工固氮的是 A．用和合成尿素 B．闪电时空气中转化为NO C．工业上用和合成氨 D．豆科植物的根瘤菌固氮 【答案】C 【解析】A．用NH3和CO2合成尿素，是在一定条件下化合物和化合物发生的反应，不属于氮的固定，A不符合；B．闪电时氮气和氧气反应生成NO，是在自然条件下的氮的固定，B不符合；C．工业合成氨是N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，C符合；D．豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气转变为氮的化合物，属于自然固氮，D不符合；故选C。 3．AgNO3是中学化学常用试剂。以收集的废银为原料制备硝酸银的工艺如下： 下列叙述错误的是 A．“粉碎”的目的是增大固体接触面积 B．方案②的原子经济性高于方案① C．硝酸表现氧化性、酸性 D．硝酸银和浓硝酸都贮存于棕色试剂瓶中 【答案】B 【分析】银和硝酸反应生成硝酸银、氮氧化物、水，硝酸银溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得硝酸银。 【解析】A．“粉碎”能增大银与硝酸的接触面积，提高反应速率，故A正确；B．方案①：3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O，原子利用率等于目标产物质量与总产物质量比，，方案②：Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O原子利用率，方案①原子经济性高于方案②，故B错误；C．在上述反应中，部分硝酸中氮元素化合价降低生成氮氧化物，部分硝酸中氮元素化合价不变生成硝酸银，部分硝酸作氧化剂，部分硝酸表现酸性，故C正确；D．硝酸银、浓硝酸见光易分解，应贮存于棕色试剂瓶中，故D正确；选B。 4．氮氧化物对环境和人类健康有重要影响，其排放会导致光化学烟雾和酸雨等环境问题，因此，控制和减少氮氧化物的排放是环境保护的重要措施之一。如右图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法错误的是 A．整个过程中作催化剂，参与反应历程 B．过程Ⅰ中发生的化学反应为 C．过程Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1 D．消除过程中，和的总物质的量不变 【答案】C 【分析】根据反应机理图可得过程Ⅰ的反应方程式为：；过程Ⅱ的反应方程式为：，由此可知作催化剂，据此分析回答问题； 【解析】A．根据分析，整个过程中先参加反应后又生成，故是催化剂，A正确；B．过程Ⅰ中的反应物为、NO，产物为、、，对应的化学反应为，B正确；C．过程Ⅱ的化学反应为，Ni元素化合价降低，是氧化剂，O元素化合价升高，是还原剂，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:1，C错误；D．消除过程中，总反应为NO分解为和，和的总物质的量不变，D正确；故答案为：C。 5．下图所示为氮元素的价类二维图，图中列出了部分转化。 下列说法不正确的是 A．X的化学式为 B．转化①需要加还原剂才能实现 C．转化⑤的离子方程式可以表示为 D．转化④的反应方程式为 【答案】D 【分析】X为+2价含氮氧化物，故X为NO。 【解析】A．由分析可知，X的化学式为，A正确；B．转化①为氮气转化成氨气，N元素化合价降低，发生还原反应，需要还原剂，B正确；C．转化⑤为转化为，可以用，离子方程式为，C正确；D．转化④为转化成，反应方程式为，D错误；故选D。 6．以和为原料制备主要过程如图所示。已知为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．0.1molA完全氧化为B和C时，消耗标准状况下体积为2.8L B．1.7gA和1.8gC含有的共价键数目分别为和 C．和充分反应生成A分子的数目是 D．0.1molD与、C完全转化为时，转移电子数目为 【答案】C 【分析】氮气和氢气反应生成氨气，即A为NH3，氨气发生催化氧化，得到NO和H2O，即C为H2O，B为NO，NO被氧化成NO2，NO2、氧气、水生成硝酸，据此分析； 【解析】A．氨气与氧气发生4NH3+5O24NO+6H2O，消耗0.1mol氨气同时，消耗氧气的物质的量为mol=0.125mol，即标况下消耗氧气的体积为0.125mol×22.4L/mol=2.8L，故A说法正确；B．根据上述分析，A为NH3，C为H2O，1.7g氨气中所含共价键数目为=0.3NA，1.8g水中所含共价键数目为=0.2NA，故B说法正确；C．合成氨是可逆反应，不能进行到底，因此生成氨气物质的量小于0.2mol，故C说法错误；D．NO2、O2、水反应方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，消耗0.1molNO2转移电子数目为0.1mol×1×NA=0.1NA，故D说法正确；答案为C。 7．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如图表示，下列说法正确的是 已知：反应④的离子方程式为4NH+5O2=2NO+6H++N2O+5H2O。 A．向海洋排放含NO的废水可能影响海洋中氮的循环 B．①②均属于固氮反应 C．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加 D．反应④中每生成1molH2O，共转移2mol电子 【答案】A 【解析】A．向海洋排放含NO的废水，硝酸根离子浓度增大，反硝化作用增强，破坏原有的化学平衡和生态平衡，可能会影响海洋中氮的循环，故A正确；B．氮的固定是游离态的氮变为化合态的氮，①不属于氮的固定，②是氮的固定，故B错误；C．反硝化作用：反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程，不一定有氧参加，故C错误；D．根据4NH+5O2=2NO+6H++N2O+5H2O，氮元素化合价-3价变化为+1价和+3价，氧元素化合价0价变化为-2价，电子转移总数20e-，生成 1molH2O 共转移4mol e-，故D错误；答案选A。 8．阅读下列材料并回答问题。 （1）常见的大气污染分为一次污染和二次污染。二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物，如，二氧化氮就是二次污染物。 ①无色的气体遇到空气，可观察到的现象是 。 ②在、、、四种物质中，不会导致二次污染的是 。 （2）汽车尾气(含一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等)是城市空气的污染源之一，治理方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”。 ①汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。 ②汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物在“催化转化器”的作用下发生反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体。该无毒气体为 (填化学式)。 ③请提出有利于控制城市空气污染源的具体措施： 。 （3）氨气亦可用来处理氮氧化物。例如，氨气与二氧化氮发生如下反应：。 ①实验室常用湿润的 (填“红色”或“蓝色”)石蕊试纸来检验氨气。 ②上述反应中每生成7，共有 mol电子发生转移。 ③写出用处理时发生反应的化学方程式： 。 【答案】（1）①气体颜色变为红棕色 ②CO （2）①NO等氮氧化物 ②N2和CO2 ③开发新能源、使用电动车、植树造林等 （3）①红色 ②24 ③ 【解析】（1）①无色的气体遇到空气，NO被氧气氧化为NO2，则现象为气体颜色变为红棕色；②SO2转化为三氧化硫，与水反应生成硫酸，会加重酸雨的形成，导致二次污染物；NO能够和氧气反应生成新的污染物二氧化氮，导致二次污染物；NO2与水反应生成硝酸和NO，硝酸会造成酸雨，所以NO2会导致二次污染物；CO虽然能够转化为CO2，但CO2不是污染物，所以CO不会导致二次污染，综上所述不会导致二次污染的是CO； （2）①光化学烟雾是由氮的氧化物排放引起，汽车尾气含有大量NO等氮氧化物，能引起光化学烟雾；②根据题意可知一氧化碳与一氧化氮生成参与大气生态循环的N2和CO2， ③有利于控制城市空气污染源的具体措施有：开发新能源、使用电动车、植树造林等； （3）①为了观察更明显的现象，实验室常用湿润的红色石蕊试纸来检验氨气；②反应中氨气中的N的化合价由-3价升高到0价，二氧化氮中的N化合价由+4价降低到0价，故每生成7molN2转移24mol电子；③用处理时发生反应的化学方程式为。 1．锅炉水中溶解的氧气易对锅炉造成腐蚀，为了保证锅炉安全正常使用，常使用联氨()处理锅炉水中溶解的氧，部分转化关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应①②③④均属于氧化还原反应 B．反应②中，每生成46.4gFe3O4，同时生成2.8gN2 C．反应③的方程式为2Fe3O4+N2H4=N2+6FeO+2H2O D．反应①的电子转移可表示为 【答案】B 【解析】A．反应①②③④中均有元素化合价发生变化，都是氧化还原反应，A正确；B．反应②中N2H4与Fe2O3反应生成Fe3O4、N2和H2O，化学方程式为N2H4+6Fe2O3=4Fe3O4+N2+2H2O，生成46.4gFe3O4，即生成0.2mol四氧化三铁，同时生成0.05mol氮气，质量为1.4g，B错误；C．反应③是Fe3O4与N2H4反应生成N2、FeO和水，综合来看Fe3O4中的铁为+价，1个Fe3O4转化为3个FeO得到2个电子，1个N2H4转化为1个氮气失去4个电子，因此Fe3O4和N2H4的系数比为2:1，再根据原子守恒可得方程式为2Fe3O4+N2H4=N2+6FeO+2H2O，C正确；D．反应①中N2H4与O2反应生成N2和水，1个N2H4失去2×2e-生成1个氮气，一个O2得到2×2e-生成2个水，用电子转移可表示为，D正确；故答案选B。 2．下图表示汽车尾气净化器处理汽车尾气的过程。下列有关叙述错误的是 A．CO转化为所需氧元素来源于 B．汽车尾气发生的都是氧化反应 C．催化剂化学反应前后质量不变 D．属于酸性氧化物 【答案】B 【解析】A．由图可知，一氧化碳、烃与氮氧化合物反应生成氮气、二氧化碳和水，则CO转化为CO2所需氧元素来源于NOx，故A正确；B．由图可知，氮的氧化物变为氮气，发生还原反应，故B错误；C．催化剂只是参与反应，但是反应前后其质量是不变的，故C正确；D．能与NaOH溶液反应生成碳酸钠和水，属于酸性氧化物，故D正确；故选：B。 3．如图是含氮化合物及单质的“类别-价态”二维图，结合二维图及氧化还原反应原理的基本规律，下列相关分析或预测错误的是 A．和在一定条件下均能反应，可用氨气处理氮氧化物 B．和通入水的化学方程式： C．硝酸用于清洗粘有银的试管，因为银可以置换出稀硝酸中的 D．可能被氧化生成氮气 【答案】C 【解析】A．NO、NO2都能与NH3在一定条件下发生归中反应生成N2和H2O：6NO+4NH35N2+6H2O、6NO2+8NH37N2+12H2O，可用NH3处理氮氧化物，A项正确；B．NO中N为+2价，NO2中N为+4价，NO和NO2通入水中可发生反应的化学方程式为NO+NO2+H2O=2HNO2，B项正确；C．在金属活动性顺序表中Ag处于H的后面，Ag不能置换出稀硝酸中的H+，稀硝酸与Ag反应生成AgNO3、NO和H2O，C项错误；D．NH3中N为-3价，HNO2中N为+3价，两者可发生归中反应生成N2：NH3+HNO2=N2↑+2H2O，D项正确；答案选C。 4．氮及其化合物的转化关系如图所示： 则下列说法不正确的是 A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．上述所有标号的反应都是氧化还原反应 D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 【答案】D 【解析】A．在工业上是用氨催化氧化方法制取硝酸，路线①②③就是工业生产硝酸的主要途径，A正确；B．雷电固氮就是空气中的N2与O2在放电作用下反应产生NO，NO被O2氧化产生NO2，NO2被水吸收得到硝酸，故路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径，B正确；C．在上述标号反应中都存在N元素化合价的变化，因此都是氧化还原反应，C正确；D．氮气与氧气在高温或放电时反应产生NO，无法一步得到二氧化氮，D错误；故选D。 5．一种利用水合肼()对反应设备进行脱氧处理的路径如下图所示。下列有关说法不正确的是 A．过程I中，是氧化产物 B．过程II中，N元素化合价没发生改变 C．过程III中，消耗NaClO与生成的物质的量之比为 D．理论上，脱氧处理过程中不需要补充CuO 【答案】C 【解析】A．N元素化合价由价升为0价，为氧化产物，A正确；B．过程II中，N元素化合价未发生改变，均为-3价，B正确；C．过程III中，Cl元素化合价由价降为价，N元素化合价由价升为价，根据化合价升降守恒，故消耗NaClO与生成的物质的量之比为，C错误；D．CuO是脱氧处理过程中的催化剂，理论上不需要补充，D正确；故选C。 6．认识和研究自然界的元素循环有重要意义，海洋中无机物循环的过程如图所示，下列说法正确的是 A．海洋中存在游离态的氮 B．在反硝化细菌作用下，发生氧化反应生成 C．②④中含氮物质的转化属于氮的固定 D．向海洋中排放含的废水，则不会影响的含量 【答案】A 【解析】A．根据图示可知，海洋中存在氮气，即含游离态的氮，A项正确；B．在反硝化细菌作用下，转化生成，N元素化合价降低，被还原，B项错误；C．氮的固定是指游离态氮转化为化合态氮，图示中，②属于氮的固定，但④只是化合态氮元素转化为化合态氮元素，不属于氮的固定，C项错误；D．向海洋中排放含的废水后，经过反硝化细菌作用可转化为氮气，氮气再经过反应②转化为，则会影响的含量，D项错误；答案选A。 7．科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如、和)，能将海洋中的转化为进入大气层，这一过程称为厌氧氨氧化。厌氧氨氧化工艺是目前具有应用前景的污水脱氨工艺。反应过程如图所示。 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ中为氧化产物 B．和中参与反应的数目不相等 C．整个过程，转化向大气释放 D．过程Ⅲ中每生成转移电子 【答案】C 【分析】从图中可以看出，一共有三个过程，I：，II：，III：。 【解析】A．过程I中，N元素化合价降低生成NO，则NO为还原产物，A错误；B．由图示可知，过程I为NO在酶1的作用下转化为NO和H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：I：，生成1molNO，a过程转移消耗2molH+，过程II为NO和铵根在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：，消耗1molNO，b过程转移消耗2molH+，消耗H+相等，B错误；C．过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为，转化1mol生成1molN2，C正确；D．III：，每生成转移4mol电子，D错误；故答案为：C。 8．亚硝酸钠()是一种工业盐，在生产生活中用途广泛。 Ⅰ．工业制取： （1）将NO和混合气体通入溶液中，恰好完全反应制得，同时产生一种无色无味气体，写出反应的化学方程式： 。 Ⅱ．性质探究： （2）中N元素的化合价是 ，根据N元素的化合价，推测既有氧化性又有还原性。 （3）某小组设计实验进行验证，操作如下表所示，请完善表格中的实验现象和结论。查阅资料可知：MnO为紫色，Mn2+为无色。 实验 实验操作及现象或结果 结论 ① 取适量溶液于试管中，加入少量溶液(浅绿色)，再加稀盐酸酸化，充分反应后，溶液变黄色。 具有 ② 取适量酸化的高锰酸钾溶液于试管中，滴加足量的溶液，可观察的现象为 具有还原性 ③由上述实验可知，、、的氧化性由强到弱的顺序为 。 Ⅲ．废水处理及含量测定 （4）直接排放会造成污染，下列试剂能使转化为无毒无污染的的是_______(填字母)。 A． B． C． D． （5）根据规定，某工厂排放的废水中的含量应低于2 mg/L。该小组采取如下操作进行测定：取排放的废水500 mL，用淀粉KI溶液等试剂进行含量测定，反应原理为：(方程式未配平)，共消耗KI 0.83 mg。请计算该工厂排放的废水中的含量为 mg/L，以此判断该工厂排放的废水中的含量 (填“是”或“否”)达标。 【答案】（1）NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 （2）+3 （3）氧化性 紫色溶液褪去 >> （4）C （5） 是 【解析】（1）将NO和混合气体通入溶液中，恰好完全反应制得，NO中N元素由+2价上升到+3价，中N元素由+4价下降到+3价，同时产生一种无色无味气体为CO2，反应的化学方程式：NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2； （2）中Na元素为+1价，O元素为-2价，根据化合价代数和为零可知N元素的化合价是+3价； （3）①取适量溶液于试管中，加入少量溶液，再加稀盐酸酸化，充分反应后，溶液变黄色，说明Fe2+被氧化为Fe3+，说明具有氧化性；②取适量酸化的高锰酸钾溶液于试管中，滴加足量的溶液，高锰酸钾被还原为锰离子，可观察到现象：紫色溶液褪色，说明具有还原性；③由实验①可知，是氧化剂，是氧化产物，则氧化性：>，由实验②可知，可以氧化，则氧化性强于，氧化性由强到弱的顺序为>>； （4）使转化为无毒无污染的，N元素由+3价下降到0价，需要加入还原剂，可以选择，、、中N元素的化合价均高于0，不能实现该转化，故选C； （5）根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：，共消耗KI 的物质的量为=5×10-6mol，则500 mL废水中含有的物质的量为5×10-6mol，的含量为<2 mg/L，该工厂排放的废水中的含量达标。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 5.2.4 含氮物质的转化 酸雨及防治 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1、通过构建氮及其化合物之间的转化关系，帮助学生厘清含氮元素各物质之间的关系，增强对氮及其化合物性质的认识，发展变化观念和平衡思想的学科核心素养。 2、知道可以通过转化关系实现有害物质转化为无害或有用物质的思想，曾强环保意识，培养社会责任感，发展科学态度和社会责任的学科核心素养。 3．认识硫、氮的化合物对生态环境的影响，了解酸雨及防治。 重点:构建氮及其化合物之间的转化关系，掌握核心反应的化学方程式。 难点:构建氮及其化合物之间的转化关系，酸雨的防治。 一、含氮物质的转化 1.氮气及其化合物的价类二维图 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。 1）横向转化为 变化，发生 ，如 (1)氨气转化为铵盐： (2)硝酸转化为硝酸盐： 2）纵向转化为 变化，发生 ，如 (1)NH3转化为N2： (2)NH3转化为NO： 3)歧化——同一物质中 在同一反应中既升高又降低。 如： 4)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只 ，不 。 如： 2.构建氮气及其化合物转化网络 (1)知识网络构建 (2)重要反应方程式必练 ①N2和H2的反应： ； ②把NH3通入水中： ； ③实验室利用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体混合加热制备NH3： ； ④NH3的催化氧化： ； ⑤NH4HCO3溶液中加入过量稀NaOH溶液： ； ⑥NO2溶于水： ； ⑦NO2被烧碱溶液吸收生成两种钠盐： ； ⑧物质的量之比为1∶1的NO和NO2混合气体恰好被烧碱溶液吸收生成一种钠盐： ； ⑨Cu和稀HNO3的反应： ； ⑩Cu和浓HNO3的反应： ； ⑪Fe和过量稀HNO3的反应： ； ⑫C和浓HNO3的反应： ； ⑬浓硝酸见光分解： 。 3．氮在自然界中的循环 二、酸雨及防治 1．酸雨 (1)二氧化硫和氮氧化物的来源 SO2： 的燃烧及 的冶炼等； NOx：①机动车排放的尾气：机动车发动机中，火花塞产生的 条件会使空气中的N2与O2反应生成 。②硝酸厂排放的 。 (2)酸雨的形成 ①酸雨：主要指 的雨水，其主要是含有 。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。 ②成因：主要是大气中的 及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的酸雨。 a．硫酸型酸雨的形成过程如图： 写出图中标号所对应的化学方程式： ① 。 ② 。 ③ 。 ④ 。 b．汽车尾气以及硝酸工业废气等形成的硝酸型酸雨的形成过程如图： NONO2HNO3 写出图中标号所对应的化学方程式： ① 。 ② 。 2．酸雨的危害与防治 (1)危害：酸雨能直接 农作物， 森林和草原，使土壤、湖泊 ，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的 。 (2)防治 ①消除 ，调整能源结构，发展清洁能源； ②研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少 的排放； ③加强工业废气的回收处理； ④改进汽车尾气的处理技术，提高汽车尾气排放标准。 (3)常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法： ； NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法：在催化剂、加热条件下，NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2),化学方程式为 。一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，化学方程式为 ， 。 (4)消除SO2对环境污染的“3方法” 方法一：钙基固硫法:为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4，总反应方程式为 。 方法二：氨水脱硫法:该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为 ， ， 。 方法三：钠、碱脱硫法:钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为 ， ， 。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化。( ) （2）CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在。( ) （3）HNO3→NO→NO2，以上各步变化均能通过一步实验完成。( ) （4）在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入固体，铜粉会溶解。( ) （5）浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强。( ) （6）在汽车排气管上安装“催化转化器”把CO、NO催化生成N2和CO2，符合绿色化学的理念。( ) （7）NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物。( ) （8）过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2。( ) (9)向NH4Cl溶液中滴入烧碱溶液并加热：+OH-NH3·H2O。( ) (10)浓氨水可用于检验输送的管道是否漏气。( ) (11)N2分子的结构稳定，因而氮气不支持任何物质的燃烧。( ) (12)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。( ) (13)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是氯化铵分解吸收热量，降低了温度；氯化铵分解产生的气体隔绝了空气。( ) (14)试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去。( ) (15)氮元素有负化合价，正化合价和零价，因而常温下，N2既能与氧气反应，又能与H2反应。( ) 2．回答下列问题。 （1）金属加工后的废弃液中含的，它是一种环境污染物。人们用溶液来处理此废弃液，使溶液转化为无毒物质。该反应分两步进行。 第一步：，第二步：。 ①第一步属于 反应，第二步属于 反应。(填基本反应类型) ②用双线桥法分析上述氧化还原反应： 。 （2）2011年9月29日成功发射天宫一号的长征二号型火箭巨大的推力来源于一个氧化还原反应，反应时偏二甲肼做燃料，做氧化剂，生成三种气体物质，完成并配平该燃烧反应的化学方程式： 。 火箭发射前低温加注的液态氧化剂是一种强酸性剧毒物质，常温下，纯净的是无色气体，可溶于水，且与水反应生成两种含氧酸，该反应的化学方程式为 ，对上述反应中的各种物质，下列说法正确的是 。 A．只做氧化剂        B．产物中两种酸都是强酸 C．反应中水只做溶剂        D．泄漏后可产生红棕色气体 ►问题一 含氮物质间的转化 【典例1】如图所示是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，下列说法错误的是 A．物质B可与物质A反应 B．物质B可经催化氧化直接生成物质A C．物质A、物质均为自然固氮 D．和物质C常用于检验，则C为 【解题必备】1. 氮的存在形式：氮气、氨、硝酸盐、无机盐、有机物等； 2. 氮的转化途径：氮的固定、氮的脱氮、氮的硝化、氮的还原等； 3. 氮转化的影响因素：微生物、温度、水分、光照等； 4. 氮转化的应用：农业生产、环境保护等。 【变式1-1】在下列变化 ①工业固氮，②大气固氮，③碳铵分解，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是 A．②①③ B．③②① C．①②③ D．③①② 【变式1-2】氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法不正确的是 A．工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产 B．自然固氮、人工固氮都是将转化为含氮化合物 C．氨气是重要的工业原料，可用于制备化肥和纯碱等大宗化学品 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” ►问题二 实验探究含氮物质转化 【典例2】下列关于氮及其化合物的探究，结论和解释正确的是 操作和现象 结论和解释 A 铜丝溶解于稀，生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气 B 能使热的氧化铜产生红色物质 有还原性 C 与混合加热不反应 N的非金属性弱 D 被溶液吸收 是酸性氧化物 【解题必备】解题时，抓住氮元素化合价的变化，依据氧化还原反应的知识进行分析、判断。 （1）牢记一条转化主线，侧重物质之间转化的条件及产物： N2NH3NONO2HNO3NH4NO3。 （2）结合氧化还原反应中“价态转化规律”，认识不同价态含氮物质之间的转化关系： NH3NONO2HNO3 （3）明确含氮物质的连续氧化关系：N2NONO2HNO3 【变式2-1】下列关于氮及其化合物性质的探究，实验结论正确的是 选项 操作和现象 结论 A 将灼热的木炭伸入浓硝酸中，木炭燃烧，产生大量红棕色气体 木炭和硝酸发生反应生成了和 B 向悬浊液中加浓溶液，沉淀溶解 主要原因是铵根水解显酸性、中和促进反应 C 向含有等物质的量和的混酸稀溶液加入过量铜粉，生成气体，溶液变蓝色 反应结束后溶液中的溶质是和 D 将Al粉加入强碱性的溶液，微热，产生气体使湿润红色石蕊试纸变蓝 在强碱性溶液中无氧化性 【变式2-2】探究氮及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 常温下，将Fe片分别插入稀硝酸和浓硝酸中 一段时间后，前者有气体产生，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性强于浓硝酸 B 将样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液 溶液变红 晶体已氧化变质 C 向两个同规格烧瓶中分别装入同比例的和气体，并分别浸泡于热水和冷水中 一段时间后，两烧瓶内颜色深浅不同 的转化存在限度 D 将盛有固体的试管加热 试管底部固体消失，试管口有晶体凝结 固体受热易升华 ►问题三 酸雨及其防治 【典例3】酸雨是指因空气污染而造成的酸性降水，在历史上，人类社会曾出现过几次严重的酸雨事件。下列有关酸雨的说法错误的是 A．pH小于5.6的降雨通常称为酸雨 B．酸雨会损伤农作物、酸化土壤、腐蚀建筑 C．空气中CO2含量增多导致了酸雨形成 D．可通过燃煤脱硫、开发新能源等措施治理硫酸型酸雨 【解题必备】SO2和NOx的吸收与处理 （1）含有SO2废气的两种处理方法 ①钙基固硫法 工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应的化学方程式为CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O22CaSO4，总反应的化学方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 ②氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。 （2）含有NOx尾气的处理方法 ①碱液吸收法 硝酸工业产生的废气中含有较多的NO、NO2，可用强碱溶液进行吸收，同时获得副产品。如： 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O； NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。 注意：NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，氮氧化物通过与氨或CO反应转化为无毒气体(N2)，一般适用于汽车尾气的处理。如：6NO＋4NH35N2＋6H2O； 6NO2＋8NH37N2＋12H2O。 【变式3-1】酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图所示： 注：表示光照；是羟基自由基，有强氧化性。 下列有关说法错误的是 A．所涉及的变化均为氧化还原反应 B．上述气相氧化形成酸雨的必要条件是光照 C．的生成加快了形成酸雨的速率 D．难以直接被氧化 【变式3-2】硫、氮的氧化物是主要的大气污染物，对大气的影响之一是导致酸雨，下列有关酸雨的说法不正确的是 A．二氧化硫、二氧化氮是形成酸雨的主要因素 B．在酸雨形成过程中没有发生氧化还原反应 C．煤和石油的燃烧、汽车尾气等是酸雨污染物的主要来源 D．酸雨的危害有破坏农作物，使土壤、湖泊酸化以及加速建筑物、桥梁的腐蚀等 1．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A． B．浓 C． D． 2．将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氮的固定，包括自然固氮和人工固氮。下列关于氮的转化过程，属于人工固氮的是 A．用和合成尿素 B．闪电时空气中转化为NO C．工业上用和合成氨 D．豆科植物的根瘤菌固氮 3．AgNO3是中学化学常用试剂。以收集的废银为原料制备硝酸银的工艺如下： 下列叙述错误的是 A．“粉碎”的目的是增大固体接触面积 B．方案②的原子经济性高于方案① C．硝酸表现氧化性、酸性 D．硝酸银和浓硝酸都贮存于棕色试剂瓶中 4．氮氧化物对环境和人类健康有重要影响，其排放会导致光化学烟雾和酸雨等环境问题，因此，控制和减少氮氧化物的排放是环境保护的重要措施之一。如右图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法错误的是 A．整个过程中作催化剂，参与反应历程 B．过程Ⅰ中发生的化学反应为 C．过程Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1 D．消除过程中，和的总物质的量不变 5．下图所示为氮元素的价类二维图，图中列出了部分转化。 下列说法不正确的是 A．X的化学式为 B．转化①需要加还原剂才能实现 C．转化⑤的离子方程式可以表示为 D．转化④的反应方程式为 6．以和为原料制备主要过程如图所示。已知为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．0.1molA完全氧化为B和C时，消耗标准状况下体积为2.8L B．1.7gA和1.8gC含有的共价键数目分别为和 C．和充分反应生成A分子的数目是 D．0.1molD与、C完全转化为时，转移电子数目为 7．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如图表示，下列说法正确的是 已知：反应④的离子方程式为4NH+5O2=2NO+6H++N2O+5H2O。 A．向海洋排放含NO的废水可能影响海洋中氮的循环 B．①②均属于固氮反应 C．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加 D．反应④中每生成1molH2O，共转移2mol电子 8．阅读下列材料并回答问题。 （1）常见的大气污染分为一次污染和二次污染。二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物，如，二氧化氮就是二次污染物。 ①无色的气体遇到空气，可观察到的现象是 。 ②在、、、四种物质中，不会导致二次污染的是 。 （2）汽车尾气(含一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等)是城市空气的污染源之一，治理方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”。 ①汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。 ②汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物在“催化转化器”的作用下发生反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体。该无毒气体为 (填化学式)。 ③请提出有利于控制城市空气污染源的具体措施： 。 （3）氨气亦可用来处理氮氧化物。例如，氨气与二氧化氮发生如下反应：。 ①实验室常用湿润的 (填“红色”或“蓝色”)石蕊试纸来检验氨气。 ②上述反应中每生成7，共有 mol电子发生转移。 ③写出用处理时发生反应的化学方程式： 。 1．锅炉水中溶解的氧气易对锅炉造成腐蚀，为了保证锅炉安全正常使用，常使用联氨()处理锅炉水中溶解的氧，部分转化关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应①②③④均属于氧化还原反应 B．反应②中，每生成46.4gFe3O4，同时生成2.8gN2 C．反应③的方程式为2Fe3O4+N2H4=N2+6FeO+2H2O D．反应①的电子转移可表示为 2．下图表示汽车尾气净化器处理汽车尾气的过程。下列有关叙述错误的是 A．CO转化为所需氧元素来源于 B．汽车尾气发生的都是氧化反应 C．催化剂化学反应前后质量不变 D．属于酸性氧化物 3．如图是含氮化合物及单质的“类别-价态”二维图，结合二维图及氧化还原反应原理的基本规律，下列相关分析或预测错误的是 A．和在一定条件下均能反应，可用氨气处理氮氧化物 B．和通入水的化学方程式： C．硝酸用于清洗粘有银的试管，因为银可以置换出稀硝酸中的 D．可能被氧化生成氮气 4．氮及其化合物的转化关系如图所示： 则下列说法不正确的是 A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．上述所有标号的反应都是氧化还原反应 D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 5．一种利用水合肼()对反应设备进行脱氧处理的路径如下图所示。下列有关说法不正确的是 A．过程I中，是氧化产物 B．过程II中，N元素化合价没发生改变 C．过程III中，消耗NaClO与生成的物质的量之比为 D．理论上，脱氧处理过程中不需要补充CuO 6．认识和研究自然界的元素循环有重要意义，海洋中无机物循环的过程如图所示，下列说法正确的是 A．海洋中存在游离态的氮 B．在反硝化细菌作用下，发生氧化反应生成 C．②④中含氮物质的转化属于氮的固定 D．向海洋中排放含的废水，则不会影响的含量 7．科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如、和)，能将海洋中的转化为进入大气层，这一过程称为厌氧氨氧化。厌氧氨氧化工艺是目前具有应用前景的污水脱氨工艺。反应过程如图所示。 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ中为氧化产物 B．和中参与反应的数目不相等 C．整个过程，转化向大气释放 D．过程Ⅲ中每生成转移电子 8．亚硝酸钠()是一种工业盐，在生产生活中用途广泛。 Ⅰ．工业制取： （1）将NO和混合气体通入溶液中，恰好完全反应制得，同时产生一种无色无味气体，写出反应的化学方程式： 。 Ⅱ．性质探究： （2）中N元素的化合价是 ，根据N元素的化合价，推测既有氧化性又有还原性。 （3）某小组设计实验进行验证，操作如下表所示，请完善表格中的实验现象和结论。查阅资料可知：MnO为紫色，Mn2+为无色。 实验 实验操作及现象或结果 结论 ① 取适量溶液于试管中，加入少量溶液(浅绿色)，再加稀盐酸酸化，充分反应后，溶液变黄色。 具有 ② 取适量酸化的高锰酸钾溶液于试管中，滴加足量的溶液，可观察的现象为 具有还原性 ③由上述实验可知，、、的氧化性由强到弱的顺序为 。 Ⅲ．废水处理及含量测定 （4）直接排放会造成污染，下列试剂能使转化为无毒无污染的的是_______(填字母)。 A． B． C． D． （5）根据规定，某工厂排放的废水中的含量应低于2 mg/L。该小组采取如下操作进行测定：取排放的废水500 mL，用淀粉KI溶液等试剂进行含量测定，反应原理为：(方程式未配平)，共消耗KI 0.83 mg。请计算该工厂排放的废水中的含量为 mg/L，以此判断该工厂排放的废水中的含量 (填“是”或“否”)达标。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$