内容正文:
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专题7 氮与社会
可持续发展
第二单元 重要的含
氮化工原料
第1课时 氨气
课时分层练
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目录
CONTENTS
预习作业
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预习作业
(建议用时:15分钟)
1.氨气在通常状况下是____________________________,密度比空气小,加压下易液化,极易溶于水,在常温常压下,1体积水能溶解约__________氨气。液态氨在工业上常用作________。
无色、具有刺激性气味的气体
700体积
制冷剂
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2.(1)氨与水反应的化学方程式为______________________,氨气的水溶液叫氨水,氨水呈弱碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,电离方程式为________________________。一水合氨具有不稳定性,受热易分解,一水合氨分解的化学方程式为__________________________。
(2)氨与酸反应生成铵盐,写出氨与以下几种酸反应的化学方程式。
①氨与盐酸反应:___________________________。
②氨与硫酸反应:___________________________。
③氨与硝酸反应:___________________________。
NH3+HCl===NH4Cl
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
NH3+HNO3===NH4NO3
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3.氨中氮元素的化合价为-3价,处于最低价态,因此氨具有__________,在加热和催化剂条件下可被O2等氧化剂氧化,氨的催化氧化的化学方程式为____________________________,该反应是工业上制硝酸的一个重要反应。
还原性
预习作业
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1.我国清代《本草纲目拾遗》中记载药物“鼻冲水”,写道:“贮以玻璃瓶,紧塞其口,勿使泄气,则药力不减,气甚辛烈,触人脑,非有病不可嗅……虚弱者忌之。宜外用,勿服……”。这里的“鼻冲水”是指( )
A.氨水 B.氯水
C.醋 D.卤水
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2.氨是一种重要的化工原料。下列关于氨气性质的描述不正确的是( )
A.有刺激性气味,密度比空气小
B.遇氯化氢气体产生白烟
C.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
D.其水溶液能使酚酞溶液变红
预习作业
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3.下列说法正确的是( )
A.NH3转化为NH4NO3属于氮的固定
B.氨水能导电,故氨水属于电解质
C.蘸有浓盐酸、浓硫酸的玻璃棒分别与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近,都有白烟
D.液氨可作制冷剂
解析 游离态的氮转化为化合态的氮叫氮的固定,A错误;氨水是混合物,既不是电解质,也不是非电解质,B错误;浓硫酸难挥发,不会生成白烟,C错误。
预习作业
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4.下列关于氨气的叙述错误的是( )
A.氨气易液化,因此可用来作制冷剂
B.氨气极易溶于水,因此用水吸收氨气时要防止倒吸
C.氨气极易溶于水,因此氨水比较稳定(不容易分解)
D.氨气溶解于水中所得溶液显弱碱性,可使酚酞试液变红
预习作业
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5.下列操作不能用于检验NH3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H2SO4的玻璃棒靠近
D.气体与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近
预习作业
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课时分层练
(建议用时:40分钟)
[学习·理解]
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2.下列关于氨气的说法不正确的是(已知NH3难溶于CCl4)( )
A.氨气易液化,汽化时吸热,可用作制冷剂
B.氨气可以用浓硫酸干燥
C.用水吸收氨气可用图1的装置防止倒吸
D.氨气的密度比空气的密度小,可用图2收集NH3
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3.如图所示,烧瓶中充满干燥气体a,打开弹簧夹,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,烧杯中的液体呈喷泉状喷出,则a、b不可能是( )
A.a为Cl2,b为饱和NaCl溶液
B.a为NH3,b为盐酸
C.a为CO2,b为浓NaOH溶液
D.a为NO2,b为H2O
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类题通法 喷泉实验的原理
喷泉产生的本质原因是烧瓶内外形成压强差,由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强,故液体被压入烧瓶内形成喷泉。产生压强差的方法有:①减小烧瓶内压强,如液体将气体吸收或与气体反应等;②增大烧瓶外压强。
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4.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
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5.氨能被氧气氧化,经一系列反应得到硝酸。分析如图实验装置所得结论错误的是( )
A.浓氨水具有挥发性
B.浓氨水中含有NH3·H2O
C.若Pt丝始终保持红热,则该反应放热,催化剂是Pt
D.锥形瓶口有少量红棕色气体出现,图中反应为4NH3+7O2===4NO2+6H2O
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[应用·实践]
7.已知NH3和HCl都能用来做喷泉实验。若在同温同压下用两个相同容积的烧瓶各收集满NH3和HCl气体用如图所示装置进行喷泉实验,则实验停止后,下列对两个烧瓶内溶液的分析正确的是(不考虑溶质的扩散)( )
A.溶质的物质的量浓度相同,溶质的质量分数不同
B.溶质的质量分数相同,溶质的物质的量浓度不同
C.溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同
D.溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同
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8.一定条件下将10 L NO2、NH3、N2组成的混合气体通入稀硝酸中,溶液的质量增加了12.5 g,气体的体积缩小到3.28 L(气体体积已折算成标准状况下的体积)。则下列关于原混合气体成分的叙述正确的是( )
A.原混合气体中NO2的体积是6.72 L
B.原混合气体中NH3的体积是3.36 L
C.原混合气体中N2的体积是2.24 L
D.原混合气体中NO2与NH3的体积之比是1∶3
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9.常温常压下,某化学小组向干燥的圆底烧瓶中分别充满气体:①NO2;②NH3;③V(NO2)∶V(O2)=1∶1的混合气体,实验装置如图所示。理论上实验后圆底烧瓶中所得溶液浓度的关系为(不考虑NO2的其他可能
变化,假设溶质不扩散)( )
A.①=②=③ B.②>①=③
C.①=②>③ D.②=③>①
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10.已知A、B、C为化合物,X为单质。其中,A是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;X为双原子分子,其原子的最外层电子数为内层的3倍。A、B、C、X之间存在如图转化关系。
请回答:
(1)X的化学式为________。
(2)B转化为C的化学方程式为___________________。C是一种_______色气体。
O2
2NO+O2===2NO2
红棕
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(3)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸:
①NH3→NO反应的化学方程式为____________________________;
②NO→NO2反应的实验现象是_______________________。
(4)若要实现NH3→N2,从原理上看,下列试剂可行的是________(填字母)。
A.O2 B.Na
C.NH4Cl D.NO2
气体由无色变成红棕色
AD
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[创新·提高]
11.某学习小组利用下列装置探究氯气与氨气的反应。其中A、B分别为氯气和氨气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
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(1)若Cl2从左向右流动,NH3从右向左流动,则上述实验装置中,依次连接的合理顺序为A→______________→B;为使NH3与Cl2更充分混合,Cl2应从装置C的_____口进入(填“x”或“y”)。
(2)简述装置A中使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓盐酸的操作:__________ ______________________________________________________________________________________。
E→F→C→D
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打开分液漏斗上口的玻璃塞(或使塞子上的凹槽对准漏斗上的小孔),再打开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加
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(3)装置A中发生反应的离子方程式为__________________________________ _________。
(4)装置B中圆底烧瓶内的试剂为______________________________(填名称)。
(5)装置D的作用是_____________________。
(6)反应开始后,装置C内出现白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气中的主要成分之一,该反应的化学方程式为__________________________。
氢氧化钠固体或碱石灰或生石灰等
吸收水蒸气,干燥氨气
3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl
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R
NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-
NH3+H2ONH3·H2O
NH3·H2Oeq \o(=====,\s\up17(△))NH3↑+H2O
4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO+6H2O
1.下列有关氨的叙述中不正确的是( )
A.氨分子中氮元素的化合价只能升高,氨具有还原性
B.氨的催化氧化反应的方程式是4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO+6H2O
C.氨的催化氧化反应中若氧气过量则有红棕色气体生成
D.氨的催化氧化属于人工固氮
解析 N2和H2合成氨的条件是高温、高压、催化剂,在点燃或光照条件下,N2和H2不发生反应,故A错误;氨水能导电是因为NH3溶于水生成一水合氨,一水合氨电离出自由移动的离子,NH3自身不能电离,因此NH3不是电解质,故B错误;用氨制备硝酸的过程中,发生反应的化学方程式依次为4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO+6H2O,2NO+O2===2NO2,4NO2+O2+2H2O===4HNO3,N元素的化合价由-3价升高至+5价,被氧化,故D错误。
6.已知H+可以写成H3O+,从某些性质看,NH3和H2O、NHeq \o\al(+,4)和H3O+、OH-和NHeq \o\al(-,2)、N3-和O2-两两相似,据此判断下列反应方程式(反应条件忽略)正确的是( )
①2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑ ②CaO+2NH4Cl===CaCl2+2NH3↑+H2O
③3Mg(NH2)2===Mg3N2+4NH3↑ ④NH4Cl+NaNH2===NaCl+2NH3↑
A.仅①
B.仅②④
C.全部
D.仅①②④
解析 反应②、③和④中各元素的化合价都没有发生变化,根据已知条件,将NHeq \o\al(+,4)当作H3O+,NHeq \o\al(-,2)当作OH-,可以得出这三个反应是正确的;根据已知条件,可知NH3类似于H2O,可以和Na反应生成H2,所以反应①是正确的。
解析 设原混合气体中NO2为x L,NH3为y L,则:
3NO2+H2O===2HNO3+NO ΔV
3 1 2
x L eq \f(2x,3) L
3NO2+H2O===2HNO3+NO Δm
3×46 30 108
eq \f(x,22.4)×46 g eq \f(108×46x,3×46×22.4 ) g
NH3+HNO3===NH4NO3 ΔV
1 1
y L y L
NH3+HNO3===NH4NO3 Δm
17 17
eq \f(y,22.4)×17 g eq \f(y,22.4)×17 g
依题意得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)x+y=10-3.28,\f(108×46x,3×46×22.4 )+\f(y,22.4)×17=12.5)),
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=6.72,y=2.24)),故N2的体积为10 L-6.72 L-2.24 L=1.04 L。
解析 设圆底烧瓶的体积为V,常温常压下的气体摩尔体积为Vm′,①中所得溶液的体积为eq \f(2,3)V,溶液中溶质的物质的量为eq \f(2V,3Vm′),其浓度为eq \f(\f(2V,3Vm′),\f(2,3)V)=eq \f(1,Vm′);②气体溶解,液体充满圆底烧瓶,所得溶液中溶质的浓度为eq \f(\f(V,Vm′),V)=eq \f(1,Vm′);③得到的溶液的体积为eq \f(V,2)+eq \f(1,4)×eq \f(V,2)=eq \f(5,8)V,溶液中溶质的物质的量为eq \f(\f(V,2),Vm′)=eq \f(V,2Vm′),其浓度为eq \f(\f(V,2Vm′),\f(5,8)V)=eq \f(4,5Vm′),故①=②>③,故选C。
4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO+6H2O
MnO2+4H++2Cl-eq \o(=====,\s\up17(△))Mn2++Cl2↑
+2H2O
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