衔接点09 氮及其重要化合物-2025年初升高化学衔接讲义（上海专用）

衔接点09 氮及其重要化合物 初中阶段 高中阶段 掌握氮气的稳定性、氨气的碱性及检验方法，了解硝酸和氮肥的基础用途，并联系生活与环保实际，不涉及复杂原理。 1. 结构与性质深化：系统学习氮气（N≡N）、氨（极性分子）、氮氧化物（NO/NO₂）及硝酸的结构与化学特性（如氧化性、不稳定性）。 2. 反应机理与工业应用：掌握合成氨（哈伯法）、氨催化氧化制硝酸等工业流程，分析反应条件（平衡、速率）与实际意义。 3. 实验与计算结合：完成氨的制取喷泉实验、硝酸氧化性验证等探究，并解决产率、多步反应等定量计算问题。 4. 环保与综合应用：联系光化学烟雾、酸雨等环境问题，结合上海区域治理政策，培养实际问题分析能力。 衔接指引 维度 初中阶段 高中阶段 知识深度 定性描述（如“氮气不活泼”“氨水呈碱性”） 定量分析（平衡常数、氧化还原配平）、结构理论（N≡N键能、分子极性）。 反应机理 仅观察现象（如氨使石蕊变蓝） 探究反应本质（如合成氨的平衡移动、硝酸氧化Cu的电子转移）。 实验要求 基础操作（氨气检验） 综合实验（氨的制备喷泉实验、NO₂制备及尾气处理）。 应用范围 生活实例（氮肥用途） 工业流程（哈伯法、硝酸生产）、环保策略（SCR脱硝技术） 回顾初中 1.氮气（N₂） 物理性质： 气体，约占空气体积的78%。 化学性质：常温下化学性质 （不活泼），不支持燃烧。 2.氨气（NH₃） 物理性质：有 气味的无色气体， 溶于水（形成氨水）。 用途：制 肥（如尿素、铵盐）和制冷剂。 3.硝酸（HNO₃） 特性：强酸，具有 性。 用途：实验室常用试剂，生产化肥和炸药（简单提及）。 衔接高中 新知一 氮气 1、物理性质 氮气是一种 色、 味、 溶于水，密度比空气 的气体。 2、 氮气分子的结构 电子式： ；结构式： 3、化学性质 （1）与氢气反应 化学方程式： （2）与金属反应（Mg） 化学方程式： （3）与氧气反应 化学方程式： 4．用途 ①金属切割的保护气、②冷冻麻醉剂、③ 食品包装中填充的保护气 5． 氮的固定： 将空气中游离态的氮变成化合态的过程 。 ① 大气固氮 ： 固氮的方法 ② 生物固氮 ： ③ ： 新知二 氮的氧化物 氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价态，对应有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5等五种氧化物， 其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐； NO NO2 物理性质 颜色 毒性 溶解性 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 实验室制法 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 与人体、环境的关系 ①与血红蛋白结合使人中毒 ②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 特别提醒： 　(1)氮的氧化物都是大气污染物。 (2)空气中NO2是造成光化学烟雾和形成雾霾天气的主要因素。 (3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。 (4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。 新知三 氨气及硝酸盐离子 1、氨的物理性质  氨气为 色、有 气味的 ，比空气 ， 液化， 溶于水，氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度 ，密度 。 2、氨的化学性质； （1）与水反应，溶液呈碱性：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH 氨水中所含有微粒： NH3·H2O分子，NH4+，OH— ，氨水中溶质通常看作为NH3，而不是NH3·H2O。 （2） 与酸反应 NH3+HNO3NH4NO3 HCl+NH3NH4Cl 氨气与氯化氢相遇便产生 ，可用于NH3与HCl的相互检验。 H2SO4+2NH3 (NH4)2SO4 （3）还原性 NH3分子中氮元素呈－3价，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化： 2NH3＋3Cl2 N2+6HCl （给学生拓展一下不同系数的写法，改变系数比可以得出不同产物） 2NH3＋3CuO 3Cu+N2 + 3H2O 4NH3+5O2 4NO + 6H2O 3、 氨气的实验室制法 （1）原理：固态铵盐与碱加热反应： （2）发生装置：固+固+加热型，与制备氧气相似； （3）收集： 只能向下排空气法 。（需要添加棉花） （4）干燥：在干燥管中盛放 作干燥剂。不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl2·8NH3。 （5）验满：a．用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满； b．蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。 [特别提醒]： ①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。 ②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；b、在高温下能腐蚀大试管。 ③因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。 ④制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·H2ONH3↑+H2O原理制备。也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：烧碱溶于水为放热反应，促进NH3·H2O的分解，增大c(OH)使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。 氨气的快速制氨气的方法： A. 加热浓氨水的方法 (见下图图1) B. 浓氨水加生石灰（或碱石灰）法（见下图图2） 图1 加热浓氨水制取氨气 图2浓氨水加生石灰（或碱石灰）法制取氨气 【思考】用浓氨水加生石灰制取氨气时，生石灰的作用是： 。 换成碱石灰，也是同样的作用。 氨的用途 (1)作制冷剂；(2)制氮肥；(3)制硝酸；(4)制纯碱；(5)在有机合成工业中作原料。 新知四 硝酸的性质及铵盐 1. 物理性质 纯净硝酸是无色、易挥发，有 气味的液体，密度比水 。常用浓硝酸的质量分数大约是69%。98%以上的浓硝酸叫“ ”。由于浓硝酸具有挥发性、不稳定性，遇金属铁、铝产生钝化现象；因此保存时要把它盛放在 瓶里，储存在阴暗而且温度低的地方。 2．化学性质 浓、稀硝酸均为 酸，与金属反应均不产生氢气，但浓硝酸的氧化性更强。 1、 硝酸的不稳定性 4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑ (常用浓硝酸略带黄色，是因为硝酸分解产生NO2气体溶解在硝酸中) 2、 硝酸的氧化性 Cu + HNO3（浓） Cu（NO3）2+NO2↑+H20 （未配平） …………………① Cu + HNO3（稀） Cu（NO3）2+NO↑+H20 （未配平） …………………② 铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：Fe+HNO3（浓） Fe（NO3）2+NO2↑+H20 （未配平） 过量的铁在稀硝酸中发生反应为： Fe+HNO3（稀） Fe（NO3）2+NO↑+H20 （未配平） 王水（浓硝酸和浓盐酸体积比为1：3）能使Pt、Au溶解。 碳、硫等非金属单质在热而浓的硝酸中剧烈反应： C + HNO3（浓） CO2+NO2↑+H20 （未配平） 铵盐与化学肥料 3．铵根离子的结构与铵盐的定义 电子式为，结构式为，空间构型为正四面体型，键和键之间的夹角为109°28′。铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的盐。在NH4+才中存在着共价键和配位键，形成铵盐的离子都是非金属元素，但铵盐属于___离子__晶体，在铵盐中存在的化学键有：离子键、共价键和配位键。铵盐都是晶体，都能溶于水。 4．铵盐的化学性质 (1)铵盐受热分解 如：NH4ClNH3↑+ HCl↑ NH4HCO3NH3↑+ H2O↑+ CO2↑ 3(NH4)2SO4 3SO2↑+6H2O+N2↑+ 4NH3↑ 温度不同，硝酸铵分解产物也不同。 在110°C时：NH4NO3 NH3+HNO3 在185～200°C时：NH4NO3 N2O+2H2O 在230°C以上时，同时有弱光：2NH4NO3 2N2+O2+4H2O 在400°C以上时，发生爆炸：4NH4NO3 3N2+2NO2+8H2O 注意：①并不是所有的铵盐受热分解都产生NH3。 ②NH4Cl在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。 (2)铵盐与碱的反应 如：(NH4)2SO4 + 2NaOHNa2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O. NH4NO3 + NaOHNaNO3 + NH3↑+ H2O。 注意：铵盐与碱共热都能产生NH3，这是铵盐的共同性质。实验室利用铵盐的这一性质来制取氨气和验根离子的存在。 课外知识阅读 5．铵盐的用途及贮存 (1)用途：铵盐可作氮肥。常用的氮肥有硝酸铵(NH4NO3)、硫酸铵[(NH4)2SO4]、碳酸氢铵(NH4HCO3)和尿素[(NH2)2CO]等。 (2)贮存：密封包装并放在阴凉通风处。 因为铵盐受热易分解。所以施肥时应将肥料埋在土下并及时灌水，以保证肥效。 6．尿素 (1)尿素[(NH2)2CO]是一种白色晶体，其中氮的质量分数为47%左右，是目前同体氮肥中含氮量最高的一种。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和植物，是一种优质，高效的氮肥。尿素施入土壤后，受微生物的作用，跟水缓慢反应生成碳酸铵，因此尿素的肥效比较持久。 (2)工业上尿素的合成 2NH3 + CO2(NH2)2CO + H2O 7．化肥的利与弊及化肥的合理施用 (1)利：化学肥料为增加粮食产量，作出了重要的贡献。 (2)弊：长期使用化学肥料的土壤，容易酸化、板结。雨水的冲洗使肥料离开土壤，进入溪水、河水和湖泊进入水中的肥料会使细菌和藻类迅速生成，并会消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量的迅速减少，使许多水生生物死亡、腐烂，水会变黑发臭。 (3)化肥的合理施用 化学肥料的施用要适时、适地、适量，只有讲究科学种田，才能既达到农作物丰收，又减少对环境的负面影响。 集训一 氮气与氨气及铵根离子 1．关于化学实验和化工生产的安全，下列说法正确的是 A．为加快铁屑在稀硫酸的溶解，采用酒精灯加热比用电热套加热更安全 B．将氨溶于水中制氨水时，为防止倒吸可通过单向阀(如上图)向水中通入氨 C．工业上制HCl是将氯气和氢气混合，在光照条件下发生反应 D．白磷有剧毒，中学化学实验中不可将未用完的白磷放回原试剂瓶 2．为研究浓硝酸与的反应，进行右图所示实验。下列说法不正确的是 A．浓硝酸需存放在棕色试剂瓶中，滴入浓硝酸后，无需加热即可反应 B．反应开始后，试管中产生红棕色气体，说明浓硝酸具有氧化性 C．反应消耗时，转移电子数约为 D．若将铜片换成铝片，反应更剧烈，产生大量气体 3．分类观和价态观是研究物质性质的两个重要维度，氮元素的价类二维图如图所示，下列说法不正确的是 A．常温下，d存在两种分子 B．f的含钠化合物可做食品防腐剂 C．“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含a→c→d→e D．b与e生成f属于固氮反应 4．部分含及物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断不合理的是 A．a物质的熔沸点高于a的原因涉及氢键 B．浓的a溶液和浓的c溶液反应可以得到b C．工业上通过来制备 D．对应的含氧酸为强酸，其酸酐为极性分子 5．光催化固氮被认为是一种极具前景的人工固氮技术，光照条件下，在催化剂表面进行固氮反应的两种途径如图所示，下列说法错误的是 A．将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定 B．途径②中，N2发生了氧化反应 C．选择合适的催化剂，可以使N2与O2一步化合生成NO2 D．在常温下，NO是微溶于水的共价化合物 集训二 氮氧化物的计算 6．下列物质间的转化能通过一步反应实现的是 A． B． C．SO3H2SO4 D． 7．下列说法正确的是 A．氮气与氧气在放电的条件下可直接生成NO2 B．工业合成氨属于氮的固定 C．实验室常用湿润的蓝色石蕊试纸来检验氨气 D．NO可以用排空气法收集 8．用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含有少量Fe2O3和单质Cu)： 下列叙述正确的是 A．“还原”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2：1 B．“操作 X”是将原料气通过灼热的铜粉 C．“高温氮化”反应中N2是还原剂 D．“稀酸 Y”选用稀硫酸除去产物中的杂质 9．每年10月23日被誉为“摩尔日”。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．50g质量分数为46%的乙醇(C2H6O )水溶液中含有的氧原子总数为2NA B．将1.7g NH3溶于1L水，形成的溶液中NH3·H2O和NH的数目之和为0.1 NA C．1mol N2与3mol H2反应生成NH3的分子数为2 NA D．加热条件下，含0.2mol H2SO4的浓硫酸与足量铜反应，生成SO2的分子数等于0.1NA 10．氮、硫及其化合物的价类二维图如图所示，下列说法不正确的是 A．的浓溶液与铜反应分别生成氧化物 B．a、u均能作还原剂 C．均可与水反应生成酸，都属于酸性氧化物 D．和与氧气反应生成特定氧化物 二、填空题 11．有一瓶无色澄清的溶液，溶质由中一种或几种配制而成。为了确定其中的溶质，用该溶液做如下实验。 ①取少许溶液，加入足量的盐酸有气泡产生； ②再向①的溶液中滴加硝酸银溶液，有白色沉淀生成； ③取原溶液少量，加入NaOH溶液并加热，产生刺激性气味的气体，并用湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝。 根据以上事实判断。 (1)肯定存在的溶质是_________________________________。 (2)肯定不存在的溶质是_________________________________。 (3)不能确定是否存在的溶质是_________________________________。 (4)写出上述实验③中产生刺激性气味的气体的化学方程式：_________________________________。 12．将在一定条件下转化为尿素属于氮的固定。（____） 13．氯元素是植物不可缺少的一种主要营养元素。游离态的分子不能被大多数植物直接吸收，植物吸收和利用效果最好的是和。回答下列问题： (1)氮的固定包含人工固氮和_________________________________；人工固氮中工业合成氨的化学方程式为_________________________________。 (2)植物的根瘤菌能把空气中的转化为，此过程可简单地用化学方程式表示为_________________________________。 (配平化学方程式) (3)的催化氧化是工业制硝酸的基础，写出氨的催化氧化的化学方程式：_________________________________。 (4)碳酸氢铵作肥料时，要遵循“五不施”原则，其中有“烈日当空不施”，原因是_________________________________(用化学方程式表示)。 (5)自然界中的微生物也可将氮的化合态转化为游离态的，在实验室可用实现此过程。如图所示，试管中集满干燥的，迅速用胶塞塞紧，滴入足量浓氨水。开始时，试管内发生反应：，并产生白烟。白烟的化学式为_________________________________，将反应后的试管浸入水中并倒立，在水下打开胶塞，最终进入试管内的水约占试管总体积的_________________________________。 14．用和合成氨是工业上制取的经典方法。该反应的化学方程式为：_________________________________。 集训三 硝酸盐及硝酸盐的化学中的计算 15．自然界的氮循环如图所示，回答下列问题。 (1)①、②、③中，属于氮的固定的是_________________________________。 (2)如图为N2转化为HNO3的流程。 N2NONO2HNO3 ①上述物质颜色为红棕色的是_________________________________。(用化学式表示) ②NO2转化为HNO3的反应中，NO2体现_________________________________。(填选项字母) A．只有氧化性B．只有还原性C．既有氧化性又有还原性 (3)N2也可以转化为NH3，写出工业合成氨的化学方程式_________________________________。 (4)稀硝酸与铜反应的还原产物为_________________________________。 16．下图是氮在自然界中循环的示意图。回答下列有关问题： (1)写出雷电固氮的化学方程式_________________________________，其产物放在空气中出现的现象是_________________________________。 (2)由或到的过程称为硝化作用： ①由图知硝化作用最终生成的氧化产物是_________________________________。 ②由硝化成亚硝酸钠转移的电子为_________________________________。 (3)反硝化也称脱氮作用，是指细菌将硝酸盐()中的氮()通过一系列中间产物(、)还原为氮气的生物化学过程。参与这一过程的细菌统称为反硝化菌。 ①写出铜在酸性条件下与硝酸钠稀溶液反应生成NO的离子方程式_________________________________。 ②反硝化适宜的温度一般在30℃左右，说明反硝化温度不能太高的原因是_________________________________。 ③反硝化过程中有溶解氧存在时，反硝化菌首先利用溶解氧，这将_________________________________(填“抑制”或“促进”)反硝化反应的进行。 (4)常见的铵态氮肥有等。请写出检验其稀溶液中的方法：_________________________________。 17．非金属及其化合物在生产生活中扮演着重要角色。回答下列问题： (1)下列物质能使品红试液褪色的是_______(填字母)。 A． B．稀硝酸 C． D． (2)常用作保护气(如填充灯泡、焊接保护等)的物质是_________________________________，该物质的电子式_________________________________。写出实验室制取氨气的化学方程式：_________________________________。 (3)实验室中硝酸通常保存在棕色瓶中，硝酸保存在棕色瓶中的原因：_________________________________(请用方程式解释。) (4)使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。铜与浓硝酸反应的化学方程式为①_________________________________；以上反应中酸性与氧化性硝酸的物质的量之比是 ②_________________________________。 氮气性质非常稳定，常作保护气；氮气分子中的N原子间共用3对电子达到稳定结构，其电子式为；实验室常用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气，反应方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O； 18．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题： (1)写出N2的一种用途：_________________________________。 (2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示) 氧化性：_________________________________。   还原性：_________________________________。 (3)实验室制取物质B的化学方程式为_________________________________。 (4)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为_________________________________。 (5)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为_________________________________。 19．I.硝酸在生产生活及国防建设中非常重要，工业制备硝酸的流程如下： (1)氮气的电子式为_________________________________，①~④各步转化中属于氮的固定的是_________________________________，④反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为_________________________________。 (2)写出②的化学方程式：_________________________________。若向装置中通入4mol 和2mol ，转移的电子数为_________________________________。工业上为了提高NO的转化率，可以适当增加的量，理论上在一定的温度和压强下将2L NO完全转化成，至少应该通入空气(空气中氧气体积约20%)的体积为_________________________________。 (3)硝酸工厂产生的氮氧化物的尾气需处理后才能排放，可用溶液吸收。主要反应为，。下列措施能提高和去除率的有(填字母) _________________________________。 A．加快通入尾气的速率 B．采用气、液逆流的方式吸收尾气 C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 Ⅱ．某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。 (4)填写表格中实验现象。 装置(尾气处理装置略) 现象 I中_________________________________，溶液呈蓝色 Ⅱ中反应剧烈，_________________________________，溶液呈绿色 (5)试管I中Cu与稀HNO3反应的离子方程式是_________________________________。 20．自然界中的局部氮循环如下图。 (1)上图含氮物质的各步转化中，属于氮的固定的是_________________________________(填数字序号)。 (2)NH3是氮循环中的重要物质，工业合成氨反应的化学方程式为_________________________________。实验室利用两种固体混合加热合成氨气的化学方程式为_________________________________。 (3)某化工厂出现泄漏大量氨水进入循环水系统，使循环水中含氯杀菌剂(有效成分为Cl2)的杀菌效果降低、硝化作用增强，导致循环水的pH发生波动，最终造成设备腐蚀。 ①下列有关氨对循环水影响的说法中，正确的是_________________________________(填字母序号)。 a．过量氨进入循环水后，水中和含量会升高 b．过量氨进入循环水后，不会导致水体富营养化 c．循环水pH的波动中，pH的上升与氨水的碱性有关 ②通过检测循环水中的c()可判断循环水的水质是否恶化，c()检测利用的是酸性条件下被氧化为I2，并有无色气体产生，该气体遇空气变红棕色，写出该反应的离子方程式为_________________________________。 (4)汽车排出的尾气中也含有氮氧化物，如果直接排放到大气中可能造成光化学烟雾，为避免污染，常给汽车安装三元催化净化装置，氮氧化物和CO在催化剂作用下生成无毒可直接排放的物质。以NO2为例写出净化过程中的总化学方程式：_________________________________。 21．最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，在催化剂表面能与水发生反应：_________________________________。(填化学方程式)，与合成氨工业相比，新研究的固氮方法的优点为_________________________________。(任写一点) 22．氮循环是生物圈内的基本循环之一，自然界的氮循环如图所示： (1)上述过程中属于固氮作用的是_______。 A．过程① B．过程② C．过程③ D．过程④ (2)人工固氮的化学方程式是_________________________________。 (3)过程⑤称为_________________________________。 A．硝化作用     B．反硝化作用 (4)关于N2分子，有关说法错误的是_______。 A．N2分子中含有共价键 B．N2分子的结构式可表示为 C．氮气液化时，N2分子间平均距离变小 D．氮气液化，可通过增加压强或降低温度 B．N2分子中存在氮氮叁键，结构式可表示为，B错误； 23．已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示，回答下列问题。 (1)①～④各步转化中，属于氮的固定的是_________________________________(填序号)。 (2)氨水中含有_________________________________、_________________________________、_________________________________分子，以及含有_________________________________、_________________________________、_________________________________离子。 (3)检验的实验所依据的原理是_______。 ①铵根离子与OH-发生反应产生氨气 ②氨气极易溶于水 ③NH3·H2O电离产生和OH- ④石蕊在碱性环境中变为蓝色 A．②④ B．①③④ C．①②④ D．①②③④ (4)除去下列物质中含有的少量杂质(括号中的物质)的方法中错误的是_______。 A．H2(HCl)：通过水洗涤 B．NO2(NO)：通入过量氧气 C．NO(NH3)：通过水洗涤 D．NaCl(I2)：加热 (5)为让氨气尽可能地转化为硝酸，通入氧气与氨气物质的量之比理论最佳为：_________________________________。 氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料 24．上述步骤中，属于固氮过程是_____。 A．① B．② C．③ D．④ 25．写出N2 的电子式_________________________________，NH3的结构式_________________________________。 26．硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下，请回答下列问题。 (1)反应容器A中铁砂网的作用是：_________________________________。 (2)反应容器B中发生反应的方程式为：_________________________________。 (3)吸收塔C中通入空气的目的是_________________________________；两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是_________________________________(填反应容器代号)。 (4)金属铜与稀硝酸反应的离子方程式是_________________________________，该反应中稀硝酸表现的性质是_________________________________和_________________________________。 27．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下图表示。 (1)氮气的电子式：_________________________________。海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是_________________________________(填图中的数字序号)。 (2)下列关于海洋氮循环的说法不正确的是______ A．海洋中存在游离态的氮 B．海洋中的氮循环起始于氮的还原 C．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量 D．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 (3)如图所示，将收集有的试管倒置于水槽中，观察到的现象是_________________________________。请写出该反应的化学方程式：_________________________________。 28．下图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分，人类活动加剧了氮循环中的物质转化。 (1)下列说法不正确的是_______。 A．固氮过程中，N2只做氧化剂 B．硝化过程需要有氧化剂参与 C．反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响 D．同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化 (2)反硝化过程中，CH3OH可作为反应的还原剂。请补全并配平该反应的离子方程式_________________________________。 29．工业废水中的氨氮(以、形式存在)，可通过一系列处理，使水中氨氮达到国家规定的排放标准，主要有以下方法。 (1)汽提法：当废水中pH较高时(氨氮以分子存在)，利用水蒸气将其从水中吹出，消除污染。该操作一般在吹脱塔中进行，废水从吹脱塔的塔顶往下流，水蒸气从下面鼓入。用水蒸气吹出的原理是_________________________________；吹脱塔中进料方式的优点为_________________________________。 (2)微生物法：(酸性废水中的部分在硝化细菌的作用下被氧气氧化为，在反硝化菌作用下生成。 ①转化为的离子方程式为_________________________________。 ②反硝化阶段，在缺氧条件下，反硝化菌与有机碳源(醇、有机酸等)使转化为，从而消除污染，则有机碳源的作用是_________________________________。 (3)次氯酸钠氧化法： ①向氨氮废水中加入，氨氮转化为而除去。生成标况下6.72L气体，转移的电子数为_________________________________。 ②探究的投加量［以表示］对氨氮去除率的影响，实验结果如图所示。 当时，废水中氨氮去除率100%，而总氮去除率缓慢下降，其原因可能是_________________________________。 (4)光催化降解法：该方法是指利用作催化剂，在其获得能量后，释放出光电子()和形成空穴()，空穴()与产生活性很强的羟基自由基()，将转化为，光电子()再将转化为。反应机理用方程式简单表示如下： Ⅰ．                  Ⅱ．___________ Ⅲ．                        Ⅳ． ①反应机理“Ⅱ”空格中物质的化学式为_________________________________。 ②反应机理“Ⅲ”中的离子方程式为_________________________________。 30．回答下列问题。 (1)铵盐在工农业生产中有着重要的用途，无水情况下，可以和发生如下反应： __________________________________________________________________ ①配平上述反应方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目_________________________________。 ②当有28g单质生成时，生成标准状况下的气体体积为_________________________________L。 (2)法可用于吸收燃煤发电厂的，同时获得产品硫酸铵。反应的原理为：。实验室根据上述反应原理，模拟生产硫酸铵。已知：硫酸铵与碱混合加热生成氨气。 上述反应原理中，属于非电解质但溶于水能导电的物质有_________________________________(填化学式)。 (3)搭建如图所示装置，先从_________________________________(选填“a”或“b”)通入气体_________________________________(填物质名称)至饱和；然后再通入另一种气体，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验。 (4)为测定样品中()的纯度，进行如下实验。取1.500g样品与碱混合加热，生成的氨气先用25.000.500硫酸溶液吸收，再用0.200的溶液中和过量的硫酸，消耗溶液的体积为20.00。则该硫酸铵产品的纯度为_________________________________%。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 衔接点09 氮及其重要化合物 初中阶段 高中阶段 掌握氮气的稳定性、氨气的碱性及检验方法，了解硝酸和氮肥的基础用途，并联系生活与环保实际，不涉及复杂原理。 1. 结构与性质深化：系统学习氮气（N≡N）、氨（极性分子）、氮氧化物（NO/NO₂）及硝酸的结构与化学特性（如氧化性、不稳定性）。 2. 反应机理与工业应用：掌握合成氨（哈伯法）、氨催化氧化制硝酸等工业流程，分析反应条件（平衡、速率）与实际意义。 3. 实验与计算结合：完成氨的制取喷泉实验、硝酸氧化性验证等探究，并解决产率、多步反应等定量计算问题。 4. 环保与综合应用：联系光化学烟雾、酸雨等环境问题，结合上海区域治理政策，培养实际问题分析能力。 衔接指引 维度 初中阶段 高中阶段 知识深度 定性描述（如“氮气不活泼”“氨水呈碱性”） 定量分析（平衡常数、氧化还原配平）、结构理论（N≡N键能、分子极性）。 反应机理 仅观察现象（如氨使石蕊变蓝） 探究反应本质（如合成氨的平衡移动、硝酸氧化Cu的电子转移）。 实验要求 基础操作（氨气检验） 综合实验（氨的制备喷泉实验、NO₂制备及尾气处理）。 应用范围 生活实例（氮肥用途） 工业流程（哈伯法、硝酸生产）、环保策略（SCR脱硝技术） 回顾初中 1.氮气（N₂） 物理性质：无色无味气体，约占空气体积的78%。 化学性质：常温下化学性质稳定（不活泼），不支持燃烧。 2.氨气（NH₃） 物理性质：有刺激性气味的无色气体，易溶于水（形成氨水）。 用途：制氮肥（如尿素、铵盐）和制冷剂。 3.硝酸（HNO₃） 特性：强酸，具有腐蚀性。 用途：实验室常用试剂，生产化肥和炸药（简单提及）。 衔接高中 新知一 氮气 1、物理性质 氮气是一种 无 色、 无 味、 难 溶于水，密度比空气 略小 的气体。 2、 氮气分子的结构 电子式： ；结构式： 3、化学性质 （1）与氢气反应 化学方程式： （2）与金属反应（Mg） 化学方程式： N2+3MgMg3N2 （3）与氧气反应 化学方程式： N2+O22NO 4．用途 ①金属切割的保护气、②冷冻麻醉剂、③ 食品包装中填充的保护气 5． 氮的固定： 将空气中游离态的氮变成化合态的过程 。 ① 大气固氮 ： 固氮的方法 ② 生物固氮 ： ③ 人工固氮 ： 新知二 氮的氧化物 氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价态，对应有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5等五种氧化物， 其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐； NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 无毒 溶解性 不溶 能溶 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 实验室制法 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 与人体、环境的关系 ①与血红蛋白结合使人中毒 ②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 特别提醒： 　(1)氮的氧化物都是大气污染物。 (2)空气中NO2是造成光化学烟雾和形成雾霾天气的主要因素。 (3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。 (4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。 新知三 氨气及硝酸盐离子 1、氨的物理性质  氨气为 无 色、有 刺激性 气味的 气体，比空气 轻 ， 易 液化， 极易 溶于水，氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度 越高 ，密度 越小 。 2、氨的化学性质； （1）与水反应，溶液呈碱性：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH 氨水中所含有微粒： NH3·H2O分子，NH4+，OH— ，氨水中溶质通常看作为NH3，而不是NH3·H2O。 （2） 与酸反应 NH3+HNO3NH4NO3 HCl+NH3NH4Cl 氨气与氯化氢相遇便产生 白烟 ，可用于NH3与HCl的相互检验。 H2SO4+2NH3 (NH4)2SO4 （3）还原性 NH3分子中氮元素呈－3价，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化： 2NH3＋3Cl2 N2+6HCl （给学生拓展一下不同系数的写法，改变系数比可以得出不同产物） 2NH3＋3CuO 3Cu+N2 + 3H2O 4NH3+5O2 4NO + 6H2O 3、 氨气的实验室制法 （1）原理：固态铵盐与碱加热反应： 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O （2）发生装置：固+固+加热型，与制备氧气相似； （3）收集： 只能向下排空气法 。（需要添加棉花） （4）干燥：在干燥管中盛放 碱石灰 作干燥剂。不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl2·8NH3。 （5）验满：a．用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满； b．蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。 [特别提醒]： ①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。 ②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；b、在高温下能腐蚀大试管。 ③因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。 ④制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·H2ONH3↑+H2O原理制备。也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：烧碱溶于水为放热反应，促进NH3·H2O的分解，增大c(OH)使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。 氨气的快速制氨气的方法： A. 加热浓氨水的方法 (见下图图1) B. 浓氨水加生石灰（或碱石灰）法（见下图图2） 图1 加热浓氨水制取氨气 图2浓氨水加生石灰（或碱石灰）法制取氨气 【思考】用浓氨水加生石灰制取氨气时，生石灰的作用是：生石灰溶解并与水反应，反应放热，减少氨气在水中溶解度，促进氨气逸出。 换成碱石灰，也是同样的作用。 氨的用途 (1)作制冷剂；(2)制氮肥；(3)制硝酸；(4)制纯碱；(5)在有机合成工业中作原料。 新知四 硝酸的性质及铵盐 1. 物理性质 纯净硝酸是无色、易挥发，有刺激性气味的液体，密度比水大。常用浓硝酸的质量分数大约是69%。98%以上的浓硝酸叫“发烟硝酸”。由于浓硝酸具有挥发性、不稳定性，遇金属铁、铝产生钝化现象；因此保存时要把它盛放在棕色瓶里，储存在阴暗而且温度低的地方。 2．化学性质 浓、稀硝酸均为强氧化性酸，与金属反应均不产生氢气，但浓硝酸的氧化性更强。 1、 硝酸的不稳定性 4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑ (常用浓硝酸略带黄色，是因为硝酸分解产生NO2气体溶解在硝酸中) 2、 硝酸的氧化性 Cu + HNO3（浓） Cu（NO3）2+NO2↑+H20 （未配平） …………………① Cu + HNO3（稀） Cu（NO3）2+NO↑+H20 （未配平） …………………② 铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：Fe+HNO3（浓） Fe（NO3）2+NO2↑+H20 （未配平） 过量的铁在稀硝酸中发生反应为： Fe+HNO3（稀） Fe（NO3）2+NO↑+H20 （未配平） 王水（浓硝酸和浓盐酸体积比为1：3）能使Pt、Au溶解。 碳、硫等非金属单质在热而浓的硝酸中剧烈反应： C + HNO3（浓） CO2+NO2↑+H20 （未配平） 铵盐与化学肥料 3．铵根离子的结构与铵盐的定义 电子式为，结构式为，空间构型为正四面体型，键和键之间的夹角为109°28′。铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的盐。在NH4+才中存在着共价键和配位键，形成铵盐的离子都是非金属元素，但铵盐属于___离子__晶体，在铵盐中存在的化学键有：离子键、共价键和配位键。铵盐都是晶体，都能溶于水。 4．铵盐的化学性质 (1)铵盐受热分解 如：NH4ClNH3↑+ HCl↑ NH4HCO3NH3↑+ H2O↑+ CO2↑ 3(NH4)2SO4 3SO2↑+6H2O+N2↑+ 4NH3↑ 温度不同，硝酸铵分解产物也不同。 在110°C时：NH4NO3 NH3+HNO3 在185～200°C时：NH4NO3 N2O+2H2O 在230°C以上时，同时有弱光：2NH4NO3 2N2+O2+4H2O 在400°C以上时，发生爆炸：4NH4NO3 3N2+2NO2+8H2O 注意：①并不是所有的铵盐受热分解都产生NH3。 ②NH4Cl在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。 (2)铵盐与碱的反应 如：(NH4)2SO4 + 2NaOHNa2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O. NH4NO3 + NaOHNaNO3 + NH3↑+ H2O。 注意：铵盐与碱共热都能产生NH3，这是铵盐的共同性质。实验室利用铵盐的这一性质来制取氨气和验根离子的存在。 课外知识阅读 5．铵盐的用途及贮存 (1)用途：铵盐可作氮肥。常用的氮肥有硝酸铵(NH4NO3)、硫酸铵[(NH4)2SO4]、碳酸氢铵(NH4HCO3)和尿素[(NH2)2CO]等。 (2)贮存：密封包装并放在阴凉通风处。 因为铵盐受热易分解。所以施肥时应将肥料埋在土下并及时灌水，以保证肥效。 6．尿素 (1)尿素[(NH2)2CO]是一种白色晶体，其中氮的质量分数为47%左右，是目前同体氮肥中含氮量最高的一种。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和植物，是一种优质，高效的氮肥。尿素施入土壤后，受微生物的作用，跟水缓慢反应生成碳酸铵，因此尿素的肥效比较持久。 (2)工业上尿素的合成 2NH3 + CO2(NH2)2CO + H2O 7．化肥的利与弊及化肥的合理施用 (1)利：化学肥料为增加粮食产量，作出了重要的贡献。 (2)弊：长期使用化学肥料的土壤，容易酸化、板结。雨水的冲洗使肥料离开土壤，进入溪水、河水和湖泊进入水中的肥料会使细菌和藻类迅速生成，并会消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量的迅速减少，使许多水生生物死亡、腐烂，水会变黑发臭。 (3)化肥的合理施用 化学肥料的施用要适时、适地、适量，只有讲究科学种田，才能既达到农作物丰收，又减少对环境的负面影响。 集训一 氮气与氨气及铵根离子 1．关于化学实验和化工生产的安全，下列说法正确的是 A．为加快铁屑在稀硫酸的溶解，采用酒精灯加热比用电热套加热更安全 B．将氨溶于水中制氨水时，为防止倒吸可通过单向阀(如上图)向水中通入氨 C．工业上制HCl是将氯气和氢气混合，在光照条件下发生反应 D．白磷有剧毒，中学化学实验中不可将未用完的白磷放回原试剂瓶 【答案】B 【解析】A．铁和稀硫酸生成易燃易爆的氢气，有产生氢气不可用明火加热，用酒精灯加热容易产生爆炸，A错误； B．单向阀允许气体单向流动，可以防止氨气在溶解时产生倒吸，B正确；    C．氢气和氯气混合光照可能会爆炸；工业上制HCl是将氢气在氯气中燃烧反应生成HCl，C错误； D．钾、白磷等物质易燃烧，为防止发生火灾，实验中可将未用完的钾、白磷放回到原试剂瓶，D错误； 故选B。 2．为研究浓硝酸与的反应，进行右图所示实验。下列说法不正确的是 A．浓硝酸需存放在棕色试剂瓶中，滴入浓硝酸后，无需加热即可反应 B．反应开始后，试管中产生红棕色气体，说明浓硝酸具有氧化性 C．反应消耗时，转移电子数约为 D．若将铜片换成铝片，反应更剧烈，产生大量气体 【答案】D 【解析】A．浓硝酸见光会分解，因此需存放在棕色试剂瓶中，浓硝酸具有强氧化性，与铜片接触后无需加热即可发生反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，A正确； B．反应开始后，试管中产生红棕色气体，即生成NO2，说明HNO3被还原生成NO2，HNO3为氧化剂，说明浓硝酸具有氧化性，B正确； C．铜与浓硝酸发生反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，铜元素化合价从0价升高到+2价，每消耗1mol铜，转移2mol电子，则当反应消耗0.05molCu时，转移电子数约为0.05mol×2×6.02×1023mol-1=6.02×1022，C正确； D．若将铜片换成铝片，将无明显现象，因为常温下铝在浓硝酸中会发生钝化，在铝表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止反应进一步进行，D错误； 故选D。 3．分类观和价态观是研究物质性质的两个重要维度，氮元素的价类二维图如图所示，下列说法不正确的是 A．常温下，d存在两种分子 B．f的含钠化合物可做食品防腐剂 C．“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含a→c→d→e D．b与e生成f属于固氮反应 【答案】D 【分析】根据氮元素的价类二维图，a为N2（氮元素化合价为0，单质）；b为NH3（氮元素化合价为-3，氢化物） ；c为NO（氮元素化合价为+2，氧化物） ；d为NO2或（氮元素化合价为+4，氧化物）；e为HNO3（氮元素化合价为+5，酸）；f为含+3价氮的盐，如NaNO2，据此回答。 【解析】A．常温下，NO2会发生自身化合反应，所以存在NO2和N2O4两种分子，A正确； B．f的含钠化合物如NaNO2，可做食品防腐剂，B正确； C．“雷雨发庄稼” 过程中，N2（a）在放电条件下与O2反应生成NO（c），NO（c）与O2反应生成NO2（d），NO2（d）与水反应生成HNO3（e），涉及的转化过程包含a→c→d→e，C正确； D．固氮反应是将游离态的氮（N2）转化为化合态氮的过程，b（NH3）与e（HNO3）反应生成f（如NH4NO3），反应物中没有N2，不属于固氮反应，D错误； 故选D。 4．部分含及物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断不合理的是 A．a物质的熔沸点高于a的原因涉及氢键 B．浓的a溶液和浓的c溶液反应可以得到b C．工业上通过来制备 D．对应的含氧酸为强酸，其酸酐为极性分子 【答案】D 【分析】根据含N及物质的分类与相应化合价关系图，a是NH3、b是N2、c是NO、d是NO2或四氧化二氮、e是HNO3及硝酸盐、a＇是HCl、b＇是Cl2、c＇是HClO或次氯酸盐、d＇是HClO3或氯酸盐、e＇是HClO4或高氯酸盐。 【解析】A．NH3能形成分子间氢键，使得NH3的沸点高于HCl，A正确； B．酸性环境和可发生归中反应生成氯气，浓盐酸和浓NaClO能发生氧化还原生成氯化钠、氯气、水，B正确；   C．工业上通过氮气和氢气催化反应生成氨气，氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸，从而制备，C正确； D．对应的含氧酸HClO4为强酸，但为非极性分子，D错误； 故选D。 5．光催化固氮被认为是一种极具前景的人工固氮技术，光照条件下，在催化剂表面进行固氮反应的两种途径如图所示，下列说法错误的是 A．将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定 B．途径②中，N2发生了氧化反应 C．选择合适的催化剂，可以使N2与O2一步化合生成NO2 D．在常温下，NO是微溶于水的共价化合物 【答案】C 【解析】A．将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定，A正确； B．由题干历程图可知，途径②中，N2转化成NO，发生了氧化反应，B正确； C．N2与O2化合只能生成NO，不可直接生成NO2，C错误； D．在常温下，NO中只有共价键的极性分子，根据相似相溶原理可知，其是微溶于水的共价化合物，D正确； 故答案为：C。 集训二 氮氧化物的计算 6．下列物质间的转化能通过一步反应实现的是 A． B． C．SO3H2SO4 D． 【答案】C 【解析】A．能通过一步反应实现，在放电条件下与氧气生成NO，NO与氧气反应生成，A错误； B．不能通过一步反应实现，S与氧气反应生成SO2，在催化剂作用下SO2生成SO3，B错误； C．SO3与水反应生成H2SO4，C正确； D．不能通过一步反应实现，SiO2先与碱反应生成Na2SiO3，再发生强酸制弱酸的反应生成H2SiO3，D错误； 故选C。 7．下列说法正确的是 A．氮气与氧气在放电的条件下可直接生成NO2 B．工业合成氨属于氮的固定 C．实验室常用湿润的蓝色石蕊试纸来检验氨气 D．NO可以用排空气法收集 【答案】B 【解析】A．氮气与氧气在放电的条件下可生成NO，不能直接生成NO2，A错误； B．氮的固定是游离态的氮转变为化合态的氮，则工业合成氨属于氮的固定，B正确； C．氨气是碱性气体，实验室常用湿润的红色石蕊试纸来检验氨气，现象是变为蓝色，C错误； D．NO与氧气会反应，不能用排空气法收集，D错误； 故选B。 8．用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含有少量Fe2O3和单质Cu)： 下列叙述正确的是 A．“还原”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2：1 B．“操作 X”是将原料气通过灼热的铜粉 C．“高温氮化”反应中N2是还原剂 D．“稀酸 Y”选用稀硫酸除去产物中的杂质 【答案】B 【分析】用石英砂（粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物）和原料气（含N2和少量O2）制备Si3N4的操作流程，石英砂为SiO2，SiO2与焦炭在高温下发生反应，粗硅与氮气反应生成Si3N4，再用稀酸Y进行酸洗，除去铁、铜，得到纯净的产物，据此分析。 【解析】A．“还原” 过程发生反应，SiO2是氧化剂，C是还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2，A错误； B．原料气含N2和少量O2，“操作X” 是将原料气通过灼热铜粉，O2与Cu反应生成CuO，从而除去O2，防止Si被O2氧化，B正确； C．“高温氮化” 反应为，N元素化合价从0价降低到-3价，N2是氧化剂，C错误； D．粗硅含少量Fe2O3和单质Cu，“高温氮化” 后，Fe2O3可能转化为Fe3N等， Cu不与N2反应，稀硫酸不与Cu反应，应选用稀硝酸除去杂质，稀硝酸可与Cu等反应，D错误； 故选B。 9．每年10月23日被誉为“摩尔日”。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．50g质量分数为46%的乙醇(C2H6O )水溶液中含有的氧原子总数为2NA B．将1.7g NH3溶于1L水，形成的溶液中NH3·H2O和NH的数目之和为0.1 NA C．1mol N2与3mol H2反应生成NH3的分子数为2 NA D．加热条件下，含0.2mol H2SO4的浓硫酸与足量铜反应，生成SO2的分子数等于0.1NA 【答案】A 【解析】A．50g质量分数为46%的乙醇(C2H6O )水溶液中含有的氧原子的物质的量为，则氧原子总数为2NA，A符合题意； B．根据，根据氮元素守恒，将1.7g 即0.1molNH3溶于1L水，形成的溶液中NH3、NH3·H2O和NH的数目之和为0.1 NA，B不符合题意； C．合成氨反应是可逆反应，1mol N2与3mol H2反应生成NH3的物质的量小于2mol，则氨分子数小于2 NA，C不符合题意； D．浓硫酸与铜在加热条件下生成硫酸铜，二氧化硫和水，加热条件下，含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量铜反应，随着反应的进行，浓硫酸转化为稀硫酸，而稀硫酸与铜不反应，所以硫酸一定有剩余，生成SO2的分子数小于0.1NA，D不符合题意； 故选A。 10．氮、硫及其化合物的价类二维图如图所示，下列说法不正确的是 A．的浓溶液与铜反应分别生成氧化物 B．a、u均能作还原剂 C．均可与水反应生成酸，都属于酸性氧化物 D．和与氧气反应生成特定氧化物 【答案】C 【分析】根据图中的信息可知，a为NH3，b为N2，c为NO，d为NO2，e为HNO3，u为H2S，v为S，w为SO2，x为SO3，y为H2SO3，z为H2SO4，以此解题； 【解析】A．浓硝酸、浓硫酸与铜反应分别生成二氧化氮和二氧化硫，A正确； B．由分析可知，a为NH3，u为H2S，其中S和N的化合价均不是其最高正价，均可以失去电子，做还原剂，B正确； C．d为NO2，NO2和碱的反应是氧化还原反应，则二氧化氮不是酸性氧化物，C错误； D．氮气、硫与氧气反应只生成NO和SO2，D正确； 故选C。 二、填空题 11．有一瓶无色澄清的溶液，溶质由中一种或几种配制而成。为了确定其中的溶质，用该溶液做如下实验。 ①取少许溶液，加入足量的盐酸有气泡产生； ②再向①的溶液中滴加硝酸银溶液，有白色沉淀生成； ③取原溶液少量，加入NaOH溶液并加热，产生刺激性气味的气体，并用湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝。 根据以上事实判断。 (1)肯定存在的溶质是 。 (2)肯定不存在的溶质是 。 (3)不能确定是否存在的溶质是 。 (4)写出上述实验③中产生刺激性气味的气体的化学方程式： 。 【答案】(1) (2) (3)KCl (4) 【解析】 12．将在一定条件下转化为尿素属于氮的固定。（____） 【答案】错误 【解析】氮的固定是指将游离态的氮气转化为化合态氮的过程，如合成氨或硝酸盐。而题目中氨气本身已是化合态氮，转化为尿素仅属于氮的化合物之间的转化，并未涉及游离态氮的固定。因此，该过程不属于氮的固定。 该说法错误。 13．氯元素是植物不可缺少的一种主要营养元素。游离态的分子不能被大多数植物直接吸收，植物吸收和利用效果最好的是和。回答下列问题： (1)氮的固定包含人工固氮和 ；人工固氮中工业合成氨的化学方程式为 。 (2)植物的根瘤菌能把空气中的转化为，此过程可简单地用化学方程式表示为 。 (配平化学方程式) (3)的催化氧化是工业制硝酸的基础，写出氨的催化氧化的化学方程式： 。 (4)碳酸氢铵作肥料时，要遵循“五不施”原则，其中有“烈日当空不施”，原因是 (用化学方程式表示)。 (5)自然界中的微生物也可将氮的化合态转化为游离态的，在实验室可用实现此过程。如图所示，试管中集满干燥的，迅速用胶塞塞紧，滴入足量浓氨水。开始时，试管内发生反应：，并产生白烟。白烟的化学式为 ，将反应后的试管浸入水中并倒立，在水下打开胶塞，最终进入试管内的水约占试管总体积的 。 【答案】(1) 自然固氮 (2) (3) (4) (5) 【解析】（1）氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮，固氮方式有自然固氮、人工固氮；人工固氮中工业合成氨的化学方程式为； （2）空气中的转化为，化学方程式表示为； （3）氨催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为； （4）碳酸氢铵不稳定，受热易分解，发生反应；； （5）试管内发生反应：2NH3+3Cl2＝N2+6HCl，生成的氯化氢和氨气发生化合反应生成白色的氯化铵，产生了白烟，氯化铵的化学式为；由反应的方程式可知生成的N2是参加反应Cl2物质的量的，因此进入试管内的水约占试管总体积的。 14．用和合成氨是工业上制取的经典方法。该反应的化学方程式为： 。 【答案】 【解析】和在高温、高压、催化剂条件下生成，反应方程式为。 集训三 硝酸盐及硝酸盐的化学中的计算 15．自然界的氮循环如图所示，回答下列问题。 (1)①、②、③中，属于氮的固定的是 。 (2)如图为N2转化为HNO3的流程。 N2NONO2HNO3 ①上述物质颜色为红棕色的是 。(用化学式表示) ②NO2转化为HNO3的反应中，NO2体现 。(填选项字母) A．只有氧化性B．只有还原性C．既有氧化性又有还原性 (3)N2也可以转化为NH3，写出工业合成氨的化学方程式 。 (4)稀硝酸与铜反应的还原产物为 。 【答案】(1)①② (2) NO2 C (3)N2+3H22NH3 (4)NO 【解析】（1）将氮气转化为含氮化合物的过程叫氮的固定，为图中①②； （2）①二氧化氮为红棕色气体； ②NO2转化为HNO3的反应中还生成了一氧化氮，NO2中氮元素化合价既升又降，既有氧化性又有还原性，选C； （3）工业合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3； （4）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，硝酸化合价降低做氧化剂，一氧化氮为还原产物。 16．下图是氮在自然界中循环的示意图。回答下列有关问题： (1)写出雷电固氮的化学方程式 ，其产物放在空气中出现的现象是 。 (2)由或到的过程称为硝化作用： ①由图知硝化作用最终生成的氧化产物是 。 ②由硝化成亚硝酸钠转移的电子为 。 (3)反硝化也称脱氮作用，是指细菌将硝酸盐()中的氮()通过一系列中间产物(、)还原为氮气的生物化学过程。参与这一过程的细菌统称为反硝化菌。 ①写出铜在酸性条件下与硝酸钠稀溶液反应生成NO的离子方程式 。 ②反硝化适宜的温度一般在30℃左右，说明反硝化温度不能太高的原因是 。 ③反硝化过程中有溶解氧存在时，反硝化菌首先利用溶解氧，这将 (填“抑制”或“促进”)反硝化反应的进行。 (4)常见的铵态氮肥有等。请写出检验其稀溶液中的方法： 。 【答案】(1) 无色变为红棕色 (2) 硝酸盐 1.2 (3) 反硝化细菌容易死亡 抑制 (4)取少量溶液于试管中，加入适量浓溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则说明溶液中有 【解析】（1）雷电固氮是氮气、氧气在放电条件下生成一氧化氮：；NO是无色气体，易与氧气反应生成红棕色NO2，其产物放在空气中出现的现象是无色变为红棕色； （2）①由图知硝化作用最终生成的氧化产物是硝酸盐； ②中氮元素为-3价，中氮元素为+3价，物质的量为0.2mol，由硝化成亚硝酸钠转移的电子为0.2mol×6=1.2mol； （3）①铜在酸性条件下与硝酸钠稀溶液反应生成NO，离子方程式为； ②反硝化温度不能太高的原因是温度过高导致反硝化细菌容易死亡； ③反硝化过程中有溶解氧，氧气具有氧化性，反硝化菌首先利用溶解氧，这将抑制反硝化反应的进行； （4）与碱共热可以生成氨气，检验其稀溶液中的方法：取少量溶液于试管中，加入适量浓溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则说明溶液中有。 17．非金属及其化合物在生产生活中扮演着重要角色。回答下列问题： (1)下列物质能使品红试液褪色的是_______(填字母)。 A． B．稀硝酸 C． D． (2)常用作保护气(如填充灯泡、焊接保护等)的物质是 ，该物质的电子式 。写出实验室制取氨气的化学方程式： 。 (3)实验室中硝酸通常保存在棕色瓶中，硝酸保存在棕色瓶中的原因： (请用方程式解释。) (4)使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。铜与浓硝酸反应的化学方程式为① ；以上反应中酸性与氧化性硝酸的物质的量之比是 ② 。 【答案】(1)CD (2) N2 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O (3)4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑ (4) Cu+4HNO3 (浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 1:1 【解析】（1）Cl2溶于水生成HClO，HClO具有强氧化性，使品红褪色，C正确；能与品红中的有色物质反应生成无色物质，D正确；CO2无漂白性；稀硝酸虽有氧化性，但高中范围内不强调其使品红褪色的作用；故答案选CD； （2） 氮气性质非常稳定，常作保护气；氮气分子中的N原子间共用3对电子达到稳定结构，其电子式为；实验室常用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气，反应方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O； （3）硝酸不稳定，见光会分解生成NO2、O2和水，分解的化学方程式为4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑； （4）Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水，反应的化学方程式为Cu+4HNO3 (浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；该反应生成硝酸铜体现了浓硝酸的酸性和生成二氧化碳体现硝酸的氧化性，且酸性与氧化性硝酸的物质的量之比是 1:1。 18．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题： (1)写出N2的一种用途： 。 (2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示) 氧化性： 。   还原性： 。 (3)实验室制取物质B的化学方程式为 。 (4)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为 。 (5)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为 。 【答案】(1)作保护气、保存粮食(或合成氨、制硝酸等) (2) N2＋3H22NH3(或N2＋3MgMg3N2) N2＋O22NO (3)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O (4)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO (5)4HNO3(浓)＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O 【解析】（1）N2化学性质不是很活泼，可以作保护气、保存粮食(或合成氨、制硝酸等)； （2）氧化性（氮元素化合价降低）：N2＋3H22NH3(或N2＋3MgMg3N2)；还原性（氮元素化合价升高）：N2＋O22NO； （3）物质B是NH3，实验室制取NH3的化学方程式为：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O； （4）物质A是NO，NO2与水反应生成NO的化学方程式为：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO； （5）浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为：4HNO3(浓)＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 19．I.硝酸在生产生活及国防建设中非常重要，工业制备硝酸的流程如下： (1)氮气的电子式为 ，①~④各步转化中属于氮的固定的是 ，④反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为 。 (2)写出②的化学方程式： 。若向装置中通入4mol 和2mol ，转移的电子数为 。工业上为了提高NO的转化率，可以适当增加的量，理论上在一定的温度和压强下将2L NO完全转化成，至少应该通入空气(空气中氧气体积约20%)的体积为 。 (3)硝酸工厂产生的氮氧化物的尾气需处理后才能排放，可用溶液吸收。主要反应为，。下列措施能提高和去除率的有(填字母) 。 A．加快通入尾气的速率 B．采用气、液逆流的方式吸收尾气 C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 Ⅱ．某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。 (4)填写表格中实验现象。 装置(尾气处理装置略) 现象 I中 ，溶液呈蓝色 Ⅱ中反应剧烈， ，溶液呈绿色 (5)试管I中Cu与稀HNO3反应的离子方程式是 。 【答案】(1) ① 2:1 (2) (3)BC (4) 开始无明显现象，渐有无色小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体 迅速生成大量红棕色气体 (5) 【分析】反应①为工业合成氨反应，②为NH3被O2氧化产生NO，③为NO被O2氧化产生红棕色NO2，④为NO2与水反应产生HNO3，据此分析。 【解析】（1） 氮气分子中氮原子间形成三键，电子式为；氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮，①中N2与H2反应生成NH3，属于氮的固定；反应④为 ，中N元素化合价既升高又降低，既是氧化剂又是还原剂，作还原剂的与作氧化剂的物质的量之比为2:1； （2）反应②是氨气的催化氧化，化学方程式为；中，N元素从-3价升高到+2价，4molNH3完全反应转移20mol电子，4molNH3和2molO2反应时，O2不足，根据O2计算，2mol O2反应转移电子数为；NO转化为的总反应为，2LNO完全反应需要的体积为1.5L，空气中氧气体积约20%，则需要空气体积为； （3）A．加快通入尾气的速率，尾气不能充分反应，会降低NO和NO2去除率，A 错误； B．采用气、液逆流的方式吸收尾气，可增大尾气与NaOH溶液的接触面积，提高反应效率，提高去除率，B 正确； C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液，保证NaOH的量，有利于反应进行，提高去除率，C 正确； 故选BC； （4）Cu与稀硝酸反应较缓慢，有气泡产生，生成无色气体NO，随后被氧化为；所以现象为：开始无明显现象，渐有无色小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体；浓硝酸与铜反应剧烈，生成红棕色气体NO2，所以现象为迅速生成大量红棕色气体； （5）试管I中Cu与稀反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O ，离子方程式为。 20．自然界中的局部氮循环如下图。 (1)上图含氮物质的各步转化中，属于氮的固定的是 (填数字序号)。 (2)NH3是氮循环中的重要物质，工业合成氨反应的化学方程式为 。实验室利用两种固体混合加热合成氨气的化学方程式为 。 (3)某化工厂出现泄漏大量氨水进入循环水系统，使循环水中含氯杀菌剂(有效成分为Cl2)的杀菌效果降低、硝化作用增强，导致循环水的pH发生波动，最终造成设备腐蚀。 ①下列有关氨对循环水影响的说法中，正确的是 (填字母序号)。 a．过量氨进入循环水后，水中和含量会升高 b．过量氨进入循环水后，不会导致水体富营养化 c．循环水pH的波动中，pH的上升与氨水的碱性有关 ②通过检测循环水中的c()可判断循环水的水质是否恶化，c()检测利用的是酸性条件下被氧化为I2，并有无色气体产生，该气体遇空气变红棕色，写出该反应的离子方程式为 。 (4)汽车排出的尾气中也含有氮氧化物，如果直接排放到大气中可能造成光化学烟雾，为避免污染，常给汽车安装三元催化净化装置，氮氧化物和CO在催化剂作用下生成无毒可直接排放的物质。以NO2为例写出净化过程中的总化学方程式： 。 【答案】(1)①② (2) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ (3) ac ↑ (4) 【分析】工业上，氮气和氢气高温高压催化剂反应生成氨气，氨气在亚硝化细菌催化下氧化生成亚硝酸盐，继续被氧化为硝酸盐，硝酸盐在反硝化细菌作用下氮气，氮气在植物根瘤菌作用下转变成有机氮，有机氮氨化后转变成氨气。 【解析】（1）将游离态的氮转化为化合态的过程叫氮的固定，①～⑥各步转化中，属于氮的固定的是①②； （2）氮气和氢气高温高压催化剂反应生成氨气，反应的化学方程式为：；实验室制备氨气利用氯化铵固体和氢氧化钙固体在加热下反应生成氨气，化学方程式为； （3）①a．过量氨进入循环水后，水中的微生物将氨氧化成和，导致水中和含量升高，故a正确； b．水环境中存在过量的氨氮会造成溶解氧浓度降低、水体富营养化等多方面的危害，故b错误； c．氨气溶于水形成氨水，呈碱性，会使循环水pH升高，故c正确； 故选ac； ②亚硝酸盐在酸性条件下可将I-氧化为I2，本身的还原产物是NO，离子方程式为：； （4）NO2和CO在催化剂下反应生成无毒可直接排放的物质为：CO2和N2，化学方程式为：。 21．最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，在催化剂表面能与水发生反应： 。(填化学方程式)，与合成氨工业相比，新研究的固氮方法的优点为 。(任写一点) 【答案】 反应条件节能 【解析】常温常压、光照条件下，在催化剂表面能与水发生反应合成氨，结合质量守恒还会生成氧气，反应为：，与合成氨工业相比，新研究的固氮方法的优点为反应条件温和，无需高温高压，节能。 22．氮循环是生物圈内的基本循环之一，自然界的氮循环如图所示： (1)上述过程中属于固氮作用的是_______。 A．过程① B．过程② C．过程③ D．过程④ (2)人工固氮的化学方程式是 。 (3)过程⑤称为 。 A．硝化作用     B．反硝化作用 (4)关于N2分子，有关说法错误的是_______。 A．N2分子中含有共价键 B．N2分子的结构式可表示为 C．氮气液化时，N2分子间平均距离变小 D．氮气液化，可通过增加压强或降低温度 【答案】(1)AB (2) (3)B (4)B 【解析】（1）氮的固定是指氮元素从游离态转化为化合态，结合图中所示信息可知，过程①过程②均是固氮作用，故选AB。 （2）人工固氮反应为氮气和氢气高温高压催化反应生成氨气，化学方程式是； （3）过程⑤硝酸根离子转化为氮气，称为反硝化作用，故选B。 （4）A．N2分子中两个氮原子形成共价键，A正确； B．N2分子中存在氮氮叁键，结构式可表示为，B错误； C．氮气液化时，从气态变为液态，N2分子间平均距离变小，C正确； D．增大压强或降低温度，能减小分子之间的距离，氮气液化可通过增加压强或降低温度实现，D正确； 故选B。 23．已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示，回答下列问题。 (1)①～④各步转化中，属于氮的固定的是 (填序号)。 (2)氨水中含有 、 、 分子，以及含有 、 、 离子。 (3)检验的实验所依据的原理是_______。 ①铵根离子与OH-发生反应产生氨气 ②氨气极易溶于水 ③NH3·H2O电离产生和OH- ④石蕊在碱性环境中变为蓝色 A．②④ B．①③④ C．①②④ D．①②③④ (4)除去下列物质中含有的少量杂质(括号中的物质)的方法中错误的是_______。 A．H2(HCl)：通过水洗涤 B．NO2(NO)：通入过量氧气 C．NO(NH3)：通过水洗涤 D．NaCl(I2)：加热 (5)为让氨气尽可能地转化为硝酸，通入氧气与氨气物质的量之比理论最佳为： 。 【答案】(1)① (2) 氨分子 一水合氨分子 水分子 铵根离子 氢氧根离子 氢离子 (3)D (4)B (5)2：1 【分析】N2与H2在高温、高压、催化剂条件下合成NH3，NH3与O2在催化剂存在条件下加热，反应产生NO、H2O，NO与O2反应产生NO2，NO2被水吸收，反应产生HNO3、NO。 【解析】（1）氮的固定是将N2转化为含氮元素化合物的过程。在上述①～④各步转化中，属于氮的固定的是①； （2）NH3溶于水，大部分与水反应产生NH3·H2O，存在可逆反应：NH3+H2O NH3·H2O； 产生的NH3·H2O有少部分发生电离产生、OH-，存在电离平衡：NH3·H2O +OH-；同时溶液中的水能够极微弱的电离产生OH-、H+，也存在电离平衡：H2OH++OH-。故在氨水中含有H2O、NH3、NH3·H2O三种分子，同时含有、OH-、H+三种离子；也可以用名称写为存在氨分子、一水合氨分子、水分子三种分子，以及铵根离子、氢氧根离子、氢离子三种离子； （3）①铵根离子与OH-发生反应产生NH3·H2O，NH3·H2O不稳定，受热会分解产生氨气， ①符合题意； ②氨气极易溶于水，在室温下，1体积水溶解700体积氨气，因此在用铵盐与碱制取NH3时及检验的存在时，要进行加热操作，②符合题意； ③NH3·H2O是一元弱碱，能够微弱电离产生和OH-，电离方程式为：NH3·H2O +OH-，该反应是可逆反应，将铵盐与碱混合，也会产生NH3·H2O，③符合题意； ④石蕊试液是酸碱指示剂，在碱性环境中变为蓝色，在酸性环境中会变为红色，可以利用湿润的红色石蕊试纸，通过检验NH3的产生来检验的存在，④符合题意； 综上所述可知：说法正确的是①②③④，故合理选项是D； （4）A．HCl极易溶于水，而H2不溶于水，故可以使用水作除杂试剂，将混合气体通过水洗涤来除去H2中的杂质HCl，A正确； B．NO能够与O2反应产生NO2，发生反应：2NO+O2=2NO2，但是通入O2的量不容易控制。如果通入的O2过量，会导致反应后NO2中混入新杂质气体O2，因此不能用通入过量氧气的方法除去NO2气体的杂质NO，B错误； C．NH3极易溶于水，而NO气体不能溶于水，因此可以使混合气体通过水洗涤来除去NO中的杂质NH3，C正确； D．I2受热升华，I2变为气体逸出，而NaCl受热无变化，仍然是固体物质，因此可以通过加热方法除去NaCl中的杂质I2，D正确； 故合理选项是B； （5）NH3催化氧化反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，产生的NO与O2反应产生NO2，发生反应：2NO+O2=2NO2，产生的NO2被水吸收得到HNO3、NO，该反应方程式为：3NO2+H2O=HNO3+NO，则NH3氧化反应产生的NO完全转化为HNO3的化学方程式为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，再结合NH3氧化的化学方程式4NH3+5O24NO+6H2O，将这两个方程式叠加，可得总反应方程式为：NH3+2O2=HNO3+H2O，n(O2)：n(NH3)=2：1，故为让氨气尽可能地转化为硝酸，通入氧气与氨气物质的量之比理论最佳为2：1。 氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料 24．上述步骤中，属于固氮过程是_____。 A．① B．② C．③ D．④ 25．写出N2 的电子式 ，NH3的结构式 。 【答案】24．A 25． 【分析】N2与H2在高温、高压催化剂条件下合成NH3，NH3与O2在催化剂存在条件下加热，反应产生NO、H2O，NO与O2反应产生NO2，NO2与H2O反应产生HNO3、NO，然后根据问题及物质的结构与性质分析解答。 24．氮的固定是将游离态氮转化为氮的化合物的过程。在上述步骤中，步骤①的反应为：N2+3H22NH3，该反应是将游离态的N2转化为含氮化合物NH3的过程，属于氮的固氮过程，其余过程都是含氮的化合物之间的转化过程，不属于氮的固定，故合理选项是A； 25． N原子最外层有5个电子，在N2分子中2个N原子通过三对共用电子对结合，使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，故N2的电子式是； NH3分子中N原子与3个H原子形成3个共用电子对，使N原子达到最外层8个电子的稳定结构，H原子则达到最外层2个电子的稳定结构，故NH3电子式为，去掉孤对电子，将每一对共用电子对改成一根小短线，就得到NH3的结构式，其结构式为。 26．硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下，请回答下列问题。 (1)反应容器A中铁砂网的作用是： 。 (2)反应容器B中发生反应的方程式为： 。 (3)吸收塔C中通入空气的目的是 ；两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是 (填反应容器代号)。 (4)金属铜与稀硝酸反应的离子方程式是 ，该反应中稀硝酸表现的性质是 和 。 【答案】(1)作催化剂 (2)4NH3＋5O24NO＋6H2O (3) 将NO氧化成NO2 C (4) 3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 酸性 氧化性 【分析】由NH4NO3的工业生产流程可知，N2与H2在铁砂网的作用下反应产生NH3，NH3在Pt－Rh合金网作用下加热被空气中的O2氧化为NO和水，NO在吸收塔中与O2反应生成NO2，NO2水反应得到HNO3和NO，HNO3与NH3作用生成NH4NO3。 【解析】（1）在反应容器A中，N2与H2在铁砂网的作用下反应产生NH3，铁砂网作催化剂； （2）反应容器B中发生反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。 （3）在吸收塔C中通入空气的目的是将NO氧化成NO2；在C中发生反应：2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，在D中发生反应：HNO3＋NH3=NH4NO3，C中发生的反应是氧化还原反应，D中发生的反应不是氧化还原反应，所以发生氧化还原反应的容器为C。 （4）硝酸有强氧化性，不仅能把活泼的金属氧化，还能把不活泼的金属如Cu氧化。金属Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。在该反应中一部分HNO3中的N元素由＋5价变为＋2价，得到电子，被还原，表现氧化性，还有一部分HNO3中的N元素的化合价没有变化，提供酸根离子用来生成硝酸盐，起酸的作用，故硝酸的作用是酸性和氧化性。 27．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下图表示。 (1)氮气的电子式： 。海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是 (填图中的数字序号)。 (2)下列关于海洋氮循环的说法不正确的是______ A．海洋中存在游离态的氮 B．海洋中的氮循环起始于氮的还原 C．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量 D．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 (3)如图所示，将收集有的试管倒置于水槽中，观察到的现象是 。请写出该反应的化学方程式： 。 【答案】(1) ② (2)D (3) 试管中红棕色气体变无色，液面上升至约的高度 【解析】（1） 氮气分子中含有氮氮叁键，电子式： ；海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②，该步是将游离态氮转化为化合态氮的过程； （2）A．由图可知，海洋中存在氮气，故存在游离态的氮，A正确； B．海洋中的氮循环起始于氮转化为铵根离子发生还原反应，为氮的还原，B正确； C．铵根离子转化为亚硝酸根离子，亚硝酸根离子通过硝化作用转化为硝酸根离子，向海洋排放含的废水会影响该转化的进行，影响海洋中的含量，C正确； D．海洋中的反硝化作用过程中硝酸根离子转化为亚硝酸根离子，发生还原反应，需要还原剂，而氧气为常用氧化剂，D错误； 故选D； （3）试管中红棕色气体与水反应变无色，方程式为，NO不溶于水，故液面上升至约的高度； 28．下图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分，人类活动加剧了氮循环中的物质转化。 (1)下列说法不正确的是_______。 A．固氮过程中，N2只做氧化剂 B．硝化过程需要有氧化剂参与 C．反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响 D．同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化 (2)反硝化过程中，CH3OH可作为反应的还原剂。请补全并配平该反应的离子方程式 。 【答案】(1)A (2) 【解析】（1）A．固氮过程中，当氮气在大气中被氧化为亚硝酸根离子、硝酸根离子，N的化合价升高，被氧化，所以N2作还原剂， 氮气转变为氨气和铵根时，氮化合价降低，N2做氧化剂，选项A错误； B．NH3和铵根转化成为硝酸根和亚硝酸根，增加了O元素，且氮元素化合价升高，则硝化过程需要有氧化剂参与，选项B正确； C．反硝化过程，硝酸根和亚硝酸根生成氮气，向大气提供氮气，即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，选项C正确； D．氨化过程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离子，即有机物转化为无机物，同化过程是硝酸根和亚硝酸根生成动植物蛋白，即无机物转化为有机物，同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化，选项D正确； 故选A。 （2）反硝化过程中，CH3OH可作为反应的还原剂，碳元素从-2价升高到+4价，1mol还原剂失去6mol电子。在反硝化细菌作用下，硝酸根离子反应生成氮气，氮元素从+5价降低到0价，根据得失电子守恒、电荷守恒和元素质量守恒得反应的离子方程式为：。 29．工业废水中的氨氮(以、形式存在)，可通过一系列处理，使水中氨氮达到国家规定的排放标准，主要有以下方法。 (1)汽提法：当废水中pH较高时(氨氮以分子存在)，利用水蒸气将其从水中吹出，消除污染。该操作一般在吹脱塔中进行，废水从吹脱塔的塔顶往下流，水蒸气从下面鼓入。用水蒸气吹出的原理是 ；吹脱塔中进料方式的优点为 。 (2)微生物法：(酸性废水中的部分在硝化细菌的作用下被氧气氧化为，在反硝化菌作用下生成。 ①转化为的离子方程式为 。 ②反硝化阶段，在缺氧条件下，反硝化菌与有机碳源(醇、有机酸等)使转化为，从而消除污染，则有机碳源的作用是 。 (3)次氯酸钠氧化法： ①向氨氮废水中加入，氨氮转化为而除去。生成标况下6.72L气体，转移的电子数为 。 ②探究的投加量［以表示］对氨氮去除率的影响，实验结果如图所示。 当时，废水中氨氮去除率100%，而总氮去除率缓慢下降，其原因可能是 。 (4)光催化降解法：该方法是指利用作催化剂，在其获得能量后，释放出光电子()和形成空穴()，空穴()与产生活性很强的羟基自由基()，将转化为，光电子()再将转化为。反应机理用方程式简单表示如下： Ⅰ．                  Ⅱ．___________ Ⅲ．                        Ⅳ． ①反应机理“Ⅱ”空格中物质的化学式为 。 ②反应机理“Ⅲ”中的离子方程式为 。 【答案】(1) NH3在热水中溶解度减小，易于挥发 废水与水蒸气逆流相遇，接触面积增大，有利于热交换，利于NH3吹出 (2) 提供电子，做还原剂 (3) 1.8NA NaClO将部分氨氮氧化为、留在废水中 (4) H+ NH+8·OH=NO+2H++5H2O 【解析】（1）温度越高，气体的溶解度越小，则用水蒸气吹出氨气的原理是废水从吹脱塔的塔顶往下流，水蒸气从下面鼓入，逆流相遇的废水与水蒸气的接触面积增大，有利于通过热交换提高废水的温度，减小氨气在水中的溶解度，促使氨气吹出； （2）①转化为，N元素化合价从-3升高到+5价，氧元素从0价降低到-2价，则按得失电子数守恒、电荷守恒、元素质量守恒得离子方程式为； ②由题意可知，反硝化阶段，硝酸根离子转化为氮气时，氮元素的化合价降低被还原，硝酸根离子为反应的氧化剂，则有机碳源为反应的还原剂，失去电子发生氧化反应，提供电子，做还原剂； （3）①氧化氨气为氮气，反应中，氮元素从-3价升高到0价、氯元素从+1价降低到-1价，共转移6个电子，则按得失电子数守恒、元素质量守恒、电荷守恒得离子反应方程式为：，生成标况下6.72L气体，，转移的电子数为0.3mol×6=1.8mol，即1.8NA； ②当时，总氮的去除率随的增大不升反降、意味着溶液中生成了其它含氮的微粒，应该是氨气被氧化的产物，则原因是：NaClO将部分氨氮氧化为、留在废水中； （4）①由电荷守恒可知，反应机理Ⅱ为，故答案为：H+； ②由题给信息可知，反应机理Ⅲ为羟基自由基将铵根离子转化为硝酸根离子，转化的离子方程式为NH+8·OH=NO+2H++5H2O。 30．回答下列问题。 (1)铵盐在工农业生产中有着重要的用途，无水情况下，可以和发生如下反应： __________________________________________________________________ ①配平上述反应方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。 ②当有28g单质生成时，生成标准状况下的气体体积为 L。 (2)法可用于吸收燃煤发电厂的，同时获得产品硫酸铵。反应的原理为：。实验室根据上述反应原理，模拟生产硫酸铵。已知：硫酸铵与碱混合加热生成氨气。 上述反应原理中，属于非电解质但溶于水能导电的物质有 (填化学式)。 (3)搭建如图所示装置，先从 (选填“a”或“b”)通入气体 (填物质名称)至饱和；然后再通入另一种气体，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验。 (4)为测定样品中()的纯度，进行如下实验。取1.500g样品与碱混合加热，生成的氨气先用25.000.500硫酸溶液吸收，再用0.200的溶液中和过量的硫酸，消耗溶液的体积为20.00。则该硫酸铵产品的纯度为 %。 【答案】(1) 5.6 (2)CO2、NH3 (3) a 氨气 (4) 【解析】（1） ①NH4Cl中氮的化合价-3价化合价升高变成了N2中0价，Fe2O3中铁的化合价+3价降低变为Fe中0价，根据化合价守恒和原子守恒可配平为：6NH4Cl+4Fe2O3=6Fe+2FeCl3+3N2↑+12H2O，NH4Cl中氮的化合价-3价化合价升高变成了N2中0价转移3e-，有6个氮原子化合价升高，所以转移电子数目为6×3e-=18e-，； ②根据①中的信息可知，3～6Fe当有Fe生成时，可知n(N2)=0.25mol，V=nVm=0.25mol×22.4L/mol=5.6L； （2）非电解质是指在熔融状态下和水溶液中都不能导电的化合物，反应原理中，属于非电解质但溶于水能导电的物质有CO2、NH3； （3）氨气极易溶于水，为防止氨气溶于水时发生倒吸，从先从a通入氨气至饱和；然后b端通入CO2气体，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验； （4）与氨气反应的，根据氨气和的关系式知，n(NH3)=2n()=2.1×10-2mol，硫酸铵产品的纯度为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$