专题06 含氮化合物的合理利用(期中复习讲义)高一化学下学期苏教版
2026-05-23
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2份
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42页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学苏教版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第三单元 含氮化合物的合理使用 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 氮族元素及其化合物 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.52 MB |
| 发布时间 | 2026-05-23 |
| 更新时间 | 2026-05-23 |
| 作者 | 四叶草syc |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2026-04-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57509134.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题06 含氮化合物的合理利用(期中复习讲义)
内 容 导 航
明·期中考情 把握命题趋势,明确备考路径
理·要点归纳 梳理核心脉络,扫除知识盲区
破·重难题型 题型分类突破,方法技巧精讲
题型01 铵盐的性质实验
题型02 氨气的制法
题型03 NO、NO2的性质及对环境的影响
题型04 铵态氮肥的性质与合理施用
过·分层验收 阶梯实战演练,验收复习成效
核心考点
复习目标
考情规律
铵盐(NH4+)的性质与氨气的实验室制法
1. NH4+的性质
2. NH4+的检验操作步骤(加碱、加热、湿润红石蕊试纸)
3. 氨气的实验室制法
实验探究题常客,常结合离子的共存与分离进行综合考查。
铵态氮肥的性质与合理施用
1. 解释铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混用的化学原理
2. 比较不同铵态氮肥的热稳定性及适用土壤类型;
3. 评价深埋覆土对提高肥效的作用。
常以农业生产情境为背景,考查化肥选择的合理性及离子共存问题。
氮氧化物(NOx)的环境危害
1. 阐述NOx导致酸雨、光化学烟雾的具体过程
2. 分析汽车尾气中NOx的来源(内燃机高温条件)
3. 关联氮循环失衡对水体富营养化的影响。
结合环保热点(如雾霾治理、碳中和背景下的氮排放)考查社会责任素养。
含氮废气的治理技术
1. 书写NO2与NaOH溶液反应的化学方程式
2. 推导利用$NH_3$催化还原NOx生成N2的反应原理
3. 评估不同尾气处理方案的优缺点及经济性。
工艺流程题高频考点,要求计算吸收效率或设计简单的尾气处理装置。
要点01 铵盐——铵根离子(NH)与酸根离子构成的化合物
铵盐是农业上常用的化肥。绝大多数铵盐易溶于水,受热易分解,与碱反应会放出NH3。
1.不稳定性:NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式分别为NH4ClNH3↑+HCl↑、NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑。
2.与碱的反应
(1)固体反应:NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为NH4Cl+NaOHNH3↑+NaCl+H2O。
(2)溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热):NH+OH-NH3↑+H2O。
稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热):NH+OH-===NH3·H2O。
3.铵盐与碱反应的两个应用
(1)检验NH:待测液中加NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸放置于试管口,若试纸变蓝,说明溶液中含NH。
特|别|提|醒
NH的检验
未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则证明含NH。
要点02 实验室制备NH3
—2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
↓
—固+固气
↓
—向下排空气法
↓
—湿润的红色石蕊试纸靠近试管口(变蓝)、蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口(产生白烟)
特|别|提|醒
实验室快速制氨气的方法
(1)加热浓氨水法:NH3·H2O不稳定,受热易分解生成NH3:NH3·H2ONH3↑+H2O,故可直接加热浓氨水制备NH3。
(2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法:固体NaOH溶于水放出大量的热,会促使氨水分解,而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2,同时反应放热,也会促使氨水分解,故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。反应装置图分别为:
要点03 常见氮肥及其使用
氮肥主要有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素。 根据铵盐的化学性质,铵态氮肥在使用时要注意两点:低温保存,深施盖土,避免受热;不可以跟碱性物质(如草木灰等)混合使用。 硝态氮肥包括硝酸钠、硝酸钙等,易溶于水。NO3 - 不易被以带负电荷为主的土壤胶粒所 吸附,在潮湿的土壤中流动性大,容易被植物吸收。在土壤湿度大的情况下,硝酸根经微生 物作用可还原成气体(NO、N2O、N2)逸出,这种反硝化作用往往导致硝态氮肥的损失。
性|质|拓|展
工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素。尿素是一种中性肥料,适用于各种土壤和 作物。施用尿素后,土壤中的微生物将其吸收,使其水解成碳酸铵或碳酸氢铵,缓慢释放氨气被作 物吸收利用。因此,通常在作物需肥期前4~8天施用。
要点04 氮氧化物的无害化处理
氮氧化物对环境的污染及防治
(1)常见的污染类型
①光化学烟雾:NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨:NOx排入大气中,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
(2)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,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
特|别|提|醒
NOx的吸收处理
(1)NaOH溶液吸收
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O;
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。
(2)氨气吸收
8NH3+6NO27N2+12H2O;
4NH3+6NO5N2+6H2O。
(3)汽车尾气转换器
2CO+2NO2CO2+N2。
题型一 铵盐的性质实验
【典例1】(23-24高一下·江苏·期中)给装有下列少量固体物质的试管加热,试管底部的物质能完全消失的是
A.氯化钠 B.碳酸氢钠 C.氯化铵 D.氯化铵与氢氧化钙
【答案】C
【解析】A.氯化钠受热不分解,有固体残余,A错误;
B.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和水蒸气,有碳酸钠固体残余,B错误;
C.氯化铵受热分解生成氨气和HCl,无固体残余,C正确;
D.氯化铵与氢氧化钙受热生成氯化钙,氨气和水,由氯化钙固体残余,D错误;
故选C。
【变式1】(25-26高一下·江苏无锡·月考)下列有关氨和铵盐的叙述正确的是
A.中含有少量的可通过加热的方法除去
B.易液化,液化时要吸收周围大量热,液氨常用作制冷剂
C.检验时,试样中加入NaOH溶液微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体
D.常见铵盐受热易分解生成
【答案】D
【解析】A.不稳定,加热易分解为和,氨气和氯化氢遇冷又重新结合生成氯化铵,同时受热易升华,冷却后又变为固体,加热无法实现除杂,A错误;
B.易液化,液氨作制冷剂的原理是液氨汽化时吸收大量热,而液化是气态变为液态的放热过程,B错误;
C.与溶液共热生成碱性气体,需用湿润的红色石蕊试纸检验(试纸遇碱变蓝),湿润蓝色石蕊试纸遇氨气不变色,C错误;
D.常见铵盐受热易分解生成,如碳酸氢铵、氯化铵等,D正确;
答案选D。
【变式2】为了检验某白色固体粉末中是否含有,下列试剂和试纸选用正确的是
①蒸馏水 ②稀硫酸 ③氢氧化钠浓溶液 ④红色石蕊试纸 ⑤蓝色石蕊试纸
A.①②④ B.②⑤ C.①③④ D.①③⑤
【答案】C
【解析】检验某白色固体粉末中是否含有铵根,应先加蒸馏水溶解,然后加入氢氧化钠浓溶液,再加热,将铵根转化为氨气,再用湿润的红色石蕊试纸检验氨气,若试纸变蓝,则固体粉末中含有铵根,故答案为C。
答|题|模|板
N的检验
题型二 氨气的制法
【典例1】(23-24高一下·江苏扬州·期中)关于下列各装置图的叙述中,正确的是
A.实验室用装置①制取氨气 B.装置②用于证明氨气极易溶于水
C.装置③用于排水法收集 D.装置④用于吸收尾气
【答案】B
【解析】A.氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢,在温度较低时又重新生成氯化铵,不能制备氨气,故A错误;
B.将胶头滴管中水挤入烧瓶,会看到气球快速涨大,说明氨气极易溶于水,故B正确;
C.NO2与水发生反应,不能用排水法收集,故C错误;
D.氨气直接通入到水中,会产生倒吸现象,不能防倒吸,故D错误;
答案选B。
【变式1】用如图装置(夹持装置已略去)进行 制备及性质实验。下列说法不正确的是
A.甲中制备 利用了 的不稳定性
B.乙中的集气瓶内 a导管短、b导管长
C.若将丙中的 换成辛烷,仍能防止倒吸
D.向收集好的 中通入少量 可能观察到白烟
【答案】C
【分析】该实验利用碱石灰与水反应放热使浓氨水分解制备氨气,氨气极易溶于水,且密度比空气小,应用向下排空气法收集,最后进行尾气处理时应考虑防倒吸,据此解答。
【解析】A.甲中碱石灰与水反应放出大量热量使浓氨水分解制备氨气,利用了 的不稳定性,A正确;
B.由分析可知,应用向下排空气法收集氨气,则乙中的集气瓶内a导管短、b导管长,B正确;
C.因为辛烷的密度比水的小,辛烷在上层,水在下层,而氨气极易溶于水,则将丙中的 换成辛烷,不能防止倒吸,C错误;
D.和Cl2会发生反应,当氯气少量时,发生反应:2NH3+3Cl2=N2+6HCl,生成的HCl会与过量的氨气继续发生反应:NH3+HCl=NH4Cl,NH4Cl是白色固体小颗粒,会形成白烟,所以向收集好的 中通入少量可能观察到白烟,D正确;
故选C。
【变式2】已知氨气可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用如图中的装置可以实现该反应。实验时C中粉末逐渐变为红色,D中出现无色液体。下列有关说法正确的是
A.装置C中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
B.装置B中加入的物质可以是碱石灰或五氧化二磷
C.装置D中液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝
D.装置A中加入的固体,可以是NH4HCO3或NH4Cl
【答案】C
【分析】装置A中反应生成氨气,氨气经过B装置干燥,装置C中氨气可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜, 装置D使用冰水冷凝水,冷凝水会吸收过量氨气得到氨水,生成氮气使用装置E收集;
【解析】A.装置C中发生的反应为:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,氨气作还原剂,氧化铜作氧化剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2,A错误;
B.五氧化二磷能与氨气反应,不能用于干燥氨气,B错误;
C.装置D是氨水溶液,显碱性,能使干燥的红色石蕊试纸变蓝,C正确;
D.氯化铵分解产生氨气和氯化氢也会在试管口重新化合生成氯化铵,不能两者加热直接制取氨气,D错误;
故选C。
易|错|点|拨
1.氨气实验室制法应注意的问题
(1)净化装置:通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
(2)收集方法:向下排空气法收集,试管口塞一团疏松的棉花团,目的是防止氨气与空气形成对流,以收集到较纯净的氨气。
(3)尾气处理:多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸,常采用的装置如图所示:
题型三 NO、NO2的性质及对环境的影响
【典例1】氮的氧化物均是大气污染物,将机动车尾气中的NO转化为N2可有效保护大气环境。从物质的性质角度考虑,下列物质中不能实现该转化的是
A.CO B.NH3 C.KMnO4 D.C
【答案】C
【解析】A.CO具有还原性,在催化剂作用下,CO与NO能发生反应生成N2和CO2,A不符合题意;
B.NH3具有还原性,在催化剂作用下,能将NO还原为N2,同时有水生成,B不符合题意;
C.KMnO4具有强氧化性,能将NO氧化为更高价态的氮氧化物,不能生成N2,C符合题意;
D.C具有还原性,在一定条件下,能将NO还原为N2,D不符合题意;
故选C。
【变式1】(23-24高一下·江苏宿迁·月考)氮是生命的基础,氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。生产硝酸的尾气中主要含有等大气污染物,可用石灰乳等碱性溶液吸收处理,并得到,等化工产品。用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含)可获得,其部分工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A.将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大
B.吸收时主要反应的化学方程式为
C.该工艺流程中生产出的中常会混有杂质
D.若尾气中,吸收后排放的气体中含量升高
【答案】A
【解析】A.澄清石灰水中,由于溶解度小,浓度低,不利于吸收,吸收效率会降低,A错误;
B.可以和碱性溶液按照1:1比例发生归中反应生成亚硝酸盐,即,B正确;
C.尾气中可能过量,或吸收过程中单独与发生歧化反应生成和,且易被氧气氧化为,故产物中会混有杂质,C正确;
D.当时,NO过量,过量的NO不与单独反应,导致排放气体中NO含量升高,D正确;
故答案选A。
【变式2】汽车尾气中主要含有、CO、NO等物质,在汽车尾气的排气管上安装“催化转化器”,可以实现尾气净化。下列说法正确的是
A.尾气净化反应中,CO为氧化剂 B.尾气净化反应中,为还原产物
C.CO和NO为酸性氧化物 D.氮氧化物形成酸雨时没有发生氧化还原反应
【答案】B
【分析】汽车尾气中主要含有、CO、NO等物质,“催化转化器”可以实现尾气净化,说明CO与NO反应生成的是N2和CO2,由此可写出有关化学方程式:。
【解析】A.CO转化为二氧化碳过程中,碳元素化合价升高,CO作还原剂,A错误;
B.N2是氮元素化合价降低过程中得到的,NO为氧化剂,为还原产物,B正确;
C.CO、NO与碱均不反应,都不属于酸性氧化物,C错误;
D.氮氧化物可形成硝酸型酸雨,该过程涉及反应:,属于氧化还原反应,D错误;
故选B。
解|题|技|巧
氮氧化物污染气体处理中涉及的氧化还原、电化学、热力学、动力学等反应原理。价态观→提供的还原剂或生成的产物;催化观→重视温度、pH和催化剂四大性质(选择性、活性、中毒和专一性)的影响;速率观→动力学产物;平衡观→热力学产物。
题型四 铵态氮肥的性质与合理施用
【典例1】尿素属于下列哪种肥料
A.铵态氮肥 B.硝态氮肥 C.有机氮肥 D.复合肥
【答案】C
【解析】A.尿素不含铵根(),而是酰胺态氮,因此不属于铵态氮肥,A错误;
B.尿素不含硝酸根(),因此也不属于硝态氮肥,B错误;
C.尿素(CO(NH2)2)是含氮的有机化合物,其氮以有机态存在,属于有机氮肥,C正确;
D.复合肥需含两种及以上营养元素(如N、P、K),而尿素仅含氮元素,D错误;
故选C。
【变式1】已知土壤胶体粒子带负电荷,能吸附土壤中的正离子,有利于有些植物对正离子的吸收。土壤中施用含氮量相等的下列化肥(以为例,溶于水得到的是和),从化学式分析其中肥效最低的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由化学式可知,四种铵盐中硝酸铵的含氮量最大,则含氮量相等的四种铵盐中硝酸铵的铵根离子物质的量最小,由土壤胶体粒子带负电荷,能吸附土壤中的正离子,有利于有些植物对正离子的吸收可知,肥效最低的是硝酸铵,故选D。
【变式2】长期使用化肥的土壤,容易酸化、板结。下列说法中正确的是
A.出台规定禁止使用化肥
B.向土壤里撒入NaOH固体
C.关闭化肥厂,从根源上阻止使用化肥
D.适量使用草木灰(主要含K2CO3)可以改良酸性土壤
【答案】D
【解析】A.出台规定禁止使用化肥是不现实的,合理使用氮肥可以增产,A错误;
B.氢氧化钠是强碱,腐蚀性强,向土壤里撒入NaOH固体是错误的做法,B错误;
C.合理使用氮肥可以增产,因此关闭化肥厂,从根源上阻止使用化肥是不可能的,C错误;
D.碳酸钾溶于水,碳酸根水解显碱性,因此适量使用草木灰(主要含K2CO3)可以改良酸性土壤,D正确;
答案选D。
解|题|技|巧
①铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混用;②误认为所有氮肥都不能与碱性物质混用(尿素可以);③忽视NH4HCO3受热极易分解,需低温密封保存;④深埋覆土可以提高肥效。
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.下列有关的说法中,不正确的是
A.是弱电解质 B.易溶于水
C.实验室用于制 D.HCl和反应可制
【答案】A
【解析】A.是离子型铵盐,在水溶液中完全电离为和,属于强电解质,A符合题意;
B.所有铵盐都易溶于水,易溶于水,B不符合题意;
C.实验室制备氨气,通常用加热和固体混合物的方法,是制氨气的原料,C不符合题意;
D.和可发生化合反应,能制得,D不符合题意;
故选A。
2.下列对于铵盐的描述都正确的是
①绝大多数都溶于水 ②都是白色或无色晶体 ③都有刺激性气味 ④加热后都有氮气放出
⑤与碱混合后加热都有氨气放出 ⑥都能使石蕊试纸变蓝
A.全部 B.①②⑤⑥ C.①②⑤ D.③④⑤
【答案】C
【解析】铵盐都是白色晶体,都易溶于水,加热分解,但是不一定生成氨气;能与强碱混合加热反应生成氨气,
①铵盐都易溶于水,故正确;②铵盐都是白色晶体,故正确;③所有铵盐为固体,不具有氨的刺激性气味,故错误;④大多数铵盐分解生成氨气,部分铵盐分解生成氮气或者其他氮的化合物,故错误;⑤铵盐中铵根离子能与碱反应,受热放出氨气,故正确;⑥铵盐不一定显碱性,如氯化铵显酸性,不能使红色石蕊试纸变蓝,故错误;故选:C。
3.下列实验中,对应的操作、现象以及结论都正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向盛有少量胆矾的表面皿中加浓硫酸,搅拌
固体变成白色
体现浓硫酸的脱水性
B
将少量氯化铵在蒸发皿中加热
无固体剩余
氯化铵不稳定,加热易分解
C
将潮湿的二氧化硫通过盛有石蕊溶液的试剂瓶
溶液先变红色再褪去
二氧化硫具有漂白性
D
将CaCO3与盐酸反应得到的气体直接通入Na2SiO3溶液中
产生白色沉淀
无法证明酸性:H2CO3>H2SiO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.含水结晶物中的水分子被夺走,体现了浓硫酸的吸水性,A错误;
B.蒸发皿用于溶液蒸发结晶,氯化铵不能在蒸发皿中加热,否则氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢未经处理直接散发至空气,影响环境,B错误;
C.将潮湿的二氧化硫通过盛有石蕊溶液的试剂瓶生成亚硫酸,溶液变红色,但不会褪色,C错误;
D.CaCO3与盐酸反应得到的二氧化碳中还有挥发出的HCl,直接通入Na2SiO3溶液中生成硅酸,无法证明酸性:H2CO3>H2SiO3,没有排除HCl的影响,D正确;
故选D。
4.下列各组离子,在水溶液中可以大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】C
【解析】A.与在酸性条件下反应生成S沉淀和SO2气体,不能大量共存,A错误;
B.与反应生成NH3·H2O,不能大量共存,B错误;
C.、、、之间不反应,可以大量共存,C正确;
D.与反应生成SO2气体和水,不能大量共存,D错误;
故选C。
5.只用一种试剂,可将、、、四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】B
【解析】A.NaOH能使两种铵盐都产生氨气,无法区分两种铵盐;与、都不反应,无法区分二者,A不符合题意;
B.同时提供、,与四种溶液反应的现象各不相同:和共热:只产生刺激性气味气体,无沉淀;和共热:既产生刺激性气味气体,又生成白色硫酸钡沉淀;和反应:只产生白色硫酸钡沉淀,无气体;和不反应:无明显现象;四种现象完全不同,可以成功区分四种溶液,B符合题意;
C.与两种硫酸盐都会生成沉淀;与两种硝酸盐都不反应,无法区分,C不符合题意;
D.与、都会生成白色沉淀,与、都不反应,无法区分,D不符合题意;
故选B。
6.绿萝因缺乏氮元素导致叶片发黄,改善叶片发黄可施用的化肥是
A.KCl B. C. D.
【答案】D
【解析】A.KCl中含有钾元素,植物施用KCl,可使茎秆粗壮,A不符合题意;
B.中含有磷元素,植物施用磷肥,能使根系发达,B不符合题意;
C.不含有植物生长所需的氮、磷、钾元素,不能作为植物的肥料,C不符合题意;
D.能为植物提供氮元素,能使植物叶色浓绿,生长茂盛,D符合题意;
故选D。
7.自然界中需要细菌参与的氮循环过程如图示。下列说法正确的是
A.根瘤菌可参与过程②
B.硝化细菌可参与过程⑥
C.过程①、③均属于固氮过程
D.过程④、⑤过程中氮元素均被还原
【答案】A
【解析】A.由题干转化关系图可知,过程②为空气中的N2在根瘤菌的作用下转化为NH3,然后被植物吸收利用,即根瘤菌可参与过程②,A正确;
B.硝化细菌时将铵态氮转化为硝酸盐,而过程⑥是将硝酸盐转化为N2,即应该是反硝化细菌可参与过程⑥,B错误;
C.氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮的过程,结合题干转化关系图可知,过程①属于固氮过程,③不属于固氮过程,C错误;
D.由题干转化关系图可知,过程④、⑤过程中氮元素的化合价均升高,则均被氧化,D错误;
故答案为:A。
8.实验室加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物可制得NH3。下列实验装置及操作正确的是
A.装置甲用于制取氨气,Ca(OH)2可以换成NaOH
B.装置乙用于干燥氨气,碱石灰可以换为无水CaCl2
C.装置丙用于收集氨气,气体需从短管处通入
D.装置丁用于制取氨气的尾气处理,试剂X可选用NaOH溶液
【答案】C
【解析】A.NaOH 是强碱,具有吸湿和易结块的性质,不易与铵盐混合充分接触,且NaOH 具有强腐蚀性,易腐蚀玻璃容器,A 错误;
B.无水与反应生成,不能用来干燥氨气,B错误;
C.氨气的密度比空气小,可以用向下排空气法收集,用图示装置丙收集氨气需要短进长出,C正确;
D.氨气极易溶于水,为防止倒吸,应将倒置漏斗置于刚好接触水面的位置,且试剂X可选用水,D错误;
故选C。
9.三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,其催化剂表面物质转化的关系如图所示,下列说法错误的是
A.催化剂参加储存和还原过程
B.以上转化过程中,发生氧化反应,发生还原反应
C.每生成,还原过程转移
D.三效催化剂能有效净化汽车尾气中的有害物质
【答案】C
【解析】A.BaO为催化剂,在NOx、O2、BaO转化为Ba(NO3)2的过程中,BaO参与储存N元素,还原过程生成的氧化钡、氮气、水和二氧化碳,A正确;
B.NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中,N元素化合价升高被氧化,发生氧化反应,中N元素由+5价变为0价被还原,发生还原反应,B正确;
C.还原过程中N元素由+5价变为0价被还原,每生成1molN2,还原过程转移10mole-,C错误;
D.整个过程中,CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2,说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种有害成分的净化,D正确;
答案选C。
10.(24-25高一下·江苏苏州·期末)机动车尾气是氮氧化物的重要来源。
.氮氧化物产生
(1)和反应生成过程中的能量变化如下:
①和反应生成时___________(填“吸收”或“放出”)的能量为___________。
②降低汽车发动机气缸内的工作温度,可减少氮氧化物排放的原因是___________(从微观角度分析)。
.氮氧化物消除
重型柴油车产生的高温烟气中除含有、外还有、、碳氢化合物等,经过处理达标后才能排放。流程如下:
(2)“氧化性催化转化器”是将烟气中有害的___________氧化去除。
(3)喷射出的尿素溶液会转化为,一定温度下在“选择性催化还原系统”中将转化为。
①在加热条件下,、、催化转化为和。若、按物质的量之比1:1参与反应,其化学方程式为___________。
②若反应温度过高,转化率下降,除因为进入反应器的被还原的量减少外,还有___________。
③尿素的结晶点(开始结晶温度)随质量分数的变化情况如图所示。车用喷射系统选择加注的尿素溶液的原因是___________。
.氮氧化物利用
(4)与反应可制得汽车安全气囊气体发生剂叠氮化钠()。测定叠氮化钠纯度的实验如下:
称取叠氮化钠样品溶于水,加入溶液,充分反应后,再向其中滴加溶液使剩余的恰好完全反应。过程中涉及的反应为;(假设杂质均不参与反应)。通过计算说明该叠氮化钠样品的纯度___________。
【答案】(1) 吸收 减少、中键的断裂,从而减少氮氧化物生成
(2)、碳氢化合物
(3) 温度过高,部分被氧化为 防止低温时尿素结晶不易喷出,导致氮氧化物还原不充分
(4),
【解析】(1)①断键吸收能量946kJ,断键吸收能量498kJ,生成放出的能量为,因此和反应生成时反应热为,即吸收的能量为。
②、中化学键的断裂需要吸收能量,降低汽车发动机气缸内的工作温度,可减少、中化学键的断裂,从而减少氮氧化物生成与排放。
(2)“氧化性催化转化器”是将烟气中有害的、碳氢化合物氧化为,从而去除。
(3)①在加热条件下,、、催化转化为和,若、按物质的量之比1:1参与反应,根据电子守恒,则其化学方程式为。
②若反应温度过高,转化率下降,除因为进入反应器的被还原的量减少外,还可能是部分被氧化为,使得烟气中的量增大。
③由图可知,尿素的结晶点在质量分数为时最低,车用喷射系统选择加注的尿素溶液能有效防止低温时尿素结晶不易喷出,导致氮氧化物还原不充分。
(4)剩余的的物质的量为,则与叠氮化钠反应的的物质的量为,,因此该叠氮化钠样品的纯度为。
期中重难突破练(测试时间:15分钟)
1.下列说法正确的是
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.铵盐易溶于水,所有铵盐中的氮元素均呈-3价
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时,反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O
D.NH4Cl与I2的固体混合物可用升华法分离
【答案】C
【解析】A.硝酸铵不同温度下分解的产物不同,低温分解产生氨气,较高温度分解产生氮气或氮的氧化物,故A错误;
B.铵盐都易溶于水,不是所有铵盐中的氮元素均为-3价,硝酸铵中硝酸根离子中氮元素是+5价,故B错误;
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时,会反应生成氨气和水,离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O,故C正确;
D.氯化铵受热易分解,有类似升华的现象,冷却易重新生成,可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物,但碘单质易升华,不能分离,故D项错误;
答案选C。
2.(25-26高一下·江苏南京·月考)下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A.除去CO2中的SO2
B.观察浓氨水与浓硫酸反应产生白烟
C.制取并收集氨气
D.分离NaCl和NH4Cl固体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.除杂试剂错误,除去中的应选用饱和溶液,不能吸收,无法达到除杂目的,A不能达到实验目的;
B.浓硫酸是难挥发性酸,不会挥发出硫酸分子,无法与挥发出来的在空气中接触生成白烟,只有挥发性的浓盐酸、浓硝酸才能和浓氨水反应产生白烟,B不能达到实验目的;
C.无水会与反应生成,不能用无水CaCl2干燥氨气;且向下排空气法收集氨气时,导管应伸入试管底部,图中装置不符合要求,C不能达到实验目的;
D. 受热易分解为和HCl,两种气体在上方冷却的烧瓶底部重新化合为固体,而热稳定性强,受热不分解,留在下方烧杯中,因此可以分离二者,D能达到实验目的;
故选D。
3.下列反应中,体现还原性的是
A.加热分解有生成
B.溶液中滴加溶液出现白色沉淀
C.和的混合溶液加热有生成
D.能与溶液剧烈反应生成
【答案】C
【解析】A.NH4HCO3加热分解生成NH3,氮元素化合价未变化(均为-3价),未发生氧化还原反应,不体现还原性,A不符合题意;
B.(NH4)2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀和氯化铵,为复分解反应,氮元素化合价不变,未发生氧化还原,不体现还原性,B不符合题意;
C.NH4Cl与NaNO2加热反应生成N2,中氮元素化合价从-3价升高至0价,被氧化,体现还原性,C符合题意;
D.N2H4·H2O与NaClO反应生成N2,氮元素化合价升高(从-2价至0价),但体现的是N2H4的还原性,而非的还原性,D不符合题意;
故选C。
4.碳酸铵[(NH4)2CO3]广泛应用于医药、橡胶、发酵等工业领域。同学们按如图所示实验探究碳酸铵的性质。下列说法错误的是
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
A.实验Ⅰ中可观察到紫色石蕊溶液变红
B.实验Ⅱ中可观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.实验Ⅲ中可观察到生成白色沉淀,该白色沉淀能溶于稀盐酸
D.可以用实验Ⅱ的原理鉴别碳酸铵和氯化铵
【答案】D
【解析】A.实验Ⅰ中碳酸铵和稀硫酸反应生成硫酸铵、二氧化碳和水,二氧化碳的水溶液显酸性,可观察到紫色石蕊溶液变红,A正确;
B.实验Ⅱ中碳酸铵和氢氧化钠溶液加热反应生成氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B正确;
C.实验Ⅲ中碳酸铵和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵,可观察到生成白色沉淀,该白色沉淀碳酸钙能溶于稀盐酸,C正确;
D.碳酸铵、氯化铵都能和氢氧化钠溶液加热反应产生氨气,不可以用实验Ⅱ的原理鉴别碳酸铵和氯化铵,D错误;
故答案选D。
5.工业上常采用生物硝化法将转化为来处理氨氮废水,工作流程如图,下列说法错误的是
A.生物硝化法处理废水,会导致水体碱性增强
B.长期过量施用NH4Cl等铵态化肥,易导致水体富营养化
C.检验所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸
D.微生物保持活性的pH范围为,可以加入石灰石来调节水体的pH
【答案】A
【解析】A.根据流程图可知,生物硝化法处理废水发生反应,导致水体酸性增强,A错误;
B.长期过量施用NH4Cl会导致水体富营养化,B正确;
C.检验所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸,C正确;
D.生物硝化法处理废水使水体呈酸性,可以加入石灰石与H+反应来调节水体的pH,D正确;
故答案为:A。
6.下列关于氮及其化合物的说法,不正确的是
A.铵盐与强碱反应,加热均可逸出氨气
B.氯碱工业中可用氨气的还原性检查氯气管道是否泄漏
C.工业上制备硝酸是利用NH3和O2反应生成NO,进一步转化为NO2及HNO3
D.为提高作物的养分,可以将铵态氮肥与碱性肥料(如K2CO3)混合使用
【答案】D
【解析】A.铵盐中含有铵根,和强碱混合可以生成NH3·H2O,加热可使NH3·H2O分解产生氨气,A正确;
B.氨气可以和逸出的氯气反应生成氯化铵固体,产生白烟,据此可以判断氯气管道是否泄漏,B正确;
C.氨气与氧气在催化剂、加热条件下发生反应生成一氧化氮,一氧化氮被氧气氧化可生成二氧化氮,二氧化氮和水、氧气反应生成硝酸,C正确;
D.铵态氮肥与碱性肥料混合使用,可生成氨气,降低肥效,D错误;
综上所述答案为D。
7.某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含,不考虑其他成分),设计了如下流程,下列有关说法错误的是
A.固体2中含有、和
B.捕获剂所捕获的气体主要是
C.X可以是空气或氧气,且需过量
D.处理含的废水时,氧化剂和还原剂物质的量之比为
【答案】C
【分析】N2、CO2、SO2、NO、CO通过过量的石灰乳,CO2、SO2被吸收,生成CaCO3和CaSO3,剩余气体1含有N2、NO和CO,从后面产物有NaNO2知,通入的X可能是空气,将NO氧化为NO2,但不能过量,否则不能生成NaNO2,气体2为N2、CO,N2为无污染,所以捕获产物为CO。
【解析】A.工业废气中的CO2、SO2与石灰乳反应生成更难溶的CaCO3和CaSO3,石灰乳微溶于水,则固体2中含有CaCO3、CaSO3和Ca(OH)2,A正确;
B.通过分析可知气体2为N2、CO的混合气体,N2无污染,所以捕获气体为CO,B正确;
C.通入空气不能过量,不然会生成,而不能产生NaNO2,C错误;
D.NaNO2具有氧化性,具有还原性,二者发生氧化还原反应生成无污染的N2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1,D正确;
故选C。
8.细菌可以促使含铁、氮的物质发生氧化还原反应,实现铁、氮两种元素的循环。部分转化如图,下列说法正确的是
A.硝化过程属于氮的固定
B.反硝化过程含氮物质发生氧化反应
C.亚硝态氮只能通过反硝化过程转化为氮气
D.土壤中的铁循环可将氮元素从水体中还原除去
【答案】D
【解析】A.氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程,由图可知硝化过程不属于氮的固定,故A错误;
B.反硝化过程被还原为N2,发生还原反应,故B错误;
C.由图可知亚硝态氮与可在氨氧化细菌作用下生成氮气,故C错误;
D.由图可知Fe2+可与反应生成氮气,Fe3+可与反应生成氮气,通过铁循环可将氮元素从水体中还原除去,故D正确;
故选:D。
9.实验室制备和收集氨气并验证氨气的某些性质,下列相关实验操作合理的是
A.制备氨气
B.干燥氨气
C.收集氨气并验满
D.验证氨气易溶于水
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.实验室制备氨气用氢氧化钙和氯化铵固体加热反应有水生成,试管口应略向下倾斜,实验操作不合理,A不符合题意;
B.浓硫酸会与氨气反应,所以不能用浓硫酸干燥氨气,应使用碱石灰,实验操作不合理,B不符合题意;
C.氨气密度比空气小,应采用向下排空气法收集,导气管应深入试管底部,实验操作不合理,C不符合题意;
D.氨气极易溶于水,装置中滴入水后,氨气溶于水使瓶内气压减小,导致气球变大,能验证氨气易溶于水,实验操作合理,D符合题意;
故答案选D。
10.消除氮氧化物有如下3种方法:
①;
②
③
下列说法不正确的是
A.氮氧化物会造成酸雨等污染
B.①中利用氢氧化钠的碱性消除氮氧化物,也可以用氨水代替
C.②③使用催化剂,能加快消除氮氧化物的速率
D.若某工厂排出的废气中二氧化氮的含量为(体积分数),用方法③处理(标准状况下)这种废气,约需氨气
【答案】D
【解析】A.氮氧化物以及在大气中发生反应后的生成物溶于雨水生成硝酸,造成酸雨,A正确;
B.①中利用氢氧化钠的碱性,生成硝酸盐和亚硝酸盐,达到消除氮氧化物的目的,氨水呈碱性,可以用来代替氢氧化钠,B正确;
C.使用催化剂,可以降低反应的活化能,从而加快消除氮氧化物的速率,C正确;
D.标准状况下,废气中二氧化氮的物质的量为,根据反应③,消耗氨气的物质的量为,即消耗氨气质量为,D错误;
答案选D。
11.氮是生命体重要的组成元素,自然界中氮的循环对生命活动有重要意义。
(1)“价-类”二维图是学习元素化合物性质的重要方法,利用所学知识能更好地了解氮的循环。
①甲为常见的碱性气体,是制造氮肥、炸药等物质的化工原料。实验室制备甲的化学方程式为______。实验室用该反应原理制取并收集一瓶干燥的甲气体,从下图中选择合适的装置,其连接顺序为发生装置→______。(按从左到右的气流方向,用小写字母和箭头表示)
②用以下物质研究乙的性质,预测能与乙发生反应的物质为______(填字母)。
A. B. C. D.
③丁主要用于染料、医药、印染、漂白等方面,且丁的焰色反应呈黄色。丁在酸性条件下,与KI按物质的量恰好完全反应,生成能使淀粉变蓝的物质,写出该过程发生的离子反应方程式______。
(2)海洋生物参与氮循环的过程如图所示(其它含氨物质不参与反应)。
以上六种含氮微粒中,共呈现了氮元素的______种价态。反应③和⑤中,若生成等物质的量的,则转移的电子数之比为______。
【答案】(1) D
(2) 5
【分析】由题中的氮元素价态和物质类别信息,可知甲为NH3;乙是N元素的+5价含氧酸,乙为HNO3;丁的焰色反应呈黄色,是N元素的价含氧酸盐,则丁为NaNO2。
【解析】(1)①由分析知甲为NH3。实验室用氢氧化钙和氯化铵加热制备氨气,故答案为。
②实验室用上述反应制取氨气,用碱石灰干燥氨气(大进小出),用向下排空气法收集氨气(短进长出),因为氨气极易溶于水,所以吸收尾气要有防倒吸装置,故连接顺序为:。
③由分析知乙为,呈碱性,与硝酸反应生成NH4NO3,故答案为D。
④由分析知丁为NaNO2,NaNO2在酸性条件下,与KI按物质的量恰好完全反应,生成能使淀粉变蓝的物质为I2,碘元素化合价由升高为0,根据得失电子守恒,N元素化合价由+3降低为+2,故该过程发生的离子反应方程式为。
(2)①和中N元素为价、中N元素为价、中N元素为0价、中N元素为价、中N元素为价,以上六种含氮微粒中,共呈现了氮元素的5种价态,故答案为5。
②在反应③中N元素化合价由变为0,反应⑤中N元素化合价由变为0,若生成等物质的量的,则转移的电子数之比为,故答案为。
12.(25-26高一下·江苏苏州·月考)、和等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)氮氧化物大量排放对环境造成的影响有___________(写出一点)。
(2)的处理。是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使分解。与在加热和催化剂作用下生成的化学方程式:___________。
(3)和的处理。已除去的硝酸尾气可用溶液吸收,主要反应:
;
①下列措施能提高尾气中和去除率的有___________(填标号)。
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溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到晶体,该晶体中的主要杂质是___________(填化学式);
(4)的氧化吸收。用溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中的去除率。其他条件相同,转化为的转化率随溶液初始(用稀盐酸调节)的变化如图所示:
①在酸性溶液中,氧化生成和,其离子方程式为___________。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是___________。
(5)用尿素吸收氮氧化物是一种可行的方法。尿素在高温条件下与反应转化成无毒气体,该反应的化学方程式为___________。
(6)消除汽车尾气中的时,可用尿素还原,既安全又高效,且产物都是空气中含有的成分。SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为,等物质的量的尿素与氨气可消除的物质的量之比为___________。
【答案】(1)形成酸雨(或光化学烟雾、破坏臭氧层,任写一种即可)
(2)
(3) BC
(4) pH越小,溶液中浓度越大,氧化性更强,转化率越高
(5)
(6)
【解析】(1)氮氧化物排放到空气中,可与水反应生成硝酸引发酸雨,也会引发光化学烟雾、破坏臭氧层,任写一种即可。
(2)与在加热、催化剂条件下生成和,根据氧化还原得失电子守恒配平得到方程式。
(3)①A.加快通入尾气速率,气体来不及充分吸收就逸出,会降低去除率,A错误;
B.气液逆流增大了气体和溶液的接触面积,吸收更充分,能提高去除率,B正确;
C.定期补充,保持反应物浓度,有利于吸收反应进行,提高去除率,C正确;
故选BC。
②吸收过程中会和反应生成、,因此晶体中混有的主要杂质是。
(4)①根据氧化还原得失电子守恒配平:中Cl从+1价降为-1价,中N从+2价升为+5价,化合价升降的最小公倍数为6,配平后得到离子方程式。
②溶液中会结合生成,pH越小,浓度越大,浓度越高,氧化性强于,氧化的能力更强,因此转化率越高。
(5)尿素和高温反应生成无毒的、和水,根据归中反应得失电子守恒配平得到方程式。
(6)尿素还原NO的反应为:,可知1 mol尿素可消除;根据题给SCR法反应,可消除,因此等物质的量尿素与氨气消除的物质的量之比为。
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专题06 含氮化合物的合理利用(期中复习讲义)
内 容 导 航
明·期中考情 把握命题趋势,明确备考路径
理·要点归纳 梳理核心脉络,扫除知识盲区
破·重难题型 题型分类突破,方法技巧精讲
题型01 铵盐的性质实验
题型02 氨气的制法
题型03 NO、NO2的性质及对环境的影响
题型04 铵态氮肥的性质与合理施用
过·分层验收 阶梯实战演练,验收复习成效
核心考点
复习目标
考情规律
铵盐(NH4+)的性质与氨气的实验室制法
1. NH4+的性质
2. NH4+的检验操作步骤(加碱、加热、湿润红石蕊试纸)
3. 氨气的实验室制法
实验探究题常客,常结合离子的共存与分离进行综合考查。
铵态氮肥的性质与合理施用
1. 解释铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混用的化学原理
2. 比较不同铵态氮肥的热稳定性及适用土壤类型;
3. 评价深埋覆土对提高肥效的作用。
常以农业生产情境为背景,考查化肥选择的合理性及离子共存问题。
氮氧化物(NOx)的环境危害
1. 阐述NOx导致酸雨、光化学烟雾的具体过程
2. 分析汽车尾气中NOx的来源(内燃机高温条件)
3. 关联氮循环失衡对水体富营养化的影响。
结合环保热点(如雾霾治理、碳中和背景下的氮排放)考查社会责任素养。
含氮废气的治理技术
1. 书写NO2与NaOH溶液反应的化学方程式
2. 推导利用$NH_3$催化还原NOx生成N2的反应原理
3. 评估不同尾气处理方案的优缺点及经济性。
工艺流程题高频考点,要求计算吸收效率或设计简单的尾气处理装置。
要点01 铵盐——铵根离子(NH)与酸根离子构成的化合物
铵盐是农业上常用的化肥。绝大多数铵盐 溶于水,受热易 ,与碱反应会放出 。
1.不稳定性:NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式分别为 、 。
2.与碱的反应
(1)固体反应:NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为 。
(2)溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热): 。
稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热): 。
3.铵盐与碱反应的两个应用
(1)检验NH:待测液中加 并 ,用湿润的 放置于试管口,若试纸变 ,说明溶液中含NH。
特|别|提|醒
NH的检验
未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则证明含NH。
要点02 实验室制备NH3
—
↓
—固+固气
↓
—向下排空气法
↓
—湿润的 色石蕊试纸靠近试管口(变 )、蘸有 的玻璃棒靠近试管口(产生白 )
特|别|提|醒
实验室快速制氨气的方法
(1)加热浓氨水法:NH3·H2O不稳定,受热易分解生成NH3:NH3·H2ONH3↑+H2O,故可直接加热浓氨水制备NH3。
(2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法:固体NaOH溶于水放出大量的热,会促使氨水分解,而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2,同时反应放热,也会促使氨水分解,故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。反应装置图分别为:
要点03 常见氮肥及其使用
氮肥主要有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素。 根据铵盐的化学性质,铵态氮肥在使用时要注意两点:
保存, 施盖 ,避免 ;不可以跟 性物质(如草木灰等)混合使用。 硝态氮肥包括硝酸钠、硝酸钙等,易溶于水。NO3 - 不易被以带负电荷为主的土壤胶粒所 吸附,在潮湿的土壤中流动性大,容易被植物吸收。在土壤湿度大的情况下,硝酸根经微生 物作用可还原成气体(NO、N2O、N2)逸出,这种反硝化作用往往导致硝态氮肥的损失。
性|质|拓|展
工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素。尿素是一种中性肥料,适用于各种土壤和 作物。施用尿素后,土壤中的微生物将其吸收,使其水解成碳酸铵或碳酸氢铵,缓慢释放氨气被作 物吸收利用。因此,通常在作物需肥期前4~8天施用。
要点04 氮氧化物的无害化处理
氮氧化物对环境的污染及防治
(1)常见的污染类型
①光化学烟雾:NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨:NOx排入大气中,与水反应生成 和 ,随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NOx尾气处理方法
①碱液吸收法
2NO2+2NaOH===
NO2+NO+2NaOH===
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,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体( 和 。一般适用于汽车尾气的处理。
特|别|提|醒
NOx的吸收处理
(1)NaOH溶液吸收
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O;
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。
(2)氨气吸收
8NH3+6NO27N2+12H2O;
4NH3+6NO5N2+6H2O。
(3)汽车尾气转换器
2CO+2NO2CO2+N2。
题型一 铵盐的性质实验
【典例1】(23-24高一下·江苏·期中)给装有下列少量固体物质的试管加热,试管底部的物质能完全消失的是
A.氯化钠 B.碳酸氢钠 C.氯化铵 D.氯化铵与氢氧化钙
【变式1】(25-26高一下·江苏无锡·月考)下列有关氨和铵盐的叙述正确的是
A.中含有少量的可通过加热的方法除去
B.易液化,液化时要吸收周围大量热,液氨常用作制冷剂
C.检验时,试样中加入NaOH溶液微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体
D.常见铵盐受热易分解生成
【变式2】为了检验某白色固体粉末中是否含有,下列试剂和试纸选用正确的是
①蒸馏水 ②稀硫酸 ③氢氧化钠浓溶液 ④红色石蕊试纸 ⑤蓝色石蕊试纸
A.①②④ B.②⑤ C.①③④ D.①③⑤
答|题|模|板
N的检验
题型二 氨气的制法
【典例1】(23-24高一下·江苏扬州·期中)关于下列各装置图的叙述中,正确的是
A.实验室用装置①制取氨气 B.装置②用于证明氨气极易溶于水
C.装置③用于排水法收集 D.装置④用于吸收尾气
【变式1】用如图装置(夹持装置已略去)进行 制备及性质实验。下列说法不正确的是
A.甲中制备 利用了 的不稳定性
B.乙中的集气瓶内 a导管短、b导管长
C.若将丙中的 换成辛烷,仍能防止倒吸
D.向收集好的 中通入少量 可能观察到白烟
【变式2】已知氨气可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用如图中的装置可以实现该反应。实验时C中粉末逐渐变为红色,D中出现无色液体。下列有关说法正确的是
A.装置C中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
B.装置B中加入的物质可以是碱石灰或五氧化二磷
C.装置D中液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝
D.装置A中加入的固体,可以是NH4HCO3或NH4Cl
易|错|点|拨
1.氨气实验室制法应注意的问题
(1)净化装置:通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
(2)收集方法:向下排空气法收集,试管口塞一团疏松的棉花团,目的是防止氨气与空气形成对流,以收集到较纯净的氨气。
(3)尾气处理:多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸,常采用的装置如图所示:
题型三 NO、NO2的性质及对环境的影响
【典例1】氮的氧化物均是大气污染物,将机动车尾气中的NO转化为N2可有效保护大气环境。从物质的性质角度考虑,下列物质中不能实现该转化的是
A.CO B.NH3 C.KMnO4 D.C
【变式1】(23-24高一下·江苏宿迁·月考)氮是生命的基础,氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。生产硝酸的尾气中主要含有等大气污染物,可用石灰乳等碱性溶液吸收处理,并得到,等化工产品。用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含)可获得,其部分工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A.将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大
B.吸收时主要反应的化学方程式为
C.该工艺流程中生产出的中常会混有杂质
D.若尾气中,吸收后排放的气体中含量升高
【变式2】汽车尾气中主要含有、CO、NO等物质,在汽车尾气的排气管上安装“催化转化器”,可以实现尾气净化。下列说法正确的是
A.尾气净化反应中,CO为氧化剂 B.尾气净化反应中,为还原产物
C.CO和NO为酸性氧化物 D.氮氧化物形成酸雨时没有发生氧化还原反应
解|题|技|巧
氮氧化物污染气体处理中涉及的氧化还原、电化学、热力学、动力学等反应原理。价态观→提供的还原剂或生成的产物;催化观→重视温度、pH和催化剂四大性质(选择性、活性、中毒和专一性)的影响;速率观→动力学产物;平衡观→热力学产物。
题型四 铵态氮肥的性质与合理施用
【典例1】尿素属于下列哪种肥料
A.铵态氮肥 B.硝态氮肥 C.有机氮肥 D.复合肥
【变式1】已知土壤胶体粒子带负电荷,能吸附土壤中的正离子,有利于有些植物对正离子的吸收。土壤中施用含氮量相等的下列化肥(以为例,溶于水得到的是和),从化学式分析其中肥效最低的是
A. B. C. D.
【变式2】长期使用化肥的土壤,容易酸化、板结。下列说法中正确的是
A.出台规定禁止使用化肥
B.向土壤里撒入NaOH固体
C.关闭化肥厂,从根源上阻止使用化肥
D.适量使用草木灰(主要含K2CO3)可以改良酸性土壤
解|题|技|巧
①铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混用;②误认为所有氮肥都不能与碱性物质混用(尿素可以);③忽视NH4HCO3受热极易分解,需低温密封保存;④深埋覆土可以提高肥效。
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.下列有关的说法中,不正确的是
A.是弱电解质 B.易溶于水
C.实验室用于制 D.HCl和反应可制
2.下列对于铵盐的描述都正确的是
①绝大多数都溶于水 ②都是白色或无色晶体 ③都有刺激性气味 ④加热后都有氮气放出
⑤与碱混合后加热都有氨气放出 ⑥都能使石蕊试纸变蓝
A.全部 B.①②⑤⑥ C.①②⑤ D.③④⑤
3.下列实验中,对应的操作、现象以及结论都正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向盛有少量胆矾的表面皿中加浓硫酸,搅拌
固体变成白色
体现浓硫酸的脱水性
B
将少量氯化铵在蒸发皿中加热
无固体剩余
氯化铵不稳定,加热易分解
C
将潮湿的二氧化硫通过盛有石蕊溶液的试剂瓶
溶液先变红色再褪去
二氧化硫具有漂白性
D
将CaCO3与盐酸反应得到的气体直接通入Na2SiO3溶液中
产生白色沉淀
无法证明酸性:H2CO3>H2SiO3
A.A B.B C.C D.D
4.下列各组离子,在水溶液中可以大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
5.只用一种试剂,可将、、、四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
6.绿萝因缺乏氮元素导致叶片发黄,改善叶片发黄可施用的化肥是
A.KCl B. C. D.
7.自然界中需要细菌参与的氮循环过程如图示。下列说法正确的是
A.根瘤菌可参与过程②
B.硝化细菌可参与过程⑥
C.过程①、③均属于固氮过程
D.过程④、⑤过程中氮元素均被还原
8.实验室加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物可制得NH3。下列实验装置及操作正确的是
A.装置甲用于制取氨气,Ca(OH)2可以换成NaOH
B.装置乙用于干燥氨气,碱石灰可以换为无水CaCl2
C.装置丙用于收集氨气,气体需从短管处通入
D.装置丁用于制取氨气的尾气处理,试剂X可选用NaOH溶液
9.三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,其催化剂表面物质转化的关系如图所示,下列说法错误的是
A.催化剂参加储存和还原过程
B.以上转化过程中,发生氧化反应,发生还原反应
C.每生成,还原过程转移
D.三效催化剂能有效净化汽车尾气中的有害物质
10.(24-25高一下·江苏苏州·期末)机动车尾气是氮氧化物的重要来源。
.氮氧化物产生
(1)和反应生成过程中的能量变化如下:
①和反应生成时___________(填“吸收”或“放出”)的能量为___________。
②降低汽车发动机气缸内的工作温度,可减少氮氧化物排放的原因是___________(从微观角度分析)。
.氮氧化物消除
重型柴油车产生的高温烟气中除含有、外还有、、碳氢化合物等,经过处理达标后才能排放。流程如下:
(2)“氧化性催化转化器”是将烟气中有害的___________氧化去除。
(3)喷射出的尿素溶液会转化为,一定温度下在“选择性催化还原系统”中将转化为。
①在加热条件下,、、催化转化为和。若、按物质的量之比1:1参与反应,其化学方程式为___________。
②若反应温度过高,转化率下降,除因为进入反应器的被还原的量减少外,还有___________。
③尿素的结晶点(开始结晶温度)随质量分数的变化情况如图所示。车用喷射系统选择加注的尿素溶液的原因是___________。
.氮氧化物利用
(4)与反应可制得汽车安全气囊气体发生剂叠氮化钠()。测定叠氮化钠纯度的实验如下:
称取叠氮化钠样品溶于水,加入溶液,充分反应后,再向其中滴加溶液使剩余的恰好完全反应。过程中涉及的反应为;(假设杂质均不参与反应)。通过计算说明该叠氮化钠样品的纯度___________。
期中重难突破练(测试时间:15分钟)
1.下列说法正确的是
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.铵盐易溶于水,所有铵盐中的氮元素均呈-3价
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时,反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O
D.NH4Cl与I2的固体混合物可用升华法分离
2.(25-26高一下·江苏南京·月考)下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A.除去CO2中的SO2
B.观察浓氨水与浓硫酸反应产生白烟
C.制取并收集氨气
D.分离NaCl和NH4Cl固体
A.A B.B C.C D.D
3.下列反应中,体现还原性的是
A.加热分解有生成
B.溶液中滴加溶液出现白色沉淀
C.和的混合溶液加热有生成
D.能与溶液剧烈反应生成
4.碳酸铵[(NH4)2CO3]广泛应用于医药、橡胶、发酵等工业领域。同学们按如图所示实验探究碳酸铵的性质。下列说法错误的是
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
A.实验Ⅰ中可观察到紫色石蕊溶液变红
B.实验Ⅱ中可观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.实验Ⅲ中可观察到生成白色沉淀,该白色沉淀能溶于稀盐酸
D.可以用实验Ⅱ的原理鉴别碳酸铵和氯化铵
5.工业上常采用生物硝化法将转化为来处理氨氮废水,工作流程如图,下列说法错误的是
A.生物硝化法处理废水,会导致水体碱性增强
B.长期过量施用NH4Cl等铵态化肥,易导致水体富营养化
C.检验所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸
D.微生物保持活性的pH范围为,可以加入石灰石来调节水体的pH
6.下列关于氮及其化合物的说法,不正确的是
A.铵盐与强碱反应,加热均可逸出氨气
B.氯碱工业中可用氨气的还原性检查氯气管道是否泄漏
C.工业上制备硝酸是利用NH3和O2反应生成NO,进一步转化为NO2及HNO3
D.为提高作物的养分,可以将铵态氮肥与碱性肥料(如K2CO3)混合使用
7.某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含,不考虑其他成分),设计了如下流程,下列有关说法错误的是
A.固体2中含有、和
B.捕获剂所捕获的气体主要是
C.X可以是空气或氧气,且需过量
D.处理含的废水时,氧化剂和还原剂物质的量之比为
8.细菌可以促使含铁、氮的物质发生氧化还原反应,实现铁、氮两种元素的循环。部分转化如图,下列说法正确的是
A.硝化过程属于氮的固定
B.反硝化过程含氮物质发生氧化反应
C.亚硝态氮只能通过反硝化过程转化为氮气
D.土壤中的铁循环可将氮元素从水体中还原除去
9.实验室制备和收集氨气并验证氨气的某些性质,下列相关实验操作合理的是
A.制备氨气
B.干燥氨气
C.收集氨气并验满
D.验证氨气易溶于水
A.A B.B C.C D.D
10.消除氮氧化物有如下3种方法:
①;
②
③
下列说法不正确的是
A.氮氧化物会造成酸雨等污染
B.①中利用氢氧化钠的碱性消除氮氧化物,也可以用氨水代替
C.②③使用催化剂,能加快消除氮氧化物的速率
D.若某工厂排出的废气中二氧化氮的含量为(体积分数),用方法③处理(标准状况下)这种废气,约需氨气
11.氮是生命体重要的组成元素,自然界中氮的循环对生命活动有重要意义。
(1)“价-类”二维图是学习元素化合物性质的重要方法,利用所学知识能更好地了解氮的循环。
①甲为常见的碱性气体,是制造氮肥、炸药等物质的化工原料。实验室制备甲的化学方程式为______。实验室用该反应原理制取并收集一瓶干燥的甲气体,从下图中选择合适的装置,其连接顺序为发生装置→______。(按从左到右的气流方向,用小写字母和箭头表示)
②用以下物质研究乙的性质,预测能与乙发生反应的物质为______(填字母)。
A. B. C. D.
③丁主要用于染料、医药、印染、漂白等方面,且丁的焰色反应呈黄色。丁在酸性条件下,与KI按物质的量恰好完全反应,生成能使淀粉变蓝的物质,写出该过程发生的离子反应方程式______。
(2)海洋生物参与氮循环的过程如图所示(其它含氨物质不参与反应)。
以上六种含氮微粒中,共呈现了氮元素的______种价态。反应③和⑤中,若生成等物质的量的,则转移的电子数之比为______。
12.(25-26高一下·江苏苏州·月考)、和等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)氮氧化物大量排放对环境造成的影响有___________(写出一点)。
(2)的处理。是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使分解。与在加热和催化剂作用下生成的化学方程式:___________。
(3)和的处理。已除去的硝酸尾气可用溶液吸收,主要反应:
;
①下列措施能提高尾气中和去除率的有___________(填标号)。
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溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到晶体,该晶体中的主要杂质是___________(填化学式);
(4)的氧化吸收。用溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中的去除率。其他条件相同,转化为的转化率随溶液初始(用稀盐酸调节)的变化如图所示:
①在酸性溶液中,氧化生成和,其离子方程式为___________。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是___________。
(5)用尿素吸收氮氧化物是一种可行的方法。尿素在高温条件下与反应转化成无毒气体,该反应的化学方程式为___________。
(6)消除汽车尾气中的时,可用尿素还原,既安全又高效,且产物都是空气中含有的成分。SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为,等物质的量的尿素与氨气可消除的物质的量之比为___________。
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