期中必备知识清单（期中知识清单）高一化学下学期苏教版

期中知识清单(苏教版必修第二册 专题6~专题7) 专题6 化学反应与能量变化 思维导图→考点清单（5大考点）→素养提升清单（5大易错点、8大方法） · 考点01 化学反应速率的表示方法 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应的_______通常用化学反应速率来定量表示。可用单位时间内反应物浓度的_______或生成物浓度的_______来表示。 (2)表达式：v＝_______或v＝_______。 其中：Δc为______________，一般以_______为单位，Δn为______________，单位是_______；Δt为时间，单位常用_______表示。 (3)常用单位：_____________________。 (4)化学反应速率的意义 ①在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义_______，即一种物质的化学反应速率就代表了_______化学反应的反应速率。 ②对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比_______化学方程式中各物质的化学计量数之比。 2．有关化学反应速率的简单计算 (1)计算依据：v＝_______或v＝_______ (2)用“三段式”进行化学反应速率的计算 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为B的转化浓度，则： 　　　　　　 mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g) 起始浓度/mol·L－1　 a　　　　b 　　 0　　　0 转化浓度/mol·L－1 mx nx _____ _____ 某时刻浓度/mol·L－1 ______ _____ ______ _____ · 考点02 化学反应速率的影响因素 1．自身性质——内因 决定化学反应速率的主要原因是______________。例如：形状和大小相同的Mg、Zn分别与等浓度的盐酸反应时，Mg反应更剧烈，因为镁的活泼性_______锌。 2．影响化学反应速率的外界因素 其他条件不变，只改变一个条件： ①反应物的浓度越大，反应速率_______。 ②对于有气体参加的反应，反应体系的压强越大，反应速率_______。 ③反应的温度越高，反应速率_______。 ④使用适当的催化剂能显著地_______化学反应速率。 ⑤增大固体反应物的接触面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积_______，与其他反应物的接触面积_______，化学反应速率_______。 ⑥反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能_______反应物之间的接触面积，有利于_______反应速率。 ⑦光照等条件对一些化学反应的速率也有一定影响。 3．调控化学反应速率的方法——控制变量法 (1)变量控制法 将多个因素问题拆解为多个_______问题分别开展研究，再进行综合分析，得出最后结论，这种方法称为变量控制法。 (2)调控化学反应速率的方法 在分析影响H2O2分解反应速率的因素的实验中，影响反应速率（因变量）的因素有_______、_______、_______等。 探究催化剂对H2O2分解反应速率的影响，自变量是_______；探究温度对H2O2分解反应速率的影响，自变量是_______；探究浓度对H2O2分解反应速率的影响，自变量是_______。 · 考点03 化学反应的限度 1．可逆反应和化学反应的限度 (1)可逆反应 ①概念：在同一条件下，既能向_______方向又能向_______方向进行的化学反应。 ②特征： a．_______和_______同时进行。 b．_______和_______同时存在。 c．反应_______完全进行到底。 ③表示：在可逆反应的化学方程式中，用“_______”号代替“===”号。 (2)化学反应的限度 可逆反应中，反应物_______完全转化为生成物，有一定的限度。 2．化学平衡状态 (1)概念：在一定条件下，_______反应进行到一定程度时，________________相等，______________不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。 (2)特征： ①逆：只有_______反应才能在一定条件下建立化学平衡状态。 ②等：反应达到平衡时，v正____v逆。 ③动：化学平衡状态是一种_______平衡。达到平衡状态时，正反应和逆反应都依然在进行。 ④定：达到平衡状态时，反应混合物的组成__________。 ⑤变：当反应条件发生改变时，原有的平衡状态打破，一段时间后反应会达到新的__________。 · 考点04 化学反应中的热 1．放热反应和吸热反应 (1)概念：把_______热的化学反应称为放热反应，把_______热的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 ①常见的放热反应 a．所有的_______反应：剧烈的发光、发热的化学反应。如：木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 b．_________反应：H＋＋OH－===H2O。 c．大多数的_______反应，例外：C＋CO22CO(吸热反应)。 d．铝热反应：如___________________________________。 e．活泼金属与酸或H2O放出氢气的反应：如Mg＋2H＋===__________。 f．物质的缓慢氧化。 ②常见的吸热反应 a．铵盐与碱的反应：如2NH4Cl+Ca(OH)2_____________________。 b．大多数的分解反应：如_____________________。 c．CO2+C______________ _____________________(制取水煤气）； d．以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如CO＋CuO______________。 e．需要_______加热的反应。 2．热化学方程式 (1)概念：定量表示一个特定的化学反应中_______或_______热的化学方程式。 (2)意义：不仅表明了化学反应中的_______变化，也表明了化学反应中的_______变化。 (3)热化学方程式的书写 ①热化学方程式中要标明所有物质的状态，用_____、_____、_____分别代表气态、液态、固态。 ②反应放出或吸收的热用_______表示，负值表示在该条件下反应_______，正值表示在该条件下反应_______ (正号常省略)。 ③ΔH的单位是_________。 ④热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示__________。 3．化学反应中的能量变化的原因 (1)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(_______能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(_______能)被“储存”起来的过程。 图Ⅰ中反应物的总能量_______生成物的总能量，反应_______能量；图Ⅱ中反应物的总能量_______生成物的总能量，反应_______能量。 (2)化学反应中能量变化的本质原因 物质发生化学反应时，断开化学键时需要_______能量，形成化学键时需要_______能量。 化学反应中的能量变化如图所示： ①若E1>E2，表示断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，反应过程_______能量。 ②若E1<E2，表示断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，反应过程_______能量 (3)利用键能估算化学反应的反应热 ①共价键的键能是指_______________________________________________________________，共价键的键能越大，共价键越_______。 如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)===2H(g)，ΔH＝_______kJ·mol－1。 ②利用键能估算化学反应的反应热 ΔH＝_______________________________________________________________ 4．燃料燃烧释放的能量 (1)燃料的热值 (1)热值是指一定条件下_______的可燃物_______所放出的热。热值的单位是_______。常见的燃料中，热值最大的是_______，其次是_______，较小的是______________。 (2)化石燃料燃烧对环境的影响 ①煤等化石燃料燃烧常伴随着____________________________等有害物质的排放。 ②______________能导致酸雨。 ③燃料燃烧过程中，一般只有_______可以实现有效转化，其他部分则转化为废气排出或损耗掉，燃料使用效率不高。 (3)解决化石燃料对环境影响的方法 ①减少作为燃料的___________的开采。 ②利用化学方法将化石燃料转化为___________。 ③开发优质的新能源，氢能、水能、太阳能、风能等都是更_______、更_______的能源。 · 考点05 化学能与电能的转化 1．原电池的工作原理 (1)原电池的概念 将_______转化成_______的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应是__________反应。 (2)工作原理：以Zn－H2SO4－Cu原电池为例 电极材料 锌 铜 电极名称 电极反应 反应类型 _______反应 _______反应 外电路电子流向 由_____片（_____极）沿导线流向_____片（______极） 内电路离子移向 溶液中______向正极移动，在铜片上被还原为______；溶液中______向负极移动。 原电池总反应 (3)能量转化过程： 原电池在工作时，_____极失去电子，电子通过导线流向_____极，溶液中氧化性物质_____此电子，发生_______反应，这样氧化反应和还原反应不断发生，____极不断地失电子，失去的电子不断地通过导线流向_____极，被氧化性物质得到，闭合回路中不断有_______产生，也就形成了电流，_______能转变为_____能。 (4)原电池的形成条件 ①两个_______不同的电极。 ②_______溶液。 ③电极、导线和电解质溶液形成___________。 ④自发进行的______________反应。 2．原电池原理的应用 (1)加快氧化还原反应速率 如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成_______，加快了反应，使产生H2的速率加快。 (2)比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为_____极，活动性弱的金属为_____极。 例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性_______。 (3)设计原电池 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般_______为负极材料(或在负极上被_______)，_______(电解质溶液中的阳离子)在正极上被_______。 例如，利用Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为： 负极(Cu)：_____________________ (_______反应) 正极(C)：_____________________(_______反应) (4)钢铁的电化学腐蚀原理 ①电解质溶液： 在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量_______、_______和_______等。 ②电极： 钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的_______，其中，负极为_______，正极为_______。 ③电极反应式： ①负极_____________________，②正极____________________________。 (4)铁锈的形成： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 ②___________________________________ ③Fe(OH)3脱水：铁锈主要成分______________。 3．化学电源 (1)化学电源 ①利用原电池原理，将_______直接转化为_______。化学电源的能量转化率比燃料燃烧_______。 ②化学电源有_______电池、_______电池和_______电池等。_______电池用过之后不能复原，_______电池充电后能继续使用。 (2)一次电池(干电池)——锌锰干电池 电池反应 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 构造示意图　 工作原理 负极 Zn－2e－===Zn2＋ 锌被_______，逐渐消耗 正极 _______被还原 电解质 氯化铵 (3)二次电池(充电电池) ①铅蓄电池：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，常用于机动车辆。 负极材料是_______，正极材料是_______，电解质溶液是______________ ②镍氢电池：NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O。 负极材料是__________ (常用MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢)，正极材料是泡沫氧化镍，电解质溶液是______________。 ③银锌纽扣电池Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag。 ______作负极，_______作正极，电解质溶液为______________。 ④锂离子电池是笔记本电脑、手机等数码产品中使用最为广泛的电池。 (4)燃料电池 ①燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率______、能量转化率______。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。 ②氢氧燃料电池： 在负极上发生氧化反应的是______，在正极上发生还原反应的是______，产物是_______。 以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下： 负极：____________________________ (_______反应)； 正极：____________________________ (_______反应)； 电池反应：____________________________。 4．电能转化为化学能——电解 (1)电解池的概念：将_______能转化为_______能的装置。通常条件下无法自发进行的化学反应可通过_______的方法实现。 (2)电解在物质制备中的应用 ①电解水制氢气和氧气 化学方程式为___________________________________。 ②电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 化学方程式为___________________________________。 ③电解制取金属 a．电解熔融的氧化铝制备铝 阴极反应式：____________________________； 阳极反应式：____________________________； 总反应式：___________________________________。 b．电解制备其他活泼金属 · 易错点01 化学反应速率的表示方法 (1)Δt表示某一时间段，故化学反应速率是平均速率，而非瞬时速率。 (2)表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示反应速率，其数值可能不同。例如，化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时写成v(H2)。 (3)对于有固体或纯液体参加的反应，由于固体或纯液体的浓度为一常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率。 (4)在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。 (5)对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 对于反应aA＋bB=cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d。 【判断对错】 (1)对有固体参加的化学反应，可用单位时间内固体浓度的改变量表示化学反应速率(　 　) (2)化学反应速率的单位通常为mol·L－1或mol·min－1(　 　) (3)化学反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率(　 　) (4)化学反应速率越大，反应现象越明显(　 　) · 易错点02 影响化学反应速率的因素 (1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。 (2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。 (3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。 (4)压强改变的常见方式 ①恒温恒容：充入稀有气体→容器压强增大→各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。 ②恒温恒压：充入稀有气体→容器体积增大→各反应物的浓度减小→化学反应速率减小。 ③恒温：缩小容器体积→容器压强增大→反应物浓度增大→化学反应速率增大。 ④恒温恒容：充入一种反应物→增大反应物浓度→化学反应速率增大。 【判断对错】 (1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小(　 　) (2)对一定条件下C(s)＋O2(g)CO2(g)的反应，增加C的量，该反应的化学反应速率加快(　 　) (3)实验室制O2和Cl2时，都用到MnO2固体，MnO2作用相同(　 　) (4)改变压强，化学反应速率必然改变(　 　) (5)用铁和稀硫酸反应制氢气时，换成浓硫酸产生H2的速率加快(　 　) · 易错点03 可逆反应的特征和化学平衡状态 (1)化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。 (2)不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应的限度不同。 【判断对错】 (1)2H2＋O22H2O与2H2O2H2↑＋O2↑互为可逆反应(　 　) (2)SO2和O2的反应可写为2SO2＋O22SO3(　 　) (3)既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应(　 　) (4)化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等(　 　) (4)一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应在此条件下所能达到的最大限度(　 　) (5)可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应都停止(　 　) (6)化学反应的限度可以通过外界条件而改变(　 　) (7)若将1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中充分反应，最终生成2 mol NH3(　 　) · 易错点04 放热反应和吸热反应 (1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应在常温下就能发生。 (2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 【判断对错】 (1)硝酸铵固体溶于水，溶液的温度降低，该变化为吸热反应(　 　) (2)氢气燃烧，NaOH固体溶于水，都放出热量，这些变化都为放热反应(　 　) (3)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能(　 　) (4)吸热反应需要加热才能进行，放热反应都不需要加热就可以进行(　 　) (5)火药爆炸时所释放的能量包括热、光、声、机械能等多种能量形式(　 　) (6)书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可(　 　) (7)表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式(　 　) (8)氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ(　 　) (9)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化(　 　) (10)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收热量(　 　) (11)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热(　 　) (12)放热反应为“贮存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程(　 　) (13)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量(　 　) · 易错点05 原电池的工作原理 原电池中“电子不下水，离子不上岸”，即电子只能沿导线移动，离子只能在溶液中移动。 【判断对错】 (1)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池(　 　) (2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流计指针发生偏转(　 　) (3)在铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌(　 　) (4)原电池中阳离子向正极移动(　 　) (5)原电池中的两电极一定都是金属(　 　) (6)钢铁在干燥的空气中不易生锈，在潮湿的空气中容易生锈(　 　) (7)钢铁腐蚀过程中杂质碳被氧化(　 　) (8)钢铁电化学腐蚀负极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－(　 　) (9)纯铁比生铁更容易被腐蚀(　 　) · 方法1 化学反应速率的计算和比较 1．化学反应速率的计算方法 (1)根据定义式计算 v(A)＝。已知任意两个量，可求第三个量。 (2)化学计量数转换法 对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比。 例如：对于反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。 (3)利用“三段式”计算 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为B的转化浓度，则： 　　　　　　 mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g) 起始浓度/mol·L－1　 a　　　　b 　　 0　　　0 转化浓度/mol·L－1 mx nx px qx 某时刻浓度/mol·L－1 a－mx b－nx px qx 2．化学反应速率的比较方法 (1)将不同物质表示的速率换算成同一物质表示的反应速率，再进行比较。 (2)用不同物质表示的反应速率进行比较：反应速率与对应物质的化学计量数之比越大，它的反应速率越大。如反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，可以通过比较不同情况下、、、的相对大小，该比值越大，化学反应速率越大。 (3)单位要一致。 · 方法2 热化学方程式的书写方法 正确书写热化学方程式，除了遵循书写化学方程式的要求外，还要注意以下几点： (1)需注明ΔH的符号和单位 若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(“＋”常省略)。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 (2)需注明物质的聚集状态 反应物和生成物的状态不同，反应热ΔH不同，因此，必须注明物质的聚集状态。气、液、固、溶液分别注“g”、“l”、“s”、“aq”。热化学方程式中，可以不标明反应条件。 (3)需注意ΔH的数值与化学计量数相对应 由于ΔH与反应已完成的各物质的物质的量有关，所以热化学方程式中的化学计量数与ΔH的值相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也加倍。例如： CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH ＝－890 kJ·mol－1 CH4(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·mol－1 (4)热化学方程式中各物质的化学计量数可以是整数，也可以是分数，但必须是最简整数或最简分数。 (5)需注意可逆反应的ΔH含义 不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。 例如：N2 (g) ＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ。 · 方法3 “极端假设法”确定可逆反应各物质的浓度范围 可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，注意一些量的守恒关系，从而确定它们的浓度范围。 例如，在密闭容器中进行反应X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能的情况分析： 假设反应正向进行到底： 假设反应逆向进行到底： 平衡体系中各物质的浓度范围为0＜X2＜0.2，0.2＜Y2＜0.4，0＜Z＜0.4。 · 方法4 化学平衡状态的判断方法 (1)直接依据——根据速率关系 ①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。 ②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，如aA＋bBcC＋dD，＝。 即— (2)间接依据——根据各组分的量 首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。 即— (3)不能判断反应达到平衡状态的几种情况 ①反应中各组分的物质的量的变化量之比(或分子个数比)等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比的状态。 ②恒温恒容下Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的压强、总物质的量不随时间改变而改变的状态。 ③全是气体参加且Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的平均相对分子质量不随时间的改变而改变的状态。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变的状态。 · 方法5 化学反应速率和平衡图像分析方法 (1)简单的速率图像及应用 (2)化学反应速率和反应限度的图像综合分析 图像分析关注以下几点： ①坐标 各坐标轴代表的意义：浓度、物质的量、气体体积、速率、时间等。 ②曲线趋势 随着横坐标数据的增大，纵坐标如何变化，为什么会出现这样的变化，分清正、逆反应，理解曲线斜率大小的意义。 ③关键节点 常见于有关数据的点、交点等，如坐标轴的交点、曲线的交叉点、极值点、转折点、标有数据的点等。 · 方法6 化学反应能量变化的原因分析方法 正确理解反应热与物质能量和键能的关系 (1)从物质能量的角度 确定的化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。 若反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应； 若反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应。 如下图所示： (2)从化学键变化的角度 反应热取决于断开反应物中的化学键所吸收总能量和形成生成物中的化学键所放出总能量的相对大小，与反应的条件没有关系。 其中化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量。 ΔH＝断开反应物化学键所吸收的能量－形成生成物化学键所释放的能量。 若ΔH>0，则为吸热反应，若ΔH<0，则为放热反应。 · 方法7 原电池的判断和分析方法 (1)原电池的工作原理 (2)判断原电池的方法 一看本质：原电池反应是自发进行的氧化还原反应。 二看电极：具有两个活泼性不同的电极(燃料电池的电极一般都是惰性电极)。 三看溶液：电解质溶液(一般负极材料与电解质溶液反应)。 四看回路：电极、电解质溶液构成闭合回路。 (3)原电池正、负极的判断方法 (4)原电池反应的分析方法 原电池的分析一般采取以下步骤： ①确定装置中发生的氧化还原反应，并写出化学方程式。如果有多个反应发生，则选择最容易进行的那个反应为电池反应。 ②将化学方程式改写成离子方程式。 ③分析氧化还原反应的电子得失数目，并改写成电极反应式。 (5)设计原电池的具体方法 ①将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应：氧化反应和还原反应。 ②选择电极材料和电解质溶液：要结合原电池的电极反应特点和两个半反应选择。 a．电极材料的选择：一般选择较活泼的金属作负极，较不活泼金属或非金属导体作正极。负极一般能与电解质溶液或电解质溶液中溶解的物质反应。 b．电解质溶液的选择：电解质溶液一般能与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的物质能与负极发生反应。 c．按要求画出原电池装置图，作必要的标注，注意形成闭合回路。 · 方法8 原电池电极反应式的书写方法 (1)原电池电极反应式书写要点 ①正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。 ②确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。 ③在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。 (2)电极反应式的书写方法 ①负极反应式的书写 先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。 ②正极反应式的书写 a．首先判断在正极发生反应的物质 当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒； 当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。 b．再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。 专题7 氮与社会可持续发展 思维导图→考点清单（4大考点）→素养提升清单（4大易错点、6大方法） · 考点01 氮的固定 氮的氧化物 1．氮分子的结构和氮气的性质 (1)氮元素的存在 既有_______态，也有_______态，大部分氮元素以_______态的氮气分子形式存在于空气中。 (2)氮分子的结构 氮气分子是由两个氮原子通过共用_______电子结合而成，氮气分子存在_______。 氮气分子的电子式为_______，结构式为_______。 (3)氮气的化学性质 氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生反应。 ①在放电或高温条件下，氮气可与氧气化合，化学方程式为____________________________。 ②镁能在氮气中燃烧，化学方程式为____________________________。 ③氮气能与氢气反应，化学方程式为____________________________。该反应是工业合成氨的反应原理。 2．氮的固定 将空气中_______态的氮转化成______________叫做氮的固定。氮的固定主要有_________和_________两种方式。 (1)自然固氮 ①生物固氮：自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的_______）将氮气通过_______过程转化为______________。 豆科植物的_______能将空气中的游离态氮转化为化合物形态的_______（或__________）。 ②高能固氮：通过_______、_______等途径产生含氮化合物。 ③“雷雨发庄稼”涉及的反应过程： N2NONO2HNO3硝酸盐 化学方程式为： ____________________________、____________________________、____________________________ (2)人工固氮——合成氨 ①在高温、高压和催化剂条件下，以氮气和氢气为原料合成氨，其热化学方程式为 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 ②合成氨的原料是______________，该反应放出大量的_______，工业上用来预热_______，合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为20%左右，分离出氨后，将未反应的氮气和氢气送回_______循环使用。 (3)自然界的氮循环 为了促进氮的良性循环，要注意维护_______，保护森林、植树绿化、_______生态系统对有害物质的吸收能力，不能过度使用含氮化肥以免污染土壤和水体；控制化石燃料燃烧排放的_______进入大气。 3．氮的氧化物 (1)一氧化氮 一氧化氮是一种______色、无味、有毒的气体，微溶于水。 NO易被空气氧化，化学方程式为_____________________，实验室收集NO时，应该用_______法。 (2)二氧化氮 二氧化氮是一种_______色，有刺激性气味的_______气体，能与水反应。 NO2与水反应的化学方程式为_______________________，实验室收集NO2时，应该用________法。 (3)氮氧化物的应用 大气中的NO和NO2达到一定浓度时会对人体造成伤害，能引发_____________________。 人体中极少量的NO有助于促进血关扩张，防止_______。 二氧化氮在火箭燃料中用作_______，在工业上可用来制造_______。 · 考点02 氨气 1．氨气的实验室制法 (1)反应原理 加热固态铵盐和碱的混合物，一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，反应的方程式为： _________________________________________________。 (2)实验装置 ①制取装置：如图所示 ②收集：______________法。 ③验满方法： a．用_____________________置于试管口，试纸变蓝色； b．将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是______________。 (3)尾气处理 收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，作用是： ①__________________________________________； ②__________________________________________。 (4)实验室快速制取氨气的方法 ①氨水直接加热 浓氨水加热，氨气在水中的溶解度下降，同时NH3·H2O受热分解，产生氨气。 反应方程式为：___________________________________ ②向浓氨水中加NaOH或CaO或碱石灰，NaOH等具有_______性，使氨气从氨水中挥发出来。 2．氨气的性质 (1)氨气的物理性质 氨气是______色、有_______气味、密度比空气______，_______溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解_______体积的氨气，氨易被_______。 液态氨汽化时要_______大量的热，使周围的温度__________，因此液态氨在工业上常作_______。 (2)氨气的化学性质 ①氨与水的反应 a．氨气溶于水形成的溶液称为氨水，氨分子_______与水结合生成NH3·H2O，NH3·H2O_______电离成铵根离子和氢氧根根离子，因此氨水显_______性。 化学方程式为：__________________________________。 b．检验氨气的方法是___________________________________。 c．NH3·H2O是一种一元弱碱，不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：________________ ____________。 ②氨与酸的反应 a．与浓盐酸反应： 浓盐酸与浓氨水反应，有大量_______生成，将浓盐酸改为_______，也会出现相同的现象。 用于NH3与挥发性酸的互相检验。 化学方程式：____________________________、____________________________。 b．与硫酸反应： 化学方程式：____________________________。 ③与盐溶液的反应 过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：____________________________。 ④NH3的还原性——氨的催化氧化 NH3中的氮元素的价态为_____价，在一定条件下与氧化剂作用时作_______剂，表现为_______性。 在加热和催化剂作用下，氨气与氧气反应生成一氧化氮和水，并_______热。这一反应叫氨的催化氧化，是工业制备_______的重要反应之一。 化学方程式为：___________________________________。 · 考点03 硝酸 (1)硝酸的物理性质 硝酸是一种______色，______挥发，具有_______气味的液体。能与水______________。 (2)硝酸的化学性质 ①硝酸是一元强酸，具有酸的通性。 能使紫色的石蕊试液变______、与某些金属氧化物反应、与某些盐反应、与碱反应。但硝酸与金属反应一般不产生H2。 硝酸与CaCO3反应的化学方程式为：___________________________________。 ②不稳定性 硝酸不稳定，见光或受热易分解，化学方程式为：___________________________________。 硝酸的保存方法：密封贮存在_______、_______处。 市售硝酸常因溶有少量_______略显黄色。 ③硝酸的强氧化性 硝酸是一种_______性很强的酸，能与大多数金属（除Au、Pt等少数金属以外）、许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。 ①HNO3与金属反应 分别写出浓硝酸、稀硝酸分别与Cu的反应方程式： _________________________________________________ _________________________________________________ ②硝酸与非金属的反应 写出C与浓硝酸反应的方程式：_________________________________________________。 ③常温下浓硝酸可以使_______等金属发生钝化。可以用_______或_______容器盛放浓硝酸。 ④与其他还原性物质反应 分别写出硝酸与Fe2+、SO反应的离子方程式： _________________________________________________ _________________________________________________ (3)硝酸的用途 硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造_______、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。 · 考点04 铵盐 含氮化合物的合理使用 1．铵盐的性质 (1)铵盐的物理性质 通常把铵根离子和酸根离子形成的______化合物称为铵盐 ，它们多为_____色、____溶于水的晶体。 (2)铵盐的化学性质 ①不稳定性：铵盐不稳定，受热易分解。 NH4Cl分解的化学方程式为：___________________________________ NH4HCO3分解的化学方程式为：___________________________________ ②与碱反应： 铵盐与碱溶液反应的离子方程式： a．在稀溶液中不加热：___________________________________。 b．加热时或浓溶液：___________________________________。 (3)铵盐的检验方法：向铵盐中加入NaOH溶液，_______，将_______的_______试纸靠近管口，若试纸变蓝，证明样品中含有NH。 2．常见的氮肥及使用 (1)常见的氮肥 ①铵态氮肥：含NH、NH4HCO3、(NH4)2SO4 铵态氮肥在使用时注意两点： a．__________________________________________； b．__________________________________________。 ②硝态氮肥 硝态氮肥包括______________等。 NO不易被以带_______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。 硝态氮肥在______________的情况下，硝酸根经微生物作用可还原成气体（NO、N2O 、N2）逸出，这种反硝化作用导致硝态氮肥的损失。 ③尿素 化学式为_______，是一种_______色晶体，是固态氮肥含氮量_______的一种氮肥。 工业上用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素，反应方程式为：____________________________。 尿素是一种_______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______________，缓慢释放_______被作物吸收利用。 (2)合理使用氮肥 ①长期使用化肥的土壤容易_______、_______。 ②部分肥料随着雨水流入河流和湖泊，水中的肥料会使细菌、藻类迅速生长，并消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量减少，许多水生生物随之死亡、腐烂，水质下降。 3．氮氧化物的无害化处理 (1)氮氧化物的来源 氮氧化物（NOx）主要包括______________。______________、______________和______________是氮氧化物的主要来源。 (2)氮氧化物的危害 ①形成酸雨 NO2形成酸雨的过程为_____________________（用化学方程式表示）。 ②光化学烟雾 在日光照射下，NO2使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物在______ ________发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。 (3)预防和控制氮氧化物的污染 ①减少化石燃料使用并进行脱硝处理，积极寻找替代能源。 ②合理处理工业废气，减少有害气体排放。 ③减少汽车尾气危害的措施 a．以______________代替汽油； b．安装汽车尾气净化装置，将NOx转化为中性、无污染的_______； c．使用______________或______________电池作为动力的新型环保汽车。汽车尾气净化装置里含Pd的金属催化剂，反应方程式为：____________________________。 d．使用液化天然气或高效燃料电池作为动力的新型环保汽车等方法，减少汽车尾气的排放。 · 易错点01 氮气和氮氧化物 (1)氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮化合物的过程，为氧化还原反应。 (2)氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下也能与氢气、氧气等反应。 (3)氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2反应)，又有还原性(与O2反应)。 【判断对错】 (1)氮元素有多种化合价，其最高正价为＋5价(　 　) (2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(　 　) (3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　 　) (4)N2和O2在放电条件下会生成NO2(　 　) (5)N2中N元素的化合价为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性(　 　) (6)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2用向上排空气法(　√　) (7)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物(　 　) (8)N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO，不能生成NO2(　 　) (9)NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体，它们都是大气污染物(　 　) (10)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和Br2(　 　) · 易错点02 硝酸 (1)硝酸与金属反应时，一般既表现强氧化性，又表现酸性（生成盐），参加反应的硝酸部分被还原，还有一部分仍以NO形式存在。 (2)浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO2和NO的混合物。 (3)硝酸的还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 (4)浓硝酸与C在加热条件下反应，硝酸表现为强氧化性，由于稀硝酸不与C反应，反应后仍有过量稀硝酸。如：C＋4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋CO2↑。 (5)金属与硝酸反应一般不生成H2，浓硝酸一般先被还原为NO2，浓度变稀后稀硝酸一般被还原为NO气体，红棕色逐渐变淡。 (6)低价金属氧化物或盐与硝酸发生氧化还原反应，如FeO与稀硝酸反应3FeO＋10HNO3(稀)=== 3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O，而不是发生复分解反应生成Fe(NO3)2。 (7)酸性溶液中含有NO或向含有NO的硝酸盐溶液中加入酸，溶液中(H＋＋NO相当于HNO3)具有强氧化性，能够氧化强还原性离子Fe2＋、I－、S2－、SO等而不能大量共存。 (8)硝酸与铁反应时，产物符合以下规律： Fe过量 Fe不足 Fe与HNO3两者恰好完全反应 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2或Fe(NO3)3或两者混合物 温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强；与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 【判断对错】 (1)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(　　) (2)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性(　　) (3)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应(　　) (4)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体(　　) (5)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应(　　) · 易错点03 氨气的性质和氨气的实验室制法 (1)因为NH3为碱性气体，且能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3，所以不能用浓硫酸、无水氯化钙、P2O5等代替碱石灰干燥NH3。 (2)收集NH3时，试管口处的干燥棉花可减缓NH3与空气的对流。 【判断对错】 (1)氨气是碱性气体，因此可用作制冷剂(　　) (2)氨水呈碱性，是因为NH3溶于水发生反应：NH3＋H2ONH＋OH－(　　) (3)NH3中N元素为－3价，故NH3在氧化还原反应中只能作还原剂，不能作氧化剂(　　) (4)蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，会在中间产生大量的白烟(　　) · 易错点04 铵盐的的性质、含氮化合物的合理使用 · 【判断对错】 (1)加热盛有NH4Cl的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华(　　) (2)NH4Cl受热分解，所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl(　　) (3)某同学根据铵盐受热分解的性质，认为可以采用加热NH4Cl的方法来制取氨(　　) (4)由于氨极易溶于水，所以多余的氨可以用导管直接插入水中进行吸收(　　) (5)草木灰含钾元素和铵态氮肥混用效果更好(　　) (6)目前广泛使用的肥料有尿素、复合化肥(　　) (7)尿素是目前固态氮肥中含氮量最高的一种化肥(　　) (8)汽车尾气中的氮氧化物和碳氢化合物是造成光化学烟雾的元凶(　　) (9)“温室效应”加剧所带来的环境问题是形成光化学烟雾(　　) (10)严格控制汽车尾气的排放，可有效减少氮氧化物对大气的污染(　　) · · 方法1 NO、NO2溶于水的计算 由于NO2与H2O反应会生成HNO3和NO，NO又可与O2反应生成NO2，因此适量的氧气可使NO或NO2恰好完全溶于水。 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　① 2NO＋O2===2NO2　② ①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3， ①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。 · 方法2 氨气的性质及应用 氨气的性质及应用 (1)氨与水的反应 ①氨与水的反应： 氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O部分电离为NH和OH－。 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ ②氨水的成分和性质： 氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。 NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨与酸的反应 浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸遇氨会产生白烟，利用这点可以检验浓氨水或氨的存在。 硫酸难挥发，与氨气反应时不能观察到白烟生成。 工业上用氨气与酸反应制取铵盐，铵盐都能溶于水，是使用最广泛的化肥。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式： Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨的还原性 NH3中的氮元素的价态为－3价，因此NH3不仅能被催化氧化生成NO，在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。 ①氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②在纯氧中燃烧：4NH3＋3O22N2＋6H2O。 · 方法3 喷泉实验的原理及应用 (1)实验原理 烧瓶内外产生压强差，当烧瓶内压强明显小于外界压强时就会产生喷泉实验。 喷泉实验能否成功的关键因素： ①盛气体的烧瓶必须干燥； ②气体要充满烧瓶； ③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)； ④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。 (2)常见喷泉的形成主要有以下两类： ①极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。 ②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。 · 方法4 氨气的实验室制法 (1)氨气的实验室制法 ①原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ②发生装置：固＋固气 ⑥NH3的干燥：碱石灰，不能用P2O5、浓H2SO4、CaCl2干燥。 ④验满： a．湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若试纸变蓝，说明已经收集满。 b．蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 ⑤收集方法：向下排空气法 ⑥尾气处理： 多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气。多余气体进行尾气吸收防止倒吸，常采用下列装置和措施。 (2)实验室快速制取氨气的方法 方法 化学方程式(或原理) 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的放出 浓氨水＋固体CaO NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)2 CaO的作用：①吸水；②吸水后放热促进NH3的放出；③增加溶液中OH－浓度，减少NH3的溶解 · 方法5 硝酸与金属反应的相关计算 (1)常用的计算方法(以Cu与硝酸反应为例) Cu＋HNO3―→Cu(NO3)2＋NO＋NO2＋H2O ①原子守恒 氮原子守恒：n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO)＋n(NO2)。 ②电子守恒 铜失电子生成Cu2＋，HNO3中氮原子得电子生成NO2、NO，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。 ③离子方程式计算 金属与硫酸、硝酸混合酸反应时，由于硝酸中NO在硫酸提供H＋的作用下继续与金属反应，应依据离子方程式计算，即3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (2)常见两种计算 ①硝酸与铜反应 浓硝酸与足量的铜反应，开始浓硝酸被还原为NO2，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO又被还原为NO。 ②稀硝酸与铁反应(铁的常见价态：＋2、＋3) Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O； 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 a．≥4，产物为Fe(NO3)3； b．≤，产物为Fe(NO3)2； c．<<4，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。 · 方法6 常见的环境污染、氮氧化物污染的治理 (1)常见的环境污染 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 (2)氮氧化物污染治理方法 ①汽车尾气“催化转化法” 2CO＋2NO2CO2＋N2 ②氨还原法 6NO＋4NH35N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O ③碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO＋NO2＋2NaOH===NaNO2＋H2O 学科网（北京）股份有限公司8 / 13 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 期中知识清单(苏教版必修第二册 专题6~专题7) 专题6 化学反应与能量变化 思维导图→考点清单（5大考点）→素养提升清单（5大易错点、8大方法） · 考点01 化学反应速率的表示方法 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应的快慢通常用化学反应速率来定量表示。可用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 (2)表达式：v＝或v＝。 其中：Δc为浓度的变化量，一般以mol·L-1为单位，Δn为物质的量的变化量，单位是mol；Δt为时间，单位常用min、s、hr表示。 (3)常用单位：mol·L-1·min-1、mol·L-1·s-1。 (4)化学反应速率的意义 ①在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。 ②对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 2．有关化学反应速率的简单计算 (1)计算依据：v＝或v＝ (2)用“三段式”进行化学反应速率的计算 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为B的转化浓度，则： 　　　　　　 mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g) 起始浓度/mol·L－1　 a　　　　b 　　 0　　　0 转化浓度/mol·L－1 mx nx px qx 某时刻浓度/mol·L－1 a－mx b－nx px qx · 考点02 化学反应速率的影响因素 1．自身性质——内因 决定化学反应速率的主要原因是反应物自身的性质。例如：形状和大小相同的Mg、Zn分别与等浓度的盐酸反应时，Mg反应更剧烈，因为镁的活泼性强于锌。 2．影响化学反应速率的外界因素 其他条件不变，只改变一个条件： ①反应物的浓度越大，反应速率越大。 ②对于有气体参加的反应，反应体系的压强越大，反应速率越大。 ③反应的温度越高，反应速率越大。 ④使用适当的催化剂能显著地增大化学反应速率。 ⑤增大固体反应物的接触面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。 ⑥反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。 ⑦光照等条件对一些化学反应的速率也有一定影响。 3．调控化学反应速率的方法——控制变量法 (1)变量控制法 将多个因素问题拆解为多个单因素问题分别开展研究，再进行综合分析，得出最后结论，这种方法称为变量控制法。 (2)调控化学反应速率的方法 在分析影响H2O2分解反应速率的因素的实验中，影响反应速率（因变量）的因素有催化剂、温度、浓度等。 探究催化剂对H2O2分解反应速率的影响，自变量是催化剂；探究温度对H2O2分解反应速率的影响，自变量是温度；探究浓度对H2O2分解反应速率的影响，自变量是浓度。 · 考点03 化学反应的限度 1．可逆反应和化学反应的限度 (1)可逆反应 ①概念：在同一条件下，既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的化学反应。 ②特征： a．正反应和逆反应同时进行。 b．反应物和生成物同时存在。 c．反应没有完全进行到底。 ③表示：在可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“===”号。 (2)化学反应的限度 可逆反应中，反应物不能完全转化为生成物，有一定的限度。 2．化学平衡状态 (1)概念：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。 (2)特征： ①逆：只有可逆反应才能在一定条件下建立化学平衡状态。 ②等：反应达到平衡时，v正=v逆。 ③动：化学平衡状态是一种动态平衡。达到平衡状态时，正反应和逆反应都依然在进行。 ④定：达到平衡状态时，反应混合物的组成保持不变。 ⑤变：当反应条件发生改变时，原有的平衡状态打破，一段时间后反应会达到新的平衡状态。 · 考点04 化学反应中的热 1．放热反应和吸热反应 (1)概念：把放出热的化学反应称为放热反应，把吸收热的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 ①常见的放热反应 a．所有的燃烧反应：剧烈的发光、发热的化学反应。如：木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 b．酸碱中和反应：H＋＋OH－===H2O。 c．大多数的化合反应，例外：C＋CO22CO(吸热反应)。 d．铝热反应：如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。 e．活泼金属与酸或H2O放出氢气的反应：如Mg＋2H＋===Mg2++H2↑。 f．物质的缓慢氧化。 ②常见的吸热反应 a．铵盐与碱的反应：如2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。 b．大多数的分解反应：如NH4ClNH3↑＋HCl↑。 c．CO2+C2CO、C+H2OCO+H2（制取水煤气）； d．以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如CO＋CuOCu＋CO2。 e．需要持续加热的反应。 2．热化学方程式 (1)概念：定量表示一个特定的化学反应中吸收或放出热的化学方程式。 (2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 (3)热化学方程式的书写 ①热化学方程式中要标明所有物质的状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。 ②反应放出或吸收的热用ΔH表示，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热 (正号常省略)。 ③ΔH的单位是kJ·mol-1。 ④热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量。 3．化学反应中的能量变化的原因 (1)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系 化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。 图Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放出能量；图Ⅱ中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。 (2)化学反应中能量变化的本质原因 物质发生化学反应时，断开化学键时需要吸收能量，形成化学键时需要放出能量。 化学反应中的能量变化如图所示： ①若E1>E2，表示断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，反应过程吸收能量。 ②若E1<E2，表示断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，反应过程放出能量 (3)利用键能估算化学反应的反应热 ①共价键的键能是指断开气态物质中1mol某种共价键生成气态原子需要吸收的能量，共价键的键能越大，共价键越牢固。 如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)===2H(g)，ΔH＝436.4kJ·mol－1。 ②利用键能估算化学反应的反应热 ΔH＝反应物断开化学键吸收的总能量—生成物形成化学键放出的总能量 4．燃料燃烧释放的能量 (1)燃料的热值 (1)热值是指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。热值的单位是kJ·g-1。常见的燃料中，热值最大的是氢气，其次是天然气，较小的是石油、煤炭。 (2)化石燃料燃烧对环境的影响 ①煤等化石燃料燃烧常伴随着大量烟尘、CO、SO2、氮氧化物(NOx)等有害物质的排放。 ②SO2、氮氧化物(NOx)能导致酸雨。 ③燃料燃烧过程中，一般只有1/3可以实现有效转化，其他部分则转化为废气排出或损耗掉，燃料使用效率不高。 (3)解决化石燃料对环境影响的方法 ①减少作为燃料的煤和石油的开采。 ②利用化学方法将化石燃料转化为清洁燃料。 ③开发优质的新能源，氢能、水能、太阳能、风能等都是更清洁、更高效的能源。 · 考点05 化学能与电能的转化 1．原电池的工作原理 (1)原电池的概念 将化学能转化成电能的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应是氧化还原反应。 (2)工作原理：以Zn－H2SO4－Cu原电池为例 电极材料 锌 铜 电极名称 负极 正极 电极反应 Zn－2e－=Zn2＋ 2H＋＋2e－=H2↑ 反应类型 氧化反应 还原反应 外电路电子流向 由锌片（负极）沿导线流向铜片（正极） 内电路离子移向 溶液中H+向正极移动，在铜片上被还原为H2；溶液中SO向负极移动。 原电池总反应 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (3)能量转化过程： 原电池在工作时，负极失去电子，电子通过导线流向正极，溶液中氧化性物质得到此电子，发生还原反应，这样氧化反应和还原反应不断发生，负极不断地失电子，失去的电子不断地通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中不断有电子流产生，也就形成了电流，化学能转变为电能。 (4)原电池的形成条件 ①两个活动性不同的电极。 ②电解质溶液。 ③电极、导线和电解质溶液形成闭合回路。 ④自发进行的氧化还原反应。 2．原电池原理的应用 (1)加快氧化还原反应速率 如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成原电池，加快了反应，使产生H2的速率加快。 (2)比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。 例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。 (3)设计原电池 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 例如，利用Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为： 负极(Cu)：Cu－2e－=== Cu2＋(氧化反应) 正极(C)：2Ag＋＋2e－=== 2Ag(还原反应) (4)钢铁的电化学腐蚀原理 ①电解质溶液： 在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量H+、OH-和O2等。 ②电极： 钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的原电池，其中，负极为Fe，正极为碳。 ③电极反应式： ①负极Fe-2e-===Fe2+，②正极O2+2H2O+4e-===4OH-。 (4)铁锈的形成： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 ②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 ③Fe(OH)3脱水：铁锈主要成分Fe2O3·xH2O。 3．化学电源 (1)化学电源 ①利用原电池原理，将化学能直接转化为电能。化学电源的能量转化率比燃料燃烧高得多。 ②化学电源有一次电池、二次电池和燃料电池等。一次电池用过之后不能复原，二次电池充电后能继续使用。 (2)一次电池(干电池)——锌锰干电池 电池反应 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 构造示意图　 工作原理 负极 锌筒 Zn－2e－===Zn2＋ 锌被氧化，逐渐消耗 正极 石墨棒 MnO2被还原 电解质 氯化铵 (3)二次电池(充电电池) ①铅蓄电池：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，常用于机动车辆。 负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。 ②镍氢电池：NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O。 负极材料是贮氢合金(常用MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢)，正极材料是泡沫氧化镍，电解质溶液是氢氧化钾溶液。 ③银锌纽扣电池Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag。 锌作负极，Ag2O作正极，电解质溶液为氢氧化钾溶液。 ④锂离子电池是笔记本电脑、手机等数码产品中使用最为广泛的电池。 (4)燃料电池 ①燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。 ②氢氧燃料电池： 在负极上发生氧化反应的是H2，在正极上发生还原反应的是O2，产物是H2O。 以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下： 负极：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O (氧化反应)； 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)； 电池反应：2H2＋O2===2H2O。 4．电能转化为化学能——电解 (1)电解池的概念：将电能转化为化学能的装置。通常条件下无法自发进行的化学反应可通过电解的方法实现。 (2)电解在物质制备中的应用 ①电解水制氢气和氧气 化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。 ②电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 ③电解制取金属 a．电解熔融的氧化铝制备铝 阴极反应式：Al3＋＋3e－===Al； 阳极反应式：2O2－－4e－===O2↑； 总反应式：2Al2O34Al＋3O2↑。 b．电解制备其他活泼金属 · 易错点01 化学反应速率的表示方法 (1)Δt表示某一时间段，故化学反应速率是平均速率，而非瞬时速率。 (2)表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示反应速率，其数值可能不同。例如，化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时写成v(H2)。 (3)对于有固体或纯液体参加的反应，由于固体或纯液体的浓度为一常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率。 (4)在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。 (5)对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 对于反应aA＋bB=cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d。 【判断对错】 (1)对有固体参加的化学反应，可用单位时间内固体浓度的改变量表示化学反应速率(　×　) (2)化学反应速率的单位通常为mol·L－1或mol·min－1(　×　) (3)化学反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率(　×　) (4)化学反应速率越大，反应现象越明显(　×　) · 易错点02 影响化学反应速率的因素 (1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。 (2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。 (3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。 (4)压强改变的常见方式 ①恒温恒容：充入稀有气体→容器压强增大→各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。 ②恒温恒压：充入稀有气体→容器体积增大→各反应物的浓度减小→化学反应速率减小。 ③恒温：缩小容器体积→容器压强增大→反应物浓度增大→化学反应速率增大。 ④恒温恒容：充入一种反应物→增大反应物浓度→化学反应速率增大。 【判断对错】 (1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小(　√　) (2)对一定条件下C(s)＋O2(g)CO2(g)的反应，增加C的量，该反应的化学反应速率加快(　×　) (3)实验室制O2和Cl2时，都用到MnO2固体，MnO2作用相同(　×　) (4)改变压强，化学反应速率必然改变(　×　) (5)用铁和稀硫酸反应制氢气时，换成浓硫酸产生H2的速率加快(　×　) · 易错点03 可逆反应的特征和化学平衡状态 (1)化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。 (2)不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应的限度不同。 【判断对错】 (1)2H2＋O22H2O与2H2O2H2↑＋O2↑互为可逆反应(　×　) (2)SO2和O2的反应可写为2SO2＋O22SO3(　×　) (3)既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应(　×　) (4)化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等(　√　) (4)一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应在此条件下所能达到的最大限度(　√　) (5)可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应都停止(　×　) (6)化学反应的限度可以通过外界条件而改变(　√　) (7)若将1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中充分反应，最终生成2 mol NH3(　×　) · 易错点04 放热反应和吸热反应 (1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应在常温下就能发生。 (2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 【判断对错】 (1)硝酸铵固体溶于水，溶液的温度降低，该变化为吸热反应(　×　) (2)氢气燃烧，NaOH固体溶于水，都放出热量，这些变化都为放热反应(　×　) (3)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能(　×　) (4)吸热反应需要加热才能进行，放热反应都不需要加热就可以进行(　×　) (5)火药爆炸时所释放的能量包括热、光、声、机械能等多种能量形式(　√　) (6)书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可(　×　) (7)表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式(　√　) (8)氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ(　×　) (9)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化(　√　) (10)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收热量(　×　) (11)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热(　×　) (12)放热反应为“贮存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程(　×　) (13)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量(　×　) · 易错点05 原电池的工作原理 原电池中“电子不下水，离子不上岸”，即电子只能沿导线移动，离子只能在溶液中移动。 【判断对错】 (1)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池(　×　) (2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流计指针发生偏转(　×　) (3)在铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌(　×　) (4)原电池中阳离子向正极移动(　√　) (5)原电池中的两电极一定都是金属(　×　) (6)钢铁在干燥的空气中不易生锈，在潮湿的空气中容易生锈(　√　) (7)钢铁腐蚀过程中杂质碳被氧化(　×　) (8)钢铁电化学腐蚀负极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－(　×　) (9)纯铁比生铁更容易被腐蚀(　×　) · 方法1 化学反应速率的计算和比较 1．化学反应速率的计算方法 (1)根据定义式计算 v(A)＝。已知任意两个量，可求第三个量。 (2)化学计量数转换法 对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比。 例如：对于反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。 (3)利用“三段式”计算 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为B的转化浓度，则： 　　　　　　 mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g) 起始浓度/mol·L－1　 a　　　　b 　　 0　　　0 转化浓度/mol·L－1 mx nx px qx 某时刻浓度/mol·L－1 a－mx b－nx px qx 2．化学反应速率的比较方法 (1)将不同物质表示的速率换算成同一物质表示的反应速率，再进行比较。 (2)用不同物质表示的反应速率进行比较：反应速率与对应物质的化学计量数之比越大，它的反应速率越大。如反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，可以通过比较不同情况下、、、的相对大小，该比值越大，化学反应速率越大。 (3)单位要一致。 · 方法2 热化学方程式的书写方法 正确书写热化学方程式，除了遵循书写化学方程式的要求外，还要注意以下几点： (1)需注明ΔH的符号和单位 若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(“＋”常省略)。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 (2)需注明物质的聚集状态 反应物和生成物的状态不同，反应热ΔH不同，因此，必须注明物质的聚集状态。气、液、固、溶液分别注“g”、“l”、“s”、“aq”。热化学方程式中，可以不标明反应条件。 (3)需注意ΔH的数值与化学计量数相对应 由于ΔH与反应已完成的各物质的物质的量有关，所以热化学方程式中的化学计量数与ΔH的值相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也加倍。例如： CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH ＝－890 kJ·mol－1 CH4(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·mol－1 (4)热化学方程式中各物质的化学计量数可以是整数，也可以是分数，但必须是最简整数或最简分数。 (5)需注意可逆反应的ΔH含义 不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。 例如：N2 (g) ＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ。 · 方法3 “极端假设法”确定可逆反应各物质的浓度范围 可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，注意一些量的守恒关系，从而确定它们的浓度范围。 例如，在密闭容器中进行反应X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能的情况分析： 假设反应正向进行到底： 假设反应逆向进行到底： 平衡体系中各物质的浓度范围为0＜X2＜0.2，0.2＜Y2＜0.4，0＜Z＜0.4。 · 方法4 化学平衡状态的判断方法 (1)直接依据——根据速率关系 ①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。 ②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，如aA＋bBcC＋dD，＝。 即— (2)间接依据——根据各组分的量 首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。 即— (3)不能判断反应达到平衡状态的几种情况 ①反应中各组分的物质的量的变化量之比(或分子个数比)等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比的状态。 ②恒温恒容下Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的压强、总物质的量不随时间改变而改变的状态。 ③全是气体参加且Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的平均相对分子质量不随时间的改变而改变的状态。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变的状态。 · 方法5 化学反应速率和平衡图像分析方法 (1)简单的速率图像及应用 (2)化学反应速率和反应限度的图像综合分析 图像分析关注以下几点： ①坐标 各坐标轴代表的意义：浓度、物质的量、气体体积、速率、时间等。 ②曲线趋势 随着横坐标数据的增大，纵坐标如何变化，为什么会出现这样的变化，分清正、逆反应，理解曲线斜率大小的意义。 ③关键节点 常见于有关数据的点、交点等，如坐标轴的交点、曲线的交叉点、极值点、转折点、标有数据的点等。 · 方法6 化学反应能量变化的原因分析方法 正确理解反应热与物质能量和键能的关系 (1)从物质能量的角度 确定的化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。 若反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应； 若反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应。 如下图所示： (2)从化学键变化的角度 反应热取决于断开反应物中的化学键所吸收总能量和形成生成物中的化学键所放出总能量的相对大小，与反应的条件没有关系。 其中化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量。 ΔH＝断开反应物化学键所吸收的能量－形成生成物化学键所释放的能量。 若ΔH>0，则为吸热反应，若ΔH<0，则为放热反应。 · 方法7 原电池的判断和分析方法 (1)原电池的工作原理 (2)判断原电池的方法 一看本质：原电池反应是自发进行的氧化还原反应。 二看电极：具有两个活泼性不同的电极(燃料电池的电极一般都是惰性电极)。 三看溶液：电解质溶液(一般负极材料与电解质溶液反应)。 四看回路：电极、电解质溶液构成闭合回路。 (3)原电池正、负极的判断方法 (4)原电池反应的分析方法 原电池的分析一般采取以下步骤： ①确定装置中发生的氧化还原反应，并写出化学方程式。如果有多个反应发生，则选择最容易进行的那个反应为电池反应。 ②将化学方程式改写成离子方程式。 ③分析氧化还原反应的电子得失数目，并改写成电极反应式。 (5)设计原电池的具体方法 ①将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应：氧化反应和还原反应。 ②选择电极材料和电解质溶液：要结合原电池的电极反应特点和两个半反应选择。 a．电极材料的选择：一般选择较活泼的金属作负极，较不活泼金属或非金属导体作正极。负极一般能与电解质溶液或电解质溶液中溶解的物质反应。 b．电解质溶液的选择：电解质溶液一般能与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的物质能与负极发生反应。 c．按要求画出原电池装置图，作必要的标注，注意形成闭合回路。 · 方法8 原电池电极反应式的书写方法 (1)原电池电极反应式书写要点 ①正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。 ②确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。 ③在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。 (2)电极反应式的书写方法 ①负极反应式的书写 先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。 ②正极反应式的书写 a．首先判断在正极发生反应的物质 当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒； 当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。 b．再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。 专题7 氮与社会可持续发展 思维导图→考点清单（4大考点）→素养提升清单（4大易错点、6大方法） · 考点01 氮的固定 氮的氧化物 1．氮分子的结构和氮气的性质 (1)氮元素的存在 既有游离态，也有化合态，大部分氮元素以游离态的氮气分子形式存在于空气中。 (2)氮分子的结构 氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成，氮气分子存在氮氮三键。 氮气分子的电子式为，结构式为N≡N。 (3)氮气的化学性质 氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生反应。 ①在放电或高温条件下，氮气可与氧气化合，化学方程式为N2＋O22NO。 ②镁能在氮气中燃烧，化学方程式为3Mg＋N2Mg3N2。 ③氮气能与氢气反应，化学方程式为N2＋3H22NH3。该反应是工业合成氨的反应原理。 2．氮的固定 将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氮的固定。氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。 (1)自然固氮 ①生物固氮：自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的根瘤菌）将氮气通过化学过程转化为含氮化合物。 豆科植物的根瘤菌能将空气中的游离态氮转化为化合物形态的氨（或铵态氮肥）。 ②高能固氮：通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物。 ③“雷雨发庄稼”涉及的反应过程： N2NONO2HNO3硝酸盐 化学方程式为： N2＋O22NO、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO (2)人工固氮——合成氨 ①在高温、高压和催化剂条件下，以氮气和氢气为原料合成氨，其热化学方程式为 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 ②合成氨的原料是氮气和氢气，该反应放出大量的热，工业上用来预热原料气，合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为20%左右，分离出氨后，将未反应的氮气和氢气送回合成塔循环使用。 (3)自然界的氮循环 为了促进氮的良性循环，要注意维护生态平衡，保护森林、植树绿化、增强生态系统对有害物质的吸收能力，不能过度使用含氮化肥以免污染土壤和水体；控制化石燃料燃烧排放的氮氧化物进入大气。 3．氮的氧化物 (1)一氧化氮 一氧化氮是一种无色、无味、有毒的气体，微溶于水。 NO易被空气氧化，化学方程式为2NO＋O2===2NO2，实验室收集NO时，应该用排水法。 (2)二氧化氮 二氧化氮是一种红棕色，有刺激性气味的有毒气体，能与水反应。 NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，实验室收集NO2时，应该用向上排空气法。 (3)氮氧化物的应用 大气中的NO和NO2达到一定浓度时会对人体造成伤害，能引发上呼吸道及肺部疾病。 人体中极少量的NO有助于促进血关扩张，防止血管栓塞。 二氧化氮在火箭燃料中用作氧化剂，在工业上可用来制造硝酸。 · 考点02 氨气 1．氨气的实验室制法 (1)反应原理 加热固态铵盐和碱的混合物，一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，反应的方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)实验装置 ①制取装置：如图所示 ②收集：向下排空气法。 ③验满方法： a．用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色； b．将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生。 (3)尾气处理 收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，作用是： ①防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度； ②吸收多余的氨气，防止污染空气。 (4)实验室快速制取氨气的方法 ①氨水直接加热 浓氨水加热，氨气在水中的溶解度下降，同时NH3·H2O受热分解，产生氨气。 反应方程式为：NH3·H2ONH3↑＋H2O ②向浓氨水中加NaOH或CaO或碱石灰，NaOH等具有吸水性，使氨气从氨水中挥发出来。 2．氨气的性质 (1)氨气的物理性质 氨气是无色、有刺激性气味、密度比空气小，极易溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解700体积的氨气，氨易被液化。 液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，因此液态氨在工业上常作制冷剂。 (2)氨气的化学性质 ①氨与水的反应 a．氨气溶于水形成的溶液称为氨水，氨分子大部分与水结合生成NH3·H2O，NH3·H2O部分电离成铵根离子和氢氧根根离子，因此氨水显弱碱性。 化学方程式为：NH3＋H2ONH3·H2ONH+OH-。 b．检验氨气的方法是用湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）检验，试纸变蓝色。 c．NH3·H2O是一种一元弱碱，不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 ②氨与酸的反应 a．与浓盐酸反应： 浓盐酸与浓氨水反应，有大量白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 用于NH3与挥发性酸的互相检验。 化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 b．与硫酸反应： 化学方程式：2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4。 ③与盐溶液的反应 过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ④NH3的还原性——氨的催化氧化 NH3中的氮元素的价态为－3价，在一定条件下与氧化剂作用时作还原剂，表现为还原性。 在加热和催化剂作用下，氨气与氧气反应生成一氧化氮和水，并放出热。这一反应叫氨的催化氧化，是工业制备硝酸的重要反应之一。 化学方程式为：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 · 考点03 硝酸 (1)硝酸的物理性质 硝酸是一种无色，易挥发，具有刺激性气味的液体。能与水以任意比互溶。 (2)硝酸的化学性质 ①硝酸是一元强酸，具有酸的通性。 能使紫色的石蕊试液变红、与某些金属氧化物反应、与某些盐反应、与碱反应。但硝酸与金属反应一般不产生H2。 硝酸与CaCO3反应的化学方程式为：CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O。 ②不稳定性 硝酸不稳定，见光或受热易分解，化学方程式为：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 硝酸的保存方法：密封贮存在低温、避光处。 市售硝酸常因溶有少量NO2略显黄色。 ③硝酸的强氧化性 硝酸是一种氧化性很强的酸，能与大多数金属（除Au、Pt等少数金属以外）、许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。 ①HNO3与金属反应 分别写出浓硝酸、稀硝酸分别与Cu的反应方程式： Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②硝酸与非金属的反应 写出C与浓硝酸反应的方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③常温下浓硝酸可以使铝、铁等金属发生钝化。可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。 ④与其他还原性物质反应 分别写出硝酸与Fe2+、SO反应的离子方程式： 3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O 3SO+2H++2NO===3SO+2NO↑+H2O (3)硝酸的用途 硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。 · 考点04 铵盐 含氮化合物的合理使用 1．铵盐的性质 (1)铵盐的物理性质 通常把铵根离子和酸根离子形成的离子化合物称为铵盐 ，它们多为无色、易溶于水的晶体。 (2)铵盐的化学性质 ①不稳定性：铵盐不稳定，受热易分解。 NH4Cl分解的化学方程式为：NH4ClNH3↑+HCl↑ NH4HCO3分解的化学方程式为：NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O ②与碱反应： 铵盐与碱溶液反应的离子方程式： a．在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。 b．加热时或浓溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O。 (3)铵盐的检验方法：向铵盐中加入NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，证明样品中含有NH。 2．常见的氮肥及使用 (1)常见的氮肥 ①铵态氮肥：含NH、NH4HCO3、(NH4)2SO4 铵态氮肥在使用时注意两点： a．低温保存，深施盖土，避免受热； b．不可以跟碱性物质（如草木灰等）混合使用。 ②硝态氮肥 硝态氮肥包括硝酸钠、硝酸钙等。 NO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。 硝态氮肥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，这种反硝化作用导致硝态氮肥的损失。 ③尿素 化学式为CO(NH2)2，是一种白色晶体，是固态氮肥含氮量最高的一种氮肥。 工业上用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素，反应方程式为：CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。 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。 (2)合理使用氮肥 ①长期使用化肥的土壤容易酸化、板结。 ②部分肥料随着雨水流入河流和湖泊，水中的肥料会使细菌、藻类迅速生长，并消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量减少，许多水生生物随之死亡、腐烂，水质下降。 3．氮氧化物的无害化处理 (1)氮氧化物的来源 氮氧化物（NOx）主要包括NO和NO2。化石燃料的燃烧、硝酸生产和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。 (2)氮氧化物的危害 ①形成酸雨 NO2形成酸雨的过程为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO（用化学方程式表示）。 ②光化学烟雾 在日光照射下，NO2使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物在紫外线照射下发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。 (3)预防和控制氮氧化物的污染 ①减少化石燃料使用并进行脱硝处理，积极寻找替代能源。 ②合理处理工业废气，减少有害气体排放。 ③减少汽车尾气危害的措施 a．以甲醇、液化气代替汽油； b．安装汽车尾气净化装置，将NOx转化为中性、无污染的氮气； c．使用液化天然气或高效燃料电池作为动力的新型环保汽车。汽车尾气净化装置里含Pd的金属催化剂，反应方程式为：2CO＋2NO2CO2＋N2。 d．使用液化天然气或高效燃料电池作为动力的新型环保汽车等方法，减少汽车尾气的排放。 · 易错点01 氮气和氮氧化物 (1)氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮化合物的过程，为氧化还原反应。 (2)氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下也能与氢气、氧气等反应。 (3)氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2反应)，又有还原性(与O2反应)。 【判断对错】 (1)氮元素有多种化合价，其最高正价为＋5价(　√　) (2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(　×　) (3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　√　) (4)N2和O2在放电条件下会生成NO2(　×　) (5)N2中N元素的化合价为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性(　√　) (6)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2用向上排空气法(　√　) (7)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物(　×　) (8)N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO，不能生成NO2(　√　) (9)NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体，它们都是大气污染物(　×　) (10)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和Br2(　×　) · 易错点02 硝酸 (1)硝酸与金属反应时，一般既表现强氧化性，又表现酸性（生成盐），参加反应的硝酸部分被还原，还有一部分仍以NO形式存在。 (2)浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO2和NO的混合物。 (3)硝酸的还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 (4)浓硝酸与C在加热条件下反应，硝酸表现为强氧化性，由于稀硝酸不与C反应，反应后仍有过量稀硝酸。如：C＋4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋CO2↑。 (5)金属与硝酸反应一般不生成H2，浓硝酸一般先被还原为NO2，浓度变稀后稀硝酸一般被还原为NO气体，红棕色逐渐变淡。 (6)低价金属氧化物或盐与硝酸发生氧化还原反应，如FeO与稀硝酸反应3FeO＋10HNO3(稀)=== 3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O，而不是发生复分解反应生成Fe(NO3)2。 (7)酸性溶液中含有NO或向含有NO的硝酸盐溶液中加入酸，溶液中(H＋＋NO相当于HNO3)具有强氧化性，能够氧化强还原性离子Fe2＋、I－、S2－、SO等而不能大量共存。 (8)硝酸与铁反应时，产物符合以下规律： Fe过量 Fe不足 Fe与HNO3两者恰好完全反应 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2或Fe(NO3)3或两者混合物 温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强；与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 【判断对错】 (1)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(　　) (2)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性(　　) (3)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应(　　) (4)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体(　　) (5)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× · 易错点03 氨气的性质和氨气的实验室制法 (1)因为NH3为碱性气体，且能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3，所以不能用浓硫酸、无水氯化钙、P2O5等代替碱石灰干燥NH3。 (2)收集NH3时，试管口处的干燥棉花可减缓NH3与空气的对流。 【判断对错】 (1)氨气是碱性气体，因此可用作制冷剂(　　) (2)氨水呈碱性，是因为NH3溶于水发生反应：NH3＋H2ONH＋OH－(　　) (3)NH3中N元素为－3价，故NH3在氧化还原反应中只能作还原剂，不能作氧化剂(　　) (4)蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，会在中间产生大量的白烟(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× · 易错点04 铵盐的的性质、含氮化合物的合理使用 · 【判断对错】 (1)加热盛有NH4Cl的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华(　　) (2)NH4Cl受热分解，所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl(　　) (3)某同学根据铵盐受热分解的性质，认为可以采用加热NH4Cl的方法来制取氨(　　) (4)由于氨极易溶于水，所以多余的氨可以用导管直接插入水中进行吸收(　　) (5)草木灰含钾元素和铵态氮肥混用效果更好(　　) (6)目前广泛使用的肥料有尿素、复合化肥(　　) (7)尿素是目前固态氮肥中含氮量最高的一种化肥(　　) (8)汽车尾气中的氮氧化物和碳氢化合物是造成光化学烟雾的元凶(　　) (9)“温室效应”加剧所带来的环境问题是形成光化学烟雾(　　) (10)严格控制汽车尾气的排放，可有效减少氮氧化物对大气的污染(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)× (5)×　(6)√　(7)√　(8)√　(9)× (10)√ · · 方法1 NO、NO2溶于水的计算 由于NO2与H2O反应会生成HNO3和NO，NO又可与O2反应生成NO2，因此适量的氧气可使NO或NO2恰好完全溶于水。 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　① 2NO＋O2===2NO2　② ①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3， ①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。 · 方法2 氨气的性质及应用 氨气的性质及应用 (1)氨与水的反应 ①氨与水的反应： 氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O部分电离为NH和OH－。 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ ②氨水的成分和性质： 氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。 NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨与酸的反应 浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸遇氨会产生白烟，利用这点可以检验浓氨水或氨的存在。 硫酸难挥发，与氨气反应时不能观察到白烟生成。 工业上用氨气与酸反应制取铵盐，铵盐都能溶于水，是使用最广泛的化肥。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式： Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨的还原性 NH3中的氮元素的价态为－3价，因此NH3不仅能被催化氧化生成NO，在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。 ①氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②在纯氧中燃烧：4NH3＋3O22N2＋6H2O。 · 方法3 喷泉实验的原理及应用 (1)实验原理 烧瓶内外产生压强差，当烧瓶内压强明显小于外界压强时就会产生喷泉实验。 喷泉实验能否成功的关键因素： ①盛气体的烧瓶必须干燥； ②气体要充满烧瓶； ③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)； ④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。 (2)常见喷泉的形成主要有以下两类： ①极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。 ②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。 · 方法4 氨气的实验室制法 (1)氨气的实验室制法 ①原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ②发生装置：固＋固气 ⑥NH3的干燥：碱石灰，不能用P2O5、浓H2SO4、CaCl2干燥。 ④验满： a．湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若试纸变蓝，说明已经收集满。 b．蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 ⑤收集方法：向下排空气法 ⑥尾气处理： 多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气。多余气体进行尾气吸收防止倒吸，常采用下列装置和措施。 (2)实验室快速制取氨气的方法 方法 化学方程式(或原理) 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的放出 浓氨水＋固体CaO NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)2 CaO的作用：①吸水；②吸水后放热促进NH3的放出；③增加溶液中OH－浓度，减少NH3的溶解 · 方法5 硝酸与金属反应的相关计算 (1)常用的计算方法(以Cu与硝酸反应为例) Cu＋HNO3―→Cu(NO3)2＋NO＋NO2＋H2O ①原子守恒 氮原子守恒：n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO)＋n(NO2)。 ②电子守恒 铜失电子生成Cu2＋，HNO3中氮原子得电子生成NO2、NO，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。 ③离子方程式计算 金属与硫酸、硝酸混合酸反应时，由于硝酸中NO在硫酸提供H＋的作用下继续与金属反应，应依据离子方程式计算，即3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (2)常见两种计算 ①硝酸与铜反应 浓硝酸与足量的铜反应，开始浓硝酸被还原为NO2，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO又被还原为NO。 ②稀硝酸与铁反应(铁的常见价态：＋2、＋3) Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O； 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 a．≥4，产物为Fe(NO3)3； b．≤，产物为Fe(NO3)2； c．<<4，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。 · 方法6 常见的环境污染、氮氧化物污染的治理 (1)常见的环境污染 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 (2)氮氧化物污染治理方法 ①汽车尾气“催化转化法” 2CO＋2NO2CO2＋N2 ②氨还原法 6NO＋4NH35N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O ③碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO＋NO2＋2NaOH===NaNO2＋H2O 学科网（北京）股份有限公司8 / 13 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $