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1、第 1 页,共 8 页专 题 4 第 二 单 元 生 产 生 活 中 的 含 氮 化 合 物扬州邗江红桥高级中学 严文君扬州邗江教育局教研室 范世燕【学海导航】一、氮气和氮氧化物 1、氮气：无色无味、难溶于水的气体。空气中 78%（体积分数）是氮气。氮分子（N 2）为双原子分子，结构稳定，决定了氮气性质的稳定性，常温下氮气很稳定，很难与其它物质发生反应，因此，生产上常用氮气作保护气。但这种稳定是相对的，在一定条件下（如高温、放电等） ，也能跟某些物质（如氧气、氢气等）发生反应。N2 + O2 2NON2 + 3H2 2NH3 2、固氮作用：游离态氮转变为化合态氮的方法。途径 举例自然固氮 闪电
2、时，N 2 转化为 NO生物固氮 豆科作物根瘤菌将 N2 转化为化合态氮 工业固氮 工业上用 N2 和 H2合成氨气3、氮氧化物（NO 和 NO2）：NO NO2色、态（常温下） 无色气体 红棕色气体气 味 没有气味 刺激性气味毒 性 有 毒 有 毒重要反应 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施硝酸型酸雨的产生及危害造成光化学烟雾的主要因素破坏臭氧层 措施：使用洁净能源，减少氮氧化物的排放；为汽车安装尾气转化装置；处理工厂废气 氮的氧化物是大气污染气体，常用碱液（NaOH 溶液）吸收。二、氮肥的生产和使用1、氨的合成
3、： N 2 + 3H2 2NH3 2、氨气的物理性质：氨气是无色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度是 0.771g.L-1，比空气小。氨易液化，液氨气化时要吸收大量的热，使周围温度急剧下降，所以液氨可作致冷剂。氨极易溶于水，常温常压下，1 体积水中大约可溶解 700 体积的氨气。氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时，溶质应为 NH3 。3、氨的化学性质：（1）氨溶于水时，大部分氨分子和水分子形成一水合氨分子（NH 3H2O） 。一水合氨分子（NH 3H2O）不稳定，受热时分解为氨气和水。NH3 + H2O NH3H2O NH3H2O NH4+ + OH- 氨水显弱碱性。 比较液氨与氨水：名
4、 称 液 氨 氨 水形 成 氨降温加压液 化 氨溶于水物质分类 纯净物 混合物成 分 NH3NH3、NH 3H2O 、H 2O 、 NH4+ 、 OH - 、H + （2）氨具有弱碱性，可以与酸（硫酸、硝酸、盐酸等）反应，生成铵盐。NH3 + H+ = NH4+（3）与氧气反应（具有还原性）氨气在催化剂（如铂等） 、加热的条件下，生成一氧化氮和水，并放出热量。此反应是放热反应，是工业制硝酸的基础。4NH3 + 5O2 催 化 剂 4NO + 6H2O放电 催 化 剂 高 温 高 压 催 化 剂 高 温 高 压 第 2 页,共 8 页4、铵盐：由铵离子和酸根离子构成的盐。如：硫酸铵【（NH 4）
5、 2SO4 ，俗称硫铵，又称肥田粉】，氯化铵【NH 4Cl，俗称氯铵】，硝酸铵【NH 4NO3，俗称硝铵】，碳酸氢铵【NH 4HCO3，俗称碳铵】，它们都是白色、易溶于水的晶体。铵盐属于铵态氮肥。常用氮肥有硝态氮肥和尿素【 CO（NH 2） 2 】 铵盐受热易分解：NH4Cl NH3 + HClNH4HCO3 NH3 + H 2O + CO2铵盐能与碱反应放出氨气：NH4Cl + NaOH NaCl + NH3 + H 2O铵态氮肥，要避免与碱性肥料混合施用。5、实验反思：喷泉实验的实质是什么？氨气为什么可做喷泉实验？是否只有氨气才能做该实验？用氯化铵和氢氧化钙固体混合共热制氨气，应使用什么实
6、验装置？注意哪些问题？三、硝酸：1、硝酸的工业制法：氨催化氧化法原理： 4NH3 + 5O2 催 化 剂 4NO + 6H2O2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 总反应式：NH 3 + 2O2 = HNO3 + H2O2、硝酸的物理性质：纯硝酸为无色有刺激性气味的液体，沸点较低（83） ，易挥发，在空气中遇水蒸气形成硝酸的小液滴而呈白雾状。98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸” ，69%的硝酸溶液称为浓HNO3。浓 HNO3由于 HNO3分解产生的 NO2溶于硝酸中而一般呈黄色。3、硝酸的化学性质：（1）不稳定性：4HNO 3 4NO2 + 2H2O +
7、 光 或 热O2硝酸越浓越易分解，因此浓 HNO3应存放在棕色试剂瓶中。（2）强酸性：具有酸的通性。（3）强氧化性： HNO 3中的+5 价 N 元素处于最高价态，具有很强的氧化性。如：Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2OC + 4HNO3(浓) = CO 2 + 4NO2 + 2H2O钝化作用：常温下, 浓 HNO3使 Fe、Al 钝化。4、氮及其化合物的性质和转化关系：NH4NO3 NH3 HNO3N2 NO NO25、自然界中氮的循环：雷电 细菌分解 遗 体固氮 作用 遗
8、体 【例题解析】【例题 1】(12 分)下图中，A 是一种无色液体，G 是极易溶于水的碱性气体，Y 是胃酸的主要成分，K 是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反应是工业制 X 的主要反应之一。请按要求填空：(1)写出下列物质的化学式：A： ，E： F： ，Y： 。(2)反应的化学方程式为： 。(3)1molB 通过反应得到 1molF，B 中 F 的质量分数为 72%，则 B 的化学式为： 。分析：解题要寻找突破口，如“G 是极易溶于空气中的氮气 硝酸盐氨或铵盐植物动物亚硝酸盐第 3 页,共 8 页水的碱性气体” ，中学阶段只能是 NH3 ， “Y 是胃酸的主要成分” ，推知 Y 是 HCl；反应是以氨
9、为原料制取 X，联想工业制硝酸的原理，可推出 C 是 O2，J 是 NO，A 是 H2O，再推知 D 是H2，E 是 N2，X 是 HNO3，I 是 AgNO3,K 是AgCl，H 是 NO2。反应是：4NH 3+5O2 催 化 剂 4NO+6H2O，反应是：3NO 2 + H2O = 2HNO3 + NO。 （3）中 1molB 通过反应得到 Ag 和 N2，从已知条件出发，B 中 F 的质量分数为 72%，从而推知 F 的化学式为 AgN3 。【答案】(12 分)(1)H 2O N2 Ag HCl (2)4NH3+5O2 催 化 剂 4NO+6H2O (3)AgN3，【例题 2】汽车尾气（
10、含有烃类、CO、SO 2 与NO 等物质）是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器” （用铂、钯合金作催化剂） 。它的特点是使CO 与 NO 反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及 SO2 的转化。（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式 （2） “催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是 （3）控制城市空气污染源的方法可以有 （多选扣分）a 开发氢能源 b 使用电动车 c 植树造林 d 戴上呼吸面具 分析：解此题，一方面应从反应物自身的性质入手，汽车尾气中，CO 具有较强的还原性，NO 具有较强的氧化性，一定条件下，
11、可能发生氧化还原反应；另一方面，应紧扣题意，寻找突破口，由“生成可参与大气生态循环的无毒气体” ，推出生成产物为 CO2 和 N2。 【答案】 （1） 2CO + 2NO 2CO 2 + N2， （2）SO 2转化成 SO3，产生硫酸酸雾。（3） a、b。【例题3】在下图装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出 ,最终几乎充满烧瓶.则a和b分别是 ( ) 分析：此题考查形成喷泉的实验，从而了解形成喷泉的实质，是要形成内外气压差。【答案】 （BD）【例题 4】在 100ml NaOH 溶液中加入 NH4NO3和(NH 4
12、)2SO4的固体混合物，加热充分反应。右图表示加入的混合物质量和产生的气体体积（标准状况）的关系，试计算：（1）NaOH 溶液的物质的量浓度（2）当 NaOH 溶液的体积为 140mL，固体混合物质量是51.6g 时，充分反应后，生成气体的体积为多少升？（3）当 NaOH 溶液体积为 180mL 时，固体混和物的质量为 51.6g 时，充分反应后，生成气体的体积为多少升？解析：（1）由图可见：34.4g 混合物和100mLNaOH 溶液恰好完全反应。n（NaOH）=n（NH 3）= =0.5molc（NaOH）= = = 5.00mol/L （2）V（NaOH）=140mL 完全反应所需固体质
13、量= =48.16g51.6g，故 NaOHmolL/4.210.5lmL14.3mL04.第 4 页,共 8 页过量，固体 51.6g 完全反应, = V（g）=16.8L【答案】：（1）5.00mol/L （2）15.68L （3）16.8L。Lg2.143)(V6.5第 5 页,共 8 页【习题精练】一、选择题：（每小题只有一个选项正确）1、据称 2004 年冬季将是自 1869 年人类有气象观测记录以来的四大暖冬之最。江苏气温预计 较常年偏高 46。这与下列各组中的两种气体在大气中的含量都有关系的是： （ ）ASO 2、CO 2 BNO 2、CO CCO 2、CH 4 DNO、O 3
14、2、美国三位医学教授因发现 X 物质在人体血管系统内具有传送信号的功能而荣获 1998 年度诺贝尔生理学或医学奖。因此 X 物质被誉为“生物信使分子” 。已知 X 是一种奇电子数分子，也是一种污染大气的无色气体，且能使血红蛋白失去携氧能力。则 X 是： （ ）A.CO B.HF C.CO2 D.NO3、起固氮作用的化学反应的是： （ ）A.工业上用氮气和氢气合成氨气B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮C.氨气经催化氧化生成一氧化氮D.由氨气制碳酸氢氨和硫酸氨4、在标准状况下, HCl NH 3 SO 2 NO 2分别充满容积相同的烧瓶做喷泉实验, 都获成功, 则生成溶液物质的量浓度相同的是： ( )A BC D5、在 NO2与水的反应中，水： （ ）A是还原剂 B是氧化剂C既是氧化剂又是还原剂D既不是氧化剂又不是还原剂6、密度为 0.91 gcm-3 的氨水,质量百分比浓度为 25%(即质量分数为 0.25),该氨水用等体积的水稀释后,溶液中溶质的质量分数为 ( )A等于12.5% B.大于12.5%C小于12.5% D.无法确定7、在 NH3、HNO 3、H
