1、第二單元生產生活中的含氮化合物【學海導航】一、氮氣和氮氧化物 1. 氮氣：無色無味、難溶于水的氣體?？諝庵?8%（體積分數）是氮氣。放電 放電 氮分子（N2）為雙原子分子，結構穩定，決定了氮氣性質的穩定性，常溫下氮氣很穩定，很難與其它物質發生反應，因此，生產上常用氮氣作保護氣。但這種穩定是相對的，在一定條件下（如高溫、放電等），也能跟某些物質（如氧氣、氫氣等）發生反應。N2 + O2 2NON2 + 3H2 2NH3 2. 固氮作用：游離態氮轉變為化合態氮的方法。途徑 舉例自然固氮 閃電時，N2 轉化為NO生物固氮 豆科作物根瘤菌將N2 轉化為化合態氮 工業固氮 工業上用N2 和H2合成氨氣3

2、、氮氧化物（NO和NO2）：NONO2色、態（常溫下）無色氣體紅棕色氣體氣 味沒有氣味刺激性氣味毒 性有 毒有 毒重要反應2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO氮氧化物對環境的污染、危害及防治措施硝酸型酸雨的產生及危害造成光化學煙霧的主要因素破壞臭氧層 措施：使用潔凈能源，減少氮氧化物的排放；為汽車安裝尾氣轉化裝置；處理工廠廢氣 氮的氧化物是大氣污染氣體，常用堿液（NaOH溶液）吸收。二、氮肥的生產和使用1、氨的合成： N2 + 3H2 2NH3 2、氨氣的物理性質：-1，比空氣小。氨易液化，液氨氣化時要吸收大量的熱，使周圍溫度急劇下降，所以液氨可作致冷

3、劑。氨極易溶于水，常溫常壓下，1體積水中大約可溶解700體積的氨氣。氨的水溶液稱氨水。計算氨水的濃度時，溶質應為NH3 。3、氨的化學性質：（1）氨溶于水時，大部分氨分子和水分子形成一水合氨分子（NH3·H2O）。一水合氨分子（NH3·H2O）不穩定，受熱時分解為氨氣和水。NH3 + H2O NH3·H2O NH3·H2O NH4+ + OH- 氨水顯弱堿性。 比較液氨與氨水：名 稱液 氨氨 水形 成氨降溫加壓液 化氨溶于水物質分純凈物混合物成 分NH3NH3、NH3·H2O 、H2O 、 NH4+ 、 OH- 、H+ （2）氨具有弱堿性，可以

4、與酸（硫酸、硝酸、鹽酸等）反應，生成銨鹽。 NH3 + H+ = NH4+（3）與氧氣反應（具有還原性） 氨氣在催化劑（如鉑等）、加熱的條件下，生成一氧化氮和水，并放出熱量。此反應是放熱反應，是工業制硝酸的基礎。 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O4、銨鹽：由銨離子和酸根離子構成的鹽。如：硫酸銨【（NH4）2SO4 ，俗稱硫銨，又稱肥田粉】，氯化銨【NH4Cl，俗稱氯銨】，硝酸銨【NH4NO3，俗稱硝銨】，碳酸氫銨【NH4HCO3，俗稱碳銨】，它們都是白色、易溶于水的晶體。銨鹽屬于銨態氮肥。常用氮肥有硝態氮肥和尿素【 CO（NH2）2 】 銨鹽受熱易分解： NH4Cl NH3 + HC

5、l NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2銨鹽能與堿反應放出氨氣： NH4Cl + NaOH NaCl + NH3 + H2O銨態氮肥，要避免與堿性肥料混合施用。5、實驗反思：噴泉實驗的實質是什么？氨氣為什么可做噴泉實驗？是否只有氨氣才能做該實驗？用氯化銨和氫氧化鈣固體混合共熱制氨氣，應使用什么實驗裝置？注意哪些問題？三、硝酸：1、硝酸的工業制法：氨催化氧化法原理： 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 總反應式：NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O2、硝酸的物理性質：純硝酸為無色有刺激性氣味

6、的液體，沸點較低（83），易揮發，在空氣中遇水蒸氣形成硝酸的小液滴而呈白霧狀。98%以上的濃硝酸稱為“發煙硝酸”，69%的硝酸溶液稱為濃HNO3。濃HNO3由于HNO3分解產生的NO2溶于硝酸中而一般呈黃色。3、硝酸的化學性質：（1）不穩定性：4HNO34NO2­ + 2H2O + O2­硝酸越濃越易分解，因此濃HNO3應存放在棕色試劑瓶中。（2）強酸性：具有酸的通性。（3）強氧化性： HNO3中的+5價N元素處于最高價態，具有很強的氧化性。如：Cu + 4HNO3(濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2­ + 2H2O3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(

7、NO3)2 + 2NO­ + 4H2OC + 4HNO3(濃) = CO2­ + 4NO2­ + 2H2O鈍化作用：常溫下, 濃HNO3使Fe、Al鈍化。4、氮及其化合物的性質和轉化關系： NH4NO3 NH3 HNO3 N2 NO NO25、自然界中氮的循環：硝酸鹽植物硝酸鹽植物 雷電 細菌分解 亞硝酸鹽空氣中的氮氣 亞硝酸鹽空氣中的氮氣 遺 體 固氮 動物氨或銨鹽動物氨或銨鹽 作用 遺體 【例題解析】【例題1】(12分)下圖中，A是一種無色液體，G是極易溶于水的堿性氣體，Y是胃酸的主要成分，K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反應是工業制X的主要反應之一。 請按要求填

8、空：(1)寫出下列物質的化學式：A： ，E： F： ，Y： 。(2)反應的化學方程式為： 。(3)1molB通過反應得到1molF，B中F的質量分數為72%，則B的化學式為： 。分析：解題要尋找突破口，如“G是極易溶于水的堿性氣體”，中學階段只能是NH3 ，“Y是胃酸的主要成分”，推知Y是HCl；反應是以氨為原料制取X，聯想工業制硝酸的原理，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。反應是：4NH3+5O2 4NO+6H2O，反應是：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO。（3）中1molB通過反應得到Ag和

9、N2，從已知條件出發，B中F的質量分數為72%，從而推知F的化學式為AgN3 ?！敬鸢浮?12分)(1)H2O N2 Ag HCl (2)4NH3+5O2 4NO+6H2O (3)AgN3，【例題2】汽車尾氣（含有烴類、CO、SO2與NO等物質）是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）。它的特點是使CO與NO反應，生成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉化。（1）寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式 （2）“催化轉換器”的缺點是在一定程度上提高空氣的酸度，其原因是 （3）控制城市空氣污染源的方法可以有 （多選

10、扣分）a 開發氫能源 b 使用電動車 c 植樹造林 d 戴上呼吸面具 分析：解此題，一方面應從反應物自身的性質入手，汽車尾氣中，CO具有較強的還原性，NO具有較強的氧化性，一定條件下，可能發生氧化還原反應；另一方面，應緊扣題意，尋找突破口，由“生成可參與大氣生態循環的無毒氣體”，推出生成產物為CO2和N2。 【答案】（1） 2CO + 2NO 2CO2 + N2， （2）SO2轉化成SO3，產生硫酸酸霧。（3） a、b?！纠}3】在下圖裝置中,燒瓶中充滿干燥氣體a,將滴管中的液體b擠入燒瓶內,輕輕振蕩燒瓶,然后打開彈簧夾f,燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出,最終幾乎充滿燒瓶.則a和b分別是( ) 分

11、析：此題考查形成噴泉的實驗，從而了解形成噴泉的實質，是要形成內外氣壓差。【答案】（BD）【例題4】在100ml NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固體混合物，加熱充分反應。右圖表示加入的混合物質量和產生的氣體體積（標準狀況）的關系，試計算：（1）NaOH溶液的物質的量濃度（2）當NaOH溶液的體積為140mL，固體混合物質量是時，充分反應后，生成氣體的體積為多少升？（3）當NaOH溶液體積為180mL時，固體混和物的質量為51.6g時，充分反應后，生成氣體的體積為多少升？解析：（1）由圖可見：34.4g混合物和100mLNaOH溶液恰好完全反應。 n（NaOH）=n（NH3）

12、=c（NaOH）= =（2）V（NaOH）=140mL完全反應所需固體質量= =<，因固體過量，所以V（g）=·mol-1×5mol·L-1×=(3)V（NaOH）=180mL完全反應所需固體質量= =>，故NaOH過量，固體完全反應, = V（g）=【習題精練】一、選擇題：（每小題只有一個選項正確）1、據稱2004年冬季將是自1869年人類有氣象觀測記錄以來的四大暖冬之最。江蘇氣溫預計 較常年偏高46。這與下列各組中的兩種氣體在大氣中的含量都有關系的是： （ ）ASO2、CO2 BNO2、CO CCO2、CH4 DNO、O3 2、美國三位醫

13、學教授因發現X 物質在人體血管系統內具有傳送信號的功能而榮獲1998年度諾貝爾生理學或醫學獎。因此 X 物質被譽為“生物信使分子”。已知 X 是一種奇電子數分子，也是一種污染大氣的無色氣體，且能使血紅蛋白失去攜氧能力。則 X 是： （ ）2 O3、起固氮作用的化學反應的是： （ ）4、在標準狀況下, HClNH3 SO2 NO2分別充滿容積相同的燒瓶做噴泉實驗, 都獲成功, 則生成溶液物質的量濃度相同的是： ( )A BC D5、在NO2與水的反應中，水： （ ）A是還原劑 B是氧化劑C既是氧化劑又是還原劑D既不是氧化劑又不是還原劑6、密度為0.91 g·cm-3的氨水,質量百分比濃

14、度為25%(即質量分數為0.25),該氨水用等體積的水稀釋后,溶液中溶質的質量分數為 ( )A等于12.5% B.大于12.5%7、在NH3、HNO3、H2SO4的工業生產中，具有的共同點是： （ ）A使用吸收塔設備 B使用尾氣吸收裝置C使用H2作原料 D使用催化劑8、工業廢氣中氮氧化合物是造成污染的主要來源。為治污，工業上通常通入NH3與之發生下列反應：NOX+NH3N2+H2O?，F有NO、NO2的混合氣3L3恰好使其完全轉化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的物質的量之比： （ ） :3 B.2:1 C.1:1 D.1:4 9、限用一種試劑, 經過一次性實驗就能鑒別下列四種溶液：Na2CO

15、3、(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3, 應選用： （ ）AAgNO3溶液 BNaOH溶液CBa(OH)2溶液 D鹽酸10、Inorganic Syntheses一書中，有一如右圖所示的裝置，用以制備某種干燥的純凈氣體。該裝置中所裝的藥品正確的是：（ ）A.A中裝濃硫酸，B中裝濃鹽酸B.A中裝濃鹽酸，B中裝濃硫酸C.A中裝氫氧化鈉濃溶液，B中裝濃氨水D.A中裝濃氨水，B中裝氫氧化鈉濃溶液11、對下列事實的解釋正確的是： （ ） A.濃硝酸在光照下變黃，證明硝酸不穩定，且產物有紅棕色氣體可溶于濃硝酸 B.向某溶液中加入氯化鋇溶液和稀硝酸，生成白色沉淀，則原溶液一定含有SO42 C.常溫下，

16、將銅放入濃硫酸中無明顯變化，說明銅在冷的濃硫酸中鈍化 D.氯氣使濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍，說明氯氣可與淀粉反應 12、在某100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質的量濃度分別是0.4mol·L-1和0.1mol·L-1。向該混合液中加入銅粉，加熱，待充分反應后，所得溶液中的Cu2+的物質的量濃度（mol·L-1）是： （ ） B.0.225 C水氨氣圖1圖2水氨氣圖1圖2二、填空題：13制取氨氣并完成噴泉實驗（圖中夾持裝置已略去）。寫出實驗室制取氨氣的化學方程式： .收集氨氣用 法，要得到干燥的氨氣可選用 作干燥劑。 用圖1裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已裝滿干

17、燥氨氣，引發水上噴的操作是 該實驗的原理是 .如果只提供如圖2的裝置，請說明引發噴泉的方法。 .14.A、B、C、D均為中學所學的常見物質且均含有同一種元素，它們之間的轉化關系如下圖所示(反應條件及其他物質已經略去)： 。（1）若A、D的水溶液均能使濕潤的藍色石蕊試紙變紅，且D為強酸，則A、D分別為(填寫化學式)A： ，D： 。寫出AB轉化的化學方程式： 。（2）若A的水溶液能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，D的稀溶液能使藍色的濕潤石蕊試紙變紅。則A為 ，寫出AB轉化的化學方程式： 15 NO分子因污染空氣而臭名昭著。近年來，發現少量的NO在生物體內許多組織中存在，它有擴張血管、免疫、增強記憶的功能

18、，而成為當前生命科學的研究熱點，NO亦被稱為“明星分子”。請回答下列問題。（1）NO對環境的危害在于（填以下項目的編號）A破壞臭氧層 B高溫下能使一些金屬被氧化C造成酸雨 D與人體血紅蛋白結合（2）在含Cu+ 離子的酶活化中心中，亞硝酸根離子(NO2)可轉化為NO，寫出Cu+和亞硝酸根離子在酸性水溶液中反應的離子方程式：。（3）在常溫下，把NO氣體壓縮到100個大氣壓，在一個體積固定的容器里加熱到50，發現氣體的壓力迅速下降，壓力降至略小于原壓力2/3就不再改變，已知其中一種產物為N2O，寫出上述變化的化學方程式：。16人類也可主動地參與氮循環,合成氨工業就是參與上圖過程 的手段之一,氮肥的生

19、產和使用促進了植物體內蛋白質和核酸的合成,使農業生產取得了飛速發展,以天然氣為原料合成氨是新的生產氮肥的方法,它具有污染小、成本低等諸多優點。 其過程大體如下：(1)請寫出用天然氣制備氫氣的化學方程式： (2)寫出合成尿素CO（NH2）2反應的化學方程式： (3)某工廠以標準狀態下的含CH489.6%的天然氣100 m3為原料經過上述過程，只生產NH4NO3，不生產尿素， 若生產中氮元素無損失，求最多可制得NH4NO3化肥的質量。17下圖是銅與稀硝酸反應的兩個實驗裝置圖，請回答下列問題：（1）銅與稀硝酸反應的離子方程式_ _ 。（2）I實驗裝置中能否證明銅與稀硝酸反應生成的是NO氣體_（填“能

20、”或“不能”），簡述理由_ _ 。（3）若用實驗裝置進行實驗，以證明銅與稀硝酸反應生成的氣體是NO，則：檢查氣密性的操作是_。在燒杯中加入一定體積的稀硝酸，打開止水夾，用注射器慢慢抽取干燥管內的空氣，稀硝酸沿著干燥管慢慢上升，直到充滿整個干燥管，停止抽拉注射器，關閉止水夾，觀察干燥管內的現象_ _。反應停止后，打開止水夾，用注射器抽取干燥管內的氣體（事先已將注射器內原有的空氣推出），關閉止水夾后取下注射器，并抽取一定量的空氣，觀察到的現象是_ _ 。（4）上述實驗完成后，將注射器內的氣體通入到NaOH溶液中，其目的是_ 。NH3為原料制取硝酸，再進一步制取NH4NO3。已知：由NH3制取HNO3時的產率為88%；由NH3與HNO3反應生成NH4NO3的產率為98%。若用10