第五章化工生產中的重要非金屬元素

第二節氮及其化合物

5.2.4含氮物質的轉化酸雨及防治

板塊導航

01/學習目標明確內容要求,落實學習任務

02/思維導圖構建知識體系,加強學習記憶

03/知識導學梳理教材內容,掌握基礎知識

04/效果檢測課堂自我檢測,發現知識盲點

05/問題探究探究重點難點,突破學習任務

06/分層訓練課后訓練鞏固,提升能力素養

學習目標

1、通過構建氮及其化合物之間的轉化關系，幫助學生厘清含氮元素各物質之間的關系，增強對氮及其化

合物性質的認識，發展變化觀念和平衡思想的學科核心素養。

2、知道可以通過轉化關系實現有害物質轉化為無害或有用物質的思想，曾強環保意識，培養社會責任感，

發展科學態度和社會責任的學科核心素養。

3.認識硫、氮的化合物對生態環境的影響，了解酸雨及防治。

重點:構建氮及其化合物之間的轉化關系，掌握核心反應的化學方程式。

難點:構建氮及其化合物之間的轉化關系，酸雨的防治。

思維導圖

11no3知識導學

一、含氮物質的轉化

1.氮氣及其化合物的價類二維圖

氮元素有多種可變化合價，物質的種類較多，在復習時要從物質類別和價態變化理解這些物質之間的轉化

關系。

氫化物單質氧化物酸堿鹽物質類別

1)橫向轉化為物質類別變化,發生非氧化還原反應,如

(1)氨氣轉化為鏤鹽：HC1+NH3=NH4cl

(2)硝酸轉化為硝酸鹽：NaOH+HNO3=NaNO3+H2O

2)縱向轉化為化合價變化,發生氧化還原反應,如

(1)NH3轉化為N2：3cl2+8NH3=N2+6NH4cl

催化劑

(2)NIL轉化為NO：5Ch+4NH3=^=4NO+6H2O

3)歧化一同一物質中某元素的化合價在同一反應中既升高又降低。

如：3NO2+H2。-2HNO3+NO2NC)2+2NaOH-NaNCh+NaNCh+HzO

4)歸中——不同物質中同一元素的不同化合價在同一反應中只靠攏,不交叉。

一定條件

如：6NO+4NH35N2+6H2ONC)2+NO+2NaOH=2NaNC)2+H2O

2.構建氮氣及其化合物轉化網絡

(1)知識網絡構建

Fe(NO)AgNOCu(NO)

一,。岑嬴33332

1f

NH3N2—^NO-2NO2.-----HNO3--------NaNO3

夕S①加熱1L——

NHHCO?Ca(OH)

43③Cat)2

H2so4

NH4CI

H3PO4

(2)重要反應方程式必練

①N2和H2的反應：沖+3壓獸史2NH3；

②把NH3通入水中：NH3+H2O=NH3-H2O=NH手+OIT；

③實驗室利用NH4cl固體、Ca(0H)2固體混合加熱制備NH3：2NH4cl+Ca(0H)2q2NH3T+2H2O+CaCb;

催化劑

@NH3的催化氧化：4NH3+5O2=^=4N0+6H2。:

⑤NH4HCO3溶液中加入過量稀NaOH溶液：NH*+HCO/+2OH—=NH3-H2O+CO鋁+比0；

⑥NC)2溶于水：3NO2+H2O=2H++2NO亍+NO；

⑦NO?被燒堿溶液吸收生成兩種鈉鹽：2NO2+2OH-=NO亍+NC^+H2C)；

⑧物質的量之比為1：1的NO和Nth混合氣體恰好被燒堿溶液吸收生成一種鈉鹽：NO+NO2+2OH-

-2NO云+H2O；

⑨Cu和稀HNCh的反應：3Cu+8H++2NOf=3Cu2++2NOT+4H2。；

⑩Cu和濃HNO3的反應：Cu+4H++2NO亍=Cu2++2NC>2T+2H2。；

?Fe和過量稀HNCh的反應：Fe+4H++NO}=Fe3++NOT+2H20；

?C和濃HNCh的反應：C+4H++4NOjqCO2t+4NC>2T+2H2。；

?濃硝酸見光分解：4HNO3^MNO2T+O2T+2H20。

3.氮在自然界中的循環

打雷下雨，N：經下列反應變成NO,

N2+O2壟魚2N0

2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO

二'酸雨及防治

1.酸雨

(1)二氧化硫和氮氧化物的來源

so2：含硫化石燃料的燃燒及含硫金屬礦物的冶煉等:

NO.：①機動車排放的尾氣：機動車發動機中，火花塞產生的放電條件會使空氣中的N?與Ch反應生成NQ、”

②硝酸廠排放的廢氣。

（2）酸雨的形成

①酸雨：主要指pH小于5.6的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。正常雨水由于溶解了C02,其pH約為5.6o

②成因：主要是大氣中的S02與NOx及它們在大氣中發生反應后的生成物溶于雨水形成的酸雨。

a.硫酸型酸雨的形成過程如圖:

粉塵等催化劑雨水

含硫物質燃燒℃O,①

2sol

（化石燃料廠

H,OH2so3奈

④

寫出圖中標號所對應的化學方程式:

①2SO2+O2鴛2SCH。

②SO2+H2O0H2SO3。

③SO3+H2O=H2so4。

④2H2s03+O2==2H2SC>4。

b.汽車尾氣以及硝酸工業廢氣等形成的硝酸型酸雨的形成過程如圖:

02雨水

NO①>NO2②>HNO3

寫出圖中標號所對應的化學方程式：

①2NO+C>2=2NO2。

②3NO2+H2O=2HNO3+NO。

2.酸雨的危害與防治

（1）危害：酸雨能直接損傷農作物,破壞森林和草原,使土壤、湖泊酸化,加速建筑物、橋梁、工業設備、

運輸工具和電纜的腐蝕。

（2）防治

①消除污染源,調整能源結構，發展清潔能源；

②研究煤的脫硫技術，改進燃燒技術，減少S02的排放;

③加強工業廢氣的回收處理;

④改進汽車尾氣的處理技術，提高汽車尾氣排放標準。

（3）常見的NO*尾氣處理方法

①堿液吸收法：2NCh+2NaOH===NaNC>3+NaNCh+H2O;NCh+NO+2NaOH===2NaNC）2+壓0

N02>NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是NN02巨。NO）。一般適合工業尾氣中NOx的處

理。

②催化轉化法：在催化劑、加熱條件下，NO,與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體（N2和CO）化學方程

式為2NO+2co'儂2cCh+N?。一般適用于汽車尾氣的處理。

③氨氣吸收法：在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2),化學方程式為8NH3+

催化劑催化劑

6NC>2^=7N2+12H2O,4NH3+6NO^^5N2+6H2。。

(4)消除SC>2對環境污染的“3方法”

方法一：鈣基固硫法:為防治酸雨，工業上常用生石灰和含硫的煤混合后燃燒，燃燒時硫、生石灰、02共同

反應生成硫酸鈣，從而使硫轉移到煤渣中，反應原理為CaO+SO2qCaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4,總反

應方程式為2Ca0+2SO2+O2-2CaSC)4。

方法二：氨水脫硫法:該脫硫法采用噴霧吸收法，霧化的氨水與煙氣中的S02直接接觸吸收S02,其反應的

化學方程式為NIL+S02+H2O=NH4HsO3.2NH3+SO2+H2O==(NH4)2SO3.2(NH4)2SO3+

C)2^=2(NH4)2SC)4。

方法三：鈉、堿脫硫法:鈉、堿脫硫法是用NaOH/Na2c。3吸收煙氣中的S02,得到Na2sCh和NaHSC?3,發生

反應的化學方程式為2NaOH+SC)2=Na2sO3+H2O,Na2cCh+SCh—NazSCh+CCh,Na2sO3+SO2+

H2O=2NaHSCh。

1gg04效果檢測

i.請判斷下列說法的正誤(正確的打r"，錯誤的打“X”)

(1)液氨制冷、碘的升華、NH4cl氣化都不涉及化學變化。()

(2)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都穩定存在。()

(3)HNO3TNOTNC>2,以上各步變化均能通過一步實驗完成。()

(4)在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，若再繼續加入儂。3固體，銅粉會溶解。()

(5)濃HN03和稀HN03與Cu反應的還原產物分別為N02和NO,故稀HNO3氧化性更強。()

(6)在汽車排氣管上安裝“催化轉化器”把CO、NO催化生成N2和CO2,符合綠色化學的理念。()

(7)NO可以是某些含低價氮物質氧化的產物。()

(8)過量銅與濃硝酸反應，產生的氣體中有NO2、NO和H2。()

A

(9)向NH4cl溶液中滴入燒堿溶液并加熱：NH：+OH-=NH3H2OO()

(10)濃氨水可用于檢驗輸送CU的管道是否漏氣。()

(11)N2分子的結構穩定，因而氮氣不支持任何物質的燃燒。()

(12)Fe與稀HNO3、稀H2s。4反應均有氣泡產生，說明Fe與兩種酸均發生置換反應。()

(13)用濃氯化錢溶液處理過的舞臺幕布不易著火，其原因是氯化錢分解吸收熱量，降低了溫度；氯化錢分解

產生的氣體隔絕了空氣。()

(14)試管內壁上的銀鏡可用稀HNO3除去，也可用氨水除去。()

(15)氮元素有負化合價，正化合價和零價，因而常溫下，N2既能與氧氣反應，又能與H2反應。()

【答案】(1)x(2)x(3)?(4)7(5)x(6)x(7)T(8)x(9)x(l0)^(1l)x(12)x(13)^(14)x(15)x

2.回答下列問題。

（1）金屬加工后的廢棄液中含2%~5%的NaNOz，它是一種環境污染物。人們用NH4cl溶液來處理此廢棄

液，使NaNOz溶液轉化為無毒物質。該反應分兩步進行。

第一步：NaNO2+NH4Cl=NaCl+NH4NO2,第二步：NH4NO2=N2T+2H2O?

①第一步屬于反應，第二步屬于反應。（填基本反應類型）

②用雙線橋法分析上述氧化還原反應：o

（2）2011年9月29日成功發射天宮一號的長征二號F型火箭巨大的推力來源于一個氧化還原反應，反應

時偏二甲朋（C2HK2）做燃料，MO4做氧化劑，生成三種氣體物質，完成并配平該燃燒反應的化學方程

式：。

C2H8N2+N2O4=N2T+co2T+

火箭發射前低溫加注的液態氧化劑NQ,是一種強酸性劇毒物質，常溫下，純凈的NQ4是無色氣體，可溶于

水，且與水反應生成兩種含氧酸，該反應的化學方程式為,對上述反應中的各種物質，下列說

法正確的是___________

A.NQ,只做氧化劑B.產物中兩種酸都是強酸

C.反應中水只做溶劑D.N2cJ,泄漏后可產生紅棕色氣體

得到”3e-

|J

【答案】⑴復分解分解NaNO+NHCl=NaCl+Nt+2HO

2I4t22

失去“3e-

（2）C2H8N2+2N2O4=3N2T+2cO2T+4H2ON2O4+H2OHNO3+HNO2D

【解析】（1）①第一步反應為NaNO2+NH4Cl=NaCl+NH4NO2,是化合物與化合物相互交換成分生成兩種新

的化合物，則屬于復分解反應，第二步反應為NH4NO2￡N22H2。，是一種物質分解生成兩種物質，則

屬于分解反應，故答案為：復分解；分解；

②將第一步反應和第二步反應相加，可得總反應NaNO2+NH4C1=NaCl+N2T+2應。，反應中N元素的化

合價由氯化錠中-3價升高到0價，N元素的化合價由亞硝酸鈉中+3價降低為0價，反應轉移3個電子，則

得到lx3e-

_I1

雙線橋法表示轉移的電子數目和方向為NaNC）2+NH4Cl=NaCl+N2T+2H2。；

失去lx3e-

（2）C2H8N2中的N元素的化合價由-3價升高為0,C元素的化合價由-1價升高為+4價，故一個C2H8N2參

與反應失去16個電子，N2O4中的N元素化合價由+4價降低為0,故一個N2O4參與反應得到8個電子，結

合得失電子守恒所以C2H8沖前為1,N2O4前為2,則氮氣系數為3、二氧化碳系數為2,最后根據原子守恒

補上4個水，反應的化學方程式為C2H8N2+2N2C）4=3N2T+2co2?+4H2。；

N2O4是無色氣體，可溶于水，且與水反應生成兩種含氧酸，由反應物可知兩種含氧酸必定都是含氮的含氧

酸，又N2O4的氮+4和水反應剛好一個升高到+5的硝酸，一個降低到+3的亞硝酸，故反應方程式為：

N2O4+H2O=HNO3+HNO2;

A.對于反應N2O4+H2OHNO3+HNO2,氮元素化合價既升高也降低，N2O4作氧化劑和還原劑，A錯誤；

B.HNCh是一元強酸，HN02是弱酸，B錯誤；C.反應N2O4+H2OHNO3+HNO2中水做反應物，不只做溶

劑，C錯誤；D.常溫下，由于存在N2O42NO2,N2O4泄漏后可產生紅棕色氣體N02,D正確；故答案為:

Do

0寸問題探究**

A問題一含氮物質間的轉化

【典例1］如圖所示是氮元素的幾種價態與物質類別的對應關系，下列說法錯誤的是

，,氮元素的價態

+5-HNO->c

+4-NO73

+2-A

0'"N?/

3Br

0氣態單質氧化物酸鹽物質

氫化物類別

A.物質B可與物質A反應

B.物質B可經催化氧化直接生成物質A

C.N2f物質A、物質A->NC)2均為自然固氮

D.HNO3和物質C常用于檢驗CT,則C為AgNC>3

【答案】C

【分析】由圖可知，B為氨氣，A為一氧化氮，C為硝酸鹽。

【解析】A.氨氣和一氧化氮發生氧化還原反應，A正確；

B.氨氣和氧氣催化氧化反應生成一氧化氮和水，B正確;C.將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程

為氮的固定，一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮，不屬于自然固氮，C錯誤;D.實驗室通常采用硝酸酸化的

硝酸銀檢驗氯離子，D正確;故選C。

【解題必備】1.氮的存在形式：氮氣、氨、硝酸鹽、無機鹽、有機物等；

2.氮的轉化途徑：氮的固定、氮的脫氮、氮的硝化、氮的還原等；

3.氮轉化的影響因素：微生物、溫度、水分、光照等；

4.氮轉化的應用：農業生產、環境保護等。

【變式1-1］在下列變化①工業固氮，②大氣固氮，③碳鏤分解，按氮元素被氧化、被還原、既不被氧化

又不被還原的順序排列，正確的是

A.②①③B.③②①C.①②③D.③①②

【答案】A

【解析】①工業固氮是游離態氮轉化為化合態的氨氣，N元素的化合價降低，氮元素被還原;②大氣固氮是

游離態氮轉化為化合態的氮的氧化物，氮元素被氧化;③碳鏤分解生成氨氣、水、二氧化碳，氮元素化合價

沒有發生變化，既不被氧化又不被還原;綜上所述按氮元素被氧化、被還原、既不被氧化又不被還原的順序

排列為②①③;故選A。

【變式1-2】氮及其化合物的轉化具有重要應用，下列說法不乖琥的是

A.工業上模擬自然界“雷雨發莊稼”的過程生產HNO3

B.自然固氮、人工固氮都是將N2轉化為含氮化合物

C.氨氣是重要的工業原料，可用于制備化肥和純堿等大宗化學品

D.多種形態的氮及其化合物間的轉化形成了自然界的“氮循環”

【答案】A

【解析】A.自然界“雷雨發莊稼”的第一步是將空氣中的氮氣轉化為NO,工業生產硝酸的第一步是將氮氣

和氫氣反應生成氨氣，氨氣催化氧化得到NO,NO被氧化為NO2,NO?和水反應最后得到硝酸，A項錯

誤;B.氮的固定是是將N?轉化為含氮化合物的過程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B項正確;C.氨

氣作為重要的工業原料可以制備化肥和純堿等大宗化學品，C項正確;D.氮元素在自然界中既有游離態又有

化合態，多種形態的氮及其化合物間的轉化形成了自然界的“氮循環”，D項正確;答案選A。

A問題二實驗探究含氮物質轉化

【典例2】下列關于氮及其化合物的探究，結論和解釋正確的是

操作和現象結論和解釋

A銅絲溶解于稀HNC>3,生成無色氣體金屬能與強酸反應置換出氫氣

BNH3能使熱的氧化銅產生紅色物質NH3有還原性

CN?與H2混合加熱不反應N的非金屬性弱

DNO2被NaOH溶液吸收NO2是酸性氧化物

【答案】B

【解析】A.銅絲溶解于稀HNO3,生成硝酸銅、NO、水，無色氣體為NO,不會生成氫氣，故A錯誤;B.NH3

能使熱的氧化銅產生紅色物質，原理是：3CUO+2NH3==N,+3CU+3H2O>說明氨氣具有還原性，故B正

確;C.N2與H2混合，在催化劑、加熱的條件下反應生成氨氣，沒有催化劑時，加熱速率慢，生成物的含量

少，但不能說明N的非金屬性弱，故C錯誤;D.NO2被NaOH溶液吸收，生成硝酸鈉、亞硝酸鈉和水，發

生歧化反應，體現NO2的氧化性和還原性，沒有體現酸性，故D錯誤;故選：B。

【解題必備】解題時，抓住氮元素化合價的變化，依據氧化還原反應的知識進行分析、判斷。

（1）牢記一條轉化主線，側重物質之間轉化的條件及產物：

H202O2H2ONH3

N2------->NH3------->N0------->N02------->HNO3------->NH4NO3O

(2)結合氧化還原反應中“價態轉化規律”，認識不同價態含氮物質之間的轉化關系:

0202H20

NH3------->N0------->N02------->HNO3

O2O2H2O

(3)明確含氮物質的連續氧化關系：N2------->N0------->N02------->HN03

【變式2-1】下列關于氮及其化合物性質的探究，實驗結論正確的是

選項操作和現象結論

將灼熱的木炭伸入濃硝酸中，木炭燃燒，產生大量紅棕色氣木炭和硝酸發生反應生成了NO2和

A

體

o2

主要原因是鏤根水解顯酸性、中和

B向Mg(OH)2懸濁液中加濃NH4cl溶液，沉淀溶解

0H-促進反應

反應結束后溶液中的溶質是CuSC)4

向含有等物質的量H2SO4和HNO3的混酸稀溶液加入過量銅

C

粉，生成氣體，溶液變藍色和CU(NC>3)2

將A1粉加入強堿性的NaNOs溶液，微熱，產生氣體使濕潤

DNO"在強堿性溶液中無氧化性

紅色石蕊試紙變藍

【答案】c

【解析】A.將灼熱的木炭伸入濃硝酸中，木炭與濃硝酸反應生成二氧化氮、二氧化碳、水，A錯誤；B.向

Mg(OH)2懸濁液中加濃NHQ溶液，鏤根與Mg(OH%溶解平衡產生的0H-反應，促進溶解正向移動，沉淀

溶解，B錯誤；C.含有等物質的量H2sO,和HNC>3的混酸中H+與NO］的物質的量之比為3：1,加入過量

+2+

銅粉，發生離子反應：3CU+8H+2NO；=3CU+2NOT+4H2O,硝酸根過量，則溶質為CuSO4和Cu(NC(3)2,

C正確；D.將A1粉加入強堿性的NaNOs溶液，微熱，產生氣體使濕潤紅色石蕊試紙變藍，該氣體為NH3,

硝酸根離子中的N元素降價，表現氧化性，D錯誤；故選C。

【變式2-2】探究氮及其化合物的性質，下列方案設計、現象和結論都正確的是

實驗方案現象結論

一段時間后，前者有氣體產稀硝酸的氧化性強于

A常溫下，將Fe片分別插入稀硝酸和濃硝酸中

生，后者無明顯現象濃硝酸

Fe(NO3)2晶體已氧

B將Fe(NC?3)2樣品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液溶液變紅

化變質

向兩個同規格燒瓶中分別裝入同比例的NC）2和一段時間后，兩燒瓶內顏色NO?一通。4的轉化

C

深淺不同

N?O4氣體，并分別浸泡于熱水和冷水中存在限度

試管底部固體消失，試管口NH4cl固體受熱易升

D將盛有NH4cl固體的試管加熱

有晶體凝結華

【答案】c

【解析】A.鐵遇濃硫酸會發生鈍化，濃硝酸的氧化性比稀硝酸強，選項A錯誤；B.向Fe（NC）3）2溶液中

滴加稀硫酸，酸性條件下硝酸根離子與亞鐵離子發生氧化還原反應生成鐵離子，結論不合理，選項B錯誤;

C.向兩個同規格燒瓶中分別裝入同比例的NC>2和NQ,氣體，并分別浸泡于熱水和冷水中，一段時間后，

兩燒瓶內顏色深淺不同，說明溫度影響平衡移動，NO?fN2O4的轉化存在限度，不能完全轉化，選項C

△

正確；D.將盛有NH4cl固體的試管加熱，發生反應NH,CLNHsT+HClT，氨氣和氯化氫在試管口遇冷又

生成氯化鍍，所以試管口處有晶體出現，選項D錯誤；答案選C。

A問題三酸雨及其防治

【典例3】酸雨是指因空氣污染而造成的酸性降水，在歷史上，人類社會曾出現過幾次嚴重的酸雨事件。下

列有關酸雨的說法錯誤的是

A.pH小于5.6的降雨通常稱為酸雨

B.酸雨會損傷農作物、酸化土壤、腐蝕建筑

C.空氣中CO?含量增多導致了酸雨形成

D.可通過燃煤脫硫、開發新能源等措施治理硫酸型酸雨

【答案】C

【解析】A.正常雨水的pH值由于溶解了空氣中的二氧化碳而接近中性，pH值為5.6,當雨水中溶解了二

氧化硫或氮氧化物時，會使雨水變成亞硫酸或硝酸溶液，亞硫酸不穩定易被氧氣氧化生成硫酸，硫酸和硝

酸都是強酸，導致雨水的pH值減小，當pH值小于5.6時，這樣的雨水就被稱為酸雨，A正確；B.酸雨有

很大危害，能直接損傷農作物，酸化土壤、湖泊，腐蝕建筑、工業設備等，B正確；C.C02含量增多，會

導致溫室效應，不會導致酸雨的形成，含硫化石燃料燃燒會產生大量S02,在機動車發動機中，燃料燃燒產

生的高溫條件使N2與02反應生成氮氧化物，經過一系列變化會形成酸雨，C錯誤；D.開發新能源、減少

化石燃料的使用、燃煤脫硫等措施能減少二氧化硫的排放，預防硫酸型酸雨的產生，D正確；故選C。

【解題必備】SO2和NOr的吸收與處理

（1）含有SO2廢氣的兩種處理方法

①鈣基固硫法

工業上常用生石灰和含硫的煤混合后燃燒，燃燒時硫、生石灰、。2共同反應生成硫酸鈣，從而使硫轉移到

煤渣中，反應的化學方程式為CaO+SO2』=CaSO3、2CaSO3+O2』=2CaSC>4,總反應的化學方程式為

△

2CaO+2so2+O2-=2CaSO4=

②氨水脫硫法

該脫硫法采用噴霧吸收法，霧化的氨水與煙氣中的S02直接接觸吸收S02,其反應的化學方程式為2NH3+

SO2+H2O=(NH4)2SO3>2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4?

(2)含有NO、尾氣的處理方法

①堿液吸收法

硝酸工業產生的廢氣中含有較多的NO、NO2,可用強堿溶液進行吸收，同時獲得副產品。如：

2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O；

N02+N0+2NaOH=2NaNO2+壓0。

注意：NC)2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是MNO2)沙(NO)。

②催化轉化法

在催化劑、加熱條件下，氮氧化物通過與氨或CO反應轉化為無毒氣體(N2),一般適用于汽車尾氣的處理。

工,催化劑，

如：6N0+4NH3^^5N2+6H2O；

催化劑I

6NO2+8NH3^=7N2+12H2OO

【變式3-1】酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和光化學過程，在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的

過程如圖所示：

注：加表示光照；QH是羥基自由基，有強氧化性。

下列有關說法錯誤的是

A.所涉及的變化均為氧化還原反應B.上述氣相氧化形成酸雨的必要條件是光照

C.OH的生成加快了形成酸雨的速率D.SO。難以直接被。2氧化

【答案】A

【分析】由圖可知，工業廢氣以及火山噴發中的二氧化硫首先通過光照經過第一步轉化，再經過一步轉化,

會形成酸雨，一共經過兩步轉化，其中第一步需要光照，以此解題。

【解析】A.S03和水反應生成硫酸沒有化合價變化，不屬于氧化還原反應，故A錯誤；B.由圖可知，兩

種途徑中第一步反應均需要光照條件下發生，所以光照是形成酸雨形成的必要條件之一，故B正確；C.途

徑n中。H能加快二氧化硫的氧化速率，所以。H的生成加快了形成酸雨的速率，故C正確；D.兩條途徑

中二氧化硫均不是直接轉化為三氧化硫或硫酸的，這說明SO?難以直接被O?氧化，故D正確；故選A。

【變式3-2】硫、氮的氧化物是主要的大氣污染物，對大氣的影響之一是導致酸雨，下列有關酸雨的說法不

正確的是

A.二氧化硫、二氧化氮是形成酸雨的主要因素

B.在酸雨形成過程中沒有發生氧化還原反應

C.煤和石油的燃燒、汽車尾氣等是酸雨污染物的主要來源

D.酸雨的危害有破壞農作物，使土壤、湖泊酸化以及加速建筑物、橋梁的腐蝕等

【答案】B

【解析】A.二氧化硫與空氣中的。2、H2O反應產生硫酸；二氧化氮與H2O反應產生HN03,因此二者都

是形成酸雨的主要因素，A正確；B.S02與H2O反應產生H2s03,該反應屬于非氧化反應還原反應，反應

產生的H2s03被溶解在溶液中的。2氧化產生H2so4,該反應中有S、0元素化合價的變化，反應屬于氧化

還原反應；NC)2與H2。反應產生HNC>3、NO,反應中有N元素化合價的變化，因此該反應也屬于氧化還原

反應，B錯誤；C.煤完全燃燒時，會排放出SO2和NO2等污染物，汽車尾氣也有氮氧化物NOx產生，它

們都是酸雨污染物的主要來源，C正確；D.pH<5.6的酸性降水叫酸雨，酸雨對農作物、橋梁、建筑物都

具有一定的破壞作用，D正確；故合理選項是B。

13006分層訓練短

基礎強化

i.在指定條件下，下列選項所示的物質間轉化能實現的是

H2

A.NO°>HN03B.濃HNC)3；N0

C.N2^^NO2D.NH3C0^20>NaHCO3

【答案】D

【解析】A.一氧化氮和水不反應，A錯誤；B.濃硝酸被銅還原為二氧化氮，B錯誤；C.氮氣和氧氣反

應生成一氧化氮，C錯誤；D.氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉溶液生成碳酸氫鈉，D正確；故選D。

2.將空氣中游離態的氮轉化成含氮化合物叫做氮的固定，包括自然固氮和人工固氮。下列關于氮的轉化過

程，屬于人工固氮的是

A.用NH3和CO2合成尿素B.閃電時空氣中NZ轉化為NO

C.工業上用N?和H2合成氨D.豆科植物的根瘤菌固氮

【答案】C

【解析】A.用NH3和CO2合成尿素，是在一定條件下化合物和化合物發生的反應，不屬于氮的固定，A

不符合；B.閃電時氮氣和氧氣反應生成NO,是在自然條件下的氮的固定，B不符合；C.工業合成氨是

N2與H2在一定條件下反應生成NH3,屬于人工固氮，C符合；D.豆科植物的根瘤菌能將空氣中的氮氣轉

變為氮的化合物，屬于自然固氮，D不符合；故選C。

3.AgNCh是中學化學常用試劑。以收集的廢銀為原料制備硝酸銀的工藝如下:

稀硝酸

濃硝酸

下列敘述錯誤的是

A.“粉碎”的目的是增大固體接觸面積B.方案②的原子經濟性高于方案①

C.硝酸表現氧化性、酸性D.硝酸銀和濃硝酸都貯存于棕色試劑瓶中

【答案】B

【分析】銀和硝酸反應生成硝酸銀、氮氧化物、水，硝酸銀溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌得硝酸

銀。

【解析】A.“粉碎”能增大銀與硝酸的接觸面積，提高反應速率，故A正確；B.方案①：

3Ag+4HNO3(W)=3AgNO3+NOT+2H2O,原子利用率等于目標產物質量與總產物質量比，

力=170x3+30+36X100%~88-5%'方案②：Ag+2HNO3(濃尸AgNCh+NChT+HzO原子利用率

170

n,xlOO%?72.6%,方案①原子經濟性高于方案②，故B錯誤；C.在上述反應中，部分硝

酸中氮元素化合價降低生成氮氧化物，部分硝酸中氮元素化合價不變生成硝酸銀，部分硝酸作氧化劑，部

分硝酸表現酸性，故C正確；D.硝酸銀、濃硝酸見光易分解，應貯存于棕色試劑瓶中，故D正確；選B。

4.氮氧化物對環境和人類健康有重要影響，其排放會導致光化學煙霧和酸雨等環境問題，因此，控制和減

少氮氧化物的排放是環境保護的重要措施之一。如右圖為科研人員探究消除氮氧化物的反應機理，下列說

法錯誤的是

A.整個過程中Ni?+作催化劑，參與反應歷程

2+

B.過程I中發生的化學反應為2Ni+2NO=2Ni3++2CT+N2

C.過程n中還原劑與氧化劑的物質的量之比為2：1

D.消除過程中，Ni?+和Ni3+的總物質的量不變

【答案】C

2+3+

【分析】根據反應機理圖可得過程I的反應方程式為：2Ni+2NO=2Ni+2O-+N2；過程n的反應方程式

為：2Ni3++2O-=2Ni2++QT,由此可知Ni?+作催化劑，據此分析回答問題；

【解析】A.根據分析，整個過程中Ni?+先參加反應后又生成，故Ni?+是催化劑，A正確；B.過程I中的反

應物為Ni2+、N0,產物為Ni3+、O->N2,對應的化學反應為2Ni2++2NO=2Ni3++2O「+N2,B正確；C.過

程11的化學反應為2>1產+20-=2>^++0;色Ni元素化合價降低，Ni3+是氧化劑，0元素化合價升高，0

是還原劑，還原劑與氧化劑的物質的量之比為1:1,C錯誤；D.消除過程中，總反應為NO分解為N?和。2,

Ni"和Ni3+的總物質的量不變，D正確；故答案為：Co

5.下圖所示為氮元素的價類二維圖圖中列出了部分轉化。

+5NaNO3

農+4

3+2

0-

-3,NH3

氫化物單質氧化物酸鹽

物質類別

下列說法不氐琥的是

A.X的化學式為NO

B.轉化①需要加還原劑才能實現

c.轉化⑤的離子方程式可以表示為H++OH-=H2O

D.轉化④的反應方程式為NO2+Hq=HNO3

【答案】D

【分析】X為+2價含氮氧化物，故X為NO。

【解析】A.由分析可知，X的化學式為NO,A正確；B.轉化①為氮氣轉化成氨氣，N元素化合價降低,

發生還原反應，需要還原劑，B正確；C.轉化⑤為ENO3轉化為NaNOs，可以用

HNO3+NaOH=NaNO3+H2O,離子方程式為H++OJT=HQ,C正確；D.轉化④為NO?轉化成HNO3,

反應方程式為3?'102+1120=21114。3+1'40,D錯誤；故選D。

6.以N?和H?為原料制備HNO3主要過程如圖所示。已知義為阿伏加德羅常數的值，下列說法不正確的是

A.O.lmolA完全氧化為B和C時，消耗O?標準狀況下體積為2.8L

B.1.7gA和1.8gC含有的共價鍵數目分別為0.3治和0.2義

C.0.1molN2和0.3molH2充分反應生成A分子的數目是0.22VA

D.O.lmolD與C完全轉化為KN。3時，轉移電子數目為0」名

【答案】C

【分析】氮氣和氫氣反應生成氨氣，即A為NH3,氨氣發生催化氧化，得到NO和H2O,即C為H2O,B

為NO,NO被氧化成NO2,NO2、氧氣、水生成硝酸，據此分析;

催化劑

【解析】A.氨氣與氧氣發生4NH3+5O2^=4NO+6H2O,消耗O.lmol氨氣同時，消耗氧氣的物質的量為

A

0.1x—mol=0.125mol,即標況下消耗氧氣的體積為0.125molx22.4L/mol=2.8L,故A說法正確；B.根據上

4

17g

述分析，A為NH3,C為H2O,1.7g氨氣中所含共價鍵數目為譏篇X3XNA=0.3M,1.8g水中所含共價鍵

數目為故B說法正確；C.合成氨是可逆反應，不能進行到底，因此生成氨氣物質

18g/mol

的量小于0.2mol,故C說法錯誤；D.NO2、。2、水反應方程式為4NO2+O2+2H2O4HNO3,消耗O.lmolNCh

轉移電子數目為0.1molxlxM=0」M,故D說法正確；答案為C。

7.氮元素在海洋中的循環是整個海洋生態系統的基礎和關鍵。海洋中無機氮的循環過程可用如圖表示，下

列說法正確的是

+

已知：反應④的離子方程式為4NH4+5O2=2NO；+6H+N2O+5H2O0

A.向海洋排放含NO1的廢水可能影響海洋中氮的循環

B.①②均屬于固氮反應

C.海洋中的反硝化作用一定有氧氣參加

D.反應④中每生成ImolJhO,共轉移2moi電子

【答案】A

【解析】A.向海洋排放含NO］的廢水，硝酸根離子濃度增大，反硝化作用增強，破壞原有的化學平衡和

生態平衡，可能會影響海洋中氮的循環，故A正確；B.氮的固定是游離態的氮變為化合態的氮，①不屬于

氮的固定，②是氮的固定，故B錯誤；C.反硝化作用：反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分

子態氮(N2)或一氧化二氮(NzO)的過程，不一定有氧參加，故C錯誤；D.根據

+

4NH：+5O2=2NO；+6H+N2O+5H2O,氮元素化合價-3價變化為+1價和+3價，氧元素化合價0價變化為-2

價，電子轉移總數20e,生成ImolfbO共轉移4moie,故D錯誤；答案選A。

8.閱讀下列材料并回答問題。

(1)常見的大氣污染分為一次污染和二次污染。二次污染指的是排入環境中的一次污染物在物理、化學因

素或生物作用下發生變化，或與環境中的其他物質發生反應生成新的污染物，$n2NO+O2=2NO2,二氧化

氮就是二次污染物。

①無色的NO氣體遇到空氣，可觀察到的現象是o

②在SO?、NO2,NO、CO四種物質中，不會導致二次污染的是=

(2)汽車尾氣(含一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等)是城市空氣的污染源之一，治理方法之一是在汽車的

排氣管上安裝“催化轉化器”。

①汽車尾氣中易造成光化學煙霧的物質是O

②汽車尾氣中的一氧化碳和氮氧化物在“催化轉化器，，的作用下發生反應,生成可參與大氣生態循環的無毒氣

體。該無毒氣體為(填化學式)。

③請提出有利于控制城市空氣污染源的具體措施：。

(3)氨氣亦可用來處理氮氧化物。例如，氨氣與二氧化氮發生如下反應：8NH3+6NO2=7N2+12H2O。

①實驗室常用濕潤的(填“紅色”或“藍色”)石蕊試紙來檢驗氨氣。

②上述反應中每生成7molN2,共有mol電子發生轉移。

③寫出用NH3處理NO時發生反應的化學方程式：0

【答案】(1)①氣體顏色變為紅棕色②CO

(2)①NO等氮氧化物②N2和CO2③開發新能源、使用電動車、植樹造林等

(3)①紅色②24③4NH3+6NO=5N2+6HZ。

【解析】(1)①無色的N。氣體遇到空氣，NO被氧氣氧化為NO2,則現象為氣體顏色變為紅棕色；②SO2

轉化為三氧化硫，與水反應生成硫酸，會加重酸雨的形成，導致二次污染物；NO能夠和氧氣反應生成新的

污染物二氧化氮，導致二次污染物；NO2與水反應生成硝酸和NO,硝酸會造成酸雨，所以NO2會導致二次

污染物；CO雖然能夠轉化為CO2,但CO2不是污染物，所以CO不會導致二次污染，綜上所述不會導致二

次污染的是CO；

(2)①光化學煙霧是由氮的氧化物排放引起，汽車尾氣含有大量NO等氮氧化物，能引起光化學煙霧；②

根據題意可知一氧化碳與一氧化氮生成參與大氣生態循環的N2和C02，

③有利于控制城市空氣污染源的具體措施有：開發新能源、使用電動車、植樹造林等；

(3)①為了觀察更明顯的現象，實驗室常用濕潤的紅色石蕊試紙來檢驗氨氣；②反應中

8NH3+6NO2=7N2+12H2O氨氣中的N的化合價由-3價升高到0價，二氧化氮中的N化合價由+4價降低

到0價，故每生成7m0我2轉移24mol電子；③用NH3處理NO時發生反應的化學方程式為

4NH3+6NO=5N2+6H2OO

素養提升

1.鍋爐水中溶解的氧氣易對鍋爐造成腐蝕，為了保證鍋爐安全正常使用，常使用聯氨(N2H4)處理鍋爐水中

溶解的氧，部分轉化關系如圖所示。下列說法錯誤的是

FeON4

23H20-_>FeO,N2>H,O

N2H4—Fe3O4>N2>

?|o②③