第二单元 氮及其化合物(加试)
[考试标准]
知识条目 1.氮氧化物的产生、转化及其性质 2.氮及其化合物的相互转化关系 3.氨的性质与用途 4.工业合成氨 5.铵盐的性质与用途 6.硝酸的性质与用途 7.工业制取硝酸的设备和流程 8.氮肥的性质与科学使用 必考要求 加试要求 a c b b b b b a 考点一 氮气及其氧化物
1．氮气
写出有关反应的化学方程式： 点燃
①3Mg＋N2=====Mg3N2； 高温、高压
②N2＋3H2催化剂2NH3； 放电或高温
③N2＋O2=====2NO。 2．氮氧化物
氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 完成下表中NO和NO2的比较：
物理性质 颜色 毒性 NO 无色 有毒 NO2 红棕色 有毒 - 1 -
溶解性 化学性质 与O2反应 与H2O反应 微溶 2NO＋O2===2NO2 ①与血红蛋白结合使人中毒 能溶 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与人体、环境的关系 ②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾
形成酸雨、光化学烟雾
题组一 氮气及其氧化物性质定性判断 1．下列反应中，起了氮的固定作用的是( ) A．N2和H2在一定条件下合成氨 B．由氨制成碳酸氢铵或硫酸铵 C．NO和O2反应生成NO2 D．NO2与H2O反应生成HNO3 答案 A
解析 工业合成氨是人工固氮，将氮气转化为氮的化合物，属于氮的固定，A项正确；B、C、D项都是含氮化合物变为含氮化合物，不属于氮的固定，B、C、D项错误。
2．某集气瓶内充满了红棕色的气体，加入水后盖上盖子充分振荡后瓶内呈无色，打开盖子后发现在瓶口附近又变为红棕色，则原来瓶内装有的气体是( ) A．氮气 B．一氧化氮 C．二氧化氮 D．溴蒸气 答案 C
解析 红棕色的二氧化氮与水反应生成无色的一氧化氮，一氧化氮再与氧气反应又生成红棕色的二氧化氮。
题组二 氮的氧化物对环境的污染及治理
3．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是( ) A．NO2起催化剂作用 C．NO2只起氧化剂作用 答案 A
解析 反应过程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2作氧化剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。
- 2 -
B．NO起催化剂作用 D．O3与O2为同分异构体
4．2007年诺贝尔化学奖授予善于做“表面文章”的德国科学家格哈德·埃特尔。他的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．NO2是该过程的最终产物
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应 C．汽车尾气的主要污染成分是CO2和NO
催化剂
D．该催化转化的总反应方程式：2NO＋O2＋4CO=====4CO2＋N2 答案 D
解析 气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程中先生成二氧化氮，然后在催化剂表面和一氧化碳反应，最终生成无毒气体，起到尾气净化的作用，故A错误；NO和O2在常温下就会发生反应，故B错误；汽车尾气的主要污染成分是CO、NO、NO2等，故C错误；尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分，反应方程式为2NO＋O2＋催化剂
4CO=====4CO2＋N2正好是过程图中的变化，故D正确。
氮氧化物对环境的污染
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，产生的一种有毒的烟雾。
(2)酸雨：NOx排入大气中后，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。
考点二 氨气和铵盐
1．氨的分子结构和物理性质
电子式 密度 比空气小
气味 强烈刺激性气味 水溶性 极易溶于水(1∶700) - 3 -
2.氨的化学性质
(1)氨气与水的反应 NH3＋H2O
NH3·H2O
NH4＋OH，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、
＋
－
△＋－＋
H2O、NH4、OH、H。一水合氨为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O=====NH3↑＋H2O。
(2)氨气与酸的反应
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。
化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 (3)与盐溶液的反应
如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式： Al＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4。 3．氮肥的性质与科学使用
(1)常见的铵态氮肥硫酸铵(俗称硫铵)、氯化铵(俗称氯铵)、碳酸氢铵(俗称碳铵)、硝酸铵(俗称硝铵)，它们都是白色、易溶于水的晶体，受热易分解，因此应保存在阴凉处。铵盐能与碱反应放出NH3，因此应避免将铵态氮肥与碱性肥料混合使用。 (2)常见的硝态氮肥是硝酸盐。
3＋
＋
题组一 氨气和铵盐的性质定性判断
1．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是( )
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D．图中所涉及的盐类物质均可以水解 答案 C
- 4 -
解析 NaHCO3不能用作化肥，A项错误；Na2CO3很稳定，受热时不易分解，B项错误；图中的NaCl是强酸强碱盐，不水解，D项错误。
2．为了检验某固体物质中是否含有NH4，你认为下列试纸和试剂一定用不到的是( ) ①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸 A．①⑤ B．④⑤ C．①③ D．①④⑤ 答案 B
解析 为了检验某固体物质中是否含有NH4，可以向固体中加入NaOH溶液，并加热，将产生的气体用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变为蓝色，就证明该气体是NH3，原固体中含有NH4，因此一定用不到的物质是④蓝色石蕊试纸、⑤稀硫酸，答案选B。 3．下列说法中正确的是( )
A．所有铵盐受热均可以分解，但产物不一定有NH3 B．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3
C．在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝 D．铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性 答案 A
解析 铵盐分解不一定产生氨气，如NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A项正确；Fe比NH4更易结合OH，因而加入少量NaOH不会产生NH3，C项错误；NH4HCO3、(NH4)2S等溶液均呈碱性，D项错误。
4．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( ) A．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水 B．将pH＝11的氨水稀释1 000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱 C．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定
D．将红热的铂丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2 答案 D
解析 氨气极易溶于水，使试管内压强迅速降低，液体迅速充满试管，A正确；强碱稀释10
n2＋
＋
－
＋
＋
＋
倍，pH减小n个单位，而将pH＝11的氨水稀释1 000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱，B正确；加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明碳酸氢铵受热分解，不稳定，C正确；氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮，D错误。 题组二 氮肥
5．下列说法不正确的是( )
- 5 -