第四章第四节氮及其重要化合物

第四节 氮及其重要化合物

[考纲展示] 1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

考点1| 氮气及其常见氧化物

固本探源

1．氮气

氮气是无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。将氮气转化为化合物的过程称为氮的固定，完成下面两个方程式：

与O 2反应：N 2＋O 2=====放电或高温

2NO(汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮)；

与H 2反应：N 2＋3H 2 高温、高压

催化剂2NH 3(工业合成氨)。 2．氮的氧化物

(1)氮有多种价态的氧化物，如N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5等，其中属于酸性氧化物的是N 2O 3、N 2O 5。

[典例1] (2012·江苏高考)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO 、NO 2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO 2)2，其部分工艺流程如下：

(1)一定条件下，NO 与NO 2存在下列反应：NO(g)＋NO 2(g) N 2O 3(g)，其平衡常数表达式为K ＝________。

(2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是

_____________；

滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。

(3)该工艺需控制NO 和NO 2物质的量之比接近1∶1。若n (NO)∶n (NO 2)＞1∶1，则会导致______________________；

若n (NO)∶n (NO 2)＜1∶1，则会导致____________。

(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO 2)2会发生分解，产物之一是NO ，其反应的离子方程式为____________。

【答案】 (1)c (N 2O 3)

c (NO )·c (NO 2)

(2)使尾气中的NO 、NO 2被充分吸收 Ca(OH)2 (3)排放气体中NO 含量

升高 产品Ca(NO 2)2中Ca(NO 3)2含量升高 (4)3NO －2＋2H ＋===NO －

3＋2NO ↑＋H 2O

考点精析

1．关系式法

(1)NO 和O 2混合气体通入水中

由2NO ＋O 2===2NO 2和3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 得总反应为4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3

(2)NO 2和O 2混合气体通入水中

由3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 和2NO ＋O 2===2NO 2得总反应为4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3

(3)NO 、NO 2和O 2三种混合气体通入水中

先按3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 计算出生成的NO 体积，再加上原来混合气体中NO 体积，再按(1)计算。

说明：4NO 2＋O 2和4NO ＋3O 2从组成上均相当于2N 2O 5，(1)、(2)中的总反应都与N 2O 5＋H 2O===2HNO 3

等效。当混合气体溶于水时可利用混合气体中N 、O 原子个数比进行分析判断：

N (N)∶N (O)????

?

<2∶5，剩余O 2＝2∶5，恰好完全反应

>2∶5，剩余NO

2．电子守恒法

当NO x 转化为硝酸时要失去电子，如果是NO x 与O 2混合，则反应中O 2得到的电子数与NO x 失去的电子数相等。

题组强化

●题组1—氮的氧化物性质与相关计算 1．(2016·辽宁铁岭模拟改编)如图，同温同压下，反应完全后有氧气剩余的是( ) A ．试管通入了40 mL NO 2和10 mL O 2 B ．试管通入了40 mL NO 和10 mL O 2

C ．试管通入了40 mL NO 、10 mL NO 2和10 mL O 2

D ．试管通入了10 mL NO 、20 mL NO 2和20 mL O 2

2．(2016·甘肃兰州模拟)在一定条件下，将充满NO 2和O 2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气

体体积为原混合气体的1

8

，原混合气体中NO 2和O 2的体积之比是( )

①8∶1 ②7∶3 ③7∶1 ④4∶1 A ．①② B ．②③ C ．③④ D ．①④ ●题组2—氮的氧化物对环境污染与治理

3．汽车排放的尾气中含有NO 2，NO 2是城市大气污染的主要污染物之一，在日光照射下，NO 2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O 3，加重空气污染。反应过程为①2NO 2―→2NO ＋2O ，②2NO ＋O 2―→2NO 2，③O ＋O 2―→O 3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是( )

A ．NO 2起催化剂作用

B ．NO 起催化剂作用

C ．NO 2只起氧化剂作用

D ．O 3与O 2为同分异构体

【解析】 反应过程①＋②得O 2―→2O ，③O ＋O 2―→O 3，NO 2起催化剂作用，反应过程中NO 2作氧化剂，A 项正确，B 、C 项错误；O 3与O 2的相对分子质量不相同，不是同分异构体，属同素异形体，D 项错误。

【答案】 A

4．氮的氧化物(用NO x 表示)是大气污染物，必须进行处理。 (1)汽车尾气主要含有CO 2、CO 、SO 2、NO x 等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。 ①汽车尾气中的CO 来自于________________，NO 来自于__________。汽车尾气对环境的危害主要有________________(至少填两种)。

②汽车尾气中的CO 、NO x 在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为______。

(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH 3＋6NO =====催化剂△5N 2＋6H 2O,8NH 3＋6NO 2=====催化剂

△7N 2

＋12H 2O 。

同温同压下，3.5 L NH 3恰好将3.0 L NO 和NO 2的混合气体完全转化为N 2，则原混合气体中NO 和NO 2

的体积之比是__________。

(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是__________。

【答案】 (1)①汽油的不完全燃烧 N 2与O 2在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、

导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可) ②2x CO ＋2NO x =====催化剂

△2x CO 2＋N 2 (2)1∶3 (3)NaNO 2

[规律方法]

NO x 尾气的处理方法 (1)碱液吸收法

2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O

NO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是： n (NO 2)≥n (NO)。一般适合工业尾气中NO x 的处理。 (2)催化转化法

在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N 2)或NO x 与CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2和CO 2)。一般适用于汽车尾气的处理。

考点2| 氨和铵盐

固本探源 1．氨

(1)物理性质

氨气是无色有刺激性气味的气体，易液化可作制冷剂， 常温、常压下，1体积的水可溶解700体积的氨气， 可由喷泉实验证明。

(2)化学性质 ①还原性

与氧气反应：4NH 3＋5O 2=====催化剂

△4NO ＋6H 2O 。 ②与酸反应

与氯化氢反应：HCl ＋NH 3===NH 4Cl 。 现象：冒白烟。

应用：用于NH 3与挥发性酸的互相检验。

③与水反应：NH 3＋H 2O NH 3·H 2O ，NH 3·H 2O 发生电离NH 3·H 2O NH ＋4＋OH －

，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。

(3)制法

①实验室制法：Ca(OH)2

＋2NH 4

Cl=====△CaCl 2

＋2NH 3

↑＋2H 2

O 。

②工业制法

N 2＋3H 2 高温、高压

催化剂2NH 3

(4)用途：化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。 2．铵盐 (1)物理性质

铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水。 (2)化学性质

(3)NH ＋

4的检验

铵盐――→强碱△

刺激性气味的气体―湿润红色石蕊试纸试纸变蓝色 典例引领

[典例2] (2015·广东高考节选)NH 3及其盐都是重要的化工原料。

(1)用NH 4Cl 和Ca(OH)2制备NH 3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。

(2)按如图装置进行NH 3性质实验。

①先打开旋塞1，B 瓶中的现象是________，原因是_____________， 稳定后，关闭旋塞1。

②再打开旋塞2，B 瓶中的现象是_________________。 【解题导引】

(1)氨气收集采取什么方法？如何进行尾气吸收？

【提示】氨气采取向下排空气法收集；氨气极易溶于水，尾气吸收时应防倒吸。

(2)实验室如何检验氨气是否收集满？

【提示】a．用蘸浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶口，观察是否冒白烟。

b．用湿润红色石蕊试纸靠近集气瓶口，观察是否变蓝。

【答案】(1)A、C、G(2)①有白烟生成A瓶中的氯化氢移动到B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟②液体进入B瓶中，溶液的颜色变红

考点精析

1．氨气的实验室制法

(1)用铵盐和碱制取

(2)用浓氨水制取

2.喷泉实验

(1)喷泉实验的原理

当挤压胶头滴管胶头，使少量水进入烧瓶后，气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够大的压强差(负压)，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。

(2)形成喷泉的气体与液体组合

①NH3、HCl、SO2、NO2与水组合能形成喷泉。

②酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。

题组强化

●题组1—氨气的制取

1．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是()

A．①②B．②③C．③④D．①③

2．(2016·厦门模拟)氨(NH3)是重要的含氮化合物。为了在实验室制取干燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验装置：

甲 乙 丙

(1)实验装置和所用药品都正确的是__________(填“甲”“乙”或“丙”)。 (2)写出实验室制取氨气的化学方程式_______________。 (3)该实验装置与实验室制备__________的装置相同。

【答案】 (1)丙 (2)Ca(OH)2＋2NH 4Cl=====△

CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O (3)O 2 ●题组2—氨气与铵盐性质

3．氨气在工农业生产中有重要应用。

(1)①氮气可用于工业合成氨，写出氮气的电子式：_______________。 ②NH 3的稳定性比PH 3__________(填“强”或“弱”)。

(2)如图所示，向NaOH 固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上玻璃片，观察现象。

①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为__________。

②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是__________(写化学式，一种即可)。

③FeSO 4液滴中先出现灰绿色沉淀，一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe 2＋

＋

2NH 3·H 2O===Fe(OH)2↓＋2NH ＋

4和____________。

【答案】 (1)①∶N ??N ∶ ②强

(2)①NH 3＋HCl===NH 4Cl ②NH 4HSO 4或(NH 4)2SO 4 ③4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3 4．(2015·四川高考)(NH 4)2SO 4是常用的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 【查阅资料】 (NH 4)2SO 4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。 【实验探究】 该小组拟选用如图所 示装置进行实验(夹持和加热装置略)。

实验1：连接装置A —B —C —D ，检查气密性，按图示加入试剂(装置B 盛0.500 0 mol/L 盐酸70.00 mL)。通入N 2排尽空气后，于260 ℃加热装置A 一段时间，停止加热，冷却，停止通入N 2。品红溶液不褪色。取下装置B ，加入指示剂，用0.200 0 mol/L NaOH 溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH 溶液25.00 mL 。

经检验滴定后的溶液中无SO 2－

4。

(1)仪器X 的名称是________。

(2)滴定前，下列操作的正确顺序是________(填字母编号)。 a ．盛装0.200 0 mol/L NaOH 溶液 b ．用0.200 0 mol/L NaOH 溶液润洗 c ．读数、记录 d ．查漏、清洗

e ．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面

(3)装置B 内溶液吸收气体的物质的量是________mol 。

实验2：连接装置A —D —B ，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N 2排尽空气后，于400 ℃加热装置A 至(NH 4)2SO 4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N 2。观察到装置A 、D 之间的导气

管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D 内溶液中有SO 2－3、无SO 2－

4。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。

(4)检验装置D 内溶液中有SO 2－3、无SO 2－

4的实验操作和现象是_________。 (5)装置B 内溶液吸收的气体是________。

(6)(NH 4)2SO 4在400 ℃分解的化学方程式是_________________。

【答案】 (1)圆底烧瓶 (2)dbaec (3)0.03 (4)取少量装置D 内溶液于试管中，滴加BaCl 2溶液，生

成白色沉淀；加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解，放出无色刺激性气体 (5)NH 3或氨气 (6)3(NH 4)2SO 4=====400℃

3SO 2↑＋4NH 3↑＋N 2↑＋6H 2O ↑

考点3| 硝酸 固本探源

实验室中HNO 3保存在棕色、细口、磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶中，并放置在避光处。硝酸的保存与其性质有着密切关系。

1．物理性质

硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。 2．化学性质

(1)不稳定性

反应方程式：4HNO 3

=====△或光照4NO 2

↑＋O 2

↑＋2H 2

O 。

(2)强氧化性

硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。 按要求完成下列反应的方程式： ①与金属反应： 稀硝酸与铜反应：

3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ； 浓硝酸与铜反应：

Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。 ②与非金属反应：

浓硝酸与C 的反应：

C ＋4HNO 3

(浓)=====△CO 2

↑＋4NO 2

↑＋2H 2

O ；

③与还原性化合物反应：

硝酸可氧化H 2S 、SO 2、Na 2SO 3、HI 、Fe 2＋

等还原性物质。 稀硝酸与FeSO 4溶液反应的离子方程式：

3Fe 2＋＋4H ＋＋NO －3===3Fe 3＋

＋NO ↑＋2H 2O 。 (3)与有机物反应

①硝化反应(与反应)：

＋HNO 3――→浓H 2SO 4

△

—NO 2＋H 2O ②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。

典例引领

[典例3] (2013·四川高考)1.52 g 铜镁合金完全溶解于50 mL 密度为1.40 g/mL 、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO 2和N 2O 4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH 溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g 沉淀。下列说法不正确的是( )

A ．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1

B ．该浓硝酸中HNO 3的物质的量浓度是14.0 mol/L

C ．NO 2和N 2O 4的混合气体中，NO 2的体积分数是80%

D ．得到2.54 g 沉淀时，加入NaOH 溶液的体积是600 mL 【解题导引】

(1)硝酸与铜镁反应时，体现哪些性质？ 【提示】 酸性、强氧化性。

(2)当溶液中金属离子恰好沉淀时，溶液中的溶质是什么？ 【提示】 NaNO 3。

考点精析

硝酸与金属反应的有关计算方法

1．原子守恒

HNO 3与金属反应时，一部分HNO 3起酸的作用，以NO －

3的形式存在于溶液中；一部分作氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO 3中氮原子的物质的量。

2．电子守恒法

HNO 3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 3．根据离子方程式的计算方法

金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO －3在H 2SO 4提供H ＋

的条件下能继续与金属反应，

因此此类题目应根据离子方程式先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H ＋或NO －

3进行计算。

题组强化

●题组1—硝酸的强氧化性 1．(2015·全国卷Ⅰ)我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指( )

A ．氨水

B ．硝酸

C ．醋

D ．卤水 2．某实验过程如图所示，则图③试管中的现象是( )

A ．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇空气变为红棕色

B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色

C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体

D．无明显现象，因稀硫酸不与铜反应

3．常温下，在下列给定条件的各溶液中，一定能大量共存的离子组是

() A．pH大于7的溶液：Na＋、Ba2＋、SO2－3、ClO－

B．含有0.1 mol·L－1Fe(NO3)2的溶液：H＋、Mg2＋、SCN－、Cl－

C．使酚酞溶液变红色的溶液：Na＋、Ba2＋、I－、Cl－

D．由水电离产生的c(H＋)＝10－13 mol·L－1的溶液：NH＋4、SO2－4、NO－3、Cl－

[易错警示]

HNO3具有强氧化性，容易出现两类错误：(1)NO－3在碱性或中性溶液中无氧化性；(2)离子共存题忽视NO－3在酸性条件下的氧化性。

●题组2—硝酸的有关计算

4．在100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 mol/L、0.1 mol/L，向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子的物质的量浓度是()

A．0.15 mol/L B．0.225 mol/L

C．0.30 mol/L D．0.45 mol/L

5．(2014·山东高考)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()

A．FeO B．Fe2O3C．FeSO4D．Fe3O4

6．向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列有关说法不正确

．．．的是()

A．Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1

B．硝酸的物质的量浓度为2.6 mol/L

C．产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L

D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol

[归纳总结]

考点4| 环境污染与绿色化学

固本探源

一、环境问题的含义

主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。

二、常见环境污染问题

三、环境保护

1．空气质量日报：主要包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要污染物”。目前计入的污染物主要是悬浮颗粒物、二氧化硫和氮氧化物。

2．三废污染：三废是指废水、废气、废渣。

3．环保措施：回收利用、达标排放、研制可降解塑料等无污染的新材料等。 四、绿色化学

1．核心：利用化学原理从源头上消除和减少工业生产对环境造成的污染。

2．特征：(1)采用无毒无害的原料；(2)在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；(3)产品应该是环境友好的；(4)具有理想的“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。

3．原子经济性：原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝

期望产物的总质量

生成物的总质量

×100%。

①CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2BrCH 2Br

②CH 4＋Cl 2――→光

CH 3Cl ＋HCl

上述两反应的原子利用率为100%的是①，原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。

典例引领

[典例4] (2014·四川高考节选)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO 2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO 2，又制得电池材料MnO 2(反应条件已省略)。

请回答下列问题：

上述流程脱硫没有实现( )

A．废弃物的综合利用

B．白色污染的减少

C．酸雨的减少

D．上述流程有两个步骤发生了氧化还原反应

考点精析

题组强化

●题组1—环境污染与保护

1．化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是()

A．CO2属于大气污染物

B．酸雨是pH小于7的雨水

C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成

D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧

2．(2015·江苏高考)“保护环境”是我国的基本国策。下列做法不应该

．．．提倡的是() A．采取低碳、节俭的生活方式

B．按照规定对生活废弃物进行分类放置

C．深入农村和社区宣传环保知识

D．经常使用一次性筷子、纸杯、塑料袋等

3．下列关于化学与生产、生活的认识不正确

．．．的是()

A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体

B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一

C．节能减排符合低碳经济的要求

D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺

4．化学与科技、社会、生活有着密切的联系，下列有关说法正确的是

() A．可吸入颗粒物中含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均为金属元素

B．乙醇和汽油都是可再生能源，应大力推广乙醇和汽油的使用

C．单质硅晶体是将太阳能转化为电能的常用材料

D．新型能源生物柴油和矿物油的主要化学成分相同

【答案】 C

●题组2—绿色化学

5．绿色化学概念从一提出来，就明确了它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。下列化工生产中体现绿色化学内涵的是()

①减少“三废”排放量 ②考虑有关原材料的再生利用 ③对出现的污染问题及时治理 ④回收未反应的原料、副产物、助溶剂、稳定剂等非反应试剂 ⑤拒绝使用无法替代、无法回收、无法再生和重复使用的毒副作用、污染明显的原料

A ．①③④

B ．①②③⑤

C ．①②④⑤

D ．①②③④⑤

6．我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性，其计算公式为：原子利用率＝

目标生成物的质量

参加该反应的所有反应物的总质量

×100%

下面是联合工艺法制备新型自来水消毒剂ClO 2，其反应原理由三步组成：①电解氯化钠溶液NaCl ＋3H 2O=====通电

NaClO 3＋3H 2↑，②氢气和氯气合成氯化氢，③生成二氧化氯2NaClO 3＋4HCl===2NaCl ＋2ClO 2↑＋Cl 2↑＋2H 2O 。此方法的原子利用率最高为( )

A ．37.6 %

B ．53.6%

C ．62.2%

D ．94.4%

7．在“绿色化学工艺”中，理想状态是原子利用率为100%。在用CH 3C ≡CH 合成CH 2===C(CH 3)COOCH 3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有( )

A ．CO 和CH 3OH

B ．CO 2和H 2O

C ．H 2和CO 2

D ．CH 3OH 和H 2 [易错警示]

绿色化学与传统的治理工业“三废”截然不同。治理工业“三废”是先污染后治理，而绿色化学是从源头上减少和清除工业生产对环境的污染。

课堂小结 (教师用书独具)

第一条 含氮物质间转化图构建

第二条 重点知识萃取 1．牢记1条转化主线

N 2――→H 2NH 3――→O 2NO ――→O 2NO 2――→H 2O HNO 3――→NH 3NH 4NO 3 2．理解实验室制取NH 3的3个原理

(1)加热NH 4Cl 与碱石灰的混合物；(2)加热浓氨水； (3)将浓氨水滴加到CaO 或NaOH 等固体上。 3．掌握铵盐的2种性质 (1)受热易分解；

(2)与碱共热放出氨气——用于制取NH 3和NH ＋

4的检验。 4．掌握4个化学方程式

(1)3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ； (2)Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ；

(3)C ＋4HNO 3(浓)=====△

CO 2＋4NO 2↑＋2H 2O ；

(4)4HNO 3=====光照

4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O 。

分层限时跟踪练(十五)

(限时：45分钟)

[基础练]

扣教材练双基

1．(2015·北京高考)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是

()

A．氮元素均被氧化

B．工业合成氨属于人工固氮

C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化

D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环

2．(2015·上海高考)下列物质见光不会分解的是()

A．HClO B．NH4Cl

C．HNO3D．AgNO3

3．下列叙述不正确的是()

A．NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水

B．NO和NH3均可用排空气法收集

C．盛液溴的瓶内加少量水可防止液溴的挥发

D．NH3遇到挥发性强酸就能冒白烟

4．将氨水分别滴加到下列4种溶液中，下列说法不正确

．．．的是()

A．试管a中产生白烟

B．试管b中溶液由红色变为蓝色

C．试管c中能发生氧化还原反应

D．试管d中先有沉淀，后沉淀溶解

5．在汽车尾气净化装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是()

A．NO2是红棕色气体

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包括CO和NO

D ．催化转化总反应为2NO ＋O 2＋4CO =====催化剂

4CO 2＋N 2

6．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，观察下面四个实验(夹持装置未画出)，判断下列说法正确的是( )

A ．加热时，①上部汇集了固体NH 4Cl ，说明NH 4Cl 的热稳定性比较好

B ．加热时，②、③中溶液均变红，冷却后又都变为无色

C ．④中，浸泡在热水中的容器内气体颜色变深，浸泡在冷水中的容器内气体颜色变浅

D ．四个实验中所发生的化学反应都是可逆反应

7．某溶液中可能含有下列离子：Na ＋、SO 2－4、Ba 2＋

、NO －3、OH －、NH ＋4中的某几种离子，为确定该溶液的组成，某同学做了如下实验：

(1)取少量上述溶液，向其中加入硫酸钠溶液，产生白色沉淀，加入稀硝酸沉淀不溶解； (2)另取少量该溶液，向其中加入足量的NaOH 溶液并加热，产生有刺激性气味的气体。 则下列有关说法中不正确的是( )

A ．该溶液中一定含有NH ＋

4

B ．该溶液中一定含有NO －

3

C ．该溶液中一定含有SO 2－

4

D ．根据上述实验不能确定是否存在Na ＋

8．将13.0 g Al 、Fe 、Cu 组成的合金溶于足量的NaOH 溶液中，产生气体6.72 L(标准状况)；另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中生成6.72 L(标准状况)NO ，向反应后的溶液中加入过量的NaOH 溶液，得到沉淀的质量是( )

A ．11.85 g

B ．12.7 g

C ．27.45 g

D ．28.3 g 9．(2016·天津河东一模节选)实验室常见的几种气体发生装置如图A 、B 、C 所示。

(1)实验室可以用B 或C 装置制取氨气，如果用B 装置制取氨气，化学方程式：_______________。 (2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据，下列性质与收集方法无关的是____________(填序号，下同)。

①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应

(3)若用A 装置与D 装置相连制取并收集X 气体，则X 气体可以是下列气体中的__________。 ①CO 2 ②NO ③Cl 2 ④H 2 ⑤HCl

其中D 装置中连接小烧杯的目的是__________。

【答案】 (1)Ca(OH)2

＋2NH 4

Cl=====△CaCl 2

＋2NH 3

↑＋2H 2

O (2)②④ (3)③ 尾气处理，防止污染

10．SO 2、NO 是大气污染物。工业上吸收SO 2和NO ，同时获得Na 2S 2O 4和 NH 4NO 3产品的流程图如

下(Ce 为铈元素)：

(1)装置Ⅰ中生成HSO－3的离子方程式为________________。

(2)向pH＝5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：__________。

(3)装置Ⅲ中，电解槽的阳极发生的电极反应为___________。

(4)从装置Ⅳ中获得粗产品NH4NO3的实验操作依次为__________、__________、过滤、洗涤等。

【答案】(1)SO2＋OH－===HSO－3(2)HSO－3在溶液中存在电离平衡：HSO－3 SO2－3＋H＋，加入CaCl2溶液后，Ca2＋＋SO2－3===CaSO3↓，使电离平衡右移，c(H＋)增大(3)Ce3＋－e－===Ce4＋(4)蒸发浓缩冷却结晶

[能力练]

扫盲区提素能

11．某工厂用硫酸处理氨气尾气，得到铵盐(不同批次得到a、b、c三种不同的铵盐)。称取不同质量的铵盐，加入固定量的NaOH溶液中并加热，收集氨气，得到如下生成氨气的量与加入铵盐的量关系图：

下列判断不正确的是()

A．a对应的铵盐是(NH4)2SO4

B．b对应的铵盐是(NH4)2SO4和NH4HSO4

C．c对应的铵盐是NH4HSO4

D．当b和c铵盐的质量相同时，可得到相同量的氨气

12．Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。当产物n(NO2)∶n(NO)＝1∶1时，下列说法不正确的是()

A．反应中Cu2S是还原剂，Cu(NO3)2、CuSO4是氧化产物

B．参加反应的n(Cu2S)∶n(HNO3)＝1∶7

C．产物n[Cu(NO3)2]∶n[CuSO4]＝1∶2

D．1 mol Cu2S参加反应时有10 mol电子转移

13．(2015·山东高考)工业上利用氨氧化获得的高浓度NO x气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：

已知：Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2

(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有________(填化学式)。

(2)中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是________。蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的________(填操作名称)最合理。

(3)母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是________________。母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是________。

a．转入中和液b．转入结晶Ⅰ操作

c．转入转化液d．转入结晶Ⅱ操作

(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2∶1，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为________吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。

【解析】(1)NO2与碱液反应可生成NaNO3。

(2)蒸发Ⅰ操作的目的是使NaNO2结晶析出，使NaNO3留在母液中，当H2O蒸发量太大时，可能会造成NaNO3的浓度过大，从而形成饱和溶液而结晶析出。NaNO2冷凝后用于流程中的溶碱操作，以达到原料循环利用的目的。

(3)酸性条件下，NaNO2易被氧化，加入HNO3可提供酸性环境。母液Ⅱ中含有NaNO3，将其转入转化液，或转入结晶Ⅱ操作，以达到原料循环利用的目的。

(4)设Na2CO3理论用量为x，根据Na元素守恒得2×x

106＝1.38 t

69＋

1

2×

1.38 t

69，解得x＝1.59 t。

【答案】(1)NaNO3

(2)防止NaNO3的析出溶碱

(3)将NaNO2转化为NaNO3c、d

(4)1.59