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氮及其化合物1(答)


氮及其化合物(一) 一、 氮在自然界中的循环
游离态(单质) : ___ 氮 气 ____, __化合____态:存在于动植物体、土壤和水体 中。 通过豆科作物的_根瘤菌___把空气中的氮气转化为__化合态的氮_ 自然固氮 高能固氮__空气中的 N2 和 O2 在闪电作用下生成 NO 2、氮的固定 人工固氮 化学固氮:反应的方程式(工业合成氨) 仿生固氮

1、 存在

二、

氮气的结构和性质

1、 氮气是无色无味气体,密度比空气大,难溶于水。常温下化学性质不活泼。 2、 氮气的化学性质:氧化性和还原性 (1)氮气和氢气反应(反应方程式)________________________,反应条件__________。 (2)氮气和氧气反应(反应方程式)_______________________,反应条件__________。

三、氨气的性质与实验室制备
1、氨的物理性质:无色、有刺激性气味的气体;比空气轻;极易溶于水且能快速溶解,在常温常压下1 体积水能溶解 700 体积的氨气,是溶解度最大的气体。 2、氨的化学性质: ① 与水反应:NH3 + H2O NH3· H2O NH4++ OH-(可逆反应,所以氨水成分有 3 分子 3 离子) ② 与酸反应:NH3 + HCl = NH4Cl (有白烟,可用于氨气的检验) NH3 + HNO3 = NH4NO3 (有白烟,可用于氨气的检验) 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4(因此不宜用浓硫酸作为氨气的干燥剂) ③ 与氧气反应: (体现氨气的还原性)4 NH3 + 5O2 ④氨气的喷泉实验: (右图)发生喷泉的原因及条件。 3、氨气的实验室制法。 ① 反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 ② ③ ④ ⑤ ⑥ 2 NH3↑+CaCl2+2H2O 4NO + 6H2O

发生装置——固体+固体→加热型 干燥剂——碱石灰或氢氧化钠 收集方法——向下排空气法(试管口棉花的作用?) 验满方法——湿润的红色石蕊试纸 尾气处理——用水吸收(如何防水的倒吸?) 1、铵盐的物理性质:白色,易溶于水的晶体。 2、铵盐的化学性质: ① 受热易分解(分解不一定产生 NH3) NH4Cl NH3 ↑+HCl↑ ;NH4HCO3 NH3 ↑ +CO2 ↑ +H2O

四、铵盐(NH4+的盐)

② 与碱溶液反应:NH4++OH-

NH3 ↑+ H2O(可用于检验铵盐) 或 NH4++OH-= NH3· H2O

铵盐的保存方法:密封、阴凉通风处保存。

1

五、氮的氧化物及其性质
1、 氮的氧化物简介 种类 物理性质 稳定性 NO ___无_色气体,__难__溶于水,有毒 中等活泼 NO2 ___红棕_色气体,__易__溶于水,有毒 较活泼, 易发生二聚反应, 生成 N2O4 N2O4 __无__色气体 较活泼,受热_易__分解 *N2O 无色气体 较不活泼 *N2O3 蓝色气体(—20° C) 常温不易分解为 NO、NO2 (亚硝酸酸酐) N2O5(硝酸酸酐) 无色固体 气态不稳定,常温易分解 2、 NO、NO2 的性质、制法 (1) 完成下列化学方程式 ① NO 和氧气的反应:____2 NO + O2==2 NO2_____,条件___常温______。 ② NO2 和 N2O4 的相互转化:___ 2NO2__ _ N2O4______,条件___常温____。因此反应在___自然___ 下进行,故通常“纯净”的 NO2 或 N2O4 并_不__纯。 ③NO2 和水反应:___3NO2+H2O =2HNO3 + NO ___。 *④NO2 和 NaOH 溶液反应:__3NO2 + 2NaOH==2NaNO3 + NO + H2O__。 *⑤硝酸工业用 NaOH 吸收尾气:___2NaOH + NO2 + NO ==2NaNO2 + H2O_____。 (2)NO2 具有较强的氧化性,能___氧化___SO2;能使湿润的淀粉 KI 试纸___变蓝___。 *(3)氮的氧化物溶于水计算的有关化学方程式 原理:2NO+O2 =2NO2 ………① 3NO2+H2O =2HNO3 + NO ………② ① x 3 + ② x 2 可得反应方程式__4NO+3O2+2H2O=4HNO3__。 ① + ② x 2 可得反应方程式___4NO2+O2+2H2O=4HNO3 __。 *① + ②可得反应方程式__NO2+NO+H2O+O2=2HNO3__。 【例 1】氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义,有些氮的转化是从氮气到氮的化合物。有的转 化是从氮的化合物到氮气。下列过程中,以游离态的氮为原料,最终产生氮的化合物的是( ADE ) A.工业合成氨 B.硝化细菌的硝化过程 C.动物尸体腐烂 D.豆科植物的根瘤菌固氮 E.盛夏时节,雷雨肥田,植物茂盛 【例 2】发射卫星的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃 后产生的高温气体主要是 CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射现场看到火箭喷出大量 红烟,产生红烟的原因是( B ) A. 高温下 N2 遇空气生成 NO2 B. NO 遇空气生成 NO2 C. CO2 与 NO 反应生成 CO 和 NO2 D. NO 和 H2O 反应生成 H2 和 NO2 【例 3】空气中含有大量的氮气和氧气,但在通常情况下氮气和氧气和睦相处,并不发生反应,原因在于 氮气很稳定。下列用途中,与氮气的稳定性无关的是( D ) A. 充入粮仓中贮存粮食 B. 充入灯泡中保护钨丝 C. 工业合成氨时需要高温、高压和催化剂 D. 氮气和氢气反应生成氨气 【例 4】氮是蛋白质的基本组成元素之一,所有生物体均含有蛋白质,氮循环涉及生物圈的全部领域,以 下关于氮的生物体的吸收途径正确的是( C ) ①氮在大气中高达 78%,可被生物体直接利用 ②通过高能固氮可将空气中游离的氮转化为化合态的氮,而被植物所吸收 ③所有植物都具有生物固氮作用,其根部的根瘤菌可使氮气转变成硝酸盐而被作物吸收 ④动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白 ⑤动植物死亡后,遗骸中的蛋白质被微生物分解成 NH4+、 NO3-、NH3,又回到土壤和水中,被植物 再次吸收 A.①⑤ B.③⑤ C.②④⑤
2

D.②④①

课堂练习
1.据报道,科学家已成功合成了少量 N4,有关 N4 的说法正确的是( A ) A.N4 是 N2 的同素异形体 B.N4 是 N2 的同分异构体 C.相同质量的 N4 和 N2 所含原子个数比为 1:2 D.N4 的摩尔质量是 56g 2.实验室制备下列气体,只能用排水法收集的是( B) A.NO2 B.NO C.O2 D.Cl2 3.下列气体能造成空气中光化学烟雾污染的是( C ) A.CO B.SO2 C.NO2 D.Cl2 4.关于氮气的性质的说法中,错误的是( B ) A. 通常情况下,氮气性质很不活泼 B.可在氧气中燃烧,生成一氧化氮 C.在水中溶解度小(通常情况下) D.跟氢所在一定条件下发生反应,氮气是氧化剂 5.起固氮作用的化学反应是( A ) A.N2 和 H2 在一定条件下反应生成 NH3 B.NO 与 O2 反应生成 NO2 C.NH3 催化氧化生成 NO D.由 NH3 制 NH4HCO3 和(NH4)2SO4 6.汽车尾气(含烃类、一氧化碳、无色气体与二氧化硫等)是城市主要污染源之一,治理的一种方法是 在汽车排气管上装催化转化器,它使一氧化氮与一氧化碳反应生成参与大气循环的无毒气体,并促使烃类 充分燃烧及二氧化硫的转化,下列说法中错误的是( B ) A.一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式为 2CO + 2NO= N2 + 2CO2 B.此方法的缺点是:由于二氧化碳的增多,会大大提高空气的酸度 C.为减少污染应开发新能源 D.汽车尾气中有两种气体会遇血红蛋白结合使人中毒 7.已知氨气极易溶于水,而难溶于有机溶剂 CCl4 下列装置中不适宜做 NH3 的尾气吸收的是( C


)

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8.氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应 3Cl2 ? 2 NH 3 ? N 2 ? 6 HCl 检查氯气管道是否漏气。下 列说法错误的是( C ) C 该反应 NH 3 被还原
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A.若管道漏气遇氨就会产生白烟

B.该反应利用了 Cl2 的强氧化性

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D.生成 1 molN 2 有 6 mol 电子转移

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9. 通常情况下,既能用浓硫酸干燥,又能用碱石灰干燥的是( D ) A、HCl B、Cl2 C、NH3 D、NO 10.据估计,高空大气中的 O2 吸收紫外线可生成臭氧,臭氧可分解:O3 O2 + O。臭氧与大气污染 物之一的 NO 发生反应:NO+O3=NO2+O2,NO2+O=NO+O2,纵观这些反应可以看出 NO 是作 ( C ) A.氧化剂 B.还原剂 C.催化剂 D.干燥剂 11.现有两个集气瓶它们分别盛装 O2 与 NO 气体,你怎样通过最简单的方法将它们区别开? 答.打开集气瓶,置露在空气中,若瓶中气体会迅速变成红棕色的则是 NO 气体,不变色的是 O2。 12.从右图所示的氮循环时涉及到的重要物质转化关系中回答问题: (1)属于氮的固定的过程有 ①②③; (填序号) 。 (2)氮元素是植物生长的必需元素,而对于豆科植物不施氮肥,仍能长势良好的, 其原因是根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮,满足豆科植物的需要(或根瘤菌 的固氮作用) _。深入研究过程②的机理对人工固氮积极意义是:有助于模拟生物
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固氮的研究 。 (3)写出工业固氮的化学方程式:__ N2 + 3 H2 == 2NH3____; (4)过程③中包含着“雷雨发庄稼”的原理,请用化学方程式表示转化过程: ___________________ ___;____________ __________; ________________ _________。 放电 N2 +O2=====2NO 2NO+O2====2NO2 3NO2+ H2O==2HNO3 +NO 13.甲、乙两同学分别做实验制取 A、B 两种气体。由于两人都用错了收集气体的方法,结果甲同学收集 到气体 B,乙同学收集到气体 A。试推断这两种气体各是什么物质,写出有关的化学方程式。 A 是 NO,B 是 NO2; 2NO + O2 = 2NO2 , 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (注:A 是 NO2 B 是 NO 也可) 14. 用仪器 A、 B 和胶管组成装置收集 NO 气体 (①仪器 A 已经气密性检查; ②除水外不能选用其他试剂) 。 正确的操作步骤是: 在 A 中加满水,盖上瓶塞,用胶管连接 b 和 c 的接口, 由 a 导入 NO 气.,水通过 b 和 c 排入 B 中。

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