鲁科必修1第03章第2节

1、第2节 氮的循环通过上一节的学习，我们知道，在一百多种元素中，组成单质及化合物种类最多的元素是碳元素。那么，你知道地球上含量最丰富的一种元素是什么元素吗？那就是氮元素，氮元素广泛存在于大气、水体、动植物体以及土壤中。那么，你知道这些氮元素是如何循环的吗？氮元素的循环对我们的环境和地球上的生命又有什么意义呢？ 研习教材重难点研习点1 氮在自然界中的循环1自然界中氮元素循环示意图2主要形式（1）游离态化合态是豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物；放电条件下，与氧气结合为氮氧化合物，并随降水进入水体中；合成氨工厂、汽车发动机都可以将一部分氮气转化成化合态。（2）化合态游离态：硝酸盐在

2、某些细菌作用下转化成氮气。（3）化合态化合态：化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的氮氧化合物通过大气进入陆地和海洋，进入氮循环。【领悟·整合】氮是维持高等动植物生命活动的必须元素，因此，氮的循环涉及到地球上生物圈的各个方面。人类活动也在逐渐的影响到氮循环。所以，认识氮的循环，就把我们将要学习的物质置于“氮的循环”这个大的背景下，将会更有利于同学们掌握氮及其化合物的性质。3氮气与氮的固定（1）氮气的物理性质：无色无味气体，难溶于水，与空气密度相近。（2）氮气的化学性质：【知识·链接】氮气属于双原子分子，两个氮原子之间的作用非常强。因此，氮气分子稳定，化学性质不活泼，但要

3、注意，N2一旦吸收能量变为N原子则性质较活泼。在高温或放电时可与某些物质反应，N表现为既有氧化性，又有还原性。与O2的反应在放电条件下，氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮（NO）。反应式为：N2+O2 2NO说明：在雷雨天气，汽车的发动机中均可以发生该反应。在该反应中，N2表现出还原性。与H2反应N2+3H22NH3说明：a 该反应是工业上合成氨的反应原理，具有非常重要的现实意义。在该反应中，N2表现出氧化性。b在氮气跟氢气反应生成氨的同时，氨气也在分解生成氮和氢气。像这样同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应的化学方程式中用“”代替“”。（3）氮的固定 定义：将空气中游离的

4、氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定。 分类：氮的固定 自然固氮 人工固氮 高能固氮（闪电，约占10%） 生物固氮（约占90%） 合成氨 仿生固氮 （3）NO和NO2物质NONO2颜色无色红棕色毒性剧毒剧毒溶解性不溶解与水反应气味无味刺激性气味转化2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO【联想·发散】氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况分析：NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时，可根据反应：3NO2H2O2HNO3NO，利用气体体积的变化差值进行计算。NO2和O2的混合气体溶于水时，根据反应：4NO2O22H2O4HNO3当V(NO2)V(O2)4：1

5、时，恰好反应，无剩余气体；当V(NO2)V(O2)4：1时，剩余氧气；当V(NO2)V(O2)4：1时，NO2过量，剩余气体为NO，且体积为过量NO2体积的1/3。NO和O2同时通入水中时，此时的反应为：4NO3O22H2O4HNO3当V(NO) V(O2) 4：3时，恰好反应，无剩余气体；当V(NO2)V(O2)4：3时，剩余氧气；当V(NO2)V(O2)4：3时，剩余NO。典例1：雷鸣电闪是人们司空见惯的自然现象，地球上每年平均发生31560余次闪电。（1）每当雷电交加之际，轰鸣闪电之时，空气中可能发生如下反应： 。 。 。（2）由此说明闪电对人类生活有何益处： 。研析：氮是作物体内蛋白质

6、、核酸和叶绿素的重要成分，氮肥能促使作物的茎叶生长茂盛，叶色浓绿蚕豆、大豆等豆科植物和苜蓿等的根部有根瘤菌，能把空气中的氮气转变成氨作为养料吸收，是植物生长发育的基本条件之一，推动着自然界周而复始的氮循环，保持着生态平衡，使生命得以延续。当然，现代农业并不单纯仅仅靠等待大自然的恩赐。答案：（1）N2O22NO2NOO22NO2 3NO2H2O2HNO3NO （2）闪电时可把空气中的氮（N2）转化为氮肥（“固氮”反应）（48300余万吨），落到地面上后可发生：2HNO3Ca(HCO3)2Ca(NO3)22H2O2CO2，形成硝酸盐以利于作物生长。典例2：一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体

7、置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的A1/4 B3/4 C1/8 D3/8研析：本题主要考查NO和O2的反应，NO2溶于水及有关的计算。NO、O2、H2O之间的反应，先判断是否适量，若不是适量，找出剩余的气体，体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。本题常见错误是误选A。其原因是已算出消耗O23/4体积，剩余1/4，没有把剩余O21/4的体积换算成原总体积的体积分数。：NO和O2 反应生成NO2 ，NO2 溶于水又会生成NO。2NOO2 =2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO由方程式可知等体积混合时，O2 过量， 中生成的NO会再被O2 氧

8、化，多次循环，将两方程式合并成4NO3O2 2H2O 4HNO3 等体积混合，余O2 1/4体积，原混合气2体积，余气为原气1/8。答案：C研习点2 氨与铵态氮肥1氨（1）物理性质：无色、有刺激性气味比空气轻；极易溶于水，在常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气。（2）化学性质：碱性：氨与水、酸反应时显碱性与水反应：NH3H2O NH3·H2ONH4+OH与酸反应：NH3HClNH4Cl说明：a氨溶于水，大部分与水结合成一水合氨（NH3·H2O），一水合氨少部分电离，因此，氨水显弱碱性。氨气是中学阶段唯一的一种碱性气体，利用这一点，可以检验NH3。b NH3与其它酸也能

9、反应生成相应的铵盐。其中，NH3与盐酸这样的易挥发性酸反应时会有白烟（铵盐固体的小颗粒）生成。利用这个现象，在某些场合也可以检验NH3。还原性：氨的催化氧化反应4NH35O24NO6H2O说明：a 该反应是工业上生产硝酸的一个基础反应。b NH3中的氮元素的价态为-3价，因此，NH3不仅能被催化氧化生成NO，在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。【辨析·比较】 液氨和氨水液氨是氨气加压或降温得到的液态氨，是纯净物，即液氨由氨分子组成的液体。氨水的主要成分是NH3·H2O在氨水中以分子状态存在的粒子有：NH3、H2O、NH3·H2O

10、；以离子状态存在的粒子主要有：NH4+、H、OH，极少量的是H。所以氨水是混合物。2铵盐【观察·思考】操作现象结论将氯化铵固体在试管中加热在试管上端内壁上有白色固体附着。受热时，氯化铵分解，生成氨气和氯化氢，冷却时，两者又重新结合，生成氯化铵将碳酸氢铵固体在试管中加热，将生成的气体通入澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊碳酸氢铵分解，生成了CO2在试管中加入少量氯化铵固体，再滴加适量稀氢氧化钠溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒上靠近试管加热后试管中有气体产生，并可闻到刺激性的气味。同时还看到，湿润的红色石蕊试纸变蓝。产生了氨气根据以上的观察与思考，我们可以铵盐具有以下性质：（1）铵

11、盐受热分解NH4ClNH3HClNH4HCO3NH3CO2H2O（2）铵盐与碱反应NH4ClNaOHNaClNH3H2O(NH4)2SO4Ca(OH)2CaSO42NH32H2O【梳理·总结】由铵离子和酸根离子构成的化合物叫铵盐，所有的铵盐都是晶体，都能溶于水。受热均易发生分解，分解产物一般为NH3和相应的酸（或酸的分解产物）。但也有例外，例如5NH4NO34N22HNO39H2O，且NH4NO3在不同温度条件下分解产物不同。铵盐与碱共热都能产生氨气，这是铵盐的共同性质。因此，铵态氮肥不宜和碱性物质混合施用，同时，利用这个性质可以检验铵离子，也可以在实验室中制备氨气。（3）氨的实验室

12、制取药品：NH4Cl、消石灰反应原理：2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O装置：与制氧气相同收集：向下排空气法。验满：用湿润的红色石蕊试纸或沾有浓盐酸的玻璃棒。防止多余氨气污染空气的方法：收集NH3后的导管口处塞一团湿棉花或用稀H2SO4浸湿的棉花。干燥：NH3通过盛有碱石灰的干燥管。实验室制取氨的其它方法：加热浓氨水、氧化钙与浓氨水反应等。典例3：有关氨的性质的叙述正确的是A氨能在氧气中燃烧B氨水呈碱性C氨水和酸相遇都能产生白色烟雾D在反应NH3H+ NH4+中，氨失去电子被氧化研析：虽然氨的催化氧化是在高温和催化剂的作用下进行，但是纯净的NH3能在O2中安静地燃烧，产物是N

13、2和H2O，所以A正确由于氨水中存在：NH3·H2O NH4+OH，因而B正确氨气只有与挥发性酸相遇才能生成白烟（氨气与非挥发性酸相遇只能生成块状白色固体，不是小颗粒，不是白烟），C不正确；NH和H反应为非氧化还原反应，D不正确。答案：AB典例4：氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分离A加入氢氧化钠 B加入AgNO3溶液 C加热法 D加入一种合适的酸 E加入水研析：物质的分离不同于鉴别，鉴别是采取一定的方法，能将两种或几种物质分辨出来就可。而分离是将几种成分采取一定的措施分离成各单一的成分。分离可根据物理性质用物理分法进行分离，比如根据各组分的溶解性不同，用过滤的方法分离；根据各组分的

14、沸点不同，用蒸馏的方法分离；根据各组分在同一溶剂中的溶解度不同用结晶的方法分离。也可根据各组分的化学性质不同，加入某些试剂，采取一定方法进行分离。根据以上分析，题目所给NaCl和NH4Cl只能用化学方法分离，因为两种物质中都含Cl，所以加AgNO3或加酸都起不到分离的作用，加入NaOH，只能鉴别NH4Cl和NaCl，而达不到分离的目的。两种物质又均易溶于水，因此加入水也无法分离。那么方法只有一种，利用铵盐的不稳定，及NH3的化学性质，所以选用加热法。答案：C研习点3 硝酸及其应用【温故·知新】硝酸具有酸的通性使指示剂变色：例如：稀HNO3使紫色石蕊溶液变红。与碱反应：如HNO3NaO

15、HNaNO3H2O与碱性氧化物反应：如2HNO3CaOCa(NO3)22H2O与弱酸盐反应：如2HNO3Na2CO32NaNO3CO2H2O与金属反应：由于硝酸具有强氧化性，因此，与酸反应时一般不产生H2。硝酸除了具有酸的通性以外，还具有以下特性：1硝酸的物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味、易挥发、密度大于水。2硝酸的不稳定性：硝酸见光或受热易分解。4HNO34NO2O22H2O说明：硝酸越浓，越容易分解。长期存放的浓HNO3呈黄色，这是由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸的缘故。也正因为硝酸见光或受热易分解，一般将它保存在棕色瓶里，放置在阴凉处。3硝酸的强氧化性：硝酸具有强的氧化性，是因为

16、硝酸分子里氮呈5价。（1）与金属反应：HNO3几乎能与所有的金属（除金、铂、钛以外）发生氧化还原反应。Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O说明：硝酸与不活泼金属反应时，浓硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO。【交流·研讨】常温下为什么可以用铝槽车或铁罐运输浓硝酸铝、铁等金属可以在冷的浓硝酸中发生钝化现象，浓HNO3会把铝或铁的表面氧化，形成一层薄而致密的氧化膜，阻止了反应的进一步发生遇热时，该氧化膜会被破坏因此常温下铝、铁制品可以盛放冷的浓HNO3铜与浓HNO3反应时，放出NO2气体，与稀HNO3反应时，放出NO气体。能

17、否由此说明稀HNO3比浓HNO3的氧化能力更强？硝酸与金属反应时，硝酸被还原的程度取决于硝酸的浓度和还原剂的强弱。对于同一种还原剂来说，硝酸越稀被还原的程度越大因为当HNO3的浓度在8 mol·L1以上时，HNO3氧化性很强，在此过程中生成氮的低价氧化物在强的氧化气氛中不能存在，继续被氧化成高价的氮的氧化物，所以产物为NO2当硝酸较稀时，它的氧化性较弱，氮的低价氧化物也能够存在，所以主要产物是NO浓HNO3与Cu反应放出NO2气体要比稀HNO3与Cu反应放出NO气体剧烈的多，所以浓HNO3氧化能力比稀HNO3氧化能力更强。【知识·链接】王水：浓HNO3和浓盐酸的混合物（体积

18、比13）叫王水，它的氧化能力比硝酸更强，能够使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。（2）与非金属反应：硝酸能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应：C4HNO3(浓) CO24NO22H2O【辨析·比较】氧化性酸和酸的氧化性概念辨析酸的氧化性：实质上指氢离子的氧化性，任何酸都有不同程度电离出H的能力，H在一定条件下获得电子生成H2因此在某些反应中酸作氧化剂其实质上是H作氧化剂如：锌与盐酸或稀H2SO4的反应，都可以用Zn2HZn2H2离子方程式表示此类反应的实质。氧化性酸：是酸根离子中心原子获得电子的能力，酸根离子获得电子后，中心原子化合价降低，形成相应的低价含氧化合物甚至是单质如

19、浓H2SO4与Cu反应：Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O，浓H2SO4与木炭反应：C2H2SO4(浓) CO22SO22H2O，硝酸与锌反应：4Zn10HNO3(稀)4Zn(NO3)2N2O5H2O 5Zn12HNO3(很稀)5Zn(NO3)2N26H2O，浓HNO3与木炭、单质硫、磷的反应等等。作为氧化性酸，不仅能氧化金属而且还能氧化某些非金属单质。而酸的氧化性即H的氧化能力较弱，只能氧化较活泼的金属（即金属活动顺序表中氢前金属）。【领悟·整合】硝酸除了具有酸的通性以外，还具有挥发性、不稳定性、强氧化性等特性。硝酸不仅是氮循环中的一种重要物质，在实验室中也是一种重要

20、的化学试剂，在工业上更是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、燃料、塑料和硝酸盐等。典例5：浓HNO3常呈黄色的原因是A浓HNO3易分解产生NO B浓HNO3中混有Fe3C浓HNO3易分解产生NO2 D浓HNO3易氧化单质硫研析：浓HNO3常因见光或受热分解而呈现黄色，HNO3分解产生的NO2又溶于此硝酸中，而不是浓HNO3混有Fe3等杂质引起的，并且浓HNO3氧化单质S产生H2SO4，并不是浓HNO3本身出现黄色的原因。答案：C。典例6：下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是A使石蕊试液变红B与铜反应放出NO气体生成Cu(NO3)2C与Na2CO3反应放出CO2气体生成NaNO3D与S

21、单质混合共热时生成H2SO4和NO2研析：在上述反应A、C中HNO3使指示剂变色，与弱酸盐反应均表现出酸性在B、D中HNO3中氮元素的化合价均降低表现出氧化性，并且在B项中又有Cu(NO3)2和水生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性答案：B研习点4 人类活动对自然界氮循环和环境的影响1人类活动对自然界氮循环的影响：（1）作物每年要从土壤中摄取大量的氮。每100m2土地的上空约有106kg的氮，这是巨大的氮资源。闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成801500kg的一氧化氮。这是一种自然固氮。但自然固氮远远满足不了农业生产的需求。人类的固氮活动使活化氮的数量大大增加。科学家们预测

22、，从现在到2020年，人工固氮将增加60%，达到年均2.24×1011kg。（2）汽车的数量大大增加，由汽车排放到大气中的氮氧化物逐年增加。2人类活动对环境的影响：人类是伟大的，人们用自己的智慧创造了一个新的自然界。但是，人类的活动也对地球的环境造成了一些不良的影响。当前环保面临的十大问题有：大气污染、地球变暖、臭氧层被破坏、酸雨蔓延、生物多样性减少、淡水资源枯竭与污染森林锐减、土壤荒漠化、海洋污染、固体废弃物污染。其中与氮循环失衡直接相关的有以下几个方面：（1）光化学烟雾：光化学烟雾是指汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的浅蓝色烟雾。光化学烟雾具有特

23、殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并使大气能见度降低。氮氧化合物是形成光化学烟雾的一个重要原因。大气中的氮氧化物主要来源于汽车尾气、化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。（2）酸雨：氮氧化合物是形成酸雨的一个重要原因。（3）富营养化：进入水体的氮的含量增大，会导致藻类“疯长”，迅速地覆盖在水面上，造成水体的富营养化。水体中的氮主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉和淋洗，以及水产养殖所投入的饵料和肥料等。3如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响（1）控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。（2）增强生态系统对有害物质的吸收能力。我们应保护森林，植树造林，促进全球

24、氮的良性循环。典例7：汽车尾气是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。（1）与汽车尾气排放密切相关的是 。a 光化学烟雾 b 赤潮 c 白色污染（2）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式 。研析：（1）汽车尾气中含有大量的氮氧化物，而氮氧化物是形成光化学烟雾的主要原因。（2）根据题目提供的信息：CO与NO反应。生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。这气体是CO2和N2。答案：（1）a （2）2CO2NO2CO2N2 探究解题新思路 基础思维探究题型一、 NO2、NO与水或氧气的反应典例1：将装

25、有50mLNO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是A53 B35 C32 D23研析：判断此题可根据化学方程式，运用差量法进行计算，由所得结果来确定正确的选项。设混合气体中NO2的体积为x差量法：3NO2H2O2HNO3NO 3mL 1mL 3mL1mL2mL x 50mL30mL20mL x30mL则原混合气体中NO为50mL30mL20mL所以：(NO2)(NO)302032答案：C方法导引：差量法是根据化学反应中反应物和生成物的相差量跟反应物的消耗量或生成物的增加量之间的比例关系为解题思路而建立起来的解题方法。关键是找准变

26、化量，把题中的已知差量与化学方程式中的化学计量数对应差量列出比例关系，进行计算，是一种简捷的解题方法。解答本题除了用差量法外，还可以用列方程法求解。对于NO2、NO混合气体跟水反应，或单纯NO2跟水反应的计算，均可根据反应方程式应用差量法或列方程式进行计算。拓展 变式1如下图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状下测定)。试回答下列问题：（1）写出观察到的现象（可不写满，也可补充）：_；_；_。（2）最终试管中剩余的气体是_，体积为_。1研析：（1）通入的O2与NO发生反应生成NO2：2NOO2 2NO2所以看到有红棕色气体生成

27、生成的NO2溶于水：3NO2H2O 2HNO3NO两反应的总方程式为：4NO3O22H2O 4HNO3气体被消耗，所以又会看到试管内液面上升V(NO)V(O2)43，故最后有气体剩余，不论剩余NO还是O2，都为无色气体，这是看到的第三个现象。（2）设1.5 mL O2全部参加反应，由(1)中知：V反应(NO)V反应(O2)×4/31.5 mL×4/32.0 mL而NO的总体积是30 mL，故剩余NO气体1.0 mL。答案：（1）通入O2，试管内气体变为红棕色试管内液面升高最后试管内剩余一种无色气体（2）NO 1.0 mL题型二、金属与HNO3反应的定量计算及产物的确定典例2

28、：某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只有单一的还原产物当参加反应的金属与被还原的HNO3的物质的量之比为21时，还原产物是ANO2 BNO CN2O DN2研析：设金属的化合价为n，HNO3的还原产物中的化合价为x，则：2×(n0)1×(5x)即x52n。讨论：当n1时，x3，为N2O3，未在选项中出现。当n2时，x1，为N2O，选项C符合题意。当n3时，x1，无此价态氮的化合物。由于金属阳离子一般不出现4价或以上的价态，故不再讨论。答案：C总结提升：本题主要考查HNO3的氧化性和运用数学工具解决化学问题的能力。由于金属未知，HNO3浓度范围未知，此题的突破口应在“还原产

29、物单一”“单质与被还原的HNO3的物质的量之比为21”上，应用氧化还原反应电子转移守恒金属与HNO3反应的定量计算及产物的确定是本节难点，故应在学习过程中加以训练和强化，同学们可以通过典例1和拓展 变式1掌握解决此类问题的一般方法。拓展 变式238.4 mg Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL气体(标准状况下)，反应消耗的HNO3其物质的量可能是A1.0×103 mol B1.6×103 molC2.2×103 mol D2.4×103 mol2研析：本题主要考查HNO3与金属反应时HNO3所起的作用及灵

30、活应用化学方程式的计算能力。由于HNO3适量，随着与Cu的反应，浓度会逐渐降低，因此该过程中实际上发生了两个反应：Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2O、3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O，反应中消耗的HNO3包括两部分：起氧化剂作用和显示酸性，前者被还原成NO2、NO气体，后者以Cu(NO3)2的形式存在。因此可以看作：HNO3(氧化剂) NO2(或NO)1.0×103 mol 1.0×103 mol Cu2HNO3(酸) Cu(NO3)20.6×103 mol 1.2×103 mol所以消耗HNO3共2.2×

31、;103 mol答案：C题型三、喷泉实验典例3：如图所示的装置中，烧瓶中充满了干燥气体A将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。A（干燥气体）NO2b（液体）ANO2水BCO24mol/LnaOH溶液CCl2饱和NaCl溶液DNH31mol/L盐酸 （1）选项_（填A、B、C、D）为何不满足要求_（2）能形成图示喷泉实验的气体和液体甚多，它们需满足的条件是_；_。例如_气体和_液体。研析：形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体并与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内。

32、如此持续，最后液体将充满烧瓶。B和D正确NO2气体虽也易溶于水，但同时产生NO气体：3NO2H2O 2HNO3NO，即使会出现“喷泉”现象，但烧杯内的水只会部分进入烧瓶内，不会几乎充满烧瓶。饱和氯化钠溶液不能吸收氯气，所以选项A和C错误。从以上分析我们可知；当气体极易溶于液体或气体与液体反应（一般无新气体产生）即可形成“喷泉”，例如：Cl2和NaOH溶液等。答案：（1）A、C；前者与水反应后生成NO，溶液不能充满整个烧瓶后者气体不溶于液体（2）气体易溶于液体气体与液体反应（无新气体产生）；Cl2和NaOH溶液。启发引申：本题对喷泉实验的概括，体现了对开放性，创造性的能力要求。喷泉实验是中学化学

33、中的重要实验，也是中学化学的常考内容，常见喷泉的形成主要有以下两类：（1）极易溶于水的气体（NH3、HCl、SO2等）与水可形成喷泉。（2）酸性气体（HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等）与NaOH(aq)也能形成喷泉。拓展 变式3在标准状况下，在三个干燥的烧瓶内分别装入干燥纯净的NH3、含一半空气的氯化氢、NO2和O2的混合气体v(NO2)v(O2)4 1。然后分别做喷泉实验，三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为A212 B554C111 D无法确定3研析：NH3、HC1溶于水后，溶液的体积即为被溶解了的气体体积，c=1/22.4mol/L由4NO2O22H2O 4HNO3可

34、知，当O2过量时，每消耗4mol NO2和1mol O2、则生成4HNO3，c(HNO3)0.8×1/22.4mol/L。NH3、HC1溶于水后溶液的物质的量浓度计算一类简单的溶解问题与NO2和O2的混合气体溶于水后溶液的物质的量浓度计算是不同的。后者是一类发生化学反应的计算，所以所得的结果不一样。答案：B 综合思维探究题型一、学科内综合题典例4：在100 mL NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物，加热充分反应，下图表示加入的混合物质量与产生的气体体积(标准状况)的关系，试计算：（1）NaOH的物质的量浓度_；（2）当NaOH溶液的体积为140 mL，固体

35、混合物的质量是51.6 g时，充分反应后，生成气体的体积(标准状况)为_ L。（3）当NaOH溶液的体积为180 mL，固体混合物的质量仍为51.6 g时，充分反应后，生成气体的体积(标准状况)为_ L。研析：（1）从图中可看出34.4 g混合物和100 mL NaOH恰好完全反应。n(NaOH)n(NH3)0.5 molc(NaOH)5.00 mol/L（2）V(NaOH)140 mL，因固体过量，所以V(NH3)n(NH3)×22.4L/moln(NaOH)×22.4L/mol5 mol/L×0.14 L×22.4 L/mol15.68 L。（3）V

36、(NaOH)180 mL时，固体51.6 g完全反应，则： V(NH3)16.8 L答案：（1）5.0 mol/L （2）15.68 （3）16.8考向指南：本题目除了考查强碱与铵盐的反应外，还考查了分析图象，并从图象上获取信息的能力及判断过量和计算的能力。拓展 变式4设计一个实验只用一种试剂鉴别NaHCO3、NH4Cl、NaCl、NH4HCO3四种无色溶液，简述操作步骤及现象。4研析：检验铵根离子要用到碱，而碱中的氢氧根离子又可与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，而碳酸根离子可以与钙离子或钡离子反应生成白色沉淀。这样，这种试剂就所定在Ba(OH)2溶液和Ca(OH)2溶液上，但由于C

37、a(OH)2的溶解度太小，其溶液与铵根反应时产生的氨太少，不好检验，因此，该试剂选用Ba(OH)2溶液。答案：用四支试管分别取少许试液，分别加入足量Ba(OH)2溶液，并加热，同时用湿润的红色石蕊试纸在管口检验。产生白色沉淀，且试纸变蓝的为NH4HCO3，只产生白色沉淀的为NaHCO3，不产生沉淀但试纸变蓝色的为NH4Cl，均无明显现象的为NaCl。题型二、实际应用题典例5：（1）使用铵盐做氮肥时，施用过程中应注意哪些问题？（2）一包氯化铵中混有一种其他氮肥，经测定这包不纯氯化铵含氮25.7%，则混入的氮肥可能是A尿素CO(NH2)2 B硝铵 C硫铵 D碳铵研析：纯净NH4Cl的含氮量为26.

38、17%>25.7%，所以杂质含氮量必须<25.7%。四个选项中氮的质量分数依次是46.7%、35%、21.2%和17.7%。介绍一下硫铵、碳铵的化学式，学生易出错。答案：（1）使用铵盐氮肥不要同时与草木灰(主要成分是K2CO3)等碱性肥料混合使用；不能在较高的温度条件下存放和施用铵盐氮肥；施用后要立即用土覆盖，并及时灌溉，以防止肥效流失。（2）CD考向指南：2006年高考化学考试大纲明确指出：试题应力图反映出考生能够初步运用化学视角，去观察、分析生活、生产和社会中的各类有关化学问题。本题联系同学们非常熟悉的化肥，考察同学们的简单计算能力以及对铵盐性质的掌握及应用情况。拓展 

39、;变式5用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生，下列不易区别其真伪的方法是A测定密度 B放入硝酸中C放入盐酸中 D观察外观5研析：铜锌合金通常称为黄铜，外观与黄金相似，但密度比黄金小，放入HNO3、HCl中，其中的Zn均可与之反应答案：D题型三、思维转换题典例6：密度为0.91 g·cm3的氨水，质量分数为25，设氨水用等体积的水稀释后，所得溶液的溶质的质量分数为A等于12.5 B大于12.5C小于12.5 D无法确定研析：方法1：（不等式法）取1体积氨水用1体积水稀释，稀释后溶质的质量分数为：×100×251/2×2512.5，上式将水的密度1

40、 g·cm3换为氨水的密度0.91 g·cm3，得出不等关系式，无需运算便可得出结论方法2：（思维转换法）将“等体积”转换为“等质量”，则溶液质量分数为12.5%，因等体积时，水的密度大于该氨水的密度，水的质量大于氨水的质量，故质量分数自然要小于12.5%。答案：C总结提升：本题考查氨水稀释后溶质质量分数的计算规律和抽象问题具体化的计算方法，以及将化学问题抽象为数学问题(利用不等式关系)的思维能力。方法1是一种常规的解题思路，但如果能及时想到第2种方法，则有一种豁然开朗的感觉。并非常容易总结出这类题的规律：谁的质量大，混合后溶液的质量分数就更接近于谁。拓展 变式6

41、把70HNO3(密度为1.40 g·cm3)加到等体积的水中，稀释后硝酸溶液中溶质的质量分数是A0.35 B0.35 C0.35 D0.356研析：方法1：若将等质量的70的HNO3与等质量的水混合，稀释后HNO3的质量分数应为×10035，若将等体积的70的HNO3与等体积的水混合，稀释后HNO3的质量分数应为：×100，因为70的HNO3密度大于水的密度，所以稀释后溶液的质量分数一定大于35。方法2：将“等体积”转换为“等质量”，则溶液质量分数为0.35，因等体积时，水的密度小于该HNO3的密度，水的质量小于氨水的质量，故质量分数自然要大于0.35。答案：C题

42、型四、实验操作题典例7：用示意图中的简易装置可以进行气体的发生和收集。（1）实验前应如何检查该装置的气密性？ （2）拔开试管a的橡皮塞，加入10mL6mol/L稀硝酸和1g薄铜片，立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速度缓慢，然后逐渐加快。请写出在试管a中发生的所有反应的化学方程式。（3）从反应开始到反应结束，在试管a中可观察到哪些现象？请依次写出。（4）在反应开始时，可观察到导管b中的水面先沿管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从管口冒出试说明反应开始时，导管中水面先上升的原因。（5）试管c收集满气体后，用拇指堵住管口，取出水槽将管口向上，松开拇指，片刻后，再次堵住管口，将

43、试管又再倒置于水槽中，松开拇指。此时可观察到什么现象？研析：本题从知识上主要考查了NO与O2的反应，NO2和H2O的反应及Cu与HNO3的反应，同时考查审题能力、观察能力和对材料的组织能力解体的关键是抓住反应的实质，沿着产生气体的流向进行回答。答案：（1）将b管插入水中，用手握住a试管，观察水中是否有气泡冒出，松开手后，b管是否产生一段水柱。（2）3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O（3）稀HNO3中有无色气泡产生，气体上升过程中变为红棕色，后期不再变色，Cu片不断溶解，溶液变为蓝色。（4）开始生成的NO被a管中O2氧化为NO2，当遇水时因其易溶于水而产生倒吸。（5）试管内红

44、棕色消失，液面上升，但不能充满试管。友情提醒：此题对反应原理、装置原理、操作原理进行了深层次的考查能力要求全面，观察的针对性与全面性定性定量相结合问题的处理，可以说没有做过实验的同学要想完整全面地回答本题难度是相当大的，同时它也启示我们复习化学实验要全方位地研究，切忌水过地皮湿的做法。拓展 变式7实验室合成氨的装置如图所示试回答：装置甲的作用是 ， ；从乙处导出的气体是 ；检验产物的简单化学方法是 。7研析：本题将工业合成NH3的反应搬到了实验室中，工业上合成NH3的反应为：N2+3H22NH3这里高压是无法实现的。从反应来看，V(N2)V(H2)13，这个比例可由甲装置适当控制，在

45、甲中N2和H2可以混合均匀；此外，浓H2SO4还有干燥作用由于反应可逆，所以从乙处导出的是N2、H2和NH3的混合气体。检验NH3的简单方法可以是用玻璃棒蘸浓盐酸，也可以使用红色石蕊试纸。答案：（1）干燥气体 使两种气体充分混合 观察气泡，调节H2、N2的流速(只要求注写其中两项)（2）NH3及N2和H2的混合气体 用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在导管口，有白烟说明有NH3生成（或将一小片湿润的红色石蕊试纸沾在玻璃棒的一端，靠近导管口，试纸变蓝色说明有NH3生成）题型五、学科间渗透题 典例8：下图是氮元素在自然界中的循环示意图，又知1mol氮气与氧气化合生成2mol NO气体时需吸收180.7kJ热量

46、。试回答：（1）图中         过程称为氮的固定（填写序号）（2）下列能将蛋白质转化为氨的生物是       （填写字母）A藻类       B分解者       C化能合成细菌（3）若在一次雷雨闪电中两块云间的电势差为109 V，从一块云移到另一块云的电量约为30C，此次闪电放出的能量是   

47、0;   kJ。（4）若闪电时有千分之一的能量用于生成NO，能产生NO       mol。（5）此次雷雨生成物相当于给大地施加尿素CO(NH2)2肥料      kg。研析：本题以自然界中氮元素的循环为主线，综合考查了化学、生物、物理三个学科的知识。（1）将氮元素由游离态变为化合态的过程叫做氮的固定，显然只有过程符合。（2）蛋白质转化为氨属于蛋白质的水解和分解，能完成这一过程的生物应为“分解者”。（3）两块云放电时，其放出的能量可用下式计算：EUItUQ109&#

48、215;303×1010(J)3×107(kJ)（4）由题意知，每吸收180.7kJ的能量，即可合成 NO 2mol，此次闪电放出能量的千分之一就是3×104kJ，它可以生成NO：3×104kJ÷180.74kJ×2mol332mol（5）由氮守恒又可找出NO与尿素的关系式为2NOCO(NH2)2 2mol    60g即每产生2mol NO即相当于给大地施加尿素60g，则332mol NO相当于施加尿素的量为：332mol/2mol×60g9960g9.96kg 答案：（1

49、） （2）B （3）3×107 （4）332 （5）9.96友情提醒：人类社会生存和发展的过程就是一个不断认识自然、改造自然的过程，自然界的各种现象往往是由诸多因素决定，因此也需要应用多学科的知识去解释和分析。本题虽然是一道综合题，但从知识范围看，都是各科基本的课内知识，从某一小问来看，也没有难点可言，但通过氮循环问题结合在一起，可使人的思维立体化，同时也启示我们，要把中学各学科都涉及的一些重要问题经常相互联系，总体分析和把握，只有经常进行学科交叉，多学科、多角度地思考问题，综合能力才能得到提高。拓展 变式8若在某喷泉实验后，液面升高20cm，烧瓶内溶液密度为，烧瓶内水溶液

50、产生的蒸气压为，试求烧瓶中残留气体的压强为多少Pa？（设外界大气压为，）8研析：“喷泉”实验后，烧瓶内溶液的蒸气压、残留气体的压强同液面产生的压强之和应等于外界大气压外界大气压为，溶液蒸气压为，20cm处液面产生的压强为。设残留气体压强为P，则，故。答案： 9.7×104pa 创新思维探究题型一、开放探究题 典例9： 用字母L、M、Q、R、X分别代表五种不同化合价的氮元素的物质，并且每种物质中氮元素的化合价只有一种又知道物质L中的氮元素的化合价要比物质M中氮元素的化合价低，并且在一定条件下，它们有如下的转化关系（未配平）： 请判断：（1）已知这五种物质中有一种是硝酸，那么硝酸是L、M

51、、Q、R、X中的_（填字母）判断依据是_。（2）某同学写出下面三个不同价态的氮的化合物相互转化的关系（未配平）a bc其中你认为一定不可能实现的是_研析：（1）在的反应中，Q将HC1中Cl氧化为Cl2，Q的还原产物是M，又知L中氮元素的化合价要比M中的低，所以，物质中氮元素的化合价Q>M>L。中R被O2氧化为L，可得物质中的氮元素化合价L>R。中，X是R和L发生反应后的产物，X中氮元素的化合价处于R和L之间，综上分析，物质中氮元素的化合价：Q>M>L>X>R，HNO3中N的+5价是最高价。在L、M、Q、R、X中的Q是HNO3，判断的依据是各物质中N元素

52、的化合价由高到低为Q>M>L>X>R。（2）其中一定不可能实现的是b，a和b发生的是归中反应，元素的化合价一定得超过中间价态。c发生的是歧化反应。答案：（1）各物质中N元素的化合价由高到低为Q>M>L>X>R （2）b友情提醒：此题中的主要元素是氮，它有多种变价，对于与存在多价态的元素有关的问题要根据氧化还原反应的规律和类型来判断。拓展 变式9工业上用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中，先把铜屑在空气中灼烧，再跟用等体积水稀释的浓硝酸反应来制取硝酸铜.试简要回答下列问题：（1）不宜于用铜屑直接跟硝酸反应来制取硝酸铜的原因是 。（

53、2）浓硝酸用等体积水稀释的目的是 。（3）要得到硝酸铜晶体，应先用 。（4）反应后的尾气必须处理的原因是 ，处理的方法是 。9答案：（1）铜跟硝酸直接反应会有氮的氧化物生成，即产生污染，又降低硝酸的利用率；铜屑在空气灼烧生成CuO，CuO跟HNO3反应没有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利率用。（2）浓硝酸易挥发、不稳定，对设备腐蚀严重。（3）结晶法或重结晶法。（4）铜屑灼烧时，仍有少量的Cu，当与稀HNO3反应时，产生的NO会产生污染；用NaOH溶液吸收。在生产中选择原料和生产原理，要求原料有较高的利用率和产生污染少等。题型二、社会热点题 典例10：NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点，NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题。（1）NO对环境的危害在于 (填以下项目的编号)。A破坏臭氧层 B高温下能使一些金属被氧化C造成酸雨 D与人体血红蛋白结合（2）在含Cu+离子的酶的活