第08讲氮及其重要化合物(原卷版+解析)

第08讲氮及其重要化合物教学目标运用类比的思想方法，了解自然界和人工固氮的过程。通过对含氮化合物的实验探究、归纳整理、综合分析，掌握基于物质性质的分类思想和方法，体会证据推理、宏观辨识和微观探析在化学学科中的重要性。能用化学方程式表达含氮物质的转化过程。模块一模块一固氮知识预习知识预习氮气1、物理性质氮气是一种色、味、溶于水，密度比空气的气体。氮气分子的结构电子式：；结构式：3、化学性质（1）与氢气反应化学方程式：（2）与金属反应（Mg）化学方程式：（3）与氧气反应化学方程式：[问题探究]农谚中有“雷雨发庄稼”一说，你能解释其中的道理吗？4．用途①、②、③氮的固定：①：固氮的方法②：③：氮的氧化物氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价态，对应有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5等五种氧化物，其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐；NONO2物理性质颜色毒性溶解性化学性质与O2反应与H2O反应实验室制法与人体、环境的关系特别提醒：(1)氮的氧化物都是大气污染物。(2)空气中NO2是造成光化学烟雾和形成雾霾天气的主要因素。(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。【例1】4．20世纪初，人类通过高压电弧使空气中的氮气与氧气进行反应，生成氮氧化物，并进一步氧化吸收以合成硝酸。该过程属于A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮【例2】海洋生物参与氮循环的过程如图所示，下列说法正确的是A．图中微粒间的转化均属于氧化还原反应 B．酸性环境有利于反应①C．反应③可能有氧气参与反应 D．反应③、⑤属于氮的固定模块二模块二氮肥知识预习知识预习氨气1、氨的物理性质

氨气为色、有气味的，比空气，液化，溶于水，氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度，密度。2、氨的化学性质；（1）与水反应，溶液呈碱性：氨水中所含有微粒：，氨水中溶质通常看作为而不是NH3·H2O。与酸反应

NH3+HNO3HCl+NH3氨气与氯化氢相遇便产生，可用于NH3与HCl的相互检验。H2SO4+2NH3=（3）还原性NH3分子中氮元素呈－3价，具有，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：2NH3＋3Cl2=2NH3＋3CuO=4NH3+5O24NO+6H2O3、氨气的实验室制法（1）原理：固态铵盐与碱加热反应：（2）发生装置：固+固+加热型，与制备相似；（3）收集：。（4）干燥：在干燥管中盛放作干燥剂。不能用作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl2·8NH3。（5）验满：[特别提醒]：①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；b、在高温下能腐蚀大试管。③因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。④制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·H2ONH3↑+H2O原理制备。也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：烧碱溶于水为放热反应，促进NH3·H2O的分解，增大c(OH)使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。4、氨气的快速制氨气的方法：加热浓氨水的方法(见下图图1)浓氨水加生石灰（或碱石灰）法（见下图图2）图1加热浓氨水制取氨气图2浓氨水加生石灰（或碱石灰）法制取氨气【思考】用浓氨水加生石灰制取氨气时，生石灰的作用是：生石灰溶解并与水反应，反应放热，减少氨气在水中溶解度，促进氨气逸出。换成碱石灰，也是同样的作用。氨的用途(1)作制冷剂；(2)制氮肥；(3)制硝酸；(4)制纯碱；(5)在有机合成工业中作原料。工业制法1、合成氨工业（1）反应原理：N2+3H22NH3 +Q（2）主要设备：合成塔。（3）合成氨条件的选择：增大N2、H2浓度，及时分离出氨；适当的温度（500℃左右）和压强（2×107Pa～5×107Pa）；采用铁催化剂。压强：20MPa~50MPa(中压)(有利于氨的合成,对动力、材料强度、设备制造要求适中)温度：500℃左右(速率较快,转化率适中催化剂活性最大)催化剂：铁触媒浓度：C(N2)：C(H2)=1：2.8（将生成的氨及时从混合气中分离出来，且向循环气中不断补充）（4）合成氨工业流程：原料气制取→净化→压缩→合成→分离→液氨，原料循环利用注意：①该反应为可逆反应，所以所得产品是NH3、N2、H2的混合物，利用NH3易液化的特点将NH3分离以后，N2、H2可循环使用。②原料N2可通过蒸馏液态空气获得，而原料H2一般通过焦炭与高温水蒸气反应获得，有关反应方程式为：C+H2OCO+H2，CO+H2OCO2+H2，除去CO2即得H2。铵盐与化学肥料1．铵根离子的结构与铵盐的定义电子式为，结构式为，空间构型为正四面体型，键和键之间的夹角为109°28′。铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的盐。在NH4+才中存在着共价键和配位键，形成铵盐的离子都是非金属元素，但铵盐属于___离子__晶体，在铵盐中存在的化学键有：离子键、共价键和配位键。铵盐都是晶体，都能溶于水。2．铵盐的化学性质(1)铵盐受热分解如：NH4ClNH3↑+HCl↑NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑温度不同，硝酸铵分解产物也不同。

在110°C时：NH4NO3NH3+HNO3

在185～200°C时：NH4NO3N2O+2H2O

在230°C以上时，同时有弱光：2NH4NO32N2+O2+4H2O

在400°C以上时，发生爆炸：4NH4NO33N2+2NO2+8H2O注意：②NH4Cl在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。(2)铵盐与碱的反应如：(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O.NH4NO3+NaOHNaNO3+NH3↑+H2O。课外知识阅读3．铵盐的用途及贮存(1)用途：铵盐可作氮肥。常用的氮肥有硝酸铵(NH4NO3)、硫酸铵[(NH4)2SO4]、碳酸氢铵(NH4HCO3)和尿素[(NH2)2CO]等。(2)贮存：密封包装并放在阴凉通风处。因为铵盐受热易分解。所以施肥时应将肥料埋在土下并及时灌水，以保证肥效。4．尿素(1)尿素[(NH2)2CO]是一种白色晶体，其中氮的质量分数为47%左右，是目前同体氮肥中含氮量最高的一种。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和植物，是一种优质，高效的氮肥。尿素施入土壤后，受微生物的作用，跟水缓慢反应生成碳酸铵，因此尿素的肥效比较持久。(2)工业上尿素的合成2NH3+CO2(NH2)2CO+H2O5．化肥的利与弊及化肥的合理施用(1)利：化学肥料为增加粮食产量，作出了重要的贡献。(2)弊：长期使用化学肥料的土壤，容易酸化、板结。雨水的冲洗使肥料离开土壤，进入溪水、河水和湖泊进入水中的肥料会使细菌和藻类迅速生成，并会消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量的迅速减少，使许多水生生物死亡、腐烂，水会变黑发臭。(3)化肥的合理施用化学肥料的施用要适时、适地、适量，只有讲究科学种田，才能既达到农作物丰收，又减少对环境的负面影响硝酸的性质1.物理性质纯净硝酸是无色、易挥发，有刺激性气味的液体，密度比水大。常用浓硝酸的质量分数大约是69%。98%以上的浓硝酸叫“发烟硝酸”。由于浓硝酸具有挥发性、不稳定性，遇金属铁、铝产生钝化现象；因此保存时要把它盛放在棕色瓶里，储存在阴暗而且温度低的地方。2．化学性质浓、稀硝酸均为强氧化性酸，与金属反应均不产生氢气，但浓硝酸的氧化性更强。硝酸的不稳定性4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑(常用浓硝酸略带黄色，是因为硝酸分解产生NO2气体溶解在硝酸中)硝酸的氧化性Cu+4HNO3（浓）=3Cu+8HNO3（稀）=3【例3】完成下述实验，装置或试剂不正确的是A．实验室制Cl2 B．实验室收集C2H4 C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性【例4】下列属于铵态氮肥的是A．NH4Cl B．KNO3 C．NaNO3 D．CO(NH2)2【答案】A【解析】A．NH4Cl中含有铵根离子，属于铵态氮肥，故A正确；B．KNO3中含有硝酸根离子，属于硝态氮肥，故B错误；C．NaNO3中含有硝酸根离子，属于硝态氮肥，故C错误；D．CO(NH2)2属于有机物，不是铵盐，尿素属于有机氮肥，不属于铵态氮肥，故D错误；故选A。对点训练对点训练1．下列反应的离子方程式正确的是A．碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气：2FeB．向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳：ClOC．铜与稀硝酸：Cu+4HD．向硫化钠溶液通入足量二氧化硫：S2．铵根离子经土壤中细菌的作用转化为硝酸根离子，这种氧化过程叫做A．生物固氮 B．反硝化作用 C．硝化作用 D．大气固氮3．下列关于氮及其化合物的说法正确的是A．氮的固定一定是有氮气参加的化学反应B．N2化学性质稳定，故液氮常用于医疗手术C．NO和NO2均可以用向上排空气法收集D．无水CaCl2或碱石灰均可以用于干燥氨气4．下列操作不能用于检验NH3的是A．气体使湿润的酚酞试纸变红 B．气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝C．气体与浓H2SO4生成铵盐 D．气体与浓盐酸产生铵盐5．下列关于铜与硝酸反应的叙述中，正确的是A．氮元素全部被还原 B．若为稀硝酸，反应不进行C．Cu(NO3)2是氧化产物 D．若为浓硝酸，还原产物为NO6．下列实验装置不能达到实验目的的是A．图Ⅰ：用SO2做喷泉实验 C．图Ⅲ：验证NH3易溶于水 7．下列各组离子，在溶液中能大量共存的是A．H+、K+、NO、NO3−、I- B．Na+、H+、S2-、C．K+、NH4+、NO3−、OH- D．Na+、Fe8．铁与不同浓度硝酸反应时各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示(反应后铁在化合物中的化合价为+3)，下列说法错误的是A．硝酸的浓度越小，其还原产物氮的价态越低的成分越多B．硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物C．当硝酸浓度为9.75mol·L-1时，氧化剂与还原剂的物质的量之比可为15：13D．一定量的铁粉与12.2mol·L-1硝酸溶液完全反应，得到标况下的气体2.24L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol9．某同学想要用如图装置制备氨气并验证氨气的某些化学性质，其设计具有合理性的部分是A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙干燥氨气C．用装置丙验证氨气具有还原性 D．用装置丁可以防倒吸10．用圆底烧瓶收集NH3后进行喷泉实验，由烧瓶中的实验现象可推知的结论是选项现象结论A形成喷泉NH3与H2O发生了反应B剩余少量气体NH3的溶解已达饱和C溶液呈红色NH3∙H2O是一元弱碱D溶液露置于空气一段时间后，pH下降氨水具有挥发性A．A B．B C．C D．D11．将气体X和SO2同时通入盛有BaCl2溶液的洗气瓶中，均有沉淀产生。已知气体X分别为①NH3②Cl2③H2A．产生沉淀的成分均相同B．产生沉淀的颜色均相同C．若SO2D．在上述实验中SO2所体现出的性质有12．如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质能达到目的的是选项气体试剂现象结论ANH3酚酞溶液变红色氨水显碱性BCl2紫色石蕊试液溶液先变红后褪色Cl2有酸性和漂白性CSO2酸性KMnO4溶液褪色SO2有漂白性DXKI淀粉溶液溶液变蓝X可能是NO2A．A B．B C．C D．D13．如图所示利用点滴板探究氨气的性质，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水后，立即用烧杯盖住点滴板。下列对实验现象和解释都正确的是选项实验现象解释ANaOH固体表面有气泡NaOH吸收氨，放出水蒸气B湿润红色石蕊试纸变蓝NH3C烧杯内有白烟NHDFeCl3氨水与氯化铁反应生成白色氢氧化铁A．A B．B C．C D．D14．Ⅰ.非金属以其最低化合价与氢元素结合的化合物在常温常压下大多为气态，因此被称为气态氢化物。HCl、H2S、(1)写出下列物质的电子式和结构式。物质N2H2SNH3电子式________________________结构式________________________(2)H2(3)NH3可以使湿润的红色石蕊试纸变色，用化学方程式解释其原因：___________。请写出检验溶液中NH4Ⅱ.1909年化学家哈伯在实验室首次用单质合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，获得诺贝尔化学奖。(4)用、、分别表示N2、H2、NH3。观察下图，判断符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序为___________。A．②③④①⑤ B．③②①④⑤ C．③②④①⑤ D．⑤④①②③(5)氨是重要的工业产品和原料，如制取硝酸。请写出氨催化氧化的反应方程式：___________。(6)中学化学实验室利用复分解反应来制备氨气，写出该反应的化学方程式：___________。15．自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物和硝酸盐等形式存在，人类对氮元素的利用，就是实现氮元素在不同物质之间的转化。(1)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是_______。A．NH3易溶于水，可用作制冷剂 B．HNO3C．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥 (2)下图为氮元素的价类二维图。下列说法正确的是_______。A．X属于酸性氧化物B．NO2转化为HNOC．一定条件下，NO2和NH3D．实验室采用加热分解NH4Cl(3)为了测定铁铜合金的组成，将15.2g铁、铜合金加入200mL某浓度的稀硝酸中，待合金完全溶解后，共收集到NO气体4.48L(标准状况下)，并测得反应后溶液中H+的浓度为0.5mol•L−1A．反应后溶液中可能存在的金属阳离子有：Fe3+、Fe2+B．上述合金中铁与铜物质的量之比为2:3C．反应后的溶液中可继续溶解铁铜合金质量最多为1.9gD．原硝酸的物质的量浓度为HNO3=4.5mol⋅(4)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别，若要除去铁制品表面的铜镀层应选择_____(填“浓”或“稀”)硝酸，原因是_______。(5)①氨气是生产氮肥的主要原料，其电子式为_______。②工业合成氨的化学方程式为_______。③检验铵态氮肥中NH4(6)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当NO2与NO的物质的量之比为116．氮和氮的化合物与人类有密切关系，回答以下问题：(1)氮是植物生长的必需元素。有关说法中错误的是_______。A．氮气分子很稳定 B．尿素属于铵态氮肥C．工业合成氨是人工固氮 D．闪电实现了大气固氮(2)下列说法正确的是_______。A．可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2SB．SO2能使酸性KMnO4、氯水褪色，说明SO2具有漂白作用C．少量NO2和足量SO2混合气体通入BaCl2溶液中，产生的沉淀只有BaSO4D．向某溶液中滴加几滴盐酸酸化的BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀则该溶液中一定含有SO(3)甲、乙两组同学用干燥的圆底烧瓶各收集一瓶氨气，根据下图喷泉实验的装置进行实验都观察到美丽的红色喷泉。根据实验现象说明氨气具有的性质是_______，并用相应的方程式解释：_______。(4)甲、乙两组同学完成喷泉实验后，圆底烧瓶中所得溶液如图所示。请通过分析确认：甲组同学所得氨水的物质的量浓度_______(填“大于”、“小于”或“等于”)乙组同学所得氨水的物质的量浓度。(5)贮存铵态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处，其原因是_______。写出NH4

第08讲氮及其重要化合物教学目标运用类比的思想方法，了解自然界和人工固氮的过程。通过对含氮化合物的实验探究、归纳整理、综合分析，掌握基于物质性质的分类思想和方法，体会证据推理、宏观辨识和微观探析在化学学科中的重要性。能用化学方程式表达含氮物质的转化过程。模块一模块一固氮知识预习知识预习氮气1、物理性质氮气是一种无色、无味、难溶于水，密度比空气略小的气体。氮气分子的结构电子式：；结构式：3、化学性质（1）与氢气反应化学方程式：（2）与金属反应（Mg）化学方程式：N2+3MgMg3N2（3）与氧气反应化学方程式：N2+O22NO[问题探究]农谚中有“雷雨发庄稼”一说，你能解释其中的道理吗？N2→NO→NO2→HNO34．用途①金属切割的保护气、②冷冻麻醉剂、③食品包装中填充的保护气氮的固定：将空气中游离态的氮变成化合态的过程。①大气固氮：固氮的方法②生物固氮：③人工固氮：氮的氧化物氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价态，对应有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5等五种氧化物，其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐；NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒无毒溶解性不溶能溶化学性质与O2反应2NO＋O2=2NO2与H2O反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO实验室制法3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O与人体、环境的关系①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾特别提醒：(1)氮的氧化物都是大气污染物。(2)空气中NO2是造成光化学烟雾和形成雾霾天气的主要因素。(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。【例1】4．20世纪初，人类通过高压电弧使空气中的氮气与氧气进行反应，生成氮氧化物，并进一步氧化吸收以合成硝酸。该过程属于A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮【答案】A【解析】人类通过高压电弧使空气中的氮气与氧气进行反应，生成氮氧化物，即氮气和氧气化合生成了NO，所以属于人工固氮。答案选A。【例2】海洋生物参与氮循环的过程如图所示，下列说法正确的是A．图中微粒间的转化均属于氧化还原反应 B．酸性环境有利于反应①C．反应③可能有氧气参与反应 D．反应③、⑤属于氮的固定【答案】C【解析】A．铵根离子种氮元素-3价，氨气分子中氮元素-3价，即①不属于氧化还原反应，A错误；B．氨气属于碱性气体，能与氢离子作用生成铵根离子，故酸性环境不利于反应①，B错误；C．N2H4中氮元素显-2价，氮气中氮元素显0价，氮元素化合价升高发生氧化反应，又氧气具有氧化性，故反应③可能有氧气参与反应，C正确；D．氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的过程，③、⑤都是将化合态的氮转化为游离态的氮，故不属于氮的固定，D错误；故选C。模块二模块二氮肥知识预习知识预习氨气1、氨的物理性质

氨气为无色、有刺激性气味的气体，比空气轻，易液化，极易溶于水，氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度越高，密度越小。2、氨的化学性质；（1）与水反应，溶液呈碱性：NH3+H2O⇌⇌NH3·H2O⇌NH4++OH氨水中所含有微粒：NH3·H2O分子，NH4+，OH—，氨水中溶质通常看作为NH3，而不是NH3·H2O。与酸反应

NH3+HNO3=NH4NO3HCl+NH3=NH4Cl氨气与氯化氢相遇便产生白烟，可用于NH3与HCl的相互检验。H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4（3）还原性NH3分子中氮元素呈－3价，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：2NH3＋3Cl2=N2+6HCl（给学生拓展一下不同系数的写法，改变系数比可以得出不同产物）2NH3＋3CuO=3Cu+N2+3H2O4NH3+5O24NO+6H2O3、氨气的实验室制法（1）原理：固态铵盐与碱加热反应：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O（2）发生装置：固+固+加热型，与制备氧气相似；（3）收集：只能向下排空气法。（需要添加棉花）（4）干燥：在干燥管中盛放碱石灰作干燥剂。不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl2·8NH3。（5）验满：a．用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满；b．蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。[特别提醒]：①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；b、在高温下能腐蚀大试管。③因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。④制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·H2ONH3↑+H2O原理制备。也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：烧碱溶于水为放热反应，促进NH3·H2O的分解，增大c(OH)使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。4、氨气的快速制氨气的方法：加热浓氨水的方法(见下图图1)浓氨水加生石灰（或碱石灰）法（见下图图2）图1加热浓氨水制取氨气图2浓氨水加生石灰（或碱石灰）法制取氨气【思考】用浓氨水加生石灰制取氨气时，生石灰的作用是：生石灰溶解并与水反应，反应放热，减少氨气在水中溶解度，促进氨气逸出。换成碱石灰，也是同样的作用。氨的用途(1)作制冷剂；(2)制氮肥；(3)制硝酸；(4)制纯碱；(5)在有机合成工业中作原料。工业制法1、合成氨工业（1）反应原理：N2+3H22NH3 +Q（2）主要设备：合成塔。（3）合成氨条件的选择：增大N2、H2浓度，及时分离出氨；适当的温度（500℃左右）和压强（2×107Pa～5×107Pa）；采用铁催化剂。压强：20MPa~50MPa(中压)(有利于氨的合成,对动力、材料强度、设备制造要求适中)温度：500℃左右(速率较快,转化率适中催化剂活性最大)催化剂：铁触媒浓度：C(N2)：C(H2)=1：2.8（将生成的氨及时从混合气中分离出来，且向循环气中不断补充）（4）合成氨工业流程：原料气制取→净化→压缩→合成→分离→液氨，原料循环利用注意：①该反应为可逆反应，所以所得产品是NH3、N2、H2的混合物，利用NH3易液化的特点将NH3分离以后，N2、H2可循环使用。②原料N2可通过蒸馏液态空气获得，而原料H2一般通过焦炭与高温水蒸气反应获得，有关反应方程式为：C+H2OCO+H2，CO+H2OCO2+H2，除去CO2即得H2。铵盐与化学肥料1．铵根离子的结构与铵盐的定义电子式为，结构式为，空间构型为正四面体型，键和键之间的夹角为109°28′。铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的盐。在NH4+才中存在着共价键和配位键，形成铵盐的离子都是非金属元素，但铵盐属于___离子__晶体，在铵盐中存在的化学键有：离子键、共价键和配位键。铵盐都是晶体，都能溶于水。2．铵盐的化学性质(1)铵盐受热分解如：NH4ClNH3↑+HCl↑NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑温度不同，硝酸铵分解产物也不同。

在110°C时：NH4NO3NH3+HNO3

在185～200°C时：NH4NO3N2O+2H2O

在230°C以上时，同时有弱光：2NH4NO32N2+O2+4H2O

在400°C以上时，发生爆炸：4NH4NO33N2+2NO2+8H2O注意：①并不是所有的铵盐受热分解都产生NH3。②NH4Cl在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是NH4Cl分解后又化合成NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。(2)铵盐与碱的反应如：(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O.NH4NO3+NaOHNaNO3+NH3↑+H2O。注意：铵盐与碱共热都能产生NH3，这是铵盐的共同性质。实验室利用铵盐的这一性质来制取氨气和验根离子的存在。课外知识阅读3．铵盐的用途及贮存(1)用途：铵盐可作氮肥。常用的氮肥有硝酸铵(NH4NO3)、硫酸铵[(NH4)2SO4]、碳酸氢铵(NH4HCO3)和尿素[(NH2)2CO]等。(2)贮存：密封包装并放在阴凉通风处。因为铵盐受热易分解。所以施肥时应将肥料埋在土下并及时灌水，以保证肥效。4．尿素(1)尿素[(NH2)2CO]是一种白色晶体，其中氮的质量分数为47%左右，是目前同体氮肥中含氮量最高的一种。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和植物，是一种优质，高效的氮肥。尿素施入土壤后，受微生物的作用，跟水缓慢反应生成碳酸铵，因此尿素的肥效比较持久。(2)工业上尿素的合成2NH3+CO2(NH2)2CO+H2O5．化肥的利与弊及化肥的合理施用(1)利：化学肥料为增加粮食产量，作出了重要的贡献。(2)弊：长期使用化学肥料的土壤，容易酸化、板结。雨水的冲洗使肥料离开土壤，进入溪水、河水和湖泊进入水中的肥料会使细菌和藻类迅速生成，并会消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量的迅速减少，使许多水生生物死亡、腐烂，水会变黑发臭。(3)化肥的合理施用化学肥料的施用要适时、适地、适量，只有讲究科学种田，才能既达到农作物丰收，又减少对环境的负面影响硝酸的性质1.物理性质纯净硝酸是无色、易挥发，有刺激性气味的液体，密度比水大。常用浓硝酸的质量分数大约是69%。98%以上的浓硝酸叫“发烟硝酸”。由于浓硝酸具有挥发性、不稳定性，遇金属铁、铝产生钝化现象；因此保存时要把它盛放在棕色瓶里，储存在阴暗而且温度低的地方。2．化学性质浓、稀硝酸均为强氧化性酸，与金属反应均不产生氢气，但浓硝酸的氧化性更强。硝酸的不稳定性4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑(常用浓硝酸略带黄色，是因为硝酸分解产生NO2气体溶解在硝酸中)硝酸的氧化性Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O【例3】完成下述实验，装置或试剂不正确的是A．实验室制Cl2 B．实验室收集C2H4 C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性【答案】D【解析】A．MnO2固体加热条件下将HCl氧化为Cl2，固液加热的反应该装置可用于制备Cl2，A项正确；B．C2H4不溶于水，可选择排水收集，B项正确；C．挤压胶头滴管，水进入烧瓶将NH3溶解，烧瓶中气体大量减少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉，红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质，C项正确；D．Na2CO3与HCl、CO2发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和NaHCO3溶液，D项错误；故选D。【例4】下列属于铵态氮肥的是A．NH4Cl B．KNO3 C．NaNO3 D．CO(NH2)2【答案】A【解析】A．NH4Cl中含有铵根离子，属于铵态氮肥，故A正确；B．KNO3中含有硝酸根离子，属于硝态氮肥，故B错误；C．NaNO3中含有硝酸根离子，属于硝态氮肥，故C错误；D．CO(NH2)2属于有机物，不是铵盐，尿素属于有机氮肥，不属于铵态氮肥，故D错误；故选A。对点训练对点训练1．下列反应的离子方程式正确的是A．碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气：2FeB．向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳：ClOC．铜与稀硝酸：Cu+4HD．向硫化钠溶液通入足量二氧化硫：S【答案】B【解析】A．碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气，碘离子与氯气恰好完全反应，：2I−B．向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳，反应生成碳酸氢钙和次氯酸：ClO−C．铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水：3Cu+8H+D．向硫化钠溶液通入足量二氧化硫，溶液变浑浊，溶液中生成亚硫酸氢钠：2S2答案为B。2．铵根离子经土壤中细菌的作用转化为硝酸根离子，这种氧化过程叫做A．生物固氮 B．反硝化作用 C．硝化作用 D．大气固氮【答案】C【解析】A．生物固氮是在固氮微生物作用下氮元素由游离态转化为化合态，故不选A；B．反硝化作用是指在缺氧条件下，微生物将硝酸盐及亚硝酸盐还原为气态氮化物和氮气的过程，故不选B；C．硝化作用是指氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程，故选C；D．大气固氮就是把大气中的氮气分子转化为含氮的化合物，故不选D；选C。3．下列关于氮及其化合物的说法正确的是A．氮的固定一定是有氮气参加的化学反应B．N2化学性质稳定，故液氮常用于医疗手术C．NO和NO2均可以用向上排空气法收集D．无水CaCl2或碱石灰均可以用于干燥氨气【答案】A【解析】A．将游离态的氮转化为化合态氮的过程叫氮的固定，可见一定是有氮气参与的化学反应，A正确；B．液氮汽化时会吸收大量热，可以用于低温麻醉，故液氮常用于医疗手术，B错误；C．NO会与空气中的O2发生反应，2NO+O2=2NO2，故不能用排空气法收集，C错误；D．氨气会与CaCl2发生反应，CaCl2+8NH3=CaCl2⋅8NH3，因此不能用CaCl故选A。4．下列操作不能用于检验NH3的是A．气体使湿润的酚酞试纸变红 B．气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝C．气体与浓H2SO4生成铵盐 D．气体与浓盐酸产生铵盐【答案】C【解析】A．氨气的水溶液呈碱性，能使酚酞变红，因此氨气能使湿润的酚酞试纸变红，故A不符合题意；B．氨气的水溶液呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故B不符合题意；C．氨气与浓H2SO4生成铵盐，但没有现象，无法验证是氨气，故C符合题意；D．氨气与浓盐酸产生铵盐，生成白烟，能检验氨气，故D不符合题意；综上所述，答案为C。5．下列关于铜与硝酸反应的叙述中，正确的是A．氮元素全部被还原 B．若为稀硝酸，反应不进行C．Cu(NO3)2是氧化产物 D．若为浓硝酸，还原产物为NO【答案】C【解析】A．铜与硝酸反应过程中硝酸既体现酸性又体现氧化性，氮元素部分被还原，故A错误；B．铜与稀硝酸能发生反应生成硝酸铜和一氧化氮，故B错误；C．铜与硝酸反应过程中Cu元素化合价上升，Cu(NO3)2是氧化产物，故C正确；D．铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，故D错误；故选C。6．下列实验装置不能达到实验目的的是A．图Ⅰ：用SO2做喷泉实验 C．图Ⅲ：验证NH3易溶于水 【答案】D【解析】A．二氧化硫能与浓氢氧化钠溶液反应，烧瓶中气体的物质的量迅速减小，气体压强迅速减小，形成内外压强差，从而形成喷泉，故A正确；B．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，气体的物质的量减小，由U形管中液面左低右高可知，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水时，反应放出的热量使U试管中的气体受热膨胀，故B正确；C．将胶头滴管中的水滴入烧瓶中，极易溶于水的氨气溶于水，烧瓶中的气体的物质的量减小，气球会立刻膨胀起来，故C正确；D．盛有氯化铵的大试管直接受热分解生成氯化氢和氨气，氯化氢和氨气在试管口重新结合生成NH4故选D。7．下列各组离子，在溶液中能大量共存的是A．H+、K+、NO、NO3−、I- B．Na+、H+、S2-、C．K+、NH4+、NO3−、OH- D．Na+、Fe【答案】D【解析】A．NO3−在酸性条件下具有强氧化性，能将I−氧化，所以H+、NOB．H+与S2-反应生成H2S,H+与SO32−反应生成SO2和HC．NH4+与OH-反应生成NH3⋅D．Na+、Fe2+、SO42−、故选D。8．铁与不同浓度硝酸反应时各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示(反应后铁在化合物中的化合价为+3)，下列说法错误的是A．硝酸的浓度越小，其还原产物氮的价态越低的成分越多B．硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物C．当硝酸浓度为9.75mol·L-1时，氧化剂与还原剂的物质的量之比可为15：13D．一定量的铁粉与12.2mol·L-1硝酸溶液完全反应，得到标况下的气体2.24L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol【答案】D【解析】A．由图可知，硝酸的浓度越小，氨气含量越高，这说明其还原产物氮的价态越低的成分越多，选项A正确；B．根据以上分析可知硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物，选项B正确；C．当硝酸浓度为9.75mol·L-1时，还原产物有NO、NO2和N2O，物质的量之比为其体积比=10：6：2=5：3：1，假设NO是5mol、NO2是3mol、N2O是1mol，则反应中转移电子的物质的量是26mol，假设氧化产物是铁离子，则根据电子得失守恒可知还原剂的物质的量是263mol，所以根据原子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比可为10：D．一定量的铁粉与12.2mol·L-1硝酸溶液完全反应，根据图中曲线可知，生成气体为NO、NO2且相对含量相等，得到标况下的气体2.24L，即0.1mol气体，根据氮原子守恒则有0.1mol硝酸为氧化剂，而反应生成的亚铁盐或铁盐为硝酸盐，故参加反应的硝酸的物质的量为大于0.1mol，选项D错误；答案选D。9．某同学想要用如图装置制备氨气并验证氨气的某些化学性质，其设计具有合理性的部分是A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙干燥氨气C．用装置丙验证氨气具有还原性 D．用装置丁可以防倒吸【答案】C【解析】A．实验室采用氢氧化钙和氯化铵固体加热制取氨气，或加热浓氨水等方法制取氨气，常温下氯化铵与氢氧化钠不加热不能生成氨气，故A不合理；B．浓硫酸与氨气反应生成硫酸铵，不能用硫酸干燥氨气，故B不合理；C．CuO具有氧化性，能被氨气还原为Cu，从而可以验证氨气的还原性，故C合理；D．导管直接通入水层会引起倒吸，故D不合理；故选：C。10．用圆底烧瓶收集NH3后进行喷泉实验，由烧瓶中的实验现象可推知的结论是选项现象结论A形成喷泉NH3与H2O发生了反应B剩余少量气体NH3的溶解已达饱和C溶液呈红色NH3∙H2O是一元弱碱D溶液露置于空气一段时间后，pH下降氨水具有挥发性A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．形成喷泉表明氨气易溶于水，从而形成负压，但不能说明氨气与水发生反应，A不正确；B．剩余的少量气体，是未排尽的空气，烧瓶内溶解的氨气未达饱和，B不正确；C．溶液呈红色，表明氨气溶于水后，溶液呈碱性，不能确定NH3∙H2O是强碱还是弱碱，C不正确；D．溶液露置于空气一段时间后，pH下降，表明溶液的碱性减弱，氨水挥发出氨气，D正确；故选D。11．将气体X和SO2同时通入盛有BaCl2溶液的洗气瓶中，均有沉淀产生。已知气体X分别为①NH3②Cl2③H2A．产生沉淀的成分均相同B．产生沉淀的颜色均相同C．若SO2D．在上述实验中SO2所体现出的性质有【答案】D【分析】氨气遇水反应生成一水合氨，一水合氨与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀；在水溶液中，氯气将二氧化硫氧化为硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀；硫化氢与二氧化硫生成硫单质沉淀；据此作答【解析】A．根据分析，通入氨气产生亚硫酸钡沉淀，通入氯气产生硫酸钡沉淀，通入硫化氢产生的沉淀是硫单质，沉淀均不相同，A错误；B．亚硫酸钡和硫酸钡均为白色沉淀，硫单质为淡黄色沉淀，B错误；C．若SO2D．在上述实验中通氨气的体现二氧化硫是一种酸性氧化物，通氯气的体现二氧化硫的还原性，通硫化氢的体现二氧化硫的氧化性，D正确；故本题选D。12．如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质能达到目的的是选项气体试剂现象结论ANH3酚酞溶液变红色氨水显碱性BCl2紫色石蕊试液溶液先变红后褪色Cl2有酸性和漂白性CSO2酸性KMnO4溶液褪色SO2有漂白性DXKI淀粉溶液溶液变蓝X可能是NO2A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．氨气的密度比空气小，不能用向上排空气法收集，故A错误；B．氯气通入紫色石蕊试液中，溶液先变红后褪色说明氯气溶于水所得氯水具有酸性和漂白性，不能说明氯气具有酸性和漂白性，故B错误；C．二氧化硫具有还原性，能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色，则溶液褪色说明二氧化硫具有还原性，故C错误；D．二氧化氮的的密度比空气大，能用向上排空气法收集，反应生成的二氧化氮与碘化钾淀粉溶液中的水发生如下反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，反应生成的硝酸将碘离子氧化成碘单质，碘单质遇淀粉溶液变蓝色，则溶液变蓝色溶液变蓝色说明X可能为二氧化氮，故D增强；故选D。13．如图所示利用点滴板探究氨气的性质，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水后，立即用烧杯盖住点滴板。下列对实验现象和解释都正确的是选项实验现象解释ANaOH固体表面有气泡NaOH吸收氨，放出水蒸气B湿润红色石蕊试纸变蓝NH3C烧杯内有白烟NHDFeCl3氨水与氯化铁反应生成白色氢氧化铁A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】A．NaOH遇氨水放出氨气，故不选A；B．氨气溶于水呈碱性，所以湿润红色石蕊试纸变蓝，故不选B；C．氨气和浓盐酸挥发出的HCl反应生成氯化铵，发生反应NH3D．氨水与氯化铁反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，故不选D；选C。14．Ⅰ.非金属以其最低化合价与氢元素结合的化合物在常温常压下大多为气态，因此被称为气态氢化物。HCl、H2S、(1)写出下列物质的电子式和结构式。物质N2H2SNH3电子式________________________结构式________________________(2)H2(3)NH3可以使湿润的红色石蕊试纸变色，用化学方程式解释其原因：___________。请写出检验溶液中NH4Ⅱ.1909年化学家哈伯在实验室首次用单质合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，获得诺贝尔化学奖。(4)用、、分别表示N2、H2、NH3。观察下图，判断符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序为___________。A．②③④①⑤ B．③②①④⑤ C．③②④①⑤ D．⑤④①②③(5)氨是重要的工业产品和原料，如制取硝酸。请写出氨催化氧化的反应方程式：___________。(6)中学化学实验室利用复分解反应来制备氨气，写出该反应的化学方程式：___________。【答案】(1)(2)酸H2S⇌H++HS-、HS-⇌H++S2-(3)NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH4++OH(4)D(5)4NH3+5O2高温4NO+6H2O(6)2NH4Cl+Ca(OH)2ΔCaCl2+2NH3+2H2O【解析】（1）根据电子式的书写原则可知，N2的电子式为：，H2S的电子式为：，NH3的电子式为：，用一根“-”表示一对共用电子对的式子为结构式，故N2的结构式为：，H2S的结构式为：，NH3的结构式为：，故答案为：；；；；；；（2）H2S在水溶液中能够电离出H+，电离方程式为：H2S⇌H++HS-、HS-⇌H++S2-，故H2S溶于水呈酸性，故答案为：酸；H2S⇌H++HS-、HS-⇌H++S2-；（3）已知NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH4++OH-，故NH3溶于水溶液呈碱性，故NH3可以使湿润的红色石蕊试纸变色，检验溶液中NH4+的实验方法：向待测液中加入浓碱液，并加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸是否呈蓝色，故答案为：NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌（4）由题干图示信息可知，图①所示为附在催化剂表面的原子，此图应该是变化中分解成原子的一个过程；图②中形成了氨气分子，应为原子重新组合成新分子的过程；图③表示出新分子与催化剂分离，应为变化过程的最后环节；图④中分子仍然为原反应物的分子，和图⑤相比较，可判断是反应物与催化剂相结合的一个过程；图⑤中的分子仍为氮气分子和氢气分子，且反应物分子还没接触到催化剂，此图应表示反应最初的过程，故在催化剂表面合成氨反应过程的顺序为：⑤④①②③，故答案为：D；（5）已知氨催化氧化生成一氧化氮和H2O，该反应方程式为：4NH3+5O2高温4NO+6H2O，故答案为：4NH3+5O2高温4NO+6H2O；（6）中学化学实验室利用复分解反应来制备氨气即用NH4Cl和Ca(OH)2共热反应生成CaCl2、NH3、H2O，故该反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2ΔCaCl2+2NH3+2H2O，故答案为：2NH4Cl+Ca(OH)2ΔCaCl2+2NH3+2H2O。15．自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物和硝酸盐等形式存在，人类对氮元素的利用，就是实现氮元素在不同物质之间的转化。(1)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是_______。A．NH3易溶于水，可用作制冷剂 B．HNO3C．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥 (2)下图为氮元素的价类二维图。下列说法正确的是_______。A．X属于酸性氧化物B．NO2转化为HNOC．一定条件下，NO2和NH3D．实验室采用加热分解NH4Cl(3)为了测定铁铜合金的组成，将15.2g铁、铜合金加入200mL某浓度的稀硝酸中，待合金完全溶解后，共收集到NO气体4.48L(标准状况下)，并测得反应后溶液中H+的浓度为0.5mol•L−1A．反应后溶液中可能存在的金属阳离子有：Fe3+、Fe2+B．上述合金中铁与铜物质的量之比为2:3C．反应后的溶液中可继续溶解铁铜合金质量最多为1.9gD．原硝酸的物质的量浓度为HNO3=4.5mol⋅(4)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别，若要除去铁制品表面的铜镀层应选择_____(填“浓”或“稀”)硝酸，原因是_______。(5)①氨气是生产氮肥的主要原料，其电子式为_______。②工业合成氨的化学方程式为_______。③检验铵态氮肥中NH4(6)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当NO2与NO的物质的量之比为1【答案】(1)D(2)C(3)BD(4)浓Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，浓、稀硝酸都可以与铜镀层反应，但浓硝酸与铁发生钝化，所以用浓硝酸(5)N2+3H2⇌催化剂高温、高压2NH(6)NO2+NO+2NH3催化剂2N2+3H2O【解析】（1）A．NH3作制冷剂是由于液氨汽化吸热，A错误；B．制备NH4NO3与HNO3具有强氧化性无关，是HNO3与NH3反应生成NH4NO3，B错误；C．NH4HCO3受热易分解，应在阴凉处保存，用作氮肥的原因是因为含有氮元素，C错误；D．N2的化学性质稳定，可用作食品保护气，D正确；故答案为：D。（2）A．根据示意图可知X是NO，NO和碱不反应，不属于酸性氧化物，A错误；B．NO2转化为HNO3不一定需要加入氧化剂，例如NO2溶于水生成HNO3和NO，B错误；C．一定条件下，NO2和NH3可以发生氧化还原反应生成水和N2，C正确；D．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，氯化氢和氨气冷却后又