06第20讲含氮化合物的转化及应用【正文】听课手册

第20讲含氮化合物的转化及应用1.能从物质类别、氮的化合价变化角度理解氮及其化合物的转化关系。

2.能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。

3.了解氮元素的重要化合物对环境质量的影响。考点一氮及其化合物间的转化1.自然界中氮的循环2.氮元素的“价—类”二维图氮元素有多种可变化合价,物质的种类较多,在复习时要从物质类别和价态变化角度理解这些物质之间的转化关系。(1)横向转化为物质类别变化,是非氧化还原反应。(2)纵向转化为化合价变化,是氧化还原反应。写出图中相关反应的化学方程式:① ;② ;③ ;⑤ ;⑥ ;⑩ 。3.含氮元素物质之间的转化关系题组氮及其化合物间的转化1.[2025·云南三校联考]氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是 ()A.①②均属于固氮反应B.反硝化过程涉及氮元素的氧化和还原C.向海洋中排放含NO3-的废水不会影响ND.反应④的离子方程式可能为4NH4++5O22NO2-+6H++N22.[2024·河北唐山模拟]氮及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是 ()A.X可通过加热氯化铵固体制取B.从物质类别角度分析,P和Z都属于酸性氧化物C.将X转化为Q的过程,属于氮的固定D.浓的Y溶液保存在棕色试剂瓶中,并置于冷暗处规律小结氮及其化合物之间的相互转化关系及分析(1)“歧化反应”——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。例如:3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O。(2)“归中反应”——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢,不交叉。例如:NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O,6NO+4NH35N2+6H2O。考点二硫的氧化物、氮氧化物的污染及防治1.硫的氧化物的污染及防治(1)硫的氧化物的来源、危害及治理(2)硫酸型酸雨的形成过程2.氮氧化物的污染及防治(1)氮氧化物的来源及危害(2)常见的NOx尾气处理方法碱液吸收法原理:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O;NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O。说明:NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)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(N2);NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。4NH3+6NO5N2+6H2O8NH3+6NO27N2+12H2O2NO+2CON2+2CO22NO2+4CON2+4CO23.环境污染(1)大气污染问题元素物质主要来源对环境的影响CCO2化石燃料燃烧温室效应碳氢化合物石油开采、植物腐败温室效应、光化学烟雾NNOx汽车尾气硝酸型酸雨、臭氧空洞、光化学烟雾SSO2、SO3煤的燃烧硫酸型酸雨F、Cl氟氯烃空调、冰箱制冷剂臭氧空洞(2)绿色化学【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)二氧化硫、氮氧化物的大量排放可能形成酸雨,pH小于7的雨水即为酸雨 ()(2)汽车尾气中的氮氧化物主要是由于汽油不完全燃烧产生的 ()(3)“光化学烟雾”“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化物有关 ()(4)植物根瘤菌可直接吸收空气中的氮氧化物作肥料,实现氮的固定 ()(5)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 ()(6)化石燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施 ()(7)某雨水样品放置一段时间后,pH由4.68变为4.00,是因为雨水中溶解的CO2增多 ()题组氮氧化物对环境的污染和治理1.[2024·北京师大附中统考]煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx,是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)∶n(NO)=3∶2]同时脱硫脱硝(分别生成SO42-、NO3-),测得NO、SO2的脱除率如图所示,A.SO2和NOx都会形成酸雨,NOx还会形成光化学烟雾B.随着脱除反应的进行,吸收溶液的pH逐渐减小C.SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NOD.依据图中信息,在80min时,吸收液中n(NO3-)∶n(Cl-)=22.N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。

(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应如下:NO+NO2+2OH-2NO2-+H2O2NO2+2OH-NO2-+NO3-+H①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有(填字母)。

A.加快通入尾气的速率B.采用气、液逆流的方式吸收尾气C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是

(填化学式)。经典真题·明考向1.[2022·江苏卷]氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 ()A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4ClC.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”2.[2023·江苏卷]氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 ()A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:HNO3(稀)NONO2B.工业制硝酸过程中的物质转化:N2NOHNO3C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CON2+2CO2D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O3.[2023·北京卷]一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是 ()A.a、c分别是HCl、NH3B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)ClC.已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生D.等压条件下,反应①②的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热4.[2024·湖北