苏教版高考化学一轮复习专题4非金属及其化合物第14讲生活中含氮的化合物学案

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第14讲　生活中含氮的化合物

【课标要求】　1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质和应用。2.了解氮的化合物对环境质量的影响。
考点1　氮气及氮氧化物


1．氮元素的存在与氮的固定

2．氮气

写出有关化学方程式：
①N2＋3MgMg3N2；
；
③N2＋O22NO。
__________________
3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物

氧化物的化学式
N2O
NO
N2O3
NO2、N2O4
N2O5
氮元素的价态
＋1
＋2
＋3
＋4
＋5
[提醒]　NO2与N2O4可相互转化2NO2⇌N2O4。
(2)NO、NO2的比较


NO
NO2
物理
性质
通常为无色气体，难溶于水
通常为红棕色、有刺激性气味的气体
化学
性质
与O2反应
2NO＋O2===2NO2

与H2O反应
不反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
与人体、环境的关系
①NO与人体血红蛋白结合，使人中毒；②NO转化成NO2，形成酸雨，光化学烟雾，破坏臭氧层

　(1)固氮反应一定属于氧化还原反应。(　　)
(2)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去。(　　)
(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在。(　　)
(4)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。(　　)
(5)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂。(　　)
(6)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×

1．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。请写出三个有关的化学方程式：
(1)________________________________________________________________；
(2)_________________________________________________________________；
(3)_________________________________________________________________。
答案：(1)N2＋O22NO
(2)2NO＋O2===2NO2
(3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2．溴蒸气和NO2都为红棕色气体，用湿润的淀粉­KI试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗？为什么？若不能，请你设计一种简单的方法，区别溴蒸气和NO2。
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：不能鉴别。因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI中的I－氧化成I2，使试纸变蓝色。NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。方法：①用AgNO3溶液，Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr；②用水，溶于水后有颜色的是Br2，无颜色的是NO2


题组一　氮氧化物性质及对环境的影响
1．已知常温常压下在1 L水中可溶解40 L NO2，NO2能与NaOH溶液发生反应：2NaOH＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O。以下各种尾气吸收装置中，不适合吸收NO2气体的是(　　)

解析：由于常温常压下在1 L水中可溶解40 L NO2，即极易溶于水，所以在吸收装置中需要防止倒吸，只有B中不能防止倒吸。
答案：B
2．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx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______________________________________________，
NO来自___________________________________________________________。
汽车尾气对环境的危害主要有__________________________________________
(至少填两种)。
(2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：___________________________________________________________________。
(3)汽车尾气中的CO、NOx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。写出NO被CO还原的化学方程式：________________
____________________________________________________________________。
答案：(1)汽油的不完全燃烧　N2与O2在汽车气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)
(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(3)2CO＋2NON2＋2CO2
题组二　氮氧化物溶于水的计算
3．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　　)

A．1∶1　　　　　　　　　B．5∶7
C．7∶5 D．4∶3
解析：设试管的容积为1 L，水充满整个试管，溶液的体积是1 L，无论是NO2还是NO都转变成了HNO3，根据氮元素守恒，生成的HNO3的物质的量相等，即硝酸的物质的量浓度相等，答案选A。
答案：A
4．在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　)
①1.2 mL　②2.4 mL　③3 mL　④4 mL
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：首先分析剩余的2 mL气体有两种可能。如果剩余2 mL O2，则V(NO2)＝×(12－2) mL＝8 mL，则混合气中V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的2 mL气体是NO，则混合气中的V(O2)＝(12 mL－2 mL×3)×＝1.2 mL，D项正确。
答案：D

[归纳提升]
氮氧化物溶于水的计算依据
无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
(2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。

考点2　典型的氧化性酸——硝酸


1．物理性质

2．化学性质

(1)不稳定性
化学方程式：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
[提醒]　①市售浓硝酸呈黄色的原因是硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。
②硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。
(2)强氧化性
不论浓、稀硝酸都有强氧化性，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＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②与非金属反应：
浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
③与还原性化合物反应：
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：
3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
3．工业制法
(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：
4NH3＋5O24NO＋6H2O
___________________________.
(2)NO进一步氧化生成NO2：
2NO＋O2===2NO2。
(3)用水吸收NO2生成HNO3：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

　(1)硝酸可与Na2S反应制得H2S气体。(　　)
(2)Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(　　)
(3)常温下，将Al片放入浓硝酸中无明显现象，原因是Al与浓硝酸不反应。(　　)
(4)浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式。(　　)
(5)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×

1．久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：浓硝酸显黄色是由于浓硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
2．某同学认为1.0 mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO，正确吗？请说明理由。
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：不正确；原因是NO在含H＋的溶液中具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋而不能共存


题组一　硝酸的性质
1．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　)



①
②
③
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
解析：本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。③中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。
答案：D
2．(2021·山东淄博质检)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)

实验操作
现象
解释或结论
①
过量的Fe粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋
②
浓硝酸久置或光照
变黄色
HNO3不稳定易分解
③
Al箔插入稀硝酸中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
④
用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上
试纸先变红色后褪色
浓硝酸具有酸性和强氧化性
A.①②　　　　　　　　　 B．③④
C．②③④ D．②④
答案：D
3．在浓硝酸中放入Cu片，
(1)反应开始时的化学方程式为_________________________________________
___________________________________________________________________，
实验现象为_________________________________________________________。
(2)若Cu片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应

题组二　硝酸与金属反应的计算
4．(2021·福建省莆田月考)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为(　　)
A．2 mol B．1 mol
C．0.5 mol D．0.25 mol
解析：依据Zn＋HNO3(稀)―→Zn(NO3)2＋NH4NO3＋H2O，Zn由0价→＋2价，化合价升高2，N由＋5价→－3价，化合价降低8，根据化合价升降总值相等，Zn、Zn(NO3)2的化学计量数为4，NH4NO3的化学计量数为1，然后根据原子守恒配平化学方程式为4Zn＋10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O，生成4 mol硝酸锌时被还原的硝酸为1 mol，当生成1 mol Zn(NO3)2时，被还原的HNO3为0.25 mol。
答案：D
5．将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L(标准状况)，则反应消耗HNO3的物质的量为(　　)
A．0.8 mol　　　　　　　　 B．0.6 mol
C．0.11 mol D．无法计算
解析：①被还原的硝酸的物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和，被还原n(HNO3)＝＝0.05 mol；②未被还原的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中NO的物质的量，
n(Cu)＝＝0.03 mol，
所以n[Cu(NO3)2]＝0.03 mol；
③消耗的HNO3的物质的量为
0．03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol，故C项正确。
答案：C
[归纳提升]
硝酸与金属反应的计算方法
1．离子方程式计算法
涉及HNO3、H2SO4的混合酸与金属反应计算时应采用离子方程式计算。
2．思维模型



考点3　氨　铵盐



一、氨
1．物理性质：无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。
2．化学性质


(1)与水反应：
NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH＋OH－，氨的水溶液叫氨水，氨水中含有的微粒有：NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。
(2)与酸反应
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式：
HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
(3)与盐溶液的反应
如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
(4)还原性——氨的催化氧化
4NH3＋5O24NO＋6H2O
化学方程式：__________________________。
3．实验室制法
(1)加热固态铵盐和碱的混合物


(2)实验室制取氨的其他方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热
浓氨水
NH3·H2O
NH3↑＋H2O

浓氨水＋
固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成

浓氨水＋
固体CaO
CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
4.用途
制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。
二、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的检验
未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。

　(1)氨遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟。(　　)
(2)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华。(　　)
(3)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。(　　)
(4)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性。(　　)
(5)现有1 mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 mol·L－1。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×

1．现有1 mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O浓度是1 mol·L－1吗？为什么？
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：不是。溶液中NH3、NH、NH3·H2O的浓度和为1 mol·L－1
2．如图所示装置能否制得纯净、干燥的NH3？原因是什么？

_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：不能，因为NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，它们在试管口又重新生成NH4Cl

题组一　氨气和铵盐的性质及应用
1．下列反应中，NH3同时表现还原性和碱性的是(　　)
A．4NH3＋5O24NO＋6H2O
B．NH3＋HNO3===NH4NO3
C．8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
D．2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
解析：在A、D两项中，参加反应的NH3全部被氧化，NH3只体现还原性，B项反应为非氧化还原反应，NH3只体现碱性；C项中参加反应的8 mol NH3有2 mol被氧化，NH3既体现碱性又体现还原性。
答案：C
2．(2021·上海杨浦质检)检验NH的方法是向未知物中加强碱、加热，再用湿润的红色石蕊试纸检测气体产物。该检验过程中不涉及的反应是(　　)
A．NH＋OH－NH3↑＋H2O
B．NH3＋H＋===NH
C．NH3＋H2O⇌NH3·H2O
D．NH3·H2O⇌NH＋OH－
解析：向未知物中加强碱、加热，发生反应：NH＋OH－NH3↑＋H2O，故A不选；用湿润的红色石蕊试纸检测气体产物，发生反应：NH3＋H2O⇌NH3·H2O、NH3·H2O⇌NH＋OH－，故C、D不选。
答案：B
3．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是(　　)

A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质均可以水解
解析：A项，NaHCO3不是化肥；B项，Na2CO3受热不易分解；D项，NaCl不水解。
答案：C
题组二　氨气的实验室制法及性质应用
4．(2021·河北衡水联考)资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是(　　)

解析：氯化铵受热分解生成氨和氯化氢，在试管口附近氨和氯化氢遇冷又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨，A项错误；可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应，B项正确；碱石灰可以干燥氨，C项正确；氨与稀硫酸反应，用该装置吸收尾气中的氨可以防止倒吸，D项正确。
答案：A
5．(双选)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的实验装置如图。反应一段时间后向丙中通入O2并伸入红热的铂丝，锥形瓶中有红棕色气体出现。下列说法错误的是(　　)

A．分离液态空气制取氮气的依据是氮气和氧气的熔点不同
B．氮气和氢气通过甲装置混合，其主要作用是干燥和控制气体流速
C．丙中导气管不会发生倒吸的原因可能是反应中氨的产率较少
D．丙的溶液和棉花中均存在NO，说明直接发生反应NH3＋2O2HNO3＋H2O
解析：A.氮气和氧气的沸点不同，因此可依据二者沸点不同分离液态空气制取氮气，A错误；B.浓硫酸具有吸水性，氮气和氢气通过盛有浓硫酸的甲装置混合，一方面可以干燥气体，另一方面可控制气体流速，从而控制反应速率，B正确；C.由于合成氨反应是可逆的，生成的氨气较少，因此丙中导气管不会发生倒吸，C正确；D.在催化剂作用下氨气和氧气反应生成NO，NO继续被氧化生成NO2，NO2溶于水生成硝酸，所以丙的溶液和棉花中均存在NO，D错误。
答案：AD
6．某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。

回答下列问题：
(1)若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为___________________________；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是________(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是__________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试剂是________，收集装置应选择________(填装置序号)。
解析：(1)装置①适用于固­固加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3才行。
(2)装置②是固­液反应，不需要加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰作用。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O　③⑦　氨气难溶于该试剂，且该试剂不易挥发
(2)CaO(或NaOH或碱石灰)　浓氨水(或浓NH4Cl溶液)　⑥

[归纳提升]
制取NH3的两个方面创新
1．制取装置创新

2．吸收装置创新






　喷泉实验及拓展应用

1．喷泉实验的原理
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
2．形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。
气
体
HCl
NH3
CO2、Cl2
SO2、H2S
NO2
NO2、O2
(4∶3)
NO、O2
(4∶1)
吸收剂
水、NaOH
溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
3.喷泉实验的发散装置及操作方法
喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。

装置(Ⅰ)：改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置(Ⅱ)：省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。
装置(Ⅲ)：在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置(Ⅳ)：向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅴ)：打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅵ)：挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
[考能突破练]
1.如图所示装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，然后打开止水夹，下列与实验事实不相符的是(　　)
A．Cl2(饱和食盐水)，无色喷泉
B．NH3(H2O含石蕊)，蓝色喷泉
C．HCl(H2O含石蕊)，红色喷泉
D．SO2(NaOH溶液)，无色喷泉
解析：因NaCl溶液抑制Cl2的溶解，则挤压胶管的胶头，气压变化不明显，则不会形成喷泉，故A错误。
答案：A
2．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是(　　)


A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
解析：H2难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发喷泉。
答案：B
3.(1)图中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)按如图装置进行NH3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_______________________________________。
解析：(1)将胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶后，由于NH3溶于水使瓶中的气压减小，气球的体积逐渐变大。
(2)A瓶的压强大于B瓶的，因此A瓶中的氯化氢进入B瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到B瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致B瓶中的压强降低，且B瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞2时，石蕊水溶液会被倒吸入B瓶中，遇氯化氢溶液变红色。
答案：(1)气球逐渐变大
(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
4.如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。
某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度。(假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散)
(1)若用HCl气体，则c(HCl)＝________________。
(2)若用NO2气体，则c(HNO3)＝____________。
(3)若用n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，则c(HNO3)＝____________。
(4)若用n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合气体，则c(HNO3)＝____________。
解析：设烧瓶的容积为V L，则气体的物质的量均为 mol。
(1)若是HCl气体，喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为V L，c(HCl)＝＝ mol·L－1。
(2)若为NO2，喷泉后，溶质为HNO3，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
mol × mol
则喷泉后溶液的体积为V L，
c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
(3)若为n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，n(NO2)＝× mol，
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
× mol × mol
喷泉后，溶质为HNO3，溶液充满烧瓶，则c(HNO3)＝＝× mol·L－1＝ mol·L－1。
(4)若为n(NO2)∶n(O2)＝2∶1，则反应剩余的氧气，溶液充至烧瓶的，溶质为HNO3，计算方法同(3)，c(HNO3)＝ mol·L－1。
答案：(1) mol·L－1　(2) mol·L－1
(3) mol·L－1　(4) mol·L－1
考点4　氮及其化合物之间的转化及综合应用



　注意：箭头指出可体现物质的性质，指向可寻找该物质的制备方法。
(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。
如：6NO＋4NH35N2＋6H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O


题组一　氮及其化合物的转化
1．氮及其化合物的变化关系如图所示。
N2―→NH3NⅠONO2HNO3
则下列说法不正确的是 (　　)
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述所有标号的反应都是氧化还原反应
D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
解析：氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能直接生成NO2。
答案：D
2．(2021·河南开封模拟)下图是某元素的价类二维图。其中X是一种强碱，G为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比C小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A．A的水溶液显碱性
B．D为一种红棕色气体
C．B和F能发生复分解反应生成盐
D．F在一定条件下可直接与Y反应生成D
解析：若Y为氧气、Z为水，结合转化关系及X为强碱、G为正盐可知：G为铵盐，F为氨气，E为氮气，D为一氧化氮，C为二氧化氮，B为HNO3，A为硝酸盐。A属于强酸强碱盐，溶液显中性，A错误；D为一氧化氮，是无色气体，B错误；硝酸和氨气生成硝酸铵，属于化合反应，C错误；氨气和氧气在一定条件下可以反应生成一氧化氮和水，D正确。
答案：D
题组二　氮及其化合物的综合应用
3．(双选)实验室可用下图装置制取少量氮气。下列说法正确的是(　　)

A．②中盛放的是五氧化二磷
B．实验开始时先点燃①的酒精灯，再点燃③的酒精灯
C．③中玻璃管中的反应：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O
D．实验结束时先熄灭①、③的酒精灯，再将导管从水槽中取出
解析：NH3能与P2O5反应，故A错误；若先点燃③的酒精灯，产生的氨气会与装置内的氧气发生反应，故应先点燃①的酒精灯产生氨气以排尽体系内的空气，故B正确；氨气能被氧化铜氧化，③中玻璃管中的反应为2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O，故C正确；应先将导管从水槽中取出再熄灭酒精灯，否则会引起倒吸，故D错误。
答案：BC
4．烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样方法。回答下列问题：

采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140 ℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为_____________________________________
_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。
(2)C中填充的干燥剂是________(填字母)。
a．碱石灰　　b．无水CuSO4　　c．P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是_____________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(1)除尘　(2)c　(3)
(4)防止NOx溶于冷凝水
　环境保护与绿色化学


1．常见的大气污染物及其危害

大气污染物
主要成分
危害
可吸入
颗粒物
大气中液体、固体状颗粒物，又称飘尘
加重呼吸道疾病，其他有害气体转化的催化剂
硫的氧化物
SO2、SO3
酸雨
氮的氧化物
NO、NO2
光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层
碳的氧化物
CO
降低血液的输氧能力
碳氢化合物
CH4、CxHy等
光化学烟雾
氟氯代烃
CF3Cl(氟利昂)等
温室效应、破坏臭氧层
2.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”。
(2)三废污染：是指废水、废气、废渣。
(3)环保措施
①工业废气携带颗粒物的回收利用。
②工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。
③回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。
3．绿色化学
(1)核心：利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。
(2)最高目标：原子利用率为100%，即反应物中的原子全部转化为期望的最终产品。
[考能突破练]
题组一　化学与环境
1．(2021·江苏省镇江市吕叔湘中学调研)雾霾的形成与大气中的氨气有关。下列有关氨气的说法错误的是(　　)
A．可用于工业制备硝酸
B．可与酸雨中酸性物质反应
C.液态氨气可用作制冷剂
D．生物固氮可以降低大气中氨气浓度
解析：A.氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水、氧气反应生成硝酸，故A不符合题意；B.酸雨中含有硝酸、亚硫酸或硫酸，可与氨气发生反应生成铵盐，故B不符合题意；C.氨气易液化，液态氨气汽化时吸热可用作制冷剂，故C不符合题意；D.生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程，不能降低大气中氨气浓度，故D符合题意。
答案：D
2．自然界“酸雨”形成的原因主要是(　　)
A．未经处理的工业废水的任意排放
B．工业上大量燃烧含硫的燃料和冶炼金属矿石
C．大气中二氧化碳含量增多
D．随着生活的进步，人们日常生活对化石燃料的需求进一步增加
解析：A.未经处理的工业废水的任意排放，会导致河流、土壤等污染，一般不会形成酸雨，A不合题意；B.工业上大量燃烧含硫的燃料和冶炼金属矿石，产生的二氧化硫气体会扩散到大气中，引起雨水pH的减小，从而产生酸雨，B符合题意；C.大气中二氧化碳含量增多，会导致温室效应的发生，C不合题意；D.随着生活的进步，人们对化石燃料的依赖在不断减小，并将不断被绿色能源所替代，D不合题意。
答案：B
题组二　绿色化学——高考命题新宠儿
3．(融合可持续发展)化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是 (　　)
A．改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B．开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用
C．研发可降解高分子材料，减少“白色污染”
D．过度开采矿物资源，促进地方经济发展
解析：改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放，A项正确；开发利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源，可以减轻温室效应的压力，符合绿色化学理念，B项正确；“白色污染”在土壤和水体中富集可长期影响农作物的生长、海洋渔业等，研发可降解高分子材料，给塑料工业带来可持续发展的机遇，C项正确；过度开发矿物资源，不利于地方经济发展的可持续发展，甚至导致资源浪费，环境污染，D项不正确。
答案：D
4．(融合实验细节)下列符合化学实验“绿色化学”的有(　　)
①在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水
②在铜与浓硫酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝
③将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放
A．①②　　　　　　　　　B．①③
C．②③ D．①②③
解析：因为溴易挥发，所以在萃取操作的演示实验中，可将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水；在Cu与浓硫酸反应的实验中为避免生成过量的SO2污染环境，可将铜片改为可调节高度的铜丝；将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放，可减少水体污染。
答案：D
5．(融合反应类型)在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率100%，不产生其他有毒物质，预防污染即防患于未然，从根本上消除污染。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是 (　　)
①置换反应　②化合反应　③分解反应　④取代反应　⑤加成反应　⑥加聚反应
A．①②⑤ B．②⑤⑥
C．只有⑤⑥ D．只有④
解析：高效的绿色有机合成反应应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，如完全的加成反应、加聚反应、化合反应：A＋B===C，达到零排放。
答案：B
6．(融合物质制备)近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是(　　)
A．MgMg(NO3)2
B.MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2
C.MgMgOMg(NO3)2
D．MgMgSO4Mg(NO3)2
解析：A方案虽然步骤少，但反应过程中会产生大量氮氧化物，污染空气。另外消耗原料也多，不符合“绿色化学”的要求；B方案步骤烦琐，所用原料种类多，不符合“绿色化学”的要求；C方案步骤较少，节约原料，无污染，符合“绿色化学”的要求；D方案所用原料较多，在第一步还会产生大量的SO2气体，污染空气，又浪费原料，不符合“绿色化学”的要求。
答案：C
7．(融合元素守恒)在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100%，在用CH3CCH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的反应物有 (　　)
A．CO2和H2O B．CO和CH3OH
C．CH3OH和H2 D．CO2和H2
解析：根据绿色化学的含义，在生成的产品CH2===C(CH3)COOCH3与原料之间元素种类和原子数目都完全相同，即原子守恒。将生成物中各个原子个数减去反应物各个原子差值为C2H4O2，对照答案，反应物中原子数之和为C2H4O2的只有B项。
答案：B
8．下列生产工艺不能体现“绿色化学”思想的是(　　)
A．海水提镁：用电解MgCl2(熔融)产生的Cl2制取盐酸
B．工业制硫酸：提高尾气排放的烟囱高度
C．工业制胆矾：使用稀硫酸、双氧水溶解铜
D．火力发电：在燃煤中加入适量生石灰
解析：A项，用电解MgCl2(熔融)产生的Cl2制取盐酸，实现有毒气体的利用，减少污染，能体现“绿色化学”思想。B项，工业制硫酸中提高排放尾气的烟囱高度，不能减少尾气的排放，不能体现“绿色化学”思想。C项，工业制胆矾采用稀硫酸、双氧水溶解铜，不仅可以减少尾气排放，且提高了硫酸的利用率，能体现“绿色化学”思想。D项，火力发电时，在燃煤中加入适量生石灰，可以减少SO2的排放，能体现“绿色化学”思想。
答案：B


1．(2020·高考江苏卷)打赢蓝天保卫战，提高空气质量。下列物质不属于空气污染物的是(　　)
A．PM2.5　　　　　　　　 B．O2
C．SO2 D．NO
解析：空气污染物主要有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物和可吸入颗粒物等。氧气是空气的主要成分之一，不属于空气污染物。
答案：B
2．(2018·高考海南卷)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为7∶4，该NOx可表示为(　　)
A．N2O B．NO
C．N2O3 D．NO2
解析：＝＝，故NOx可表示为N2O。
答案：A
3．(2019·高考海南卷)干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体，化学方程式为2NH3(g)＋CO2(g)⇌NH2COONH4(s)　ΔH<0，在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制备氨基甲酸铵的实验装置如图所示，回答下列问题：

(1)装置1用来制备二氧化碳气体：将块状石灰石放置在试管中的带孔塑料板上，漏斗中所加试剂为________________；装置2中所加试剂为________________。
(2)装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2，发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
______________________，试管口不能向上倾斜的原因是_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
装置3中试剂为KOH，其作用为__________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)反应时三颈烧瓶需用冷水浴冷却，其目的是_____________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：(1)稀盐酸　浓H2SO4
(2)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2
防止冷凝水倒流到试管底部使试管破裂　干燥剂(干燥氨气)
(3)降低温度，使平衡正向移动提高产量