第四章 第6講 氮及其氧化物、氫化物和銨鹽-2025年高中化學(xué)高考備考_第1頁(yè)
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第四章非金屬及其化合物第6講氮及其氧化物、氫化物和銨鹽課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對(duì)接1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,了解氮及其重要化合物的主要性質(zhì)。2.認(rèn)識(shí)氮及其重要化合物在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。3.結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)氮及其化合物的多樣性氮及氮的氧化物2023廣東,T12;2023重慶,T2、T5;2023江蘇,T8;2022天津,T5;2022山東,T10;2022年1月浙江,T13;2021北京,T5;2021河北,T4;2020全國(guó)Ⅰ,T9;2020全國(guó)Ⅲ,T10;2020北京,T3;2020江蘇,T7;2020山東,T2;2019江蘇,T161.宏觀辨識(shí)與微觀探析:能記住氮?dú)饧暗闹饕趸?、氨和銨鹽的主要性質(zhì);能用化學(xué)方程式、離子方程式正確表示氮及其化合物的主要化學(xué)性質(zhì)并描述典型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:能結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際了解氮?dú)?、氨的性質(zhì)和用途,并建立物質(zhì)性質(zhì)與用途之間的聯(lián)系。3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任:主動(dòng)關(guān)心與氮的氧化物有關(guān)的環(huán)境保護(hù)、資源開(kāi)發(fā)等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,形成與環(huán)境和諧共處、合理利用自然資源的觀念氨、N2H4及銨鹽2023上海,T5;2023年6月浙江,T5;2023廣東,T4;2023海南,T3、T6;2023江蘇,T7;2023遼寧,T3;2021全國(guó)甲,T9;2021年6月浙江,T10;2021海南,T11;2021福建,T11;2020北京,T14;2020海南,T7;2020上海,T14;2020山東,T17;2020年7月浙江,T16;2019全國(guó)Ⅱ,T9;2019江蘇,T19命題分析預(yù)測(cè)1.選擇題常從宏觀辨識(shí)與微觀探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用,具有一定的創(chuàng)新性;非選擇題常結(jié)合工藝流程、實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)原理考查氨氣、銨鹽等物質(zhì)的性質(zhì),具有一定的綜合性,要關(guān)注守恒法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用。2.2025年高考可能會(huì)結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際,以與氮相關(guān)的新材料為信息,綜合考查物質(zhì)制備、性質(zhì)探究等;也可能會(huì)結(jié)合環(huán)境保護(hù)來(lái)命題,以凸顯對(duì)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查考點(diǎn)1氮及氮的氧化物1.氮元素在自然界中的存在形式和氮的固定2.氮?dú)?.氮的氧化物(1)氮的氧化物氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物:N2O(笑氣,有麻醉作用)、NO、N2O3(亞硝酸的酸酐)、NO2(主要的大氣污染物)、N2O4、N2O5(硝酸的酸酐)等。(2)NO與NO2的比較氮的氧化物NONO2物理性質(zhì)無(wú)色、不溶于水的氣體[6]紅棕色、有刺激性氣味、易溶于水的氣體學(xué)性質(zhì)2NO+O22NO4NO+3O2+2H2O4HNO4NH3+6NO催化劑5N2+4NO2+O2+2H2O4HNO2NO2?N2O4(無(wú)色)8NH3+6NO2催化劑7N2+毒性有毒有毒制法3Cu+8HNO3(?。?Cu(NO3)2+2NO↑+4H2Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2轉(zhuǎn)化3NO2+H2O[7]2HNO3+NO注意1.制備N(xiāo)O時(shí),不能用排空氣法收集,必須在通風(fēng)櫥中操作,尾氣通入O2后用堿液吸收,以免污染大氣。2.制備N(xiāo)O2時(shí),必須在通風(fēng)櫥中操作,尾氣用堿液吸收,以免污染大氣。(3)氮氧化物的污染污染類(lèi)型光化學(xué)煙霧:NOx在紫外線作用下,與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的一種有毒的煙霧酸雨:NOx排入大氣后,與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2,隨雨、雪降到地面破壞臭氧層:NO、NO2可使平流層中的臭氧減少,導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加處理方法①堿液吸收法:NO2、NO的混合氣體能被足量的燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO),一般適用于工業(yè)尾氣中NOx的處理。2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O②催化轉(zhuǎn)化:在催化劑條件下,NOx可與氨反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2)和H2O或與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車(chē)尾氣的處理1.易錯(cuò)辨析。(1)自然界中固氮反應(yīng)均為游離態(tài)氮的氧化反應(yīng)。(?)(2)文物館將貴重文物保存在氮?dú)庵惺抢昧说獨(dú)獾姆€(wěn)定性。(√)(3)醫(yī)療上,液氮常作冷凍劑,是利用氮?dú)獾姆悬c(diǎn)低,液氮易汽化,且汽化時(shí)吸收熱量。(√)(4)用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。(?)(5)可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸,故NO2是酸性氧化物。(?)(6)N2與O2在放電條件下直接化合生成NO2。(?)(7)制二氧化氮時(shí),用水或NaOH溶液吸收尾氣。(?)(8)利用AgNO3、CCl4和蒸餾水均可鑒別NO2和溴蒸氣。(√)(9)NO2通入FeSO4溶液中始終無(wú)明顯現(xiàn)象。(?)2.寫(xiě)出N2的電子式:∶N??N∶,從電子云重疊方式角度指出N2分子中共價(jià)鍵的個(gè)數(shù)及類(lèi)型N2分子中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵。3.氮化鎂遇水易發(fā)生水解反應(yīng),生成沉淀并放出能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,寫(xiě)出其水解方程式:Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑4.在有氧條件下,某新型催化劑能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。寫(xiě)出NH3與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式:8NH3+6NO2催化劑7N2+12H2O。當(dāng)生成1molN2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5.NOx是汽車(chē)尾氣中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,寫(xiě)出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式:3NO2+H2O2HNO3+NO(2)在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝上催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低NOx的排放。當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí),NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫(xiě)出NO被CO還原的化學(xué)方程式:2CO+2NO催化劑N2+2CO命題點(diǎn)1氮的氧化物與O2、H2O反應(yīng)的計(jì)算1.常溫下,將共計(jì)4.8mL的NO和O2同時(shí)通入倒立于水槽中的盛滿(mǎn)水的試管中,反應(yīng)停止后試管內(nèi)剩余2mL無(wú)色氣體。(1)若剩余的氣體是O2,則NO、O2的體積分別是1.6mL、3.2mL。(2)若剩余的氣體是NO,則NO、O2的體積分別是3.6mL、1.2mL。解析方法一:依據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算整個(gè)過(guò)程的總反應(yīng)為4NO+3O2+2H2O4HNO3。首先分析2mL(1)剩余2mLO2,NO完全轉(zhuǎn)化為硝酸,則反應(yīng)消耗的氣體體積為4.8mL-2mL=2.8mL,NO和O2發(fā)生反應(yīng)4NO+3O2+2H2O4HNO3,由反應(yīng)方程式可知,V(NO)=2.8mL×47=1.6mL,則V(O2)=4.8mL-1.6mL=(2)剩余的2mL氣體為NO,O2完全反應(yīng),則反應(yīng)消耗的氣體體積為4.8mL-2mL=2.8mL,NO和O2發(fā)生反應(yīng)4NO+3O2+2H2O4HNO3,由反應(yīng)方程式可知,V(O2)=2.8mL×37=1.2mL,則V(NO)=4.8mL-1.2mL=方法二:利用溶于水的氮原子數(shù)與氧原子數(shù)之比為2∶5計(jì)算反應(yīng)4NO2+O2+2H2O4HNO3、4NO+3O2+2H2O4HNO3中,(4NO2+O2)~2N2O5、(4NO+3O2)~2N2O5,上述兩個(gè)反應(yīng)相當(dāng)于2N2O5+2H2O4HNO3,即N2O5+H2O2HNO3,由此推得參加反應(yīng)的氣體中N、O原子的個(gè)數(shù)之比或物質(zhì)的量之比為2∶5,可利用此技巧計(jì)算。有2.8mL氣體溶于水生成HNO3,設(shè)原混合氣體中O2的體積為xmL,NO(1)剩余2mLO2時(shí),則x+y=4.8①,yy+2x-4=25②,聯(lián)立兩式可得V(O2)=xmL=3.2mL,V(NO)(2)剩余2mLNO時(shí),則x+y=4.8①,y-2y-2+2x=25②,聯(lián)立兩式可得V(O2)=xmL=1.2mL,V(NO命題點(diǎn)2結(jié)合環(huán)保問(wèn)題考查氮的氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用2.[北京高考]SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過(guò)量條件下的NOx排放。(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:CO(NH2)2+H2O△CO2+2NH②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式:8NH3+6NO2催化劑7N2+12H2③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí),尾氣中SO2在O2作用下會(huì)形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測(cè)定溶液中尿素(M=60g·mol-1)含量的方法如下:取ag尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過(guò)量的v1mLc1mol·L-1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mLc2mol·L-1NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是3(2(2)NSR(NOx儲(chǔ)存還原)工作原理:NOx的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行,如圖a所示。圖a①通過(guò)BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲(chǔ)存和還原。儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是BaO。②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過(guò)程,該過(guò)程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過(guò)程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是8∶1。圖b解析(1)①根據(jù)題意,反應(yīng)物為H2O和CO(NH2)2,生成物為NH3和CO2,反應(yīng)條件為加熱,結(jié)合原子守恒可寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。②根據(jù)題意,反應(yīng)物為NH3和NO2,生成物為N2和H2O,反應(yīng)需在催化劑作用下進(jìn)行。③根據(jù)題意,NH3、SO2、O2和H2O反應(yīng)生成(NH4)2SO4。④根據(jù)題意,加入硫酸的總物質(zhì)的量為c1v1×10-3mol,NaOH消耗的硫酸的物質(zhì)的量為c2v2×10-32mol,因此與NH3反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為(c1v1×10-3-c2v2×10-32)mol,根據(jù)關(guān)系式CO(NH2)2~2NH3~H2SO4得n[CO(NH2)2]=(c1v1×10-3-c2v2×10-32)mol,因此尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(c1v1×10-3-c2v2×10-32)×60gag×100%=3(2c1v1-c2v2)100a。(2)①由題中圖命題拓展工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。(1)NO2被燒堿溶液吸收時(shí),生成兩種鈉鹽,其物質(zhì)的量之比為1∶1,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O(2)NO與NO2按物質(zhì)的量之比為1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉鹽,該鈉鹽的化學(xué)式是NaNO2。命題點(diǎn)3易水解的氮化物制備3.氮化鋁(AlN)是一種性能優(yōu)異的新型材料,在許多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。某化學(xué)小組模擬工業(yè)制氮化鋁原理,欲在實(shí)驗(yàn)室制備氮化鋁。查閱資料:①實(shí)驗(yàn)室用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液共熱制N2:NaNO2+NH4Cl△NaCl+N2↑+2H②工業(yè)制氮化鋁:Al2O3+3C+N2高溫2AlN③AlN與飽和NaOH溶液反應(yīng):AlN+NaOH+3H2ONa[Al(OH)4]+NH3↑(1)實(shí)驗(yàn)中使用的裝置如圖所示,請(qǐng)按照氮?dú)鈿饬鞣较驅(qū)⒏鲀x器接口連接e→c→d→f(g)→g(f)→a→b→i。(2)B裝置內(nèi)的X液體可能是濃硫酸;E裝置內(nèi)氯化鈀溶液的作用可能是吸收CO,防止污染空氣。(3)寫(xiě)出AlN水解的化學(xué)方程式:AlN+3H2OAl(OH)3+NH3↑解析實(shí)驗(yàn)室用飽和NaNO2與NH4Cl溶液共熱制N2:NaNO2+NH4Cl△NaCl+N2↑+2H2O,可以選C裝置制備氮?dú)?,生成的氮?dú)饨?jīng)過(guò)干燥后與Al2O3和C在D裝置中反應(yīng)生成AlN和CO,CO會(huì)污染空氣,可以通過(guò)氯化鈀溶液吸收,氮化鋁在高溫下能水解,需要防止外界水蒸氣進(jìn)入D裝置。(1)按照氮?dú)鈿饬鞣较?,各儀器接口連接順序?yàn)閑→c→d→f(g)→g(f)→a→b→i。(2)根據(jù)上述分析,B裝置內(nèi)的X液體可以是濃硫酸;E裝置內(nèi)氯化鈀溶液的作用是吸收CO,防止污染空氣。(3)AlN水解的化學(xué)方程式為AlN+3H2OAl(OH)3+考點(diǎn)2氨、N2H4及銨鹽1.氨(1)氨的電子式和物理性質(zhì)電子式密度氣味水溶性[1]H比空氣[2]小強(qiáng)烈[3]刺激性氣味極易溶于水(1∶700)(2)從物質(zhì)類(lèi)別、元素價(jià)態(tài)角度認(rèn)識(shí)NH3的化學(xué)性質(zhì)(3)氨的實(shí)驗(yàn)室制法①加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物②實(shí)驗(yàn)室制取氨的其他三種簡(jiǎn)易方法方法化學(xué)方程式(或原理)發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2O△[10]NH3↑+H濃氨水+NaOH固體NaOH固體溶于水放熱,促使一水合氨分解,且OH-濃度增大促進(jìn)平衡NH3+H2O?NH3·H2O?NH4++OH濃氨水+CaO固體CaO與水反應(yīng)生成Ca(OH)2,并放出熱量,溫度升高促使一水合氨分解,且OH-濃度增大促進(jìn)平衡NH3+H2O?NH3·H2O?NH4++OH2.銨鹽及NH4(1)銨鹽的物理性質(zhì)大多數(shù)銨鹽是白色固體,易溶于水。(2)銨鹽的化學(xué)性質(zhì)(3)NH43.N2H41.易錯(cuò)辨析。(1)濃氨水可檢驗(yàn)氯氣管道是否漏氣。(√)(2)由于NH3易溶于水,故其可用作制冷劑。(?)(3)液氨制冷、碘的升華、NH4Cl氣化都不涉及化學(xué)變化。(?)(4)現(xiàn)有1mol·L-1的氨水,則該溶液中NH3·H2O的濃度是1mol·L-1。(?)(5)[2022重慶改編]工業(yè)上用N2和H2合成NH3,生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LNH3,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA。(?)2.氨溶于水得到氨水,氯氣溶于水得到氯水,下列關(guān)于新制的氨水、氯水的描述正確的是(A)A.“兩水”都是混合物,溶液中含有的粒子種類(lèi)不同B.“兩水”都能導(dǎo)電,因此NH3和Cl2都是電解質(zhì)C.氨水與FeCl2反應(yīng)的離子方程式為2OH-+Fe2+Fe(OH)2↓,新制氯水與FeCl2反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl22Fe3++D.“兩水”長(zhǎng)時(shí)間放置后都會(huì)因?yàn)橄嗤脑碜冑|(zhì)3.氨分子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形,氮原子的雜化類(lèi)型為sp3,氨極易溶于水和氨易液化都與氫鍵有關(guān)。4.從結(jié)構(gòu)上看,NH3、—NH2顯堿性的本質(zhì)原因是氮原子上的孤電子對(duì)能與氫離子形成配位鍵。5.NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一的堿性氣體,能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。6.[山東高考改編]NH3、PH3、AsH3的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹H3>AsH3>PH3(填化學(xué)式,下同),還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳sH3>PH3>NH3。7.易錯(cuò)辨析。(1)能用加熱法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽。(?)(2)施肥時(shí),草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用。(√)(3)銨鹽加熱均易分解產(chǎn)生NH3。(?)(4)[2021山東改編]N2H4的空間結(jié)構(gòu)為平面形。(?)(5)[浙江高考改編]H2N—NH2易溶于水,其水溶液呈堿性。(√)8.收集氨氣的試管口塞一團(tuán)棉花的作用是減小NH3與空氣的對(duì)流,便于收集到較純凈的NH3。9.(1)在飽和NH4Cl溶液中滴加Na[Al(OH)4]溶液,產(chǎn)生刺激性氣味的氣體和白色沉淀,用離子方程式解釋其現(xiàn)象:NH4++[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+NH3↑+H2O,體現(xiàn)NH4+水解呈酸性(填“酸性”(2)實(shí)驗(yàn)室常用飽和氯化銨(NH4Cl)溶液與亞硝酸鈉(NaNO2)溶液加熱來(lái)制取氮?dú)猓瑢?xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:NH4Cl+NaNO2△NaCl+N2↑+2H2O,體現(xiàn)NH4+的還原性(填“氧化性”10.寫(xiě)出銨鹽下列用途的化學(xué)方程式(溶液中的反應(yīng)寫(xiě)離子方程式)。(1)實(shí)驗(yàn)室用氯化銨與熟石灰反應(yīng)制取氨氣:2NH4Cl+Ca(OH)2△2NH3↑+CaCl2+2H2(2)檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈袖@根離子:NH4++OH-△NH3↑+(3)醫(yī)療上用氯化銨作尿液酸化劑:NH4++H2O?NH3·H2O+H+(4)硝酸銨受熱分解產(chǎn)物均為空氣的成分:2NH4NO3撞擊(或受熱)2N2↑+O2↑+4H2O。命題點(diǎn)1氨、N2H4的性質(zhì)1.[2023宿遷模擬]利用培養(yǎng)皿探究氨的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即用另一表面皿扣在上面。表中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所作的解釋正確的是(A)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋A濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙NH3與濃鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體反應(yīng)產(chǎn)生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無(wú)明顯現(xiàn)象NH3與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng)C氯化物溶液變渾濁該溶液一定是AlCl3溶液D干燥紅色石蕊試紙不變色,濕潤(rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)NH3是一種可溶性堿解析NH3能與HCl發(fā)生化合反應(yīng),生成NH4Cl白色固體,A正確;NH3能與H2SO4發(fā)生化合反應(yīng),生成NH4HSO4或(NH4)2SO4,B錯(cuò)誤;NH3與氯化物溶液反應(yīng)生成氫氧化物沉淀,該氯化物可以是氯化鋁、氯化鎂等,C錯(cuò)誤;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O屬于堿,NH3不屬于堿,D錯(cuò)誤。2.[全國(guó)Ⅱ高考]聯(lián)氨(又稱(chēng)肼,N2H4,無(wú)色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)聯(lián)氨分子的電子式為,其中氮的化合價(jià)為-2。(2)實(shí)驗(yàn)室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O(3)聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為8.7×10-7(已知:N2H4+H+?N2H5+的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)式為N2H6(HSO4)2(4)聯(lián)氨是一種常用的還原劑。向裝有少量AgBr的試管中加入聯(lián)氨溶液,觀察到的現(xiàn)象是固體逐漸變黑,并有氣泡產(chǎn)生。聯(lián)氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧,防止鍋爐被腐蝕。理論上1kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O21kg;與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比,聯(lián)氨的優(yōu)點(diǎn)是N2H4的用量少,不產(chǎn)生其他雜質(zhì)(產(chǎn)物為N2和H2O,而Na2SO3產(chǎn)生Na2SO4)。解析(1)N2H4中原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,其電子式為H∶∶∶H。N2H4中H為+1價(jià),由化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0,可確定N為-2價(jià)。(2)反應(yīng)中NaClO和NH3分別作氧化劑和還原劑,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可寫(xiě)出并配平相應(yīng)的化學(xué)方程式。(3)N2H4的第一步電離方程式為N2H4+H2O?N2H5++OH-,則電離常數(shù)Kb=c(N2H5+)·c(OH-)c(N2H4)=c(N2H5+)·c(OH-)·c(H+)c(N2H4)·c(H+)=c(N2H5+)·Kwc(N2H4)·c(H+)=K·Kw=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。聯(lián)氨是二元弱堿,其與硫酸形成的酸式鹽為N2命題點(diǎn)2氨的制備實(shí)驗(yàn)探究3.為了在實(shí)驗(yàn)室制取干燥的氨氣,甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示三套實(shí)驗(yàn)裝置:甲乙丙(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制氨氣的化學(xué)方程式:Ca(OH)2+2NH4Cl△2NH3↑+CaCl2+2H2(2)實(shí)驗(yàn)裝置和所用藥品都正確的是丙(填“甲”“乙”或“丙”)。(3)檢驗(yàn)試管里是否收集滿(mǎn)氨氣的方法是將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口,若試紙變藍(lán),則證明氨氣已收集滿(mǎn)[或用玻璃棒蘸取濃鹽酸(或濃硝酸)放在試管口,若產(chǎn)生白煙,則證明氨氣已收集滿(mǎn)]。(4)上述裝置中肯定收集不到氨氣的是乙(填“甲”“乙”或“丙”),其原因是2NH3+H2SO4(NH4)2SO4(或NH3+H2SO4NH4HSO4)(5)尾氣處理時(shí),下列裝置不可以用于處理氨氣的是C(填標(biāo)號(hào))。ABCD(6)氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)反應(yīng),寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:4NH3+5O2催化劑△4NO+6H2解析(1)氯化銨與氫氧化鈣在加熱條件下反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+2NH4Cl△2NH3↑+CaCl2+2H2O。(2)甲中沒(méi)有干燥裝置,得到的氨氣中含有水蒸氣;乙中濃硫酸能夠與氨氣發(fā)生反應(yīng);丙中堿石灰與氨氣不反應(yīng),能夠干燥氨氣。(4)氨氣為堿性氣體,可與濃硫酸反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+H2SO4(NH4)2SO4(氨過(guò)量)或NH3+H2SO4NH4HSO4(氨少量),故乙裝置肯定收集不到氨氣。(5)由于氨氣極易溶于水,所以處理氨氣時(shí)應(yīng)防止倒吸,A中的漏斗、D中的球形干燥管可防止倒吸,B中氨氣沒(méi)有與水直接接觸,可防止倒吸,而C會(huì)引起倒吸。(6)氨催化氧化可生成一氧化氮和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O2催化劑命題拓展[裝置拓展]實(shí)驗(yàn)室采用下列裝置制取氨氣,正確的是(D) A.生成NH3 B.干燥NH3 C.收集NH3并驗(yàn)滿(mǎn) D.吸收多余NH3命題點(diǎn)3銨鹽的性質(zhì)和NH44.下列說(shuō)法正確的是(B)A.[江蘇高考改編]由于NH4HCO3受熱易分解,故其可用作化肥B.[江蘇高考]NH4Cl與Ca(OH)2混合加熱可生成NH3C.[全國(guó)Ⅱ高考改編]加熱盛有少量NH4HCO3固體的試管,并在試管口放置濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙,石蕊試紙變藍(lán),說(shuō)明NH4HCO3顯堿性D.[天津高考改編]用NaOH溶液和濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙可檢驗(yàn)溶液中的NH解析NH4HCO3受熱易分解和其可用作化肥無(wú)關(guān),NH4HCO3可用作化肥是因?yàn)槠浜械兀珹項(xiàng)錯(cuò)誤;NH4Cl與Ca(OH)2混合加熱可生成NH3、CaCl2和H2O,B項(xiàng)正確;NH4HCO3受熱分解產(chǎn)生的NH3能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán),只能說(shuō)明NH3為堿性氣體,不能說(shuō)明NH4HCO3顯堿性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;檢驗(yàn)NH4+應(yīng)用NaOH溶液和濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙,命題拓展[變式拓展]工業(yè)上常采用生物硝化法將NH4+轉(zhuǎn)化為N(1)生物硝化法處理廢水,會(huì)導(dǎo)致水體pH逐漸下降,試用離子方程式表示:NH4++2O2NO3-+2H++(2)微生物保持活性的pH范圍為7~8,可以加入石灰石(合理即可)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH。熱點(diǎn)6噴泉實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用命題特點(diǎn):利用物質(zhì)的溶解性,使裝置內(nèi)外形成壓強(qiáng)差→發(fā)散思維:儀器流程型實(shí)驗(yàn)中,可通過(guò)改變裝置中氣體壓強(qiáng),將溶液從一個(gè)裝置轉(zhuǎn)移至另一個(gè)裝置中,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)溶液的混合。1.形成噴泉的原理形成噴泉最根本的原因是容器內(nèi)外存在較大的壓強(qiáng)差。在這種壓強(qiáng)差的作用下,液體迅速流動(dòng),通過(guò)帶有尖嘴的導(dǎo)管?chē)姵鰜?lái),形成噴泉。2.常見(jiàn)噴泉的類(lèi)型①容器內(nèi)氣體極易溶于水(或容器內(nèi)氣體易與溶液反應(yīng)),使容器內(nèi)壓強(qiáng)迅速降低引發(fā)的噴泉(容器內(nèi)壓強(qiáng)小于外界大氣壓)。圖1中打開(kāi)[1]止水夾,擠出[2]膠頭滴管中的水,氨氣極易溶于水,燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)迅速[3]減小,即產(chǎn)生噴泉。圖2中打開(kāi)[4]止水夾,用手(或熱毛巾等)[5]將燒瓶捂熱,氨氣受熱膨脹,趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣,與水接觸,即產(chǎn)生噴泉。②容器內(nèi)的液體由于受熱或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了大量的氣體,使容器內(nèi)的壓強(qiáng)增大引發(fā)的噴泉(容器內(nèi)壓強(qiáng)大于外界大氣壓)。圖3的錐形瓶中盛放“碳酸氫銨與稀鹽酸”或“過(guò)氧化鈉與水”等均能形成噴泉。城市噴泉裝置的原理與圖3所示裝置相同,屬于正壓噴泉。3.常見(jiàn)的能形成噴泉的氣體和吸收劑氣體HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2(體積比為4∶3)NO2、O2(體積比為4∶1)吸收劑水、堿溶液水、酸溶液堿溶液水、堿溶液水、堿溶液水、堿溶液4.常見(jiàn)的裝置裝置Ⅰ:打開(kāi)[6]止水夾,擠壓膠頭滴管的[7]膠頭,使少量水進(jìn)入[8]燒瓶,導(dǎo)致大量的NH3溶解。燒瓶?jī)?nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅱ:擠壓[9]氣球,即可使少量的酚酞溶液沿導(dǎo)管進(jìn)入[10]燒瓶,導(dǎo)致大量的NH3溶解,燒瓶?jī)?nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生[11]紅色噴泉。裝置Ⅲ:打開(kāi)[12]止水夾,用手(或熱毛巾等)[13]捂熱燒瓶,氨氣受熱膨脹,使氨氣通過(guò)導(dǎo)管與水接觸,即產(chǎn)生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶,使水進(jìn)入燒瓶,燒瓶?jī)?nèi)氨氣溶于水)。裝置Ⅳ:在錐形瓶中加入能產(chǎn)生氣體的物質(zhì),使錐形瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)明顯[14]增大,將液體壓入燒瓶而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅴ:在水槽中加入使水溫度升高的物質(zhì),使錐形瓶?jī)?nèi)酒精因升溫而揮發(fā),錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)[15]增大而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅵ:向燒瓶中通入H2S(或SO2),然后通入SO2(或H2S),有[16]淡黃色粉末狀物質(zhì)生成,燒瓶?jī)?nèi)壁附有水珠,NaOH溶液噴到燒瓶?jī)?nèi)。裝置Ⅶ:向燒瓶中通入HCl,使HCl進(jìn)入燒瓶中與NH3反應(yīng),導(dǎo)致燒瓶中壓強(qiáng)[17]減小,NaOH溶液噴到燒瓶?jī)?nèi)。5.噴泉實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的濃度計(jì)算關(guān)鍵是確定所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)后所得溶液的物質(zhì)的量濃度:(1)HCl、NH3、NO2氣體或它們與其他不溶于水的氣體混合時(shí),所得溶液的物質(zhì)的量濃度為122.4mol·L(2)當(dāng)是NO2和O2的混合氣體且體積比為4∶1時(shí),c(HNO3)=128mol·L-11.[全國(guó)Ⅲ高考]噴泉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。應(yīng)用下列各組氣體-溶液,能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象的是(B)氣體溶液AH2S稀鹽酸BHCl稀氨水CNO稀H2SO4DCO2飽和NaHCO3溶液解析H2S與稀鹽酸不反應(yīng),且在稀鹽酸中的溶解度較小,向圓底燒瓶中擠入少量稀鹽酸,不能造成圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓明顯減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;HCl能與稀氨水反應(yīng),向圓底燒瓶中擠入少量稀氨水會(huì)造成圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓明顯減小,B項(xiàng)正確;NO與稀硫酸不反應(yīng),在稀硫酸中溶解度非常小,向圓底燒瓶中擠入稀硫酸,不能造成圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓明顯減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2在飽和NaHCO3溶液中的溶解度較小,向圓底燒瓶中擠入飽和NaHCO3溶液,不能造成圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓明顯減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.噴泉實(shí)驗(yàn)是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象,其產(chǎn)生原因是存在壓強(qiáng)差。試根據(jù)下圖,回答下列問(wèn)題:(1)甲裝置為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。在燒瓶中充滿(mǎn)干燥氣體,膠頭滴管及燒杯中盛有液體。下列組合不可能產(chǎn)生噴泉的是B(填標(biāo)號(hào),下同)。A.HCl和H2O B.O2和H2OC.NH3和H2O D.CO2和NaOH溶液(2)在乙裝置的錐形瓶中,分別加入足量的下列物質(zhì),反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是D。A.Cu與稀鹽酸 B.NaHCO3與NaOH溶液C.石灰石與稀硫酸 D.NH4HCO3與稀鹽酸(3)在乙裝置的錐形瓶外放一水槽,錐形瓶中加入酒精,水槽中加入冷水后,再加入足量的下列物質(zhì),結(jié)果也產(chǎn)生了噴泉。水槽中加入的物質(zhì)不可能是C。A.濃硫酸 B.生石灰C.硝酸銨 D.燒堿(4)城市中常見(jiàn)的人造噴泉的原理與上述乙裝置的原理相似。(5)如果只提供丙(燒瓶?jī)?nèi)充滿(mǎn)NH3)裝置,引發(fā)噴泉的操作是打開(kāi)止水夾,用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱(或在燒瓶上覆蓋冷毛巾或淋灑冷水或在燒瓶上涂抹無(wú)水乙醇)(其他合理答案也可)。(6)丁裝置能不能?chē)姛熁虍a(chǎn)生雙噴泉呢?實(shí)驗(yàn)前a、b、c活塞均關(guān)閉,提前在燒杯中的水中滴加幾滴紫色石蕊溶液。①若要使該裝置中產(chǎn)生噴煙現(xiàn)象,該怎樣操作?擠壓膠頭滴管,然后打開(kāi)a、c活塞。②若要使該裝置中產(chǎn)生雙噴泉現(xiàn)象,該怎樣操作?在①的基礎(chǔ)上打開(kāi)b活塞。(7)某同學(xué)在燒瓶中盛不同成分的氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),請(qǐng)幫助分析實(shí)驗(yàn)后燒瓶中所得溶液的濃度(假設(shè)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下完成實(shí)驗(yàn),且溶質(zhì)不擴(kuò)散)。①若用HCl氣體,則c(HCl)=122.4mol·L②若用NO2氣體,則c(HNO3)=122.4mol·L③若用n(NO2)∶n(O2)=4∶1的混合氣體,則c(HNO3)=128mol·L-1解析(1)A項(xiàng),HCl在水中溶解度很大,能形成噴泉;B項(xiàng),O2在水中溶解度很小,不能形成噴泉;C項(xiàng),NH3在水中溶解度很大,能形成噴泉;D項(xiàng),CO2和NaOH溶液可發(fā)生反應(yīng)且不產(chǎn)生氣體,能形成噴泉。(2)能在錐形瓶?jī)?nèi)反應(yīng)產(chǎn)生氣體,使錐形瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)大于圓底燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng),即可產(chǎn)生噴泉,故應(yīng)選NH4HCO3與稀鹽酸。A項(xiàng),Cu與稀鹽酸不反應(yīng);B項(xiàng),NaHCO3與NaOH反應(yīng)沒(méi)有氣體生成;C項(xiàng),CaCO3與稀硫酸反應(yīng)生成微溶物CaSO4,附著在CaCO3表面,阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,產(chǎn)生氣體的量較少。(3)濃硫酸溶于水放出大量的熱,生石灰與水反應(yīng)放出大量的熱,燒堿溶于水放出大量的熱,都能使錐形瓶?jī)?nèi)的酒精汽化而引發(fā)噴泉。(4)城市中常見(jiàn)的人造噴泉的原理是通過(guò)增大噴泉下面的壓強(qiáng)而產(chǎn)生壓強(qiáng)差,所以選乙裝置。(5)如果只提供丙(燒瓶?jī)?nèi)充滿(mǎn)NH3)裝置,引發(fā)噴泉的方法是打開(kāi)止水夾,用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱,氨氣受熱,壓強(qiáng)增大,趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣,氨氣與水接觸,引發(fā)噴泉;或在燒瓶上覆蓋冷毛巾或淋灑冷水,使燒瓶?jī)?nèi)溫度降低,壓強(qiáng)減小,從而引發(fā)噴泉;或在燒瓶上涂抹無(wú)水乙醇,由于乙醇揮發(fā)帶走熱量使燒瓶?jī)?nèi)溫度降低,壓強(qiáng)減小,引發(fā)噴泉。(6)①擠壓膠頭滴管,滴管中的水溶解右邊燒瓶中的部分NH3使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小,打開(kāi)a、c活塞,左邊燒瓶中的HCl進(jìn)入右邊燒瓶生成NH4Cl固體而產(chǎn)生噴煙現(xiàn)象。②在①的基礎(chǔ)上,打開(kāi)b活塞,則燒杯內(nèi)的水會(huì)被壓入左右兩個(gè)燒瓶中,在左邊燒瓶中產(chǎn)生紅色噴泉,在右邊燒瓶中產(chǎn)生藍(lán)色噴泉。素養(yǎng)6熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)視角——氮氧化物污染氣體的處理命題特點(diǎn):氮氧化物污染氣體處理中涉及的氧化還原、電化學(xué)、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等反應(yīng)原理。價(jià)態(tài)觀→提供的還原劑或生成的產(chǎn)物;催化觀→重視溫度、pH和催化劑四大性質(zhì)(選擇性、活性、中毒和專(zhuān)一性)的影響;速率觀→動(dòng)力學(xué)產(chǎn)物;平衡觀→熱力學(xué)產(chǎn)物。人為活動(dòng)排放的氮氧化物主要來(lái)自機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放、化石燃料燃燒、硝酸生產(chǎn)加工、金屬冶煉等,排放的氮氧化物超過(guò)環(huán)境自?xún)舫惺苣芰?,?duì)環(huán)境的損害極大。氮氧化物是形成酸雨、光化學(xué)煙霧、消耗臭氧的主要物質(zhì)之一。采用新方法將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)馐窍趸镂廴镜闹饕胧?.[2023河北邯鄲模擬]汽車(chē)尾氣的治理是減輕空氣污染的有效途徑。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)含TiO2的混凝土或?yàn)r青可以適度消除汽車(chē)尾氣中的氮氧化物,其原理如下。下列關(guān)于“消除”過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是(D)A.部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B.消除總反應(yīng)為:4NOx+(5-2x)O2+2H2O光TiC.使用納米TiO2,產(chǎn)生的光生電子和空穴更多,NOx消除效率更高D.1molO2-比1mol·OH多9NA個(gè)電子(N解析由圖可知,在TiO2的催化作用下,紫外線提供能量,發(fā)生反應(yīng)4NOx+(5-2x)O2+2H2O光TiO24HNO3,即有部分光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故A正確;根據(jù)流程分析可知,消除總反應(yīng)為4NOx+(5-2x)O2+2H2O光TiO24HNO3,故B正確;納米TiO2與紫外線接觸面積更大,將產(chǎn)生更多的光生電子和空穴,從而消除更多的NOx,故C正確;1molO2-含有17mol電子,1mol·OH含有9mol2.[2023河南洛陽(yáng)模擬]工業(yè)上利用NH3對(duì)煙道氣進(jìn)行脫硝的SCR技術(shù)具有效率高、性能可靠的優(yōu)勢(shì)。SCR技術(shù)的原理為NH3和NO在催化劑(MnO2)表面轉(zhuǎn)化為N2和H2O,反應(yīng)進(jìn)程中相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(A)A.總反應(yīng)為6NO+4NH3MnO25N2+B.NH2NO是脫硝反應(yīng)的催化劑C.升高溫度,脫硝反應(yīng)的正反應(yīng)速率的增大程度大于其逆反應(yīng)速率的增大程度D.決定總反應(yīng)速率的步驟是“NH2NO的轉(zhuǎn)化”解析由“SCR技術(shù)的原理為NH3和NO在催化劑(MnO2)表面轉(zhuǎn)化為N2和H2O”,可知總反應(yīng)的化學(xué)方程式為6NO+4NH3MnO25N2+6H2O,A正確;NH3吸附在催化劑表面后,經(jīng)過(guò)反應(yīng)形成了NH2NO,NH2NO又經(jīng)過(guò)反應(yīng)得到N2和H2O,所以NH2NO是脫硝反應(yīng)的中間產(chǎn)物,B錯(cuò)誤;由題圖知生成物的總相對(duì)能量比反應(yīng)物的總相對(duì)能量小,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,對(duì)于放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),所以升高溫度脫硝反應(yīng)的正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度,C錯(cuò)誤;由題圖知,整個(gè)反應(yīng)進(jìn)程中“H的移除”3.[江蘇高考]N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物,含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。(1)N2O的處理。N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物,用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為2NH3+2O2催化劑△N2O+3H2(2)NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收,主要反應(yīng)為NO+NO2+2OH-2NO2-+2NO2+2OH-NO2-+NO3①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有BC(填字母)。A.加快通入尾氣的速率B.采用氣、液逆流的方式吸收尾氣C.吸收尾氣過(guò)程中定期補(bǔ)加適量NaOH溶液②吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾,得到NaNO2晶體,該晶體中的主要雜質(zhì)是NaNO3(填化學(xué)式);吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是NO(填化學(xué)式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣,可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相同,NO轉(zhuǎn)化為NO3-的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO3-,其離子方程式為3HClO+2NO+H2O3Cl-+2NO3-②NaClO溶液的初始pH越小,NO轉(zhuǎn)化率越高。其原因是溶液pH越小,溶液中HClO的濃度越大,氧化NO的能力越強(qiáng)。解析(1)NH3被O2氧化生成N2O,N元素從-3價(jià)升至+1價(jià),1molNH3失去4mole-,O元素從0價(jià)降至-2價(jià),1molO2得到4mole-,根據(jù)N和O元素得失電子守恒及原子守恒配平方程式。(2)①A項(xiàng),通入尾氣速率過(guò)快時(shí),尾氣吸收不充分,錯(cuò)誤;B項(xiàng),采用氣、液逆流的方式吸收尾氣時(shí),尾氣吸收會(huì)更充分,正確;C項(xiàng),補(bǔ)充N(xiāo)aOH溶液,c(OH-)增大,能更充分吸收尾氣,正確。②NO2與NaOH反應(yīng)可生成NaNO2、NaNO3和水,所以NaNO2晶體中會(huì)混有NaNO3雜質(zhì)。由吸收尾氣的主要反應(yīng)可知,NO2吸收更充分,故吸收后排放的尾氣中NO的含量較高。(3)①HClO氧化NO生成NO3-,自身被還原為Cl-,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HClO,NaClO在酸性條件下會(huì)生成HClO,所以pH越小,溶液中HClO的濃度越大,1.[2022天津]燃油汽車(chē)行駛中會(huì)產(chǎn)生CO、NO等多種污染物。如圖為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)及催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的部分化學(xué)反應(yīng)。以下判斷錯(cuò)誤的是(C)A.甲是空氣中體積分?jǐn)?shù)最大的成分B.乙是引起溫室效應(yīng)的氣體之一C.反應(yīng)(Ⅰ)在常溫下容易發(fā)生D.反應(yīng)(Ⅱ)中NO是氧化劑解析反應(yīng)(Ⅰ)為N2+O2高溫2NO,反應(yīng)(Ⅱ)為2NO+2CO催化劑N2+2CO2,則甲為N2,乙為CO2。N2是空氣中體積分?jǐn)?shù)最大的氣體,A項(xiàng)正確;CO2是引起溫室效應(yīng)的氣體之一,B項(xiàng)正確;反應(yīng)(Ⅰ)在高溫條件下發(fā)生,常溫下不發(fā)生,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)(2.[物質(zhì)性質(zhì)推測(cè)][2021浙江]關(guān)于化合物ClONO2的性質(zhì),下列推測(cè)不合理的是(D)A.具有強(qiáng)氧化性B.與NaOH溶液反應(yīng)可生成兩種鈉鹽C.與鹽酸作用能產(chǎn)生氯氣D.水解生成鹽酸和硝酸解析ClONO2可改寫(xiě)為ClNO3,有類(lèi)似HNO3的組成,其中Cl為+1價(jià)?;衔顲lONO2中Cl為+1價(jià)、N處于最高價(jià)態(tài),具有強(qiáng)氧化性,A項(xiàng)正確;ClONO2與NaOH反應(yīng)生成NaClO和NaNO3兩種鈉鹽,B項(xiàng)正確;ClONO2與鹽酸作用能發(fā)生歸中反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,C項(xiàng)正確;ClONO2水解時(shí),與水反應(yīng)生成HClO和HNO3,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.[2021海南]關(guān)于NH3性質(zhì)的解釋合理的是(C)選項(xiàng)性質(zhì)解釋A比PH3容易液化NH3分子間的范德華力更大B熔點(diǎn)高于PH3N—H鍵的鍵能比P—H大C能與Ag+以配位鍵結(jié)合NH3中氮原子有孤電子對(duì)D氨水中存在NHNH3·H2O是離子化合物解析NH3分子間可形成氫鍵,使分子間的相互作用力增大,熔、沸點(diǎn)升高,所以NH3比PH3易液化,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;NH3中氮原子有孤電子對(duì),所以能與Ag+形成配位鍵,C項(xiàng)正確;NH3·H2O是共價(jià)化合物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。1.[2024南京六校調(diào)研]下列物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)或物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是(D)A.N2分子內(nèi)含有鍵,N2具有氧化性B.NH3極易溶于水,液氨可用作制冷劑C.NH3分子之間形成氫鍵,NH3(g)的熱穩(wěn)定性比PH3(g)的高D.N2H4具有還原性,可用作噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料解析N2具有氧化性是因?yàn)槠渲械腘為0價(jià),未處于最低價(jià)態(tài),與N2分子中含有氮氮三鍵無(wú)關(guān),A不符合題意;液氨可用作制冷劑是因?yàn)橐喊逼瘯r(shí)吸熱,與NH3極易溶于水無(wú)關(guān),B不符合題意;氫鍵影響的是物質(zhì)的熔沸點(diǎn),與物質(zhì)的熱穩(wěn)定性無(wú)關(guān),C不符合題意;N2H4具有還原性,可被氧氣氧化,因此可用作噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,D符合題意。2.[2023蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研]下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是(B)A.用水吸收二氧化氮制硝酸:2NO2+H2OHNO3+B.用燒堿溶液吸收硝酸工業(yè)尾氣:NO+NO2+2OH-2NO2-+C.雷雨天氣空氣中的氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng):N2+2O2放電D.氨水吸收少量SO2尾氣:NH3·H2O+SO2NH4+解析A項(xiàng),H、O原子數(shù)目不守恒,錯(cuò)誤;C項(xiàng),N2與O2在放電條件下生成NO,錯(cuò)誤;D項(xiàng),氨水吸收少量SO2尾氣,生成SO32-,離子方程式為2NH3·H2O+SO22NH4++S3.[2023黑龍江齊齊哈爾八??荚嘳室溫下,將充滿(mǎn)NO2的試管倒立在水中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖。下列分析錯(cuò)誤的是(B)A.NO2易溶于水,不能用排水法收集B.試管中剩余的無(wú)色氣體是未溶解的NO2C.取試管中的溶液,滴加紫色石蕊溶液,溶液顯紅色,是因?yàn)镹O2與H2O反應(yīng)的生成物中有酸D.向試管中再緩緩?fù)ㄈ胍欢康腛2,試管中的液面上升解析從題圖中可以看出,水約占試管體積的23,表明NO2易溶于水,不能用排水法收集,A項(xiàng)正確;NO2呈紅棕色,而試管中剩余氣體呈無(wú)色,所以試管中剩余氣體不是NO2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;紫色石蕊溶液顯紅色,表明溶液顯酸性,從而表明NO2與H2O反應(yīng)生成了酸等物質(zhì),C項(xiàng)正確;試管中剩余氣體為NO,通入一定量的O2,發(fā)生反應(yīng)4NO+3O2+2H2O4HNO3,NO氣體轉(zhuǎn)化為HNO3,所以試管中的液面上升,4.[2023湖南長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)檢測(cè)]一種新型的合成氨的方法如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(C)A.反應(yīng)①中N2發(fā)生了氧化反應(yīng)B.反應(yīng)①和②均屬于氮的固定C.反應(yīng)③為4LiOH通電4Li+2H2O+D.三步循環(huán)的總結(jié)果為N2+3H2?2NH3解析由反應(yīng)①和②可知,氮?dú)夂退窃撗h(huán)過(guò)程的反應(yīng)物,氨氣是產(chǎn)物,由反應(yīng)③可知氧氣和水是產(chǎn)物。反應(yīng)①中氮?dú)獾秒娮?,發(fā)生還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;氮的固定是將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程,反應(yīng)①屬于氮的固定,反應(yīng)②不屬于氮的固定,B錯(cuò)誤;反應(yīng)③是LiOH在通電條件下生成Li、O2和H2O,反應(yīng)方程式為4LiOH通電4Li+2H2O+O2↑,C正確;該合成氨反應(yīng)中沒(méi)有氫氣參與,氫元素來(lái)源于水,且伴有氧氣生成,三步循環(huán)的總結(jié)果為2N2+6H2O4NH3+3O5.[2023南京二模]下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)室制取、收集NO2并制備Cu(NO3)2·6H2O的實(shí)驗(yàn)原理和裝置正確的是(C)A.用裝置甲制取NO2B.用裝置乙收集NO2C.用裝置丙吸收NO2D.用裝置丁蒸干溶液獲得Cu(NO3)2·6H2O解析Cu與稀硝酸反應(yīng)生成NO,A錯(cuò)誤;應(yīng)用向上排空氣法收集NO2,B錯(cuò)誤;NO2和NaOH溶液反應(yīng)生成NaNO3、NaNO2和H2O,C正確;蒸干溶液不能獲得含結(jié)晶水的Cu(NO3)2·6H2O,應(yīng)該采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法,D錯(cuò)誤。6.[2023南京六校聯(lián)考]實(shí)驗(yàn)室制取并收集少量NH3,下列實(shí)驗(yàn)裝置和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵˙)A.用裝置甲制取NH3B.用裝置乙干燥NH3C.用裝置丙收集NH3D.用裝置丁吸收NH3解析A項(xiàng),濃氨水中存在平衡NH3+H2O?NH3·H2O?NH4++OH-,濃氨水遇CaO后,一方面CaO與水發(fā)生反應(yīng)CaO+H2OCa(OH)2,消耗了水,生成了OH-,使上述平衡逆向移動(dòng),有利于NH3生成,另一方面,CaO和水反應(yīng)放出大量熱,有利于NH3逸出,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;B項(xiàng),氨氣可與濃硫酸反應(yīng),應(yīng)用堿石灰干燥氨氣,不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;C項(xiàng),氨氣密度小于空氣,可用向下排空氣法收集氨氣,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;D7.[2024沈陽(yáng)聯(lián)考]如圖是課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的四個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案,下列有關(guān)操作不可能形成噴泉的是(A)A.擠壓裝置①的膠頭滴管使膠頭滴管中的NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開(kāi)止水夾B.擠壓裝置②的膠頭滴管使AgNO3溶液全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開(kāi)止水夾C.用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開(kāi)止水夾D.向裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開(kāi)止水夾解析NO與NaOH溶液不反應(yīng),所以燒瓶中的氣體壓強(qiáng)不會(huì)有明顯變化,不能形成噴泉,故A符合題意;HCl氣體能夠和AgNO3溶液反應(yīng),擠壓裝置②的膠頭滴管使AgNO3溶液全部進(jìn)入燒瓶,使燒瓶中氣體壓強(qiáng)減少,能形成噴泉,故B不符合題意;用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣,導(dǎo)致錐形瓶中壓強(qiáng)增大,促使水進(jìn)入燒瓶中,氨氣極易溶于水,燒瓶中的氣體壓強(qiáng)減小,能形成噴泉,故C不符合題意;濃硫酸溶于水時(shí)放熱,使得濃氨水受熱分解產(chǎn)生氨氣,使錐形瓶中壓強(qiáng)增大,促進(jìn)濃氨水進(jìn)入燒瓶,濃氨水和氯化氫氣體反應(yīng),燒瓶中的氣體壓強(qiáng)減小,能形成噴泉,故D不符合題意。8.[2023江西六校聯(lián)考]某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)利用工業(yè)廢氣(含N2、NO、CO2、CO、SO2)處理含NH4+的工業(yè)廢水下列說(shuō)法正確的是(C)A.反應(yīng)①屬于氧化還原反應(yīng)B.反應(yīng)②中應(yīng)該通入過(guò)量的空氣C.反應(yīng)④的離子方程式為NH4++NO2-ND.捕獲產(chǎn)物d為酸性氧化物解析反應(yīng)①是石灰乳吸收工業(yè)廢氣中CO2、SO2生成CaCO3和CaSO3的反應(yīng),屬于復(fù)分解反應(yīng),A錯(cuò)誤;空氣少量時(shí)反應(yīng)為4NO+O2+4NaOH4NaNO2+2H2O,空氣過(guò)量時(shí)反應(yīng)為4NO+3O2+4NaOH4NaNO3+2H2O,由于反應(yīng)②的產(chǎn)物是NaNO2,所以通入的空氣不宜過(guò)量,B錯(cuò)誤;根據(jù)試題提供的信息可知,NH4+與NO2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成無(wú)污染的N2,則反應(yīng)的離子方程式為NH4++NO2-N2↑+2H29.[2023鄂東南示范高中聯(lián)考]已知氨氣在空氣中不能燃燒,為了探究在催化劑存在時(shí)氨氣能否被空氣中的氧氣氧化,采用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.通入空氣的目的是提供反應(yīng)所需的空氣與氨氣的混合氣B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先加熱硬質(zhì)玻璃管至三氧化二鉻紅熱,再鼓入空氣C.停止加熱后繼續(xù)鼓入空氣,三氧化二鉻保持紅熱,說(shuō)明反應(yīng)放熱D.實(shí)驗(yàn)時(shí)圓底燒瓶?jī)?nèi)可以看到紅色的噴泉,溶液中可生成NH4NO3解析本實(shí)驗(yàn)是為了探究氨氣能否被空氣中的氧氣催化氧化,空氣可以帶走濃氨水揮發(fā)產(chǎn)生的NH3,A項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先加熱硬質(zhì)玻璃管至三氧化二鉻紅熱,即發(fā)揮催化劑活性,再鼓入空氣,B項(xiàng)正確;停止加熱后繼續(xù)鼓入空氣,三氧化二鉻保持紅熱,說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)中若NH3被氧氣氧化為NO,NO被氧氣氧化為NO2,燒瓶中有NO2、NH3、N2等,NH3溶于水顯堿性,不會(huì)形成紅色噴泉,但會(huì)產(chǎn)生硝酸銨,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.[工業(yè)尾氣吸收處理][2024福州檢測(cè)]用NaOH溶液和含Ce4+的溶液吸收工業(yè)尾氣中的SO2和NO,通過(guò)一系列反應(yīng)獲得Na2S2O4和NH4NO3產(chǎn)品的工藝流程如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.裝置Ⅰ加入NaOH溶液是為了吸收SO2B.裝置Ⅱ中反應(yīng)后溶液pH減小C.裝置Ⅲ中陰極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-+2H+S2O4D.裝置Ⅳ中反應(yīng)的條件是高溫、高壓、催化劑解析SO2可與NaOH溶液反應(yīng),NO不與NaOH溶液反應(yīng),故向裝置Ⅰ中加入NaOH溶液可以吸收SO2,A項(xiàng)正確;裝置Ⅱ中Ce4+將NO氧化為NO3-和NO2-,自身被還原為Ce3+,離子方程式分別為NO+3Ce4++2H2ONO3-+3Ce3++4H+、NO+Ce4++H2ONO2-+Ce3++2H+,所以反應(yīng)后溶液pH減小,B項(xiàng)正確;裝置Ⅲ為電解槽,由題圖知,陰極反應(yīng)為HSO3-得電子生成S11.[2023遼寧朝陽(yáng)檢測(cè)]氨可以與灼熱的氧化銅發(fā)生反應(yīng)生成氮?dú)夂豌~,某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置進(jìn)行該反應(yīng)的驗(yàn)證?;卮鹣铝袉?wèn)題。圖1圖2(1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2△CaCl2+2NH3↑+2H2O。如圖2裝置能用于快速制取氨氣,其中固體粉末X為CaO(或NaOH(2)①下列物質(zhì)可用作B中盛裝試劑的是A(填標(biāo)號(hào))。A.堿石灰 B.濃硫酸C.五氧化二磷 D.氫氧化鈉溶液②大燒杯中冰水的作用是冷凝水蒸氣及收集未反應(yīng)的NH3。(3)C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+3CuO△N2+3Cu+3H2O。能證明有銅生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是C(4)E中收集的氮?dú)庵锌赡艽嬖谏倭恳谎趸?,可采取?jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法檢驗(yàn):向E中通入氧氣,氣體立即變?yōu)榧t棕色(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),證明E中含有一氧化氮。(5)實(shí)驗(yàn)完成后,取出C中Cu和CuO的混合物,稱(chēng)得其質(zhì)量為11.2g,向其中加入一定量的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,同時(shí)收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO2.24L,則該混合物中Cu和CuO的物質(zhì)的量之比為15∶2。解析(1)A中NH4Cl和Ca(OH)2在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣。題圖2中,在濃氨水中加強(qiáng)堿或生石灰,放出大量的熱,促進(jìn)NH3·H2O分解放出氨氣。(2)①NH4Cl和Ca(OH)2反應(yīng)生成的氨氣中含有水蒸氣,B的作用是除去氨

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