氮及其化合物的轉化

氮及其化合物的相互轉化

任務一：跟隨氮肥發(fā)展史建立氮及其化合物的價類二維圖播放“如何解決糧食短缺"視頻視頻內容:19世紀末世界人口激增，造成糧食短缺，故需要氮肥來增加糧食產量，雖然智利硝石可做氮肥,但儲量有限，所以克魯克斯向全球科學家發(fā)起了“向空氣要面包”的號召。【核心問題】如何響應克魯克斯的號召“向空氣要面包”呢通過討論，學生提出可通過氧化法或還原法來固氮?！举Y料】1、1905年，第一座電弧固氮工廠在挪威建成,但耗電量大,難以推廣。21908年,哈伯在600℃、200個大氣壓、鋨做催化劑的條件下合成了氨氣,后以博施為代表的BASF公司團隊解決了合成氨量產問題,1913年第一座合成氨工廠投產使用,哈伯、博施兩人分獲1918年、1931年諾貝爾獎?！举Y料】隨著合成氨產業(yè)的發(fā)展，擁有該專利的BASF公司,急于拓寬市場,想要進軍氮肥業(yè)。當地農民會購買氨氣直接做氮肥嗎氨氣是否可溶于水,并伴有何變化學生分析氨水的成分我國合成氨工業(yè)的發(fā)展現狀我國合成氨工業(yè)的發(fā)展是在20世紀30年代開始的，經過幾十年的不懈奮斗和發(fā)展，我國已經擁有了許多不同流程、不同規(guī)模的合成氨工廠。我國目前擁有了一支能夠進行合成氨生產的科研等方面的研究技術團隊，讓我國已成為世界上最大的合成氨生產國，產量約占世界總產量的1/3?！举Y料】氨水在一段時間內為我國的糧食增產作出了卓越貢獻,然而因它易揮發(fā)運輸不便等原因,已逐漸淡出了消費市場?！締栴}】氣態(tài)的氨氣無法做氮肥,液態(tài)的氨水也有弊端,那可如何轉化,制得更優(yōu)化的氮肥呢【學生】氨有堿性,應該能與酸作用,產物為鹽應該是固態(tài)的?！举Y料]20世紀初,BASF公司通過銨鹽來搶占氮肥市場,然而,它們的氮肥銷量并不理想,因為當地民眾更喜歡使用以前智利硝石類的硝酸鹽類氮肥?！竞诵膯栴}】如何由氨氣獲取硝酸鹽類氮肥？【學生]通過“價一類”模型,NH3可被氧化為NO，預測O2可充當實現該轉化的氧化劑。【視頻】氨氣的催化氧化實驗視頻【資料]農民不喜歡使用銨鹽類氮肥,因為在使用中常跑氨,與草木灰等堿性肥料共施肥效降低。【問題】針對以上問題，預測銨鹽可能具有哪些性質銨態(tài)氮肥使用注意事項任務二：書寫特定情境下氮及其化合物相互轉化的有關反應1、在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，其離子方程式為。答案：3HClO＋2NO＋H2O===3Cl－＋2NO＋5H＋2、N2O是硝酸生產中氨催化氧化的副產物，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的化學方程式為。答案12NH3＋2O2N2O＋3H2O3、2016·全國卷Ⅱ，26改編實驗室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯氨，反應的化學方程式為。答案NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O5、工業(yè)上可用次氯酸鈉和氨反應制肼N2H4，若反應只有一種氧化產物。寫出該方法制備肼的化學方程式：________________________________________________________________________。答案：NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O6、工業(yè)上常采用生物硝化法將NH轉化為NO來處理氨氮廢水，工作流程如圖，生物硝化法處理廢水，會導致水體pH逐漸下降，其離子方程式為答案：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O思維建模特定情境氧化還原反應方程式的書寫思維建模：步驟1、找物質找出該情境下參與反應的氧化劑、還原劑及對應的還原產物及氧化產物。步驟2、得失電子守恒確定一個原子或離子得失電子的數目（注意化學式中的原子個數），根據得失電子守恒確定任務三：測定氮含量2017全國I卷【鏈接高考1】．（15分）凱氏定氮法是測定蛋白質中氮含量的經典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機氮轉化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測量。已知：NH3H3BO3=NH3·H3BO3；NH3·H3BO3HCl=NH4ClH3BO3。回答下列問題：（1）a的作用是_______________。（2）b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名稱是__________________。（3）清洗儀器：g中加蒸餾水：打開1，關閉2、3，加熱b，蒸氣充滿管路：停止加熱，關閉1，g中蒸餾水倒吸進入c，原因是____________；打開2放掉水，重復操作2~3次。（4）儀器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示劑。銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關閉3，d中保留少量水。打開1，加熱b，使水蒸氣進入e。①d中保留少量水的目的是___________________。②e中主要反應的離子方程式為________________，e采用中空雙層玻璃瓶的作用是________。（5）取某甘氨酸（C2H5NO2）樣品m克進行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為cmol·L-1的鹽酸VmL，則樣品中氨的質量分數為_________%，樣品的純度≤_______%。氮元素有多種可變化合價，物質的種類較多，在復習時要從物質類別和價態(tài)變化理解這些物質之間的轉化關系。核心知識梳理H2高溫高壓催化劑NH3N2H2O放電O2NOHClNH4ClCa(OH)2△

△NH4++OH—

H2ONH3·H2OO2、催化劑、△NO2O2

HNO3H2ON2O4H2O②濃酸、Cu①光或△③濃酸、C稀酸、CuNO2苯濃硫酸甲苯Mg點燃Mg3N2TNT高溫或放電1、N2+O2═══2NO5、3Cu+8HNO3(稀)═══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O2、2NO+O2═══2NO26、Cu+4HNO3(濃)═══Cu(NO3)2+2NO↑+2H2O3、3NO2+H2O═══2HNO3+NO7、Mg3N2+3H2O═══2NH3↑+3Mg(OH)2↓4、4NH3+5O2═══4NO+6H2O催化劑Δ典例導航知識建構進階練習22020·河南聯考一定條件下，含氮元素的物質可發(fā)生如圖所示的循環(huán)轉化?；卮鹣铝袉栴}：1氮的原子結構示意圖為。2圖中屬于“氮的固定”的是填字母，下同；轉化過程中發(fā)生非氧化還原反應的是。3若“反應h”是在NO2和H2O的作用下實現，則該反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為。和ca和l2∶1解析反應h的化學方程式為3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3是氧化產物，NO是還原產物，因此氧化產物和還原產物的物質的量之比為2∶1。4若“反應i”是在酸性條件下由與n的作用實現，則該反應的離子方程式為_________________________________________。1234562019·江蘇，16N2O、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。1N2O的處理。N2O是硝酸生產中氨催化氧化的副產物，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的化學方程式為________。解析NH3被O2氧化生成N2O，N元素從－3價升至＋1價，1molNH3失去4mole－，O元素從0價降至－2價，1molO2得到4mole－，根據N和O元素得失電子守恒及原子守恒配平方程式。2NH362NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收，主要反應為解析A項，通入尾氣速率過快時，尾氣吸收不充分，錯誤；B項，采用氣、液逆流方式吸收尾氣時，尾氣吸收會更充分，正確；C項，補充NaOH溶液，cOH－增大，能更充分的吸收尾氣，正確。①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有填字母。A加快通入尾氣的速率B采用氣、液逆流的方式吸收尾氣溶液BC123456②吸收后的溶液經濃縮、結晶、過濾，得到NaNO2晶體，該晶體中的主要雜質是填化學式；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是填化學式。解析NO2與NaOH反應可生成NaNO2、NaNO3和水，所以NaNO2晶體中會混有NaNO3雜質。由吸收尾氣的主要反應可知，NO2吸收更充分，故吸收后排放的尾氣中NO的含量較高。NONaNO31234563NO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轉化為的轉化率隨NaClO溶液初始pH用稀鹽酸調節(jié)的變化如圖所示。①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和，其離子方程式為________