專題7氮與社會可持續(xù)發(fā)展-2023-2024學年高一化學單元速記巧練（2019）（原卷版）

專題7氮與社會可持續(xù)發(fā)展必背知識清單01氮的固定一、氮分子的結構氮氣的化學性質1．氮元素的存在既有________態(tài)，也有________態(tài)，大部分氮元素以________態(tài)的氮氣分子形式存在于空氣中。2．氮分子的結構氮氣分子是由兩個氮原子通過共用________電子結合而成，氮氣分子存在________。氮氣分子的電子式為___________，結構式為________。3．氮氣的化學性質氮氣的化學性質穩(wěn)定，通常情況下不易發(fā)生反應。在放電或高溫條件下，氮氣可與氧氣化合，化學方程式為________________________________。氮氣表現(xiàn)為________性。鎂能在氮氣中燃燒，化學方程式為________________________________。氮氣表現(xiàn)為________性。氮化鎂易水解，水解方程式為：________________________________________二、氮的固定1．氮的固定的定義及分類將空氣中________態(tài)的氮轉化成________________叫做氮的固定。氮的固定主要有_____________和____________兩種方式。2．自然固氮(1)生物固氮：自然界中的一些微生物種群（如豆科植物的________）將氮氣通過________過程轉化為________________。豆科植物的________能將空氣中的游離態(tài)氮轉化為化合物形態(tài)的________（或____________）。(2)高能固氮：通過___________、___________等途徑產(chǎn)生含氮化合物。(3)“雷雨發(fā)莊稼”涉及的反應過程：_____________________________、__________________________、___________________________3．人工固氮——合成氨工業(yè)上合成氨的反應為________________________________。合成氨的原料是________________，該反應放出大量的_______，工業(yè)上用來預熱________，合成氨達到平衡時，混合氣體中氨的含量為________，分離出氨后，將未反應的氮氣和氫氣送回________循環(huán)使用。三、氮的氧化物1．氮的氧化物氮有多種價態(tài)的氧化物，氮元素從＋1～＋5價都有對應的氧化物。化合價+1+2+3+4+5氧化物其中N2O3、N2O5屬于________氧化物。2．一氧化氮(1)一氧化氮是一種_____色、______味、有毒的氣體，微溶于水。(2)NO的化學性質：①NO易被空氣氧化，化學方程式為________________________，實驗室收集NO時，應該用________法。②NO既不與酸也不與堿反應，既不是________氧化物也不是________氧化物。③NO與O2的混合氣體通入水中，發(fā)生的反應為：________________________________。(3)NO的鑒別方法：NO與空氣接觸，觀察到有________________生成。3．二氧化氮(1)二氧化氮是一種________色，有刺激性氣味的________氣體，能與水反應。(2)NO2的化學性質：①NO2與水反應的化學方程式為________________________________，實驗室收集NO2時，應該用________________法。②NO2氣體一般用________________吸收，化學方程式為：________________________________，該反應是歧化反應。③NO2與O2的混合氣體通入水中，發(fā)生的反應為：________________________________。④NO與NO2按1:1與NaOH溶液反應化學方程式為：________________________________，該反應是歸中反應。(3)鑒別NO2氣體的方法：①觀察顏色為________色；②通入水中，得到________色溶液，剩余氣體為________色；③用濕潤的KI淀粉試紙檢驗，試紙變________色。4．氮氧化物的應用大氣中的NO和NO2達到一定濃度時會對人體造成傷害，能引發(fā)上呼吸道及肺部疾病，人體中極少量的NO有助于促進血關擴張，防止血管栓塞。二氧化氮在火箭燃料中用作氧化劑，在工業(yè)上可用來制造硝酸。必背知識清單02氨氣1．物理性質氨氣是______色、有________氣味、密度比空氣______，________溶于水的氣體，常溫時，1體積水大約溶解________體積的氨氣，氨易被________。液態(tài)氨汽化時要______大量的熱，使周圍的溫度__________，因此液態(tài)氨在工業(yè)上常作________。2．化學性質(1)氨與水的反應①氨氣溶于水形成的溶液稱為氨水，氨分子________與水結合生成NH3·H2O，NH3·H2O________電離成銨根離子和氫氧根根離子，因此氨水顯________性?；瘜W方程式為：_____________________________________。②檢驗氨氣的方法是________________________________________________________________。③氨水的成分和性質：氨水中含有的粒子有________、________、________、________、________、________。NH3·H2O是一種一元弱堿，不穩(wěn)定，受熱易分解，反應的化學方程式為：_____________________。(2)氨與酸的反應①與濃鹽酸反應：濃鹽酸與濃氨水反應，有大量________生成，濃氨水與________反應，也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象，該實驗可用于NH3與揮發(fā)性酸（濃鹽酸和濃硝酸）的互相檢驗?；瘜W方程式：________________________、________________________。②與硫酸反應：化學方程式：________________________。(3)與鹽溶液的反應過量氨水與AlCl3反應的離子方程式：________________________________。(4)NH3的還原性①NH3中的氮元素的價態(tài)為_______價，在一定條件下與氧化劑作用時作________劑，表現(xiàn)為________性。②NH3的催化氧化：在加熱和催化劑作用下，氨氣與氧氣反應生成一氧化氮和水，并________熱，化學方程式為：________________________________________。這一反應叫氨的催化氧化，是工業(yè)制備________的重要反應之一。③NH3在純氧中燃燒能生成N2，________________________________。④在一定條件下，NH3還能被Cl2、CuO等氧化。NH3與Cl2反應：________________________________，實驗現(xiàn)象是有________生成，生產(chǎn)中用濃氨水檢驗氯氣管道是否發(fā)生泄漏。NH3與CuO反應：________________________________。3．噴泉實驗原理及應用(1)實驗原理：燒瓶內外產(chǎn)生壓強差，當燒瓶內壓強明顯________外界壓強時就會產(chǎn)生噴泉實驗。(2)噴泉實驗能否成功的關鍵因素：①盛氣體的燒瓶必須干燥；②氣體要充滿燒瓶；③燒瓶不能漏氣(實驗前應先_________________)；④所用氣體能________溶于所用液體或氣體與液體________反應。(3)常見噴泉的形成主要有以下兩類：①極易溶于水的氣體(NH3、HCl、SO2等)與________可形成噴泉。②酸性氣體(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)與________________也能形成噴泉。必背知識清單03硝酸1．物理性質硝酸是一種______色，______揮發(fā)，具有________氣味的液體。能與水________________。2．化學性質(1)硝酸是一元強酸，具有酸的通性。能使紫色的石蕊試液變______、與堿性氧化物反應、與某些鹽反應、與堿反應。但硝酸與金屬反應一般不產(chǎn)生H2。與堿性氧化物（如CaO）反應：________________________________。與堿[如Ca(OH)2]反應：________________________________。與某些鹽反應，硝酸與CaCO3反應的化學方程式為：________________________________。(2)不穩(wěn)定性硝酸不穩(wěn)定，見光或受熱易分解，化學方程式為：________________________________。硝酸的保存方法：密封貯存在________、________處。市售硝酸常因溶有少量________略顯黃色。（3）硝酸的強氧化性硝酸是一種________性很強的酸，能與大多數(shù)金屬（除Au、Pt等少數(shù)金屬以外）、許多非金屬以及有機物發(fā)生氧化還原反應。①濃硝酸、稀硝酸分別與Cu的反應方程式：________________________________________，________________________________________。硝酸與金屬反應時，硝酸表現(xiàn)為________（有金屬鹽生成）和________性。銅與濃硝酸反應的實驗現(xiàn)象：試管中________________________________________，集氣瓶中收集到________________。銅與稀硝酸反應的實驗現(xiàn)象：試管中________________________________________，集氣瓶中收集到________________。②硝酸與非金屬的反應C與濃硝酸反應的方程式：________________________________________。該反應中，硝酸表現(xiàn)為________性。③常溫下濃硝酸可以使________等金屬發(fā)生鈍化?？梢杂胈_______或________容器盛放濃硝酸。④與其他還原性物質反應：硝酸與Fe2+、SOeq\o\al(2－,3)反應的離子方程式：________________________________________________________________________________3．硝酸的用途硝酸是一種重要的化工原料，常用來制造________、燃料、塑料、炸藥、硝酸鹽等。必背知識清單04銨鹽一、銨鹽的性質1．物理性質通常把銨根離子和酸根離子形成的________化合物稱為銨鹽，它們多為________色、________溶于水的晶體。2．化學性質(1)不穩(wěn)定性：銨鹽不穩(wěn)定，受熱________。將少量氯化銨放入試管中，在酒精燈火焰上微熱，實驗現(xiàn)象：________________________________________________________________?；瘜W方程式：________________________________、________________________________NH4HCO3分解的化學方程式為：________________________________________(2)與堿反應：銨鹽溶液與NaOH溶液反應的離子方程式：①在稀溶液中不加熱：________________________________________。②加熱時或濃溶液：________________________________________。(3)銨鹽的檢驗方法向銨鹽中加入NaOH溶液，________，將________的_____________試紙靠近管口，若試紙變藍，證明樣品中含有NHeq\o\al(＋,4)。二、氨氣的實驗室制法1．反應原理加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物，一般加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，反應的方程式為：________________________________________________。2．實驗裝置(1)制取裝置：如圖所示(2)收集：________________法。(3)驗滿方法：用_______________________置于試管口，試紙變藍色。(4)NH3的干燥：________，不能用P2O5、濃H2SO4、CaCl2干燥。3．尾氣處理(1)收集時，一般在管口塞一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球，作用是：①________________________________________________；②________________________________________________。(2)吸收多余氨氣時，可用水或稀硫酸，要防止________。4．實驗室快速制取氨氣的方法(1)濃氨水直接加熱：氨氣在水中的溶解度下降，同時NH3·H2O受熱分解，產(chǎn)生氨氣。反應方程式為：________________________________。(2)向濃氨水中加NaOH或CaO或堿石灰，NaOH等具有________性，使氨氣從氨水中揮發(fā)出來。三、常見的氮肥及使用1．氮肥的分類氮肥主要有________________、________________和________。2．氮肥的使用(1)銨態(tài)氮肥的使用銨態(tài)氮肥在使用時注意兩點：①________________________________________；②________________________________________。(2)硝態(tài)氮肥：包括________________________等。NOeq\o\al(－,3)不易被以帶________為主的土壤膠粒所吸附，在潮濕的土壤中流動性大，容易被植物吸收。硝態(tài)氮肥在________________的情況下，硝酸根經(jīng)微生物作用可還原成氣體（NO、N2O、N2）逸出，這種反硝化作用導致硝態(tài)氮肥的損失。(3)尿素：化學式為________，是一種______色晶體，是固態(tài)氮肥含氮量________的一種氮肥。工業(yè)上用二氧化碳和氨氣在一定條件下合成尿素，反應方程式為：____________________________。尿素是一種________肥料，適用于各種土壤和作物。施用尿素后，土壤中的微生物將其吸收，使其水解成________________________，緩慢釋放________被作物吸收利用。必背知識清單05氮氧化物的無害化處理1．氮氧化物的來源(1)氮氧化物（NOx）主要包括________________。(2)氮氧化物的來源：________________________、________________和________________________是氮氧化物的主要來源。2．氮氧化物的危害與防治(1)形成酸雨：NO2形成酸雨的過程為________________________________（用化學方程式表示）。(2)光化學煙霧：在日光照射下，NO2使氧氣經(jīng)過復雜的反應生成臭氧(O3)，臭氧與空氣中的一些碳氫化合物在________________發(fā)生作用后，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧，人們稱之為光化學煙霧。(3)減少汽車尾氣危害的措施①以________________代替汽油；②安裝汽車尾氣凈化裝置，將NOx轉化為中性、無污染的________；③使用________________或________________電池作為動力的新型環(huán)保汽車。汽車尾氣凈化裝置里含Pd的金屬催化劑，反應方程式為：________________________________?！胺N豆子不上肥，連種幾年地更肥”說的是豆科植物的固氮作用。人工固氮始于1918年，瑞典皇家科學院因為哈伯在合成氨發(fā)明上的杰出貢獻，決定授予他諾貝爾化學獎。合成氨的使用大大增加了糧食的產(chǎn)量，成為解救世界糧食危機的科學天使，但是氮肥的使用在提高糧食產(chǎn)量的同時，也導致了土壤、空氣污染等環(huán)境問題?！镜淅?】如圖為含有同一種元素的a、b、c、d四種物質的轉化關系。其中a是單質，b、c是氧化物，d是酸，各步轉化均為一步實現(xiàn)，則a可能是①C、②N2、③S中的()A．①和③B．只有①C．①②③ D．①②【典例2】下圖表示鐵與不同濃度硝酸反應時，各種還原產(chǎn)物的相對含量與硝酸溶液濃度的關系，則下列說法不正確的是()A．一般來說，硝酸與鐵反應的還原產(chǎn)物不是單一的B．用一定量的鐵粉與1L9.75mol·L－1HNO3溶液反應得到標準狀況下氣體2.24L，則參加反應的硝酸的物質的量為0.1molC．硝酸的濃度越大，其還原產(chǎn)物中價態(tài)越高的成分越多D．當硝酸濃度為9.75mol·L－1時還原產(chǎn)物是NO、NO2、N2O，且其物質的量之比為5∶3∶1【典例3】一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常見的大氣污染物，然而它們在工業(yè)上有著廣泛的用途。已知：①室溫下，2NO＋Na2O2=2NaNO2；②酸性條件下，NO或NOeq\o\al(－,2)都能與MnOeq\o\al(－,4)反應生成NOeq\o\al(－,3)和Mn2＋，如5NOeq\o\al(－,2)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋2Mn2＋＋3H2O。Ⅰ．以木炭、濃硝酸、水和銅為原料生成的一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉的裝置如下圖所示：(1)A中觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________________________。(2)B中反應的離子方程式是_________________________________________。(3)裝置C的作用是_________________，裝置F的作用是_________________________。(4)若無裝置D，則E中產(chǎn)物除亞硝酸鈉外，還有副產(chǎn)物____________(填化學式)。Ⅱ．某研究性學習小組對NO2和Na2O2能否發(fā)生反應進行探究。(1)【提出假設】假設一：NO2與Na2O2不反應；假設二：NO2能被Na2O2氧化；假設三：_________________________________。【設計實驗】(2)實驗時，將NO2氣體通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色，說明假設________不成立。(3)若假設二成立，則反應的化學方程式是___________________________________。(4)為驗證假設二是否成立，該小組同學進行如下定性實驗研究，請完成下表內容。實驗步驟(不要求寫具體操作過程，試劑、儀器任選)預期的實驗現(xiàn)象及結論取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解，____________________________________________________________________【典例4】某化學實驗小組探究濃硝酸、稀硝酸氧化性的相對強弱，設計下圖裝置進行實驗(夾持儀器已略去)?？蛇x藥品：N2、濃硝酸、稀硝酸(3mol·L－1)、蒸餾水、濃硫酸、NaOH溶液。已知：①濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。②NaOH溶液不與NO反應，但能與NO2反應生成NaNO3和NaNO2。回答下列問題：(1)寫出裝置A發(fā)生反應的化學方程式_______________________________。(2)實驗開始前，要先通入一段時間的N2，然后再滴加濃硝酸，這樣操作的目的是______________________________________________________________。(3)裝置B中的試劑是________。D中發(fā)生反應的化學方程式是_________________________________。(4)實驗結論：濃硝酸的氧化性強于稀硝酸。得出該結論所依據(jù)的實驗現(xiàn)象是_______________