高三化學(xué)一輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)講義專(zhuān)題四第五講非金屬及其化合物（三）

2025屆高三化學(xué)一輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)講義（20）專(zhuān)題四元素及其化合物45非金屬及其化合物（三、氮及其重要化合物）（1課時(shí)，共3課時(shí)）【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1．了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及應(yīng)用。2．了解氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。3．了解氮的化合物對(duì)環(huán)境的影響?！局攸c(diǎn)突破】1．精準(zhǔn)理解相關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理，掌握NOx對(duì)環(huán)境污染的治理應(yīng)用。2．掌握相關(guān)氮的化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、應(yīng)用?！菊骖}再現(xiàn)】例題1．（2018·江蘇）NOx（主要指NO和NO2）是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。（1）用水吸收NOx的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq)ΔH=?116.1kJ·mol?13HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)ΔH=75.9kJ·mol?1反應(yīng)3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=kJ·mol?1。（2）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫(xiě)出電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：。（3）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收過(guò)程中存在HNO2與(NH2)2CO生成N2和CO2的反應(yīng)。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（4）在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。①NH3與NO2生成N2的反應(yīng)中，當(dāng)生成1molN2時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為mol。②將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)（裝置見(jiàn)圖）。反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖所示，在50～250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是；當(dāng)反應(yīng)溫度高于380℃時(shí)，NOx的去除率迅速下降的原因可能是。。解析：（1）應(yīng)用蓋斯定律解答。（2）根據(jù)電解原理，陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)為HNO2失去電子生成HNO3。（3）HNO2與（NH2）2CO反應(yīng)生成N2和CO2，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒寫(xiě)出方程式。（4）①NH3與NO2的反應(yīng)為8NH3+6NO27N2+12H2O，該反應(yīng)中NH3中3價(jià)的N升至0價(jià)，NO2中+4價(jià)的N降至0價(jià)，生成7molN2轉(zhuǎn)移24mol電子。②因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)間相同，所以低溫時(shí)主要考慮溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；高溫時(shí)NH3與O2發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO。答案：（1）?136.2（2）HNO2?2e?+H2O===3H++NO3?（3）2HNO2+(NH2)2CO===2N2↑+CO2↑+3H2O（4）24/7（5）迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大（6）催化劑活性下降；NH3與O2反應(yīng)生成了NO小結(jié)：本題以有效去除NOx為載體，考查蓋斯定律的應(yīng)用、電解原理、指定情境下方程式的書(shū)寫(xiě)，氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)的計(jì)算、圖像的分析。主要體現(xiàn)的是對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的考查，對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的準(zhǔn)確理解是解題的關(guān)鍵。例2．（2019江蘇）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。

（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+H2O2NO2+2OH===NO2+NO3+H2O①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，所得晶體中的主要雜質(zhì)是（填化學(xué)式）；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是（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pH（用稀鹽酸調(diào)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NO3，其離子方程式為。

②NaClO溶液的初始pH越小，NO轉(zhuǎn)化率越高。其原因是。

解析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒和氧化還原反應(yīng)的化合價(jià)升降書(shū)寫(xiě)配平。（2）①增大接觸面積、延長(zhǎng)接觸時(shí)間有助于提高NO和NO2去除率；增加一種反應(yīng)物的的濃度有助于去除另一種反應(yīng)物；②尾氣中多余的NO2與NaOH溶液反應(yīng)會(huì)生成NaNO3雜質(zhì)，尾氣中多余的NO與NaOH溶液不反應(yīng)。（3）①根據(jù)氧化還原反應(yīng)的化合價(jià)升降總數(shù)相等書(shū)寫(xiě)配平，HClO轉(zhuǎn)化為Cl和化合價(jià)降低2，NO轉(zhuǎn)化為NO3化合價(jià)升高3，再根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒配平其他物質(zhì)系數(shù)。②溶液pH越小,溶液中HClO的濃度越大,氧化NO的能力越強(qiáng)。答案：（1）2NH3+2O2N2O+3H2O（2）①BC②NaNO3NO（3）①3HClO+2NO+H2O===3Cl+2NO3+5H+②溶液pH越小，溶液中HClO的濃度越大，氧化NO的能力越強(qiáng)小結(jié)：（略）【知能整合】（1）理清知識(shí)主線：eq\o(N,\s\up6(－3))H3→eq\o(N2,\s\up6(0))→eq\o(N,\s\up6(＋1))2O→eq\o(N,\s\up6(＋2))O→eq\o(N,\s\up6(＋4))O2→Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3（2）形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（3）價(jià)類(lèi)二維圖的構(gòu)建【體系再構(gòu)】【隨堂反饋】基礎(chǔ)訓(xùn)練1．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)象的是氣體溶液A．H2S稀鹽酸B．HCl稀氨水C．NO稀H2SO4D．CO2飽和NaHCO3溶液2．下列制備N(xiāo)H3并制取氨水的裝置正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?．某實(shí)驗(yàn)興趣小組用如下兩種方法制取氮?dú)?。已知：活性炭可用于吸附水中的絮狀沉淀。?）方法一所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________。（2）檢驗(yàn)方法一反應(yīng)后所得溶液中是否含有NHeq\o\al(＋,4)的實(shí)驗(yàn)方法是_______________。（3）方法二被冰水冷卻的U形管中所得物質(zhì)是________，用冰水冷卻的目的是________________________________________________________________。（4）方法一與方法二相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________。（5）方法一和方法二中均需用到NH4Cl，NH4Cl的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示，工業(yè)NH4Cl固體中含有少量的FeCl2，可通過(guò)如下實(shí)驗(yàn)來(lái)提純：將工業(yè)NH4Cl固體溶于水，________________，調(diào)節(jié)溶液的pH為4～5，向溶液中加入活性炭，將溶液加熱濃縮，________________________________________，獲得純凈的NH4Cl固體。（實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑有：雙氧水、KMnO4溶液）拓展訓(xùn)練4．聯(lián)氨（又稱(chēng)聯(lián)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，回答下列問(wèn)題：（1）聯(lián)氨分子的電子式為_(kāi)____________，其中氮的化合價(jià)為_(kāi)___________。（2）實(shí)驗(yàn)室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_(kāi)____。（3）①2O2(g)+N2(g)N2O4(l)△H1②N2(g)+2H2(g)N2H4(l)△H2③O2(g)+2H2(g)2H2O(g)△H3④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H4=1048.9kJ·mol?1上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為△H4=________________，聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因?yàn)開(kāi)______________________________________。（4）聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為_(kāi)____________已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；KW=1.0×1014）。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)式為。（5）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。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O2kg；與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯(lián)氨的優(yōu)點(diǎn)是?！倦S堂反饋】答案1．B2．D3．（1）NH4Cl＋NaNO2eq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2O（2）向試管中加入少量反應(yīng)后所得溶液，向其中加入足量NaOH濃溶液，加熱，若產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)；若試紙不變藍(lán)，則溶液中不含有NHeq\o\al(＋,4)（3）氨水將未反應(yīng)的氨氣冷卻，增大氨氣在水中的溶解度（4）裝置及操作簡(jiǎn)單、所得氮?dú)饧儍?、原料的利用率高?）加入足量的雙氧水趁熱過(guò)濾，將溶液冷卻到0℃，過(guò)濾，低溫干燥4．（1）；2（2）NaClO+2NH3N2H4+NaCl+H2O（3）△H4=2△H32△H2△H1反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體（4）8.7×107N2H6(HSO4)2（5）固體逐漸變黑，并有氣泡產(chǎn)生1N2H4的用量少，不產(chǎn)生其他雜質(zhì)（還原產(chǎn)物為N2和H2O，而Na2SO3產(chǎn)生Na2SO4）【課后作業(yè)】1．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)（如下圖所示）。下列敘述錯(cuò)誤的是?A．霧和霾的分散劑相同 B．霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C．NH3是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑 D．霧霾的形成與過(guò)度施用氮肥有關(guān)2．（2022·啟東期中）肼(N2H4)又稱(chēng)為聯(lián)氨，熔、沸點(diǎn)分別為1.4℃、113.5℃，可用如下方法制備肼：CO(NH2)2＋ClO－＋2OH－=N2H4＋Cl－＋COeq\o\al(2－,3)＋H2O。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．N2H4中只存在極性鍵B．COeq\o\al(2－,3)的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形C．CO(NH2)2中C、N、O三種元素第一電離能大小順序：C＜N＜OD．肼的相對(duì)分子質(zhì)量與乙烯接近，但沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于乙烯的原因是能形成分子間氫鍵3．采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）1840年Devil用干燥的氯氣通過(guò)干燥的硝酸銀，得到N2O5，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為_(kāi)__________。（2）F.Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時(shí)N2O5（g）分解反應(yīng)：其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示（t=∞時(shí)，N2O5(g)完全分解）：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知：2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)ΔH1=?4.4kJ·mol?12NO2(g)N2O4(g)ΔH2=?55.3kJ·mol?1則反應(yīng)N2O5(g)2NO2(g)+1/2O2(g)的ΔH=_______kJ·mol?1。②研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v=2×10?3×p(N2O5)（kPa·min?1）。t=62min時(shí)，測(cè)得體系中p(O2)=2.9kPa，則此時(shí)的=________kPa，v=_______kPa·min?1。③若提高反應(yīng)溫度至35℃，則N2O5（g）完全分解后體系壓強(qiáng)p∞（35℃）____63.1kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是。④25℃時(shí)N2O4（g）2NO2（g）反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______kPa（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）。（3）對(duì)于反應(yīng)2N2O5（g）→4NO2（g）+O2（g），R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程：第一步N2O5NO3+NO2快速平衡第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反應(yīng)第三步NO+NO3→2NO2快反應(yīng)其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是____（填標(biāo)號(hào)）。A．v（第一步的逆反應(yīng)）>v（第二步反應(yīng)） B．反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C．第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效 D．第三步反應(yīng)活化能較高4．（2022·常州期中）燃煤煙氣中90%以上的NOx是NO，脫硝技術(shù)主要就是指NO的脫除技術(shù)。Ⅰ．絡(luò)合脫硝法六氨合鈷溶液中的[Co(NH3)6]2＋能絡(luò)合煙氣中的NO和O2，形成的兩種絡(luò)合物在溶液中極易發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)NO的脫除。在吸收液中加入活性炭可有效催化[Co(NH3)6]2＋的再生，維持溶液脫除NO的能力，原理下圖所示。（1）寫(xiě)出上述絡(luò)合脫硝法總反應(yīng)的離子方程式：________________________。（2）在不同溫度下，將含0.01mol·L?1[Co(NH3)6]3＋的溶液以一定流速通過(guò)裝有活性炭的催化器，[Co(NH3)6]3＋的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，其原因可能是____。Ⅱ．氧化脫硝法ClO2溶液常用于氧化脫除煙氣中的NO、SO2等污染物。（3）隔膜電解NaClO3制備ClO2的裝置如圖2所示。制備時(shí)先在NaClO3溶液中通入少量ClO2氣體，結(jié)合電極反應(yīng)簡(jiǎn)述ClO2的制備過(guò)程：______________