1.能從物質(zhì)類別和元素價態(tài)變化的視角說明氮及其化合物的轉(zhuǎn)化路徑。2.認識氮及其化合物的轉(zhuǎn)化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值。
考點一　含氮物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化
考點二　綠色化學與環(huán)境保護
1.氮及其重要化合物的“價—類二維圖”從物質(zhì)類別和氮元素化合價兩個維度,總結(jié)、歸納氮及其重要化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化關系是掌握該部分內(nèi)容的重要方法之一。
2.氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關系
含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要化學方程式再鞏固。(1)實驗室利用NH4Cl和Ca(OH)2固體制備NH3: ______________________。(2)NH3的催化氧化生成NO: _________________________________。?(3)NO2與水反應生成HNO3: _________________________________。?(4)Cu與濃硝酸反應制備NO2: _________________________________。?(5)Cu與稀硝酸反應制備NO: _________________________________。?
3NO2+H2O══ 2HNO3+NO
4HNO3(濃)+Cu══ Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
8HNO3(稀)+3Cu══ 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
考向1 基于“價—類二維圖”認識氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關系例1(2023·廣東茂名二模)研究氮及其化合物的性質(zhì),與人類生存環(huán)境息息相關,結(jié)合下圖氮及其化合物的價—類二維圖,下列說法不正確的是(　　)
A.實驗室可通過加熱i的溶液制取cB.在水溶液中,c能被氧化成fC.自然固氮可實現(xiàn)b→c的轉(zhuǎn)化D.利用a和f反應可生產(chǎn)氮肥
解析 由物質(zhì)價態(tài)及物質(zhì)類別可知,i為銨鹽,c為一氧化氮,無法通過加熱銨鹽溶液制備一氧化氮,A錯誤;c為一氧化氮,f為硝酸,由元素價態(tài)可知一氧化氮在溶液中可被氧化為硝酸,B正確;b為氮氣,c為一氧化氮,氮的固定是指游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮,自然界中的氮氣可在閃電作用下轉(zhuǎn)化為一氧化氮,實現(xiàn)氮的固定,C正確;a為氨氣,f為硝酸,二者反應生成硝酸銨,可作氮肥,D正確。
[對點訓練1] (2023·廣東汕頭期末)物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的重要視角。下圖是氮及其化合物的價—類二維圖,下列說法正確的是(　　)
A.a與O2放電下生成cB.c與H2O反應,氧化劑與還原劑質(zhì)量比為1∶2C.圖中由d轉(zhuǎn)化為e需加入氧化劑D.金屬單質(zhì)與d反應一定生成b
解析 a是氮氣,c是二氧化氮,放電條件下,氮氣與氧氣化合生成一氧化氮,A錯誤;c是二氧化氮,它與水發(fā)生反應:3NO2+H2O═2HNO3+NO,該反應屬于歧化反應,當有3 ml NO2參加反應時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,即氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為1∶2,B正確;d是HNO3,e是硝酸鹽,硝酸轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過程中無化合價變化,與氧化還原反應無關,C錯誤;足量濃硝酸與金屬反應時,其還原產(chǎn)物一般是NO2,D錯誤。
考向2 氮及其化合物的轉(zhuǎn)化與含氮物質(zhì)的制備例2已知飽和氯化銨溶液與亞硝酸鈉晶體混合加熱可制備氮氣。利用如圖裝置制取氮氣,并用氮氣制備Ca3N2,Ca3N2遇水發(fā)生水解反應。下列說法錯誤的是(　　)
[對點訓練2] 實驗室用如下裝置(略去部分夾持裝置)模擬利用氨氣和次氯酸鈉合成肼(N2H4)的過程。下列說法正確的是(　　)
A.將裝置①中濃鹽酸換成H2O2,也可用于制備氧氣B.②中盛裝NaOH溶液,用于吸收多余的Cl2C.③分液漏斗中盛裝飽和食鹽水D.當反應結(jié)束時,④中可收集一瓶純凈的NH3
1.常見環(huán)境污染及主要原因
考向 綠色化學與環(huán)境保護例(2024·湖南長郡中學等校聯(lián)考)2023年第54個世界地球日主題是“珍愛地球,人與自然和諧共生”,引導全社會樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態(tài)文明理念。下列相關說法或做法正確的是(　　)A.聚氯乙烯塑料易造成環(huán)境污染,可采用焚燒法處理B.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇是促進碳中和的有效途徑C.對廢舊電池必須進行分類回收,并集中進行深埋處理D.減少CO2及碳氫化合物的排放以防止溫室效應和酸雨的形成
解析 聚氯乙烯含有氯元素,焚燒會產(chǎn)生污染大氣的有毒物質(zhì),不能采用焚燒的方式處理,A錯誤;研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇,能有效減少CO2的排放,是促進碳中和的有效途徑,B正確;廢舊電池深埋處理,電池中的重金屬元素會污染土壤,C錯誤;減少CO2及碳氫化合物的排放能防止溫室效應,但無法防止酸雨的形成,酸雨的形成主要是SO2、氮氧化物的排放,D錯誤。
[對點訓練] 化學在環(huán)境污染治理中發(fā)揮了重要作用。下列治理措施沒有運用相應化學原理的是(　　)
解析 向燃煤中添加生石灰以減少酸雨的形成,氧化鈣能和二氧化硫等氣體反應,體現(xiàn)CaO具有堿性氧化物的通性,A正確;汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器以減少尾氣污染,是排氣系統(tǒng)中CO和NO在催化劑作用下發(fā)生反應,生成無毒氣體氮氣和二氧化碳,減少污染,B正確;聚乳酸具有生物可降解性,易于降解可減少白色污染,C正確;向工業(yè)廢水中添加Na2S溶液除去廢水中的Cu2+,生成CuS沉淀,不是氧化還原反應,D錯誤。
進階1 練易錯·避陷阱1.“以廢治廢”是基于“綠色化學”觀念治理污染的思路。用工業(yè)廢堿渣(主要成分為Na2CO3)吸收煙氣中的SO2,得到亞硫酸鈉(Na2SO3)粗品,其工藝流程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.操作①、④均為過濾B.由含SO2的煙氣形成的酸雨在空氣中放置一段時間酸性減弱C.亞硫酸鈉粗品中不可能含有Na2SO4D.操作③發(fā)生反應的化學方程式為NaHSO3+NaOH═Na2SO3+H2O
解析 操作①是加水溶解后再過濾,④為過濾,A錯誤;由含SO2的煙氣形成的酸雨中含有H2SO3,在空氣中放置一段時間H2SO3被氧化為H2SO4,弱酸變?yōu)閺娝?酸性增強,B錯誤;Na2SO3易被氧氣氧化為Na2SO4,則亞硫酸鈉粗品中可能含有Na2SO4,C錯誤;操作③是亞硫酸氫鈉溶液中加入氫氧化鈉生成亞硫酸鈉和水,化學方程式為NaHSO3+NaOH═Na2SO3+H2O,D正確。
2.自然界中氮循環(huán)過程如圖所示,下列說法錯誤的是(　　)
進階2 練熱點·提素能3.關于氮及其重要化合物的變化關系如圖:
下列說法不正確的是(　　)A.路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑B.路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑C.上述所有反應都是氧化還原反應D.上述反應中只有③屬于氮的固定
4.(2023·廣東廣州期中)如圖為氮及其常見化合物的價—類二維圖。下列說法正確的是(　　)
A.N2H4分子中存在極性鍵和非極性鍵B.實驗室中可用向上排空氣法收集a物質(zhì)C.檢驗b+所需試劑是NaOH濃溶液和藍色石蕊試紙D.c途徑可以用于工業(yè)生產(chǎn)硝酸
進階3研真題·明考向5.(2021·江蘇卷)在指定條件下,下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化能實現(xiàn)的是(　　)
6.(2022·江蘇卷)氮及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應用。下列說法不正確的是(　　)A.自然固氮、人工固氮都是將N2轉(zhuǎn)化為NH3B.侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4ClC.工業(yè)上通過NH3催化氧化等反應過程生產(chǎn)HNO3D.多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的“氮循環(huán)”

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