1.能從物質(zhì)類別、氮的化合價(jià)變化理解氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。2．能從含氮物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的視角解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象?？键c(diǎn)　氮及其化合物的轉(zhuǎn)化
1.氮在自然界中的循環(huán)
2．氮元素的“價(jià)類二維圖”
3．氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系說明：箭頭指出可體現(xiàn)物質(zhì)的性質(zhì)，指向可尋找該物質(zhì)的制備方法。
【教考銜接】典例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是形成無機(jī)顆粒物的催化劑D．霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)
解析：NH3參與反應(yīng)生成銨鹽，是反應(yīng)物，不是催化劑，C錯(cuò)誤；霧和霾的分散劑都是空氣，A正確；霧霾中的無機(jī)顆粒物含有硝酸銨和硫酸銨，B正確；過度施用氮肥會增加大氣中氨的含量，D正確。
典例2 氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對NH3與NO2反應(yīng)進(jìn)行了探究?；卮鹣铝袉栴}：將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象
反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強(qiáng)小于外壓
3．[2024·河南信陽段考]氮元素在自然界的循環(huán)影響著地球上生物圈的平衡與發(fā)展。下圖為氮循環(huán)中的部分轉(zhuǎn)化過程，下列說法中正確的是 (　　)A．氮氧化物會形成酸雨和光化學(xué)煙霧B．升高溫度，反應(yīng)1的反應(yīng)速率一定增大C．反應(yīng)1斷鍵吸收的能量大于成鍵放出的能量D．反應(yīng)2的化學(xué)方程式為2NH3＋O2 2NO＋3H2
解析：氮氧化物會形成酸雨和光化學(xué)煙霧，A項(xiàng)正確；升高溫度，催化劑的活性可能降低，反應(yīng)1的速率不一定增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，斷鍵吸收的能量小于成鍵放出的能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖示，反應(yīng)2是氨氣在催化劑b作用下與氧氣反應(yīng)生成了NO，同時(shí)應(yīng)該生成H2O，氨氣不可能被氧化生成氫氣，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向二　氮及其化合物的轉(zhuǎn)化與物質(zhì)推斷4．下圖是某元素的價(jià)一類二維圖。其中X是一種強(qiáng)堿，G為正鹽，通常條件下Z是無色液體，D的相對分子質(zhì)量比C小16，各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　)A．A的水溶液顯堿性B．D為一種紅棕色氣體C．B和F能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成鹽D．F在一定條件下可直接與Y反應(yīng)生成D
解析： 若Y為氧氣、Z為水，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系及X為強(qiáng)堿、G為正鹽可知：G為銨鹽，F(xiàn)為氨氣，E為氮?dú)?，D為一氧化氮，C為二氧化氮，B為HNO3，A為硝酸鹽。A屬于強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，溶液顯中性，A錯(cuò)誤；D為一氧化氮，是無色氣體，B錯(cuò)誤；硝酸和氨氣生成硝酸銨，屬于化合反應(yīng)，C錯(cuò)誤；氨氣和氧氣在一定條件下可以反應(yīng)生成一氧化氮和水，D正確。
5．下列關(guān)系圖中，A是一種正鹽，B是氣態(tài)氫化物，C是單質(zhì)，F(xiàn)是強(qiáng)酸。當(dāng)X無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去)，當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，過量的B跟Cl2反應(yīng)除生成C外，另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。下列說法不正確的是(　　)A．當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)可能是H2SO4B.當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)是HNO3C．當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì)D．B和Cl2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
解析：當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，和強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生的氣態(tài)氫化物B可判斷為NH3，則A為銨鹽，過量的B跟Cl2反應(yīng)生成的鹽酸鹽是NH4Cl，則C為N2，由此判斷D為NO、E為NO2、F為HNO3；A和強(qiáng)酸反應(yīng)生成的B能被Cl2氧化，且生成的C能被O2連續(xù)氧化，在常見的物質(zhì)中可考慮A為硫化物，所以，當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，A、B、C、D、E、F可分別為(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，故A、B正確，C錯(cuò)誤；B是氨氣或硫化氫，氨氣與Cl2反應(yīng)生成氯化銨和氮?dú)?，硫化氫和氯氣反?yīng)生成硫單質(zhì)和氯化氫，因此B與氯氣的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，故D正確。
6．A、B、C、D是短周期元素形成的四種氣體單質(zhì)。E、F均為氣體，且F為紅棕色。有關(guān)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(反應(yīng)條件均已略去)
請回答下列問題：(1)D的化學(xué)式為________________。(2)反應(yīng)③的離子方程式為____________________________。(3)Y和E在一定條件下可反應(yīng)生成B和Z，這是一個(gè)具有實(shí)際意義的反應(yīng)，可消除E對環(huán)境的污染，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。
解析： (1)本框圖突破口之一是“白煙”，是揮發(fā)性酸和氨氣相遇后的產(chǎn)物，由此可推知D是H2，突破口之二是“紅棕色氣體”，F(xiàn)應(yīng)為NO2，反推可知E為NO，C為O2，Z為H2O，Y為NH3，X為HCl，G為HNO3。(3)中涉及反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)中的歸中反應(yīng)。
考向三　氮及其化合物的轉(zhuǎn)化與物質(zhì)制備7．空氣中的氮?dú)饪赏ㄟ^人工固氮獲得氨氣，氨氣是重要的化工原料，通過氨氧化法可制得硝酸，反應(yīng)過程如圖：
硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，制硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣中含有氮氧化物，應(yīng)處理后才能排放。下列說法不正確的是(　　)A．常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中B．BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體C．工業(yè)上，當(dāng)轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率D．轉(zhuǎn)化④中，當(dāng)V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時(shí)，理論上NO2全部轉(zhuǎn)化為HNO3
解析：硝酸是強(qiáng)氧化性酸，BaSO3固體能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸鋇，硝酸被還原生成NO，B錯(cuò)誤。
8．氨基甲酸銨(NH2COONH4)易分解，易水解，難溶于CCl4。某小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備氨基甲酸銨。已知：2NH3 (g)＋CO2(g)?NH2COONH4 (s)　ΔH＜0下列分析錯(cuò)誤的是(　　)A．A裝置的優(yōu)點(diǎn)是能夠隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止B．裝置B、C、E中試劑可分別為飽和碳酸氫鈉溶液、濃硫酸、P2O5固體C．裝置D使用冰水浴D．裝置F中所用試劑可為NH4Cl與熟石灰
解析：A裝置為碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)制備CO2的簡易裝置，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是能夠隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，A正確；氨基甲酸銨易水解，進(jìn)入裝置D的氣體必須是干燥純凈氣體，左側(cè)裝置B、C試劑可分別為飽和碳酸氫鈉溶液、濃硫酸，制備純凈干燥的CO2，裝置F可用NH4Cl與熟石灰制備氨氣，E中試劑需干燥氨氣，可以選用堿石灰，但不能選用P2O5固體，B錯(cuò)誤、D正確；制備氨基甲酸銨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，制得的物質(zhì)易分解，所以裝置D需降溫，使用冰水浴，C正確。
微專題9 綠色化學(xué)與環(huán)境保護(hù)【要點(diǎn)歸納】1．常見的大氣污染物及其危害
2.六大工業(yè)尾氣的主要成分【師說·助學(xué)】　盡管CO2能造成溫室效應(yīng)，但CO2不屬于空氣污染物。
3．環(huán)境保護(hù)(1)空氣質(zhì)量日報(bào)：主要包括“空氣污染指數(shù)”“空氣質(zhì)量級別”“首要污染物”。(2)三廢污染：是指廢水、廢氣、廢渣。(3)環(huán)保措施①工業(yè)廢氣攜帶顆粒物的回收利用。②工業(yè)、生活污水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放，限制使用含磷洗滌劑。③回收、限制難降解塑料，研制可降解塑料。4．綠色化學(xué)(1)核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少或消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。(2)最高目標(biāo)：原子利用率為100%，即反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)品。
【典題示例】典例 [2021·全國乙卷，7]我國提出爭取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，這對于改善環(huán)境、 實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要?！疤贾泻汀笔侵窩O2的排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中能促進(jìn)碳中和最直接有效的是(　　)A．將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料B．大規(guī)模開采可燃冰作為新能源C．通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染D．研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇
解析：無論是重質(zhì)油還是輕質(zhì)油，燃燒時(shí)均會產(chǎn)生大量CO2，不能減少CO2的排放量，不能促進(jìn)碳中和，A項(xiàng)錯(cuò)誤；可燃冰中的甲烷燃燒也會產(chǎn)生大量的CO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；減少煤燃燒產(chǎn)生的污染與碳中和無關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇可促進(jìn)碳中和，D項(xiàng)正確。
【對點(diǎn)演練】考向一　化學(xué)與環(huán)境1．2022北京冬奧會是我國提出“2030碳達(dá)峰、2060碳中和”目標(biāo)后的首個(gè)世界級體育盛會，冬奧會承諾碳排放將全部中和。下列技術(shù)中不能促進(jìn)碳中和的是(　　)A．在火力發(fā)電中，對煙塵采用脫硫除塵處理減少空氣污染B．張北風(fēng)電、太陽能發(fā)電實(shí)現(xiàn)綠色用電C．“平原用電、山地用氫”的原則，在各賽區(qū)推廣電動(dòng)汽車、氫燃料電池汽車D．中科院首次實(shí)現(xiàn)了從二氧化碳到淀粉的從頭全合成
解析：在火力發(fā)電中，對煙塵采用脫硫除塵處理減少空氣污染主要是減少二氧化硫的排放量，與二氧化碳排放量無關(guān)，故A錯(cuò)誤；張北風(fēng)電、太陽能發(fā)電實(shí)現(xiàn)綠色用電，減少因火力發(fā)電而產(chǎn)生的二氧化碳，故B正確；“平原用電、山地用氫”的原則，在各賽區(qū)推廣電動(dòng)汽車、氫燃料電池汽車，減少了汽油燃燒生成的二氧化碳的排放量，故C正確；中科院首次實(shí)現(xiàn)了從二氧化碳到淀粉的從頭全合成，有利于二氧化碳的減少，故D正確。
2．PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5×10－6 m的顆粒物，它主要來自化石燃料的燃燒(如機(jī)動(dòng)車尾氣、燃煤等)。下列有關(guān)說法正確的是(　　)A．PM2.5又稱可入肺顆粒物，對人體健康無害B．PM2.5在空氣中一定能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)C．開發(fā)利用新能源，實(shí)施“低碳經(jīng)濟(jì)”，可減少PM2.5的產(chǎn)生D．PM2.5中含有的鉛、鉻、砷等元素均為主族元素
解析： PM2.5粒子半徑小，易附帶有毒、有害物質(zhì)，且在大氣中停留時(shí)間長，因而對人體健康有害，A項(xiàng)錯(cuò)誤；PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，顆粒物直徑不一定在膠體粒子直徑(1～100 nm)的范圍內(nèi)，因而在空氣中不一定能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鉛、砷等元素為主族元素，鉻為副族元素，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向二　綠色化學(xué)——高考命題新寵兒3．(融合可持續(xù)發(fā)展)化學(xué)在資源利用、環(huán)境保護(hù)等與社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)的領(lǐng)域發(fā)揮著積極作用。下列做法與社會可持續(xù)發(fā)展理念相違背的是　 (　　)A．改進(jìn)汽車尾氣凈化技術(shù)，減少大氣污染物的排放B．開發(fā)利用可再生能源，減少化石燃料的使用C．研發(fā)可降解高分子材料，減少“白色污染”D．過度開采礦物資源，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展
解析：改進(jìn)汽車尾氣凈化技術(shù)，減少大氣污染物的排放，A項(xiàng)正確；開發(fā)利用太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉?，可以減輕溫室效應(yīng)的壓力，符合綠色化學(xué)理念，B項(xiàng)正確；“白色污染”在土壤和水體中富集可長期影響農(nóng)作物的生長、海洋漁業(yè)等，研發(fā)可降解高分子材料，給塑料工業(yè)帶來可持續(xù)發(fā)展的機(jī)遇，C項(xiàng)正確；過度開發(fā)礦物資源，不利于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展，甚至導(dǎo)致資源浪費(fèi)，環(huán)境污染，D項(xiàng)不正確。
4．(融合實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié))下列符合化學(xué)實(shí)驗(yàn)“綠色化學(xué)”的有(　　)①在萃取操作的演示實(shí)驗(yàn)中，將CCl4萃取溴水改為CCl4萃取碘水?、谠阢~與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲?、蹖?shí)驗(yàn)室的廢酸液與廢堿液中和后再排放A．①②　　B．①③ C．②③　　D．①②③
解析：因?yàn)殇逡讚]發(fā)，所以在萃取操作的演示實(shí)驗(yàn)中，可將CCl4萃取溴水改為CCl4萃取碘水；在Cu與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中為避免生成過量的SO2污染環(huán)境，可將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲；將實(shí)驗(yàn)室的廢酸液與廢堿液中和后再排放，可減少水體污染。
5．(融合反應(yīng)類型)在“綠色化學(xué)工藝”中，理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物，即原子利用率100%，不產(chǎn)生其他有毒物質(zhì)，預(yù)防污染即防患于未然，從根本上消除污染。下列反應(yīng)類型能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”原則的是 (　　)①置換反應(yīng)?、诨戏磻?yīng)?、鄯纸夥磻?yīng)④取代反應(yīng)?、菁映煞磻?yīng)?、藜泳鄯磻?yīng)A．①②⑤ B．②⑤⑥C．只有⑤⑥ D．只有④
解析：高效的綠色有機(jī)合成反應(yīng)應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子，使之結(jié)合到目標(biāo)分子中，如完全的加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、化合反應(yīng)：A＋B===C，達(dá)到零排放。
6．(融合物質(zhì)制備)近年來，冠以“綠色”的新概念不斷產(chǎn)生，如綠色食品、綠色材料、綠色能源、綠色化學(xué)等，這里的“綠色”是對人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的形象表述。“綠色化學(xué)”要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)。據(jù)此，由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的下列4個(gè)方案中，你認(rèn)為可行而且符合“綠色化學(xué)”要求的方案是(　　)
解析： A方案雖然步驟少，但反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量氮氧化物，污染空氣。另外消耗原料也多，不符合“綠色化學(xué)”的要求；B方案步驟繁瑣，所用原料種類多，不符合“綠色化學(xué)”的要求；C方案步驟較少，節(jié)約原料，無污染，符合“綠色化學(xué)”的要求；D方案所用原料較多，在第一步還會產(chǎn)生大量的SO2氣體，污染空氣，又浪費(fèi)原料，不符合“綠色化學(xué)”的要求。
7．(融合元素守恒)在綠色化學(xué)工藝中，理想狀態(tài)是反應(yīng)物中原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物，即原子的利用率為100%，在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的過程中，欲使原子利用率達(dá)到最高，還需要的反應(yīng)物有(　　)A．CO2和H2O B．CO和CH3OHC．CH3OH和H2 D．CO2和H2

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