资源简介

专题1 元素及其化合物
第二单元 非金属及其化合物(氧化还原反应)
第4讲 氮及其化合物的结构、性质和应用
第3课时 氮及其化合物相互转化(氧化还原反应 )(1课时)
一、教学流程
活动一：构建知识体系
问题1：氨气的分子结构？有哪些物理性质、化学性质和用途？
[例题1] (2021·江苏模拟题重组改编)(1)下列说法错误的是 (　　)
A．氨气的电子式是，空间构型为三角锥形，属于极性分子。
B．氨气易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂
C．氨气具有还原性，可用浓氨水检验氯气管道是否泄漏
D．向某稀溶液中加入NaOH溶液，湿润的红色石蕊试纸无变化，该溶液中一定不含NH
(2)如下图，利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是 (　　)
选项 实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸挥发出的HCl气体反应产生了NH4Cl固体
B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应
C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液
D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱
[归纳总结]
(一)氨气的分子结构、物理性质、用途
电子式为_________________，空间构型为____________。氨气是一种无色有 性气味的气体，密度比空气 ，熔、沸点低，氨气易液化的原因是 。1体积水溶解700体积的氨气，氨气极易溶于水的原因有①
② ③ 。液氨汽化时吸收大量的热，故用作 ，利用氨气的化学性质可制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
(二)氨气的化学性质
1．从氨气的分子结构认识氨气的化学性质
氨气的电子式是，中心原子N提供一对的孤对电子，可与水、酸或某些盐溶液发生反应。
(1)与水反应
反应原理：NH3＋H2O?NH3·H2O?NH＋OH－。
依据上述反应原理，可知氨水中含有的粒子有： 。NH3·H2O为可溶性一元 碱，易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O，实验室中可以用加热浓氨水的方法快速制取氨气。
[注意]① NH3是中学化学中唯一的碱性气体。② 氨水参加反应时，通常以NH3·H2O表示，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。
(2)与酸反应
a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有 生成。化学方程式为 。
b．与酸性氧化物CO2反应的化学方程式为： 或 。
(3)与盐溶液反应
过量氨水与AlCl3反应的离子方程式： 。
过量氨水与AgNO3反应的离子方程式： 。
2．从化合价的角度认识NH3的还原性
NH3中N的化合价为最低-3价，具有还原性，可被O2、CuO、Cl2、氮氧化物等氧化剂氧化
性质 方程式
催化氧化 4NH3＋5O24NO＋6H2O
被CuO氧化 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
被氯气氧化 2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl(用于检验氯气泄露)
被氮氧化物氧化 6NO＋4NH35N2＋6H2O或6NO2＋8NH37N2＋12H2O
问题2：铵盐有哪些性质？实验室如何制备氨气？
1．铵盐
(1) 物理性质：都是白色晶体，都 溶于水。
(2) 铵盐的化学性质
[注意]　①铵盐分解不一定产生NH3，如NH4NO3加热到一定温度时会发生爆炸，生成多种气体。②NH4+ 水解呈 性，遇碱性物质能发生反应产生氨，因此铵态氮肥不宜和 性物质(如含K2CO3的草木灰)混合施用。
(3) NH的检验
取未知液于试管中，加强碱并 ，若产生使 的 色石蕊试纸变 色的气体，则证明未知液中含有NH。
反应原理： 。(用离子方程式表示)
2．氨气的实验室制法
原理
装置 固体 + 固体 气体
收集 排空气法(在收集装置中，收集的气体与空气不发生对流)
干燥 用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥
验满 用________的______色石蕊试纸置于试管口，试纸变______色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有________产生
[例题2]实验室制取NH3时，下列装置能达到相应实验目的是 ( 　　)
（例题2出处， 2021·1月江苏省新高考适应性考试，6。推荐理由：通过制取NH3这一具体问题情境，了解NH3的有关性质，化学实验力求严谨，体现“科学精神”和“责任担当”的核心素养。）
[解析] 实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气，制取装置中试管口应该略向下倾斜，防止水倒流引起试管炸裂，故A错误；碱性气体选用碱性干燥剂，可用碱石灰干燥氨气，故B正确；氨气的密度比空气小，应该用向下排空气法，故C错误；氨气极易溶于水，装置图中导管不能直接插入水中，否则会引起倒吸，故D错误。
[答案] B
活动二：重难点突破
问题3：氨气催化氧化制硝酸的原理是什么？
典例简析
[题例3] 氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。
(1)某同学想用下列装置及试剂方便快速地制取少量氨气。
化学试剂：①NH4Cl固体、②浓氨水、③NaOH固体。
应选择的装置是________(填字母)，选用的试剂是________(填序号)。
选用上述试剂制氨气的理由是_________________________________。
实验过程中，制气时的实验操作是___________________________。
(2)乙装置的作用是____________________________________________________；
写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：_________________________。
(3)当戊中观察到____________________________________________现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因______________________________________________，
如何改进装置：________________________________________________。
(4)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是
_______________________________________________________________。
(典型例题出处： 2020·西安模拟。推荐理由：本题考查氨气、硝酸的制备和性质，通过创设完整的实验情境，将课堂内以思维活动为主的教学方式和以课堂外实践活动为主的教学方式进行有机贯通、互相渗透，既增强课堂思维活动的模拟实践性，又提升实践活动的学科思维性，有利于促进学生学科核心素养的形成。)
[解析]　(1)不加热制取NH3是快速制取少量NH3的措施，具体操作方法是把浓氨水滴到NaOH固体上。(2)乙装置可干燥NH3和O2；NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下，发生催化氧化反应。(3)HNO3能使紫色石蕊溶液变红；由于NH3过量，可能会与HNO3反应，致使观察不到溶液变红的现象；可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。(4)丁装置中为NO2和O2的混合气体，NO2会与H2O反应生成无色的NO。
[答案]　(1)B　②③　NaOH固体遇水放热，使氨气的溶解度降低，同时可使溶液中c(OH－)增大，促使NH＋OH－?NH3·H2O?NH3＋H2O平衡向右移动，从而使氨气逸出　将浓氨水逐滴滴加到NaOH固体上
(2)干燥氧气和氨的混合气体　4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)紫色石蕊溶液变红　过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性　在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶
(4)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色
[练习1] 关于氮的变化关系图如下：
则下列说法不正确的是(　　)
A．路线① ② ③ 是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述所有反应都是氧化还原反应
D．上述反应中只有③ 属于氮的固定
[解析] 氮的固定指氮元素由游离态转变为化合态，上述反应中的N2转变为NH3以及反应I属于氮的固定。
[答案]　D
问题4： 氮及其化合物的相互转化
氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。
1．横向转化为物质类别变化，非氧化还原反应，如
(1)氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl
(2)硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O
2．纵向转化为化合价变化反应，是氧化还原反应，如
(1)NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3=== N2＋6NH4Cl
(2)NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O
[例题4]NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如下图)。下列有关表述正确的是 (　　)
A． NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B． NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C． NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D． 图中所涉及的盐类物质均可以水解
(例题4出处：2022南方凤凰台 一轮复习导学案。推荐理由，以某一物质的性质或制备为主线，综合考查各方面的知识和能力，体现物质转化思想和化学的应用价值，是命题的一个重要方向。本题考查氨气在物质制备中的应用，综合掌握氨气的性质和相关物质转化是解答本题的关键，体现了学以致用的思想，有利于培养学生灵活应用所学知识的能力)
[简析] NH4Cl是氮肥，NaHCO3不是化肥，A错误；NH4Cl、HNO3受热时易分解，Na2CO3受热时不分解，B错误；NO2和NH3可以发生反应：6NO2＋8NH37N2＋12H2O，该反应为氧化还原反应，C正确；NaCl是强酸强碱盐，不发生水解，D错误。
[答案] C
[练习2] 判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1) 铵态氮肥不宜与碱性肥料草木灰(有效成分为K2CO3)混合使用。(　　)
(2) 生石灰与浓氨水制得的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明NH3为碱性气体。(　　)
(3) (2018·北京卷)热铜丝插入稀硝酸中，产生无色气体，随后变为红棕色。(　　)
(4) 常温下，浓硝酸不跟铁发生化学反应，可用铁制容器盛装浓硝酸。(　　)
(5) 加热除去NH4Cl中的少量NaHCO3。(　　)
(6) 金和铂都不溶于浓硝酸。(　　)
(7) 氨气显碱性，可用P2O5或无水CaCl2干燥。(　　)
(8) (2020·南京、盐城一模)液氨具有碱性，可用作制冷剂。(　　)
[解析]　(1) 铵态氮肥应避免与碱性肥料混合使用，防止铵根离子与氢氧根离子反应生成氨气，降低肥效，正确。(4) 浓硝酸跟铁发生氧化反应而钝化。(5) NH4Cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂。(7) P2O5为酸性氧化物，能与氨气、水反应生成磷酸铵，不能干燥氨气；CaCl2与NH3反应，不能干燥NH3。(8) 液氨用作制冷剂是因为其熔点低且汽化时需要吸收大量的热，不是利用其碱性，错误。
问题5：绿色化学与环境保护
[例题5] NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1) 用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq) ΔH＝－116．1 kJ/mol
3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l) ΔH＝75．9 kJ/mol
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________ kJ/mol。
(2) 用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸(HNO2是弱电解质)。写出电解时阳极的电极反应式：__________________________。
(3) 用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：___________________________________________。
(4) ①在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为________ mol。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置如图1)。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是
________________________________________________________________________；
当反应温度高于380 ℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是
________________________________________________________________________。
(例题5出处，2018·江苏高考，推荐理由，本题考查反应热、电化学、化学平衡知识，注重将元素化合物知识和化学反应原理进行整合，考查的化学核心素养是变化观念与平衡思想。)
[解析] (1)①2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq) ΔH＝－116.1 kJ·mol－1，②3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l) ΔH＝75.9 kJ·mol－1，根据盖斯定律，(①×3＋②)/2得：3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g) ΔH＝－136.2 kJ·mol－1。(2)电解时阳极HNO2失去电子生成HNO3，同时消耗水，得到较浓的硝酸，电极反应式为：HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO。(3)根据题给反应物HNO2、(NH2)2CO，生成物N2、CO2，结合质量守恒和化合价升降法配平化学方程式得：2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O。(4)①反应时NH3中N由－3价升高到0价，NO2中N由＋4价降低到0价，反应为6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O，则生成1 mol N2，转移电子24/7 mol。②迅速上升段是催化剂活性随温度升高而增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大；温度高于380 ℃，催化剂活性下降，且NH3与O2反应生成了NO。
[答案] (1)－136．2
(2)HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO
(3)2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O
(4)①24/7
②迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大(2分) 催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO
[练习3]工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是 (　　)
A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O
B．长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化
C．检验NH所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH
[解析]　NH4Cl水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B项正确；检验NH应使用红色石蕊试纸，C项错误；生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H＋反应来调节水体的pH，D项正确。
[答案]　C
活动三：巩固提升
1．下列有关说法正确的是 (　 　)
A．(2017·全国卷Ⅱ，13C)加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性
B．(2017·天津，1D)用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨
C．(2019·江苏，3A)NH4HCO3受热易分解，因而可用作化肥
D．(2017·北京，8D)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原
2． (高考真题改编题)下列方法中，不能用于实验室里制取氨气的是(　　)
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
3．(2020辽宁锦州开学考)自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是 ( )
A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定
B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应
C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量
4．硝酸铜是制备Cu Zn Al系催化剂的重要原料。现有三种制取硝酸铜的实验方案可供选用：
①铜与稀硝酸反应制取 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
②铜与浓硝酸反应制取： Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
③首先将铜屑在空气中加热生成氧化铜，氧化铜与稀硝酸反应制取：2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
下列有关说法正确的是 (　　 )
A． 制取等物质的量的硝酸铜，需硝酸的量② 最少
B． 制取等物质的量的硝酸铜，② 产生的有毒气体比① 少
C． 三种方案中，第③ 方案最经济环保
D． 三种方案的反应都可以在铁质容器中进行
5．(2020·河南联考)一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。
回答下列问题：
(1)氮的原子结构示意图为________。
(2)图中属于“氮的固定”的是________(填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原反应的是________。
(3)若“反应h”是在NO2和H2O的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
(4)若“反应i”是在酸性条件下由NO与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为____________________________________________________________。
6．(2021·滁州模拟)氨是一种重要的化工原料。
Ⅰ．某学习小组同学设计了下图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出)，进行氨气实验室制备且探究氨气的还原性及产物的检验。
实验现象为：黑色CuO变为红色；干燥管中无水CuSO4粉末变为蓝色；同时生成一种无色无味无污染的气体。
(1)请写出大试管中反应的化学方程式__________________________________。
(2)请写出氨气与CuO反应的化学方程式_________________________________。
(3)该装置存在明显缺陷，请指出存在的问题_______________________________。
Ⅱ．哈伯因为将氮气和氢气在一定条件下合成氨气的成果而获得1918年诺贝尔化学奖。现将1 mol N2和3 mol H2充入一恒容的密闭容器中，使其在一定条件下达到平衡
N2＋3H22NH3，下列哪些状态一定是达到了平衡的状态？________(填标号)。
A．混合气体的平均相对分子质量不随时间改变而改变的状态
B．N2、H2、NH3的总物质的量不随时间改变而改变的状态
C．混合气体的密度不随时间改变而改变的状态
D．单位时间内0．1 mol NH3分解的同时，有0．05 mol N2生成的状态
(2021江苏高考)阅读下列资料，完成7~9题：
N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3 ；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。
2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) ΔH= 116.4kJ·mol 1
大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO 转化为N2，也可将水体中的 NO转化为N2。
7．下列有关 NH３、NH、NO的说法正确的是
A．NH３能形成分子间氢键
B．NO的空间构型为三角锥形
C．NH3与NH中的键角相等
D．NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键
8．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A． B．
C． D．
9．对于反应2NO(g) + O2(g)2NO(g)，下列说法正确的是
A．该反应的 ΔH < 0，ΔS<0　
B．反应的平衡常数可表示为K＝
C．使用高效催化剂能降低反应的焓变
D．其他条件相同，增大，NO的转化率下降
[参考答案]
1． B [解析]　碳酸氢铵受热分解产生的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨气是碱性气体，而不是NH4HCO3显碱性，A项错误；烧碱可以与NH反应产生氨气，B项正确；NH4HCO3受热易分解和用作化肥无关，C项错误；D项为复分解反应。
2． B [解析] NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者相遇会重新反应生成NH4Cl，在此过程中还有可能出现堵塞导管的情况，因此不能用①的方法制取氨气；③中试管口未向下倾斜，会导致液体倒流而使试管炸裂，不可行；浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生反应： CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑，故可用②的方法制取氨气；浓氨水受热产生氨气，通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH3，所以④可用于实验室制取氨气。
3．D [解析] 氮的固定是指氮由游离态转变为化合态，N2→NH3的反应为氮的固定，但NH3→NO的反应没有氮气参与，不属于氮的固定，故A错误；由示意图可知，在催化剂a作用下，氮元素化合价降低被还原，氮气发生还原反应，故B错误；由示意图可知，催化剂a的表面只发生了非极性共价键的断裂，没有发生极性共价键的断裂，故C错误；使用催化剂a、b可加快反应速率，能提高单位时间内生成物的产量，故D正确。
4．C [解析] 根据制取硝酸铜的反应化学方程式知，制备1 mol Cu(NO3)2需要的HNO3：① 中mol HNO3，② 中4 mol HNO3，③ 中2 mol HNO3，量的大小为② >① > ③ ， ③ 最少，A错误；由三种设计方案的化学方程式知，制备1 mol Cu(NO3)2：① 中放出 mol NO 气体，② 中放出2 mol NO2气体，③ 中没有气体放出，可知① 产生的有毒气体比② 少，B错误；由三种设计方案的化学方程式可以判断，制备1 mol Cu(NO3)2，硝酸的利用率：③ >① >②，C正确；稀硝酸与铁发生反应，且Cu与HNO3生成的Cu(NO3)2也与铁反应，不能在铁质容器中制备Cu(NO3)2，D错误。
5．　(1)　(2)k和c　a和l　(3)2∶1
(4)4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O
[解析]　(3)反应h的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3是氧化产物，NO是还原产物，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1。
6．Ⅰ．(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O　(3)此装置没有尾气吸收装置　Ⅱ．AB
[解析]Ⅰ．(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)氨气和氧化铜反应，黑色CuO变为红色说明生成铜，干燥管中无水CuSO4粉末变为蓝色，说明生成水，一种无色无味无污染的气体为氮气，所以反应的化学方程式为3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O。(3)反应过程中氨气可能有剩余，此装置没有对氨气进行处理而会造成污染，缺少尾气吸收装置。Ⅱ．对于氮气和氢气合成氨气的反应来说，A．混合气体的平均相对分子质量不随时间改变而改变的状态可以说明反应达到平衡状态；B．因为反应前后气体的物质的量改变，所以N2、H2、NH3的总物质的量不随时间改变而改变的状态可以说明反应达到平衡状态；C．因为反应体系中的体积不变，气体总质量守恒，所以混合气体的密度不随时间改变而改变的状态不能说明反应达到平衡状态；D．单位时间内0．1 mol NH3分解的同时，有0．05 mol N2生成的状态，都表示逆向反应，不能说明反应到平衡状态。
7．A
8．C
9．A
二、教学建议
1．拓宽学生从化合价角度理解和掌握物质性质的认识视角，培养学生学会自主构建氧化还原反应、氮及其化合物的知识体系，构建思维导图。
2．善于将元素化合物和物质结构、化学反应原理知识进行归纳、分析、整合，有清晰的知识和能力的逻辑主线，形成化学学科的核心观念和核心素养。
3．善于创设好的问题情境，贯穿课堂始终，问题串导学螺旋式上升，实现课堂教学中心由“老师的复习”向“学生的学”和“对学生的评”转移，切实转变教与学的方式。
4．在对氮及其化合物的复习时，要重视含氮化合物在生产和生活中的应用，关注环境问题，坚持学以致用，增强学生的社会担当意识。
三、情境素材
1．环境污染
(1)常见环境污染类型
酸雨 主要是SO2和NOx造成的
光化学烟雾 由NOx和碳氢化合物造成的
臭氧层空洞 主要是氟氯烃和氮氧化合物引起的
温室效应 主要是大气中CO2、CH4等含量升高引起的
白色污染 废旧塑料等大量使用引起的
赤潮、水华 含磷洗衣粉的大量使用，工、农业及城市生活污水的任意排放
重金属污染 废旧电池中含Pb、Hg、Cd等重金属
(2)六大工业尾气的主要成分
硫酸工厂尾气 SO2、O2、N2等，一般用氨水吸收
硝酸工厂尾气 NO、NO2、N2、O2等，一般用NaOH溶液吸收
高炉煤气 CO、CO2、N2等，一般回收利用
炼钢烟气 Fe2O3烟尘、CO等，一般回收利用
焦炉气 H2、CH4、C2H4、CO等，可用作燃料、化工原料
氯碱工业 Cl2，一般用NaOH溶液吸收
[提醒]　尽管CO2能造成温室效应，但CO2不属于空气污染物。
2．绿色化学
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学示意图如下所示：
一般考虑以下几个方面：
3．氨气的工业制备流程
工业制氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。氮气主要来源于空气；氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气(纯氢也来源于水的电解)。由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气。从燃料化工来的原料气含有硫化合物和碳的氧化物，它们对于合成氨的催化剂是有毒物质，在氨合成前要经过净化处理。
(1)哈伯法制氨：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H =-92．4kJ/mol (反应条件为高温、高压、催化剂)
(2)天然气制氨：天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%～0.3%(体积)，经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
(3)重质油制氨：重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸汽转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮用于氨合成原料。
(4)煤(焦炭)制氨 ：煤直接气化(见煤气化)有常压固定床间歇气化、加压氧－蒸汽连续气化等多种方法。例如早期的哈伯－博施法合成氨流程，以空气和蒸汽为气化剂，在常压、高温下与焦炭作用，制得含(CO+H2)/N2摩尔比为3.1～3.2的煤气，称为半水煤气。半水煤气经洗涤除尘后，去气柜，经过一氧化碳变换，并压缩到一定压力后，用加压水洗涤除去二氧化碳，再进一步用压缩机压缩后用铜氨液进行洗涤，以除去少量一氧化碳、二氧化碳，然后送去合成氨。
4．重要的含氮化合物N2H4
(1)碱性：二元弱碱，碱性比NH3弱。在水中的电离方式与氨相似，分两步进行：
N2H4＋H2O?N2H＋OH－、N2H＋H2O??N2H＋OH－。
(2)强还原性：①水合肼在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属单质，如2N2H4·H2O＋2Ag＋===2Ag↓＋2NH＋N2↑＋2H2O；②能被氧气、H2O2等氧化，可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃料等。

展开更多......

收起↑