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第21讲　氮及其化合物的转化与应用
第二部分 元素及其化合物
第四章 非金属及其化合物
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复
习
目
标
内
容
索
引
精炼高考真题·明确高考方向
任务1 含氮物质的转化关系
任务2 硝酸铵合成路线的选择与优化
任务3 铵态氮肥中含氮量的测定
1.掌握含氮物质的转化关系。
2.掌握硝酸铵合成路线的选择与优化。
3.掌握铵态氮肥中氮含量的测定方法。
(1)“歧化反应”——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。例如,3NO2+H2O ===2HNO3+NO,2NO2+2NaOH ===NaNO3+NaNO2+H2O。
(2)“归中反应”——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢,不交叉。例如,NO2+NO+2NaOH ===2NaNO2+H2O,6NO+4NH35N2+6H2O。
任务1-1 认识氮及其化合物之间的转化关系
任务1　含氮物质的转化关系
①　 ;
②　 ;
③　 ;
④　 ;
⑤　 ;
⑥　 ;
N2+3H2 2NH3
N2+O2 2NO
4NH3+5O2 4NO+6H2O
2NO+O2 ===2NO2
3NO2+H2O ===2HNO3+NO
3Cu+8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑
任务1-2 借助“价类二维图”，构建氮及其化合物的知识结构
任务1　含氮物质的转化关系
⑦　 ;
⑧　 ;
⑨　 ;
⑩　
。
HNO3+NaOH ===NaNO3+H2O
NH3+H2O NH3·H2O
NH3+HCl ===NH4Cl
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+
2H2O+2NH3↑ (其他合理答案均可)
任务1-2 借助“价类二维图”，构建氮及其化合物的知识结构
任务1　含氮物质的转化关系
【例1】（2025·辽宁大连模拟）部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法中错误的是 ( 　)
A.从氮元素的化合价角度考虑,a有还原性
B.b、c都是大气污染物,可引起光化学烟雾
C.d的溶液与金属银反应可生成b、c
D.a与d形成的化合物对水的电离没有影响
D
任务1　含氮物质的转化关系
[解析]由题干“价—类”二维图可知,a为NH3,b为NO,c为NO2或N2O4,d为HNO3。a为NH3,NH3中N的化合价为-3价,处于最低价,故从氮元素的化合价角度考虑,a有还原性,A正确;
b、c为NO、N2O4或NO2,都是大气污染物,会引起光化学烟雾,B正确;
d为HNO3,则Ag与浓硝酸反应生成NO2,Ag与稀硝酸反应生成NO,故d的溶液与金属银反应可生成b、c,C正确;
a为NH3,d为HNO3,a与d形成的化合物(NH4NO3)为强
酸弱碱盐,能够发生水解,故对水的电离起促进作用,
D错误。
任务1　含氮物质的转化关系
如何合成硝酸铵？
NH4NO3
NH3
HNO3
以空气为主要原料，设计合成路径。
NH3
N2
NO
N2O4、NO2
HNO3
NH3·H2O
NH4+
NO3
任务2-1 设计合成硝酸铵的路径
任务2　硝酸铵合成路线的选择与优化
NH3
N2
NO
NO2
HNO3
NH3
N2
NO
NO2
HNO3
N2
1、合成氨气的路径？
2、合成硝酸的路径？
从能量和反应程度角度思考：同学们设计的方案是否为最佳合成路径？为什么？
NH3
任务2-2 优化硝酸铵路径
任务2　硝酸铵合成路线的选择与优化
问题：研究工业合成硝酸的装置图，思考各装置内分别通过哪些反应
实现氮的转化的？最后书写相关化学方程式。
NO
NO2
HNO3
NH3
N2
4NH3+5O2 =====4NO+6H2O
催化剂

3NO2+H2O==2HNO3+NO2NO+O2==2NO2
2NO+O2==2NO2
任务2-3 识别硝酸工厂各装置作用
任务2　硝酸铵合成路线的选择与优化
任务2-4 分析以下反应，思考硝酸工业生产中如何提高硝酸产率？
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3+NO
循环操作
任务2　硝酸铵合成路线的选择与优化
2NO+O2 === 2NO2
2NO2+ 2NaOH === NaNO2 +NaNO3 + H2O
NO2+ NO + 2NaOH === 2NaNO2 + H2O
任务2-5已知NO 与NaOH不反应，NO和NO2与NaOH的反应如下，
分析以下反应，帮助硝酸工厂设计尾气处理方案。
1. 通入空气，将NO全部转化为能与NaOH溶液反应的NO2
2.通入空气，将至少一半的NO转化为NO2
任务2　硝酸铵合成路线的选择与优化
资料卡片
铵态氮肥中氮含量的测定
测定铵态氮肥中含氮量的方法有很多，其中“蒸馏法”的干扰因素少，结果准确可靠，是标准方法，适用于所有的铵态氮肥。其原理为：
铵态氮肥样品
足量NaOH
NH3
H2SO4 标准液
测消耗H2SO4 标准液的体积
根据消耗H2SO4 标准液的体积和物质转化的定量关系，即可计算出铵态氮肥中含氮量。
阅读资料卡片，写出过程中发生反应的离子方程式
NH4++OH- NH3 H2O NH3 H2O NH3↑+H2O
NH4+ + OH- == NH3↑+H2O

NH4+ + OH- == NH3↑+H2O
NH3+H+ == NH4+
任务3　铵态氮肥中含氮量的测定
【例2】凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3＋H3BO3 === NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl === NH4Cl＋H3BO3。
任务3　铵态氮肥中含氮量的测定
回答下列问题：
(1)a的作用是_____________________。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是______________ _______________________。
f的名称是____________。
(3)清洗仪器：g中加蒸馏水；打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是_______________________；打开k2放掉水。重复操作2～3次。
(4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k3，d中保留少量水。打开k1，加热b，使水蒸气进入e。
任务3　铵态氮肥中含氮量的测定
①d中保留少量水的目的是_______________。
②e中主要反应的离子方程式为_______________，
e采用中空双层玻璃瓶的作用是______________。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L－1的盐酸V mL，则样品中氮的质量分数为_____%，样品的纯度≤_____%。
解析　(1)导管a与大气相通，其作用是避免烧瓶内气压过大，发生危险。(2)加热液体时加入碎瓷片，其作用是防止液体暴沸。装置f为直形冷凝管。(3)停止加热，装置c中水蒸气冷凝，气体压强减小，会引起g中液体倒吸入c中，利用蒸馏水倒吸来洗涤仪器e、f。
任务3　铵态氮肥中含氮量的测定
(4)①止水夹k3处可能漏气，导致测定的N元素质量分数偏低，故d中保留少量水起液封作用，防止氨气逸出。②e中发生的主要反应是铵盐与氢氧化钠反应，需要加热，使氨气全部逸出。“中空双层玻璃瓶”可以联想平时生活中保温玻璃瓶来分析问题。
任务3　铵态氮肥中含氮量的测定
任务3　铵态氮肥中含氮量的测定
精炼高考真题·明确高考方向
1.湖北高考)如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作钡餐。下列叙述错误的是( )
A.在C的水溶液中加入少量固体A，溶液pH升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
精炼高考真题·明确高考方向
2.云南高考)某化学兴趣小组设计如下实验装置，通过测定反应前后质量的变化，验证固体在酒精灯加热条件下，受热分解的气态产物。
实验步骤：先缓慢通入气，排尽装置内空气；关闭Ⅰ左侧阀门，点燃酒精灯；一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，熄灭酒精灯甲；再次缓慢通入气
下列说法错误的是( )
A.实验步骤中，点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙
B.整个过程中，若Ⅲ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的在Ⅱ中反应完全
C.实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量，则分解的气态产物只有
D.应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放
精炼高考真题·明确高考方向
3.广西高考)实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常
数的值，下列说法正确的是( )
A.“反应1”中，每消耗，在下得到
B.“反应2”中，每生成，转移电子数为
C.在密闭容器中进行“反应3”，充分反应后体系中有个
D.“反应4”中，为使完全转化成，至少需要个
精炼高考真题·明确高考方向
精炼高考真题·明确高考方向
精炼高考真题·明确高考方向
化 学
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