氮及其化合物的转化

氮及其化合物的相互转化

任务一：跟随氮肥发展史建立氮及其化合物的价类二维图播放“如何解决粮食短缺"视频视频内容:19世纪末世界人口激增，造成粮食短缺，故需要氮肥来增加粮食产量，虽然智利硝石可做氮肥,但储量有限，所以克鲁克斯向全球科学家发起了“向空气要面包”的号召。【核心问题】如何响应克鲁克斯的号召“向空气要面包”呢通过讨论，学生提出可通过氧化法或还原法来固氮。【资料】1、1905年，第一座电弧固氮工厂在挪威建成,但耗电量大,难以推广。21908年,哈伯在600℃、200个大气压、锇做催化剂的条件下合成了氨气,后以博施为代表的BASF公司团队解决了合成氨量产问题,1913年第一座合成氨工厂投产使用,哈伯、博施两人分获1918年、1931年诺贝尔奖。【资料】随着合成氨产业的发展，拥有该专利的BASF公司,急于拓宽市场,想要进军氮肥业。当地农民会购买氨气直接做氮肥吗氨气是否可溶于水,并伴有何变化学生分析氨水的成分我国合成氨工业的发展现状我国合成氨工业的发展是在20世纪30年代开始的，经过几十年的不懈奋斗和发展，我国已经拥有了许多不同流程、不同规模的合成氨工厂。我国目前拥有了一支能够进行合成氨生产的科研等方面的研究技术团队，让我国已成为世界上最大的合成氨生产国，产量约占世界总产量的1/3。【资料】氨水在一段时间内为我国的粮食增产作出了卓越贡献,然而因它易挥发运输不便等原因,已逐渐淡出了消费市场。【问题】气态的氨气无法做氮肥,液态的氨水也有弊端,那可如何转化,制得更优化的氮肥呢【学生】氨有碱性,应该能与酸作用,产物为盐应该是固态的。【资料]20世纪初,BASF公司通过铵盐来抢占氮肥市场,然而,它们的氮肥销量并不理想,因为当地民众更喜欢使用以前智利硝石类的硝酸盐类氮肥。【核心问题】如何由氨气获取硝酸盐类氮肥？【学生]通过“价一类”模型,NH3可被氧化为NO，预测O2可充当实现该转化的氧化剂。【视频】氨气的催化氧化实验视频【资料]农民不喜欢使用铵盐类氮肥,因为在使用中常跑氨,与草木灰等碱性肥料共施肥效降低。【问题】针对以上问题，预测铵盐可能具有哪些性质铵态氮肥使用注意事项任务二：书写特定情境下氮及其化合物相互转化的有关反应1、在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，其离子方程式为。答案：3HClO＋2NO＋H2O===3Cl－＋2NO＋5H＋2、N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为。答案12NH3＋2O2N2O＋3H2O3、2016·全国卷Ⅱ，26改编实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为。答案NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O5、工业上可用次氯酸钠和氨反应制肼N2H4，若反应只有一种氧化产物。写出该方法制备肼的化学方程式：________________________________________________________________________。答案：NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O6、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，生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降，其离子方程式为答案：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O思维建模特定情境氧化还原反应方程式的书写思维建模：步骤1、找物质找出该情境下参与反应的氧化剂、还原剂及对应的还原产物及氧化产物。步骤2、得失电子守恒确定一个原子或离子得失电子的数目（注意化学式中的原子个数），根据得失电子守恒确定任务三：测定氮含量2017全国I卷【链接高考1】．（15分）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：NH3H3BO3=NH3·H3BO3；NH3·H3BO3HCl=NH4ClH3BO3。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1，关闭2、3，加热b，蒸气充满管路：停止加热，关闭1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是____________；打开2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3，d中保留少量水。打开1，加热b，使水蒸气进入e。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cmol·L-1的盐酸VmL，则样品中氨的质量分数为_________%，样品的纯度≤_______%。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。核心知识梳理H2高温高压催化剂NH3N2H2O放电O2NOHClNH4ClCa(OH)2△

△NH4++OH—

H2ONH3·H2OO2、催化剂、△NO2O2

HNO3H2ON2O4H2O②浓酸、Cu①光或△③浓酸、C稀酸、CuNO2苯浓硫酸甲苯Mg点燃Mg3N2TNT高温或放电1、N2+O2═══2NO5、3Cu+8HNO3(稀)═══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O2、2NO+O2═══2NO26、Cu+4HNO3(浓)═══Cu(NO3)2+2NO↑+2H2O3、3NO2+H2O═══2HNO3+NO7、Mg3N2+3H2O═══2NH3↑+3Mg(OH)2↓4、4NH3+5O2═══4NO+6H2O催化剂Δ典例导航知识建构进阶练习22020·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。和ca和l2∶1解析反应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。4若“反应i”是在酸性条件下由与n的作用实现，则该反应的离子方程式为_________________________________________。1234562019·江苏，16N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。1N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________。解析NH3被O2氧化生成N2O，N元素从－3价升至＋1价，1molNH3失去4mole－，O元素从0价降至－2价，1molO2得到4mole－，根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。2NH362NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为解析A项，通入尾气速率过快时，尾气吸收不充分，错误；B项，采用气、液逆流方式吸收尾气时，尾气吸收会更充分，正确；C项，补充NaOH溶液，cOH－增大，能更充分的吸收尾气，正确。①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有填字母。A加快通入尾气的速率B采用气、液逆流的方式吸收尾气溶液BC123456②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是填化学式；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是填化学式。解析NO2与NaOH反应可生成NaNO2、NaNO3和水，所以NaNO2晶体中会混有NaNO3杂质。由吸收尾气的主要反应可知，NO2吸收更充分，故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。NONaNO31234563NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH用稀盐酸调节的变化如图所示。①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和，其离子方程式为________