含氮物质的综合应用 知识点

含氮物质的综合应用:是指含氮物质如氨气、一氧化氮、二氧化氮、硝酸、硝酸盐等在生活、生产方面的应用。氨气在工业上制含氮化肥。

含氮物质的综合应用 知识点题库

下列有关氮及其化合物的说法不正确的是(  )

A . 硝酸应保存在棕色试剂瓶里 B . 铵态氮肥不宜与碱性肥料混合施用 C . 往硝酸亚铁溶液中加稀硫酸无明显现象 D . NO可用排水法收集,NO2可用向上排空气法收集

硝酸盐可用作化肥、军用炸药、杀虫剂、冷冻剂等,工业制取硝酸钱的工艺流程如图1:

  1. (1) 合成氨气的工业设备名称是 ,设备中设置热交换器的目的是 ,合成氨的原料气必须先脱硫,目的是 

  2. (2) 吸收塔中反应的化学方程式为  从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是 

  3. (3) 生产硝酸的过程中常会产生氮的氧化物,可用如下三种方法处理:

    方法一:碱性溶液吸收法

    NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;

    2NO2+N2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2

    方法二:NH3还原法

    8NH3(g)+6NO2(g)═7N2(g)+12H2O(g)△H=﹣2635kJ.mol1(NO也有类似的反应)

    方法三:甲烷吸收法

    CH4(g)+2NO2(g)═CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)△H=+867kJ.mol1(NO也有类似的反应)

    上述三种方法中,方法一的主要缺点是 

    方法三和方法二相比,方法三的缺点是 

  4. (4) 工业上也可以通过电解NO制备NH4NO3 , 其工作原理如图2所示.

    ①图中通入NH3的目的是  

    ②若维持电流强度为3A,电解2小时,理论上可制得NH4NO3的最大质量为   g.(已知F=96500C•moll

  5. (5) 某化肥厂用NH3制备NH4NO3 . 已知:NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其他损耗)的百分比为

联氨(又称肼,N2H4 , 无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料.回答下列问题:

  1. (1) 联氨分子的电子式为,其中氮的化合价为

  2. (2) 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

  3. (3) ①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l)△H1

    ②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H2

    ③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g)△H3

    ④2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H4=﹣1048.9kJ•mol1

    上述反应热效应之间的关系式为△H4=,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为

  4. (4)   联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似.联氨第一步电离反应的平衡常数值为(已知:N2H4+H+⇌N2H5+的K=8.7×107;Kw=1.0×1014).联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为

  5. (5) 联氨是一种常用的还原剂.向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是.联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀.理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是

为了探究一氧化氮、二氧化氮、硝酸之间的相互转化,有同学设计了如下实验:如图将少量铜片装入小试管中,再加入适量稀硝酸,然后迅速将大试管倒扣在小试管外.将套好的大、小试管一起竖立在烧杯中,使水浸没大试管口.充分反应完后,通过弯玻璃管往大试管中吹人足量空气,并往烧杯中滴人几滴紫色石蕊试液.试回答:

  1. (1) 写出铜片溶于稀硝酸的离子方程式
  2. (2) 吹入空气前小试管中的现象是铜片逐渐溶解.溶液变蓝色及
  3. (3) 假设小试管中加入了 0.192g铜片和5ml浓度为2mol/L的稀硝酸,则充分反应后小试管内溶 液中NO 物质的量浓度为 mol/L(忽略溶液体积变化).
  4. (4) 若将水换成氢氧化钠溶液,实验过程中生成的一种红棕色气体会与它发生反应,生成两种钠盐和水,且氧化产物与还原产物的物质的量相等,试写出该反应的离子方程式
  5. (5) 将等质里的铜片分别与等体积过量的浓、稀硝酸反应(假设溶液体积不变 所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色.某同学认为可能是Cu2浓度的差异引起的,你认为是否正确?(填“正确”或“不正确”),理由是
汽车尾气处理系统可将CO和NO转化成无毒物质,其化学反应方程式是
氮及其化合物在生产、生活中有着非常重要的作用.题中相关的实验装置如下:

  1. (1) 实验室制取干燥的氨气的反应方程式为;可选择上图中的装置a、b、c中的(填代号)来制取.
  2. (2) 实验室通过使用氮气和氢气模拟工业合成氨和氨催化氧化的流程如下:

    已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气.

    ①写出上述制取氮气的反应的化学方程式:

    ②写出乙装置中氨的催化氧化的化学方程式:

    ③反应结束后锥形瓶内溶液中的含氮元素的离子有(填离子符号).

  3. (3) 农村有句谚语﹣﹣雷雨肥庄稼,即雷雨时自然界发生了一系列的反应,合成了植物生长需要的氮肥,有利于植物生长.这其中使游离态的氮直接转化为化合态的氮的化学反应方程式为
  4. (4) 目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,该化学反应方程式为
氮是地球上极为丰富的元素,氮及其化合物与人们的生活息息相关.
  1. (1) I.在氮的单质和常见化合物中:

    ①常用作保护气(如填充灯泡、焊接保护等)的物质是

    ②能与酸反应生成盐,在常温下为气态的物质是

    ③在通常状况下是晶体,易溶于水,可以作氮肥,遇碱会放出带刺激性气味气体.写出它们与NaOH等强碱溶液反应的离子方程式

  2. (2) II氮元素可形成多种离子,如N3、N3、NH2、NH4+、N2H5+、N2H62+等.

    ①氮元素在周期表中的位置是.请画出氮的原子结构示意图

    ②氮的常见氢化物的结构式为,其空间构型为,它溶于水后显碱性的原因

    (用离子方程式说明)

    ③实验室可用铜与稀硝酸反应制取NO,其离子方程式是.为防止环境污染,可用碱液吸收氮的氧化物.NO与NO2按物质的量之比1:1被NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐,该化学方程式是

    ④同温同压下,3.5L NH3恰好将3.0L NO和NO2的混合气完全转化为N2 , 则原混合气中 NO和NO2的体积比是

    ⑤含有1mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉,所得氧化产物a、b与铁粉物质的量关系如图所示.氧化产物b是n3=p=

硝酸与合成氨工业密切相关,氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径.完成下列计算:
  1. (1) 合成氨时,假设100L的氮气与氢气(体积比为1:3)的混合气体通过氨合成塔充分反应后,体积变为90L,则氮气的转化率为.(写出计算过程,计算结果请用百分数表示)
  2. (2) 标准状况下,将500L氨气溶于1L水中形成氨水,则此氨水质量分数为.(写出计算过程,计算结果请用百分数表示,并保留1位小数)
  3. (3) 氨氧化法是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO).此时温度很高,水以水蒸气的形式存在,NO也不与O2反应.若氨气与氧气物质的量之比为1:1.7时,氨的转化率可达95%,计算反应后NO的体积分数.(设氧气在空气中的体积分数为20%,写出计算过程,计算结果请用百分数表示并保留1位小数)
  4. (4) 一氧化氮继续氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水可得硝酸.为测定某18K金样品的组成,将2.832g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中,充分溶解后,收集到NO2和N2O4的混合气体224mL(折算至标准状况,下同),将该混合气体与84mL O2混合后缓缓通入水中,恰好被完全吸收.( 已知金不溶于浓硝酸)

    填写该18K金的成分表(写出计算过程,计算结果请用百分数表示并保留1位小数,若不含该金属则填0.

    18K金成分

    Au

    Ag

    Cu

    含量(质量分数)

    75%

较活泼金属与硝酸反应,产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应,可同时得到NO、NO2、N2三种气体。某同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有NO、NO2生成并制取氮化镁。(假设实验中每步转化均是完全的)

已知:①NO2沸点是21.1℃、熔点是-11℃;NO的沸点是-151℃、熔点是-164℃;②氮化镁遇水会发生水解。

回答下列问题:

  1. (1) 为达到上述实验目的,所选用的仪器的正确连接方式是() (填序号)。

    a. A→ D → C → F → B → F →E    

    b. A→ C → D → F → B → F →E

    c. A→ F → C → D → F → B →E    

    d. A→ F → D → C → F → B →E

  2. (2) 确定还原产物中有NO2的现象是,实验中两次使用装置F,第二次使用装置F的作用是
  3. (3) 实验前需先打开开关K,向装置内通CO2气体,其目的是,当时停止通入CO2
  4. (4) 实验过程中,发现在D中产生预期现象的同时,C中溶液颜色慢慢褪去,试写出C中反应的离子方程式
  5. (5) 在A中反应开始时,某同学马上点燃B处的酒精灯,实验结束后通过测定发现B处的产品纯度不高,原因是(用化学方程式回答)。
  6. (6) 验证B处有氮化镁生成的方法是
NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(见右图),下列说法正确的是(     )

A . NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B . NH4Cl、NaHCO3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与Ca(OH)2发生反应
地球上的氮元素对动植物有重要作用,其中氨的合成与应用是当前的研究热点。
  1. (1) 人工固氮最主要的方法是 Haber-Bosch 法。通常用以铁为主的催化剂在 400~500℃ 和10~30 MPa 的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。

    ① 已知上述反应中生成 1 mol NH3 放出 46 kJ 热量,该反应的热化学方程式为

    ②该反应放热,但仍选择较高温度。其原因是

  2. (2) 常温常压下电解法合成氨的原理如下图所示:

    ① 阴极生成氨的电极反应式为

    ② 阳极氧化产物只有 O2。电解时实际生成的 NH3 的总量远远小于由 O2 理论计算所得 NH3 的量,结合电极反应式解释原因:

  3. (3) 氨是生产氮肥的原料,经如下转化可以得到 NH4NO3

    已知:氮原子利用率是指目标产物中氮的总质量与生成物中氮的总质量之比

    上述反应③的氮原子利用率为 66.7%。要使原料 NH3 转化为 NH4NO3 的整个转化过程

    中氮原子利用率达到 100%,可采取的措施是

自然界中氮的循环如图所示。下列说法错误的是(    )

A . 工业合成氨属于人工固氮 B . 氨和铵盐在硝化细菌作用下发生氧化还原反应 C . 扩大豆科植物的栽种面积可降低活化氮的量 D . 含氮无机物与有机氮可相互转化
下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是:(   )

A . 氮元素均被氧化 B . 工业合成氨属于人工固氮 C . 含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D . 碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
能实现下列物质间直接转化的元素是(   )

单质 氧化物 酸(或碱)

A . N B . Si C . S D . Fe
按照要求回答下列问题:
  1. (1) I.已知:S2Cl2(l)+Cl2(g)=2SCl2(l)   ΔH=-50.2 kJ·mol-1。断裂1mol Cl—Cl键、1mol S—S键分别需要吸收243kJ、268kJ的能量,则断裂1mol S—Cl键需要吸收的能量为kJ。
  2. (2) 某容积不变的密闭容器中发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H=-197 kJ·mol-1

    下列能说明反应达到平衡状态的是

    a.体系压强保持不变                  b.混合气体的密度保持不变

    c.SO3和O2的体积比保持不变      d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol SO2

  3. (3) 如图所示,左侧石墨上通入 ,右侧石墨上通入 ,电解质溶液为 溶液。完成下列问题:

    ①负极反应式为

    ②放电时 (填“正”或“负”)极移动。

    ③当外电路通过电子的物质的量为 时,正极通入的 在标准状况下的体积为(假设能量全部转化为电能)。

  4. (4) II.工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处,又有区别。图中路线a、b、c是工业制备硝酸的主要途径,路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮过程中生成硝酸的途径。

    N2在常温下性质很稳定,任意写出一种与此性质有关的用途:

  5. (5) 实验室制取NH3的化学方程式为
  6. (6) 下列环境问题与氮的氧化物排放无关的是_____。
    A . 酸雨 B . 光化学烟雾 C . 臭氧层空洞 D . 白色污染
  7. (7) Ertl(获2007年诺贝尔化学奖)对合成氨机理进行深入研究,并将研究成果用于汽车尾气处理中,在催化剂存在下可将NO和CO反应转化为两种无色无毒气体,用化学反应方程式表示这个过程
  8. (8) 有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,其中c(H2SO4)=2.0 mol•L-1 , c(HNO3=1.0 mol•L-1取100mL该混合溶液与12.8g铜粉反应,标准状况下生成NO的体积为L。
下列说法中不正确的是(   )
A . 工业硝酸常因溶有少量的Fe3+而略显黄色 B . 铝合金具有密度小、高强度及较好的可塑性,可用于制飞机骨架等。 C . 人体中极少量的NO会促进血管扩张,防止血管栓塞 D . 氧化铝是一种高硬度、高熔沸点的化合物,可以制作耐高温材料
氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列关于海洋中的氮循环的说法正确的是(   )

A . 过程①属于化学变化 B . 属于固氮作用的是过程③ C . 反硝化作用是氮元素发生氧化反应 D . 向海洋中排放含的废水会影响海洋中的含量
自然界中氮的循环如下图所示,下列有关说法正确的是(   )

A . 氮气约占空气总体积的 B . 豆科植物的固氮属于人工固氮 C . 雷电作用时反应生成 D . 应保存在干燥、温暖之处
A、B、C、D、E五种物质有如图所示的转化关系,根据信息回答下列问题:

  1. (1) Ⅰ. 完成下列问题

    若A在常温下为黄色晶体,E为(填名称),写出Cu与E的浓溶液反应的化学方程式

  2. (2) 将C通入B的水溶液中,产生的现象为,体现了C的性(填“氧化”或“还原”)。
  3. (3) 将C通入酸性高锰酸钾溶液中,产生的现象为,体现了C的性(填“氧化”或“还原”)。
  4. (4) Ⅱ.完成下列问题

    若A为空气中含量最多的气体,B→C的化学方程式

  5. (5) D→E的过程中同时有C生成,标准状况下每生成22.4L的C转移mol电子。写出Cu与E的稀溶液反应的离子方程式
硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气,废气中只含有NO、两种气体。将一定量废气通入到足量的溶液中被完全吸收,溶液中生成的两种离子的物质的量与废气中的物质的量分数x[]变化关系如图所示。已知溶液中可发生以下两个反应:

下列说法正确的是(   )

A . 图中线段b表示离子 B . 随x值增大,溶液中增大 C . x=0.6时,反应中可收集到标准状况下22.4 L D . 若测得所得溶液中为0.4 mol,则x值为0.75