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4．氮的氧化物 (1)氮的氧化物簡介:氮元素有+1.+2.+3.+4.+5五種正價態(tài).對應(yīng)有六種氧化物 種 類 色 態(tài) 化學(xué)性質(zhì) N2O 無色氣體 較不活潑 NO 無色氣體 活潑.不溶于水 N2O3 無色氣體. 藍(lán)色液體 常溫極易分解為NO.NO2 NO2 紅棕色氣體 較活潑.與水反應(yīng) N2O4 無色氣體 較活潑.受熱易分解 N2O5 無色固體 氣態(tài)時不穩(wěn)定.易分解 (2)NO和NO2的重要性質(zhì)和制法①性質(zhì):2NO + O2 ＝ 2NO2(易被氧氣氧化,無色 氣體轉(zhuǎn)化為紅棕色),2NO2 N2O4,3NO2 + H2O ＝ 2HNO3 + NO ,NO + NO2 + 2NaOH ＝ 2NaNO2 + H2O, NO2有較強(qiáng)的氧化性,能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán).②制法:NO: 3Cu + 8HNO3(稀)＝ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O,NO2:Cu + 4HNO3(濃)＝ Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O (必須用排空氣法收集NO2) (3)氮的氧化物溶于水的計算: ①NO2或NO2與N2(非O2)的混合氣體溶于水可依據(jù)3NO2 + H2O ＝ 2HNO3 + NO利用氣體體積變化差值進(jìn)行計算. ②NO2和O2的混合氣體溶于水時由4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3進(jìn)行計算.當(dāng)體積比V(NO2):V(O2)=4:1時.恰好反應(yīng),>4:1時.NO2過量.剩余NO,<4:1時.O2過量.剩余O2. ③NO和O2同時通入水中時.由4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3進(jìn)行計算.原理同②方法.④NO.NO2.O2的混合氣體通入水中.先按①求出NO的體積.再加上混合氣體中NO的體積再按③方法進(jìn)行計算. (4)氮的氧化物(NO.NO2)對環(huán)境的影響: ①氮氧化物是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的一個重要原因.同時也可造成水體污染.汽車尾氣中的氮氧化物(燃料在發(fā)動機(jī)內(nèi)高溫燃燒時.空氣中的氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成的)與碳?xì)浠衔锝?jīng)紫外線照射發(fā)生反應(yīng)生成形成的一種有毒的煙霧.稱為光化學(xué)煙霧.光化學(xué)煙霧具有特殊氣味.刺激眼睛.傷害植物并使大氣能見度降低.另外.氮氧化物與空氣中的水反應(yīng)生成硝酸和亞硝酸.是酸雨的成分.大氣中氮氧化物主要來源于化石燃料的燃燒.汽車尾氣和植物體的焚燒.以及農(nóng)田土壤和動物排泄物中含氮化合物的轉(zhuǎn)化.因此必須減少氮氧化物的排放.控制進(jìn)入大氣.陸地和海洋的含氮的氧化物.在工業(yè)上含氮氧化物的尾氣吸收常用以下反應(yīng):NO2 + NO + 2NaOH ＝ 2NaNO2 + H2O.既可以回收尾氣.生成的亞硝酸鹽又是重要的化工原料. ②除人工合成的含氯.含溴的物質(zhì)是造成臭氧層破壞的元兇外.汽車尾氣.超音速飛機(jī)排出的廢氣.工業(yè)廢氣等含有大量的氮氧化物(如N0和N02等).也可以破壞掉大量的臭氧分子.從而造成臭氧層的破壞. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

下表是元素周期表的一部分．

 

(1)表中元素⑩的氫化物的化學(xué)式為          ，此氫化物的還原性比元素⑨的氫化物的還原性             （填強(qiáng)或弱）

(2)某元素原子的核外電子層中L層電子數(shù)比K層電子數(shù)多3，則該元素的元素符號是     ，其單質(zhì)的電子式為                ．

(3)已知某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性，如元素③與元素⑧的氫氧化物有相似的性質(zhì)。寫出元素③的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

                                                                ；

又如表中與元素⑦的性質(zhì)相似的不同族元素是           （填元素符號）

(4)元素⑤的氫化物是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H= －92.4kJ/mol，他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎。試回答下列問題：

  ①合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是            （填序號）

A．采用較高壓強(qiáng)（20Mpa~50Mpa）  

B．采用500℃的高溫   

C．用鐵觸媒作催化劑                

D．將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，N2和H2循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充N2和H2

②上圖是實驗室模擬工業(yè)法合成氨的簡易裝置。簡述檢驗有氨氣生成的方法                                   。

  ③在298K時，將10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，為何放出的熱量小于924kJ？

                                                                         。

④1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的Marmellos和Stoukides發(fā)明一種合成氨的新方法。在常壓下，將H2與用He稀釋的N2分別通入一加熱到570℃的，以鍶－鈰－釔－鈣鈦礦多孔陶瓷（SCY）為固體電解質(zhì)的電解池中轉(zhuǎn)化為氨氣（SCY陶瓷能傳遞H+），H2轉(zhuǎn)化率達(dá)到78％。其實驗裝置如圖所示。陰極的電極反應(yīng)式                  。

 

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下表是元素周期表的一部分．

 

(1)表中元素⑩的氫化物的化學(xué)式為           ，此氫化物的還原性比元素⑨的氫化物的還原性              （填強(qiáng)或弱）

(2)某元素原子的核外電子層中L層電子數(shù)比K層電子數(shù)多3，則該元素的元素符號是      ，其單質(zhì)的電子式為                 ．

(3)已知某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性，如元素③與元素⑧的氫氧化物有相似的性質(zhì)。寫出元素③的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

                                                                 ；

又如表中與元素⑦的性質(zhì)相似的不同族元素是            （填元素符號）

(4)元素⑤的氫化物是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H= －92.4kJ/mol，他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎。試回答下列問題：

  ①合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是            （填序號）

A．采用較高壓強(qiáng)（20Mpa~50Mpa）  

B．采用500℃的高溫   

C．用鐵觸媒作催化劑                

D．將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，N2和H2循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充N2和H2

②上圖是實驗室模擬工業(yè)法合成氨的簡易裝置。簡述檢驗有氨氣生成的方法                                    。

  ③在298K時，將10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，為何放出的熱量小于924kJ？

                                                                         。

④1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的Marmellos和Stoukides發(fā)明一種合成氨的新方法。在常壓下，將H2與用He稀釋的N2分別通入一加熱到570℃的，以鍶－鈰－釔－鈣鈦礦多孔陶瓷（SCY）為固體電解質(zhì)的電解池中轉(zhuǎn)化為氨氣（SCY陶瓷能傳遞H+），H2轉(zhuǎn)化率達(dá)到78％。其實驗裝置如圖所示。陰極的電極反應(yīng)式                   。

 

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下表是元素周期表的一部分．

(1)表中元素⑩的氫化物的化學(xué)式為           ，此氫化物的還原性比元素⑨的氫化物的還原性              （填強(qiáng)或弱）

(2)某元素原子的核外電子層中L層電子數(shù)比K層電子數(shù)多3，則該元素的元素符號是      ，其單質(zhì)的電子式為                 ．

(3)已知某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性，如元素③與元素⑧的氫氧化物有相似的性質(zhì)。寫出元素③的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

                                                                 ；

又如表中與元素⑦的性質(zhì)相似的不同族元素是            （填元素符號）

(4)元素⑤的氫化物是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H= －92.4kJ/mol，他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎。試回答下列問題：

  ①合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是            （填序號）

A．采用較高壓強(qiáng)（20Mpa~50Mpa）  

B．采用500℃的高溫   

C．用鐵觸媒作催化劑                

D．將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，N2和H2循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充N2和H2

②上圖是實驗室模擬工業(yè)法合成氨的簡易裝置。簡述檢驗有氨氣生成的方法                                    。

  ③在298K時，將10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，為何放出的熱量小于924kJ？

                                                                         。

④1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的Marmellos和Stoukides發(fā)明一種合成氨的新方法。在常壓下，將H2與用He稀釋的N2分別通入一加熱到570℃的，以鍶－鈰－釔－鈣鈦礦多孔陶瓷（SCY）為固體電解質(zhì)的電解池中轉(zhuǎn)化為氨氣（SCY陶瓷能傳遞H+），H2轉(zhuǎn)化率達(dá)到78％。其實驗裝置如圖所示。陰極的電極反應(yīng)式                   。

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（背景材料）氮化鋁（AlN）陶瓷是一種類金剛石氮化物的新型無機(jī)非金屬材料，最高可穩(wěn)定到2200℃．導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，是良好的耐熱沖擊材料．抗熔融金屬侵蝕的能力強(qiáng)，是熔鑄純鐵、鋁或鋁合金理想的坩堝材料．氮化鋁還是電絕緣體，介電性能良好，用作電器元件也很有希望．超細(xì)氮化鋁粉末被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路生產(chǎn)領(lǐng)域．其制取原理為：
Al2O3+3C+N2 
高溫
2AlN+3CO
（問題探究）某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組成員根據(jù)氮化鋁的制取原理，進(jìn)行了如下探究．
問題1、在制取氮化鋁時由于反應(yīng)不完全，氮化鋁產(chǎn)品中所含雜質(zhì)除了碳以外還可能存在______．
問題2、為測定該產(chǎn)品中有關(guān)成分的含量，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計了以下兩個實驗：
（1）甲同學(xué)：稱取10.00g樣品，將其加入過量的氫氧化鈉溶液中共熱并蒸干，AlN跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaAlO2，并放出氨氣3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
①上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．
②該樣品中的AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______．
（2）乙同學(xué)：稱取10.00g樣品置于反應(yīng)器中，通入2.016L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）O2，在高溫下充分反應(yīng)后測得氣體的密度為1.34g?L-1（已折成標(biāo)準(zhǔn)狀況，AlN不跟O2反應(yīng)）．該樣品中含雜質(zhì)碳______g．
問題3、丙同學(xué)受到甲、乙同學(xué)實驗的啟發(fā)，認(rèn)為測定某氮化鋁中含有碳或氧化鋁雜質(zhì)，可用圖中I的一些裝置來進(jìn)行檢驗，根據(jù)AlN與NaOH溶液反應(yīng)所生成氨氣的體積來測定樣品中氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并根據(jù)實驗現(xiàn)象來確定雜質(zhì)的成分（實驗中導(dǎo)管體積忽略不計）

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（1）實驗有關(guān)操作為：①往錐形瓶中放入適量的AlN樣品：②從分液漏斗往錐形瓶中加入過量的濃NaOH；③檢驗裝置的氣密性；④測定收集到水的體積．
正確的操作順序為______．
（2）本試驗中檢查裝置氣密性的方法是______．
（3）廣口瓶中的試劑X可最好選用______（填選項的標(biāo)號）．
A、苯    B、酒精    C、植物油    D、CCl4
（4）廣口瓶的液體沒有裝滿（上方留有少量空間），實驗測得NH3的體積將______（填偏大、偏小或不變）．
（5）若實驗中測得樣品的質(zhì)量為wg，氨氣的體積為aL（標(biāo)況下），則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______（AlN的式量為41）．
（6）實驗結(jié)束后，若觀察到錐形瓶中還有固體，則樣品中含有的雜質(zhì)是______，為了測定是否含有其它雜質(zhì)，則還需要哪些簡單數(shù)據(jù)______．
問題4、丁同學(xué)認(rèn)為，丙同學(xué)的實驗方法，可能因氣體體積測量不準(zhǔn)，導(dǎo)致誤差較大．建議改用圖9中的Ⅱ裝置進(jìn)行同樣實驗，通過測定燒杯中硫酸的增重來確定樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．你認(rèn)為是否可行？______（填入“可行”、“不可行”），原因是______．最簡單的改進(jìn)方法為______．
問題5、戊同學(xué)仔細(xì)思考了丁同學(xué)的裝置后，認(rèn)為此裝置所測測得的樣品中AlN含量偏�。湓蚴莀_____．若忽略此原因的話，只要用圖9中的III或IV兩個裝置中的一種，只需進(jìn)行簡單而又必要的數(shù)據(jù)測定，可比較準(zhǔn)確地確定樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．較合理的裝置為______（填代號）．你認(rèn)為戊同學(xué)的裝置是否還有缺陷？______．若有，所測結(jié)果將偏高或偏低______，應(yīng)作如何改進(jìn)？______．（若無缺陷后兩此格可不填）．

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下面是元素周期表的一部分，參照元素①－⑧在表中的位置，請用化學(xué)用語回答下列問題：

族

周期

IA

 

0

1

①

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

 

2

 

 

 

②

③

④

 

 

3

⑤

 

⑥

⑦

 

 

⑧

 

 

（1）④、⑤、⑥的原子半徑由大到小的順序為(元素符號)________________________。

（2）②、③、⑦的最高價含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序是(填化學(xué)式)________????? 。

（3）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含離子鍵又含極性共價鍵的化合物，寫出其中一種化合物的化學(xué)式：_______________。

（4）由②和④組成的化合物與⑤的同周期相鄰主族元素的單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:_______。

（5）⑥單質(zhì)與⑤的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式為???????????????????? 。

（6）若用①②組成最簡單的有機(jī)物作為燃料電池的原料，請寫出在堿性介質(zhì)中燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:?????????????????????????????????????????????????? ?????? 。

（7）燃煤廢氣中的含有氮氧化物（NOx）、二氧化碳等氣體，常用下列方法對燃煤廢氣進(jìn)行脫硝處理時，常利用甲烷催化還原氮氧化物。

如：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ， △H =－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)? ， △H =－1160 kJ·mol－1

則CH4(g)將NO2(g)還原為N2(g)等的熱化學(xué)方程式為??????????????????????????? ? 。

 

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