高中化学苏教版 (2019)必修 第二册专题7 氮与社会可持续发展第三单元 含氮化合物的合理使用导学案及答案

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册专题7 氮与社会可持续发展第三单元 含氮化合物的合理使用导学案及答案，共7页。学案主要包含了氮及其化合物的转化关系，无机框图题的解题步骤和方法等内容，欢迎下载使用。


一、氮及其化合物的转化关系
1．氮在自然界中的循环
2．含氮元素物质之间的转化关系
(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢但不交叉。
如：6NO＋4NH3eq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))5N2＋6H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
3．氮元素的“价类二维图”
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。
二、无机框图题的解题步骤和方法
1．解题步骤一般分为四步
(1)审读——仔细读题，审清题意。读题，包括阅读求解要求。求解要求，往往亦能给学生以重要的启示，这点不能忽略。
(2)找眼——找准“题眼”，即找准解题的突破口，然后联系信息及所学知识，应用正逆向思维、发散收敛思维、横向纵向思维等多种思维方式，进行综合分析、推理。“找眼”是解题的关键。
(3)解答——看清要求，认真解答。“解答”是解题的落脚点。
(4)检验——看推理是否符合题意。“检验”是解答正确的保证。
在上述各步中，最重要的是第(2)步：找解题的突破口。找到了“题眼”，其他问题就迎刃而解。但第(4)步也不要忽视。
2．寻找“题眼”有下列一些途径
(1)从物质的组成、结构方面去寻找。
(2)从典型性质去寻找。
(3)从反应现象去寻找。
(4)从反应类型去寻找。
(5)从反应条件去寻找。
3．推断题的解题方法有顺推法、逆推法、猜测论证法、迁移法、分割法、枚举法等。
【例题】 从某物质A的水溶液出发有如图所示的转化关系：
回答下列问题：
(1)写出C、D、E的化学式：
C________；D________；E________。
(2)检验B溶液中阴离子的实验操作和实验现象是____________________
______________________________________________________________。
(3)写出下列反应的离子方程式。
①A＋足量NaOH溶液：_________________________________________。
②C、D按体积比1∶1通入水中：__________________________________
______________________________________________________________。
③A＋H2O2：___________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] 本题的突破口在于A既能和浓硫酸反应，又能和NaOH溶液加热生成气体D，可知A为铵盐，且为弱酸铵盐。又A与H2O2反应生成B，说明A中含SOeq \\al(2－,3)或HSOeq \\al(－,3)，由C、D体积比1∶1得A，推出A中含HSOeq \\al(－,3)。由上述推断得出A为NH4HSO3。由此，其他问题就可较容易地解决了。
[答案] (1)SO2 NH3 Na2SO3 (2)取少量B溶液于试管中，加入少量稀盐酸，无现象，再加入BaCl2溶液产生白色沉淀，证明B中含有SOeq \\al(2－,4) (3)①NHeq \\al(＋,4)＋HSOeq \\al(－,3)＋2OH－eq \(=====,\s\up10(△))SOeq \\al(2－,3)＋NH3↑＋2H2O ②NH3＋SO2＋H2O===NHeq \\al(＋,4)＋HSOeq \\al(－,3) ③HSOeq \\al(－,3)＋H2O2===SOeq \\al(2－,4)＋H＋＋H2O
(2021·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NOeq \\al(－,3)与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为__________________________________________________________
______________________________________________________________。
[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。
[答案] (1) (2)k和c a和l (3)2∶1
(4)4Zn＋2NOeq \\al(－,3)＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O
某城市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
1．PM2.5分散在空气中形成的分散系是否属于胶体？
[答案] 不属于。因为PM2.5的直径小于等于2.5×10－6m，所以分散在空气中形不成胶体。
2．将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
根据表中数据判断待测试样为酸性溶液还是碱性溶液？通过计算说明。
[答案] 根据电荷守恒得：c(H＋)＋c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NHeq \\al(＋,4))＝2c(SOeq \\al(2－,4))＋c(NOeq \\al(－,3))＋c(Cl－)，将表中数据带入得：c(H＋)＝10－4ml·L－1，所以待测试样显酸性。
3．煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，可形成酸雨，污染大气，采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫，脱硝，效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式。
________ClOeq \\al(－,2)＋________NO＋________===________Cl－＋________NOeq \\al(－,3)＋________
[答案] 3 4 4OH－ 3 4 2H2O
通过本情境素材，提升了“变化观念与平衡思想”及“科学态度与社会责任”等核心素养。
1．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是( )
A．X使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性
B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应
C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定可观察到有白色沉淀产生
D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂
D [X为浓硫酸，使蔗糖变黑体现了浓硫酸的脱水性，A错误；常温下，铁遇浓硫酸会发生钝化，B错误；若A为碳单质，则C为CO2，过量的CO2通入澄清石灰水中没有沉淀产生，C错误；工业上，SO2转化成SO3是500 ℃左右、常压、在催化剂作用下进行的，D正确。]
2．汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，写出汽缸中生成NO的化学方程式：__________________________。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，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，用化学方程式表示该转化过程：____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[答案] ①N2＋O2eq \(=====,\s\up10(高温),\s\d10( ))2NO
②2CO＋2NOeq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10( ))N2＋2CO2
3．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系回答下列问题：
(1)写出镁条在空气中燃烧生成含氮化合物的化学方程式_______________
______________________________________________________________。
(2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示)
氧化性：_______________________________________________________。
还原性：______________________________________________________。
(3)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为________。
(4)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为________________________
______________________________________________________________。
[答案] (1)N2＋3Mgeq \(=====,\s\up10(点燃),\s\d10( ))Mg3N2
(2)N2＋3H22NH3
N2＋O2eq \(=====,\s\up10(放电),\s\d10( ))2NO(合理即可)
(3)AgNO3
(4)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO探 究
任 务
1.掌握常见的氮的单质及其化合物的转化关系，能从不同视角认识含氮化合物之间转化的条件和方式。
2.学会无机框图推断题的一般思路。
离子
K＋
Na＋
NHeq \\al(＋,4)
SOeq \\al(2－,4)
NOeq \\al(－,3)
Cl－
浓度/(ml·L－1)
4×10－6
6×10－6
2×10－5
4×10－5
3×10－5
2×10－5