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第12讲 氮及其化合物(教师版)_05-化学-高考总复习_一轮复习_2026年-化学高考一轮复习_2026年高考化学一轮复习·知识清单(新高考通用)-G356_资料

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大单元三 非金属元素及其化合物
第12 讲 氮及其化合物
学习导航站
核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、归纳重点
考点1 氮气 氮的氧化物★★☆☆☆
考点2 氨气 铵盐★★★☆☆
考点3 硝酸★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
真题挑战场:感知真题,检验成果,考点追溯
考点1 氮气 氮的氧化物
知识点一氮元素的存在形态和固氮
1.氮元素的存在形态
(1)游离态——N2(空气中含量最多的气体)。
(2)化合态——动植物体内、土壤、岩石和水体中。
2.氮的固定:将游离态氮转化为化合态氮的过程。
(1) 自然固氮:通过闪电释放的能量将空气中的N2 转化为含氮的化合物,主要反应为N2 +
O22NO。
(2)人工固氮:人类通过控制条件,将氮气转化为氮的化合物,主要反应为N2+3H22NH3。
(3)生物固氮:豆科植物根瘤菌将N2转化成氨。
知识点二氮气的物理性质
氮气是无色、无味、难溶于水的气体。
知识点三氮气的结构及化学性质
1.N2的结构
电子式:N  ⋮⋮
  N  ,结构式:
 
 N  ≡
  N  ,N2分子中有1 个σ 键、2 个π 键。
2.N2的化学性质
氮氮三键的键能大,氮气化学性质较稳定。
(1)与O2反应:N2+
  O  2=====
 
 2NO
 
 
(2)与H2反应:N2+
  3H
  2
 
 2NH
 
 3(工业合成氨)
(3)与Mg 反应:N2+
  3Mg
 
 =====
 
 Mg
  3N2
知识点四氮气的用途
1.工业上合成氨、制硝酸。
2.灯泡填充气。
1
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3.保存粮食、水果等食品。
4.医学上用液氮作冷冻剂。
5.代替稀有气体作焊接金属的保护气。
知识点五氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
1.NO 和NO2的性质比较
性质
NO
NO2
物理
性质
颜色
无色
红棕色
溶解性
难溶于水
能溶于水
化学
性质
毒性
有毒
有毒
与O2反应
2NO+O2===2NO2
—
与H2O 反应
—
3NO2+
  H  2O  ==
  =2HNO
 
 3+
  NO
  (歧化
反应)
与O2和H2O 反应
4NO
 
 +
  3O
  2+
  2H
  2O  ==
  =4HNO
 
 3
4NO2+
  O  2+
  2H
  2O  ==
  =4HNO
 
 3
与NH3反应
4NH3+
  6NO
 
 =====
 
 5N
  2+
  6H
  2O
8NH3+
  6NO
 
 2=====
 
 7N
  2+
  12H
  2O(归
中反应)
2.NO 和NO2的实验室制法
实验原理
铜与稀硝酸反应的离子方程式:
3Cu
 
 +
  8H
  +  +
  2NO
 
 ==
  =3Cu
 
 2 +  +
  2NO
 
 ↑
  +
  4H
  2O
(NO 用排水法收集,不能用排空气法收集)
铜与浓硝酸反应的离子方程式:
Cu
  +
  4H
  +  +
  2NO
 
 ==
  =Cu
 
 2 +  +
  2NO
 
 2↑
  +
  2H
  2O
(NO2用向上排空气法收集,不能用排水法
收集)
尾气处理
通氧气,用NaOH 溶液吸收:
①2NO+O2===2NO2
②NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+
  H  2O
用NaOH 溶液吸收:
2NO2+2NaOH===NaNO3+
  NaNO
 
 2+
  H  2O
【考法归纳】
(1)N2与O2反应的生成物是NO 不是NO2。
(2)NO2既有氧化性又有还原性,但以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,故不能用湿润的
淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和Br2。
(3)NO 与NaOH 溶液不反应,用NaOH 溶液处理NO 尾气时,需要同时通入空气。
(4)汽车尾气转化器中主要反应:2CO+2NO=====N2+2CO2。
考点2 氨气 铵盐
知识点一氨气
1.分子结构
NH3分子中氮原子的杂化类型为sp
  3 。NH3的空间结构是三角锥形,其球棍模型为
,H—N—H 的
2
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键角<109°28′(填“>”“<”或“=”)。氨气的电子式为
。氨气分子中,氮原子上有一个孤电子
对,故氨气分子常作为配合物的配体。氨气是极性分子,属于分子晶体。
2.物理性质
氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,熔、沸点低,易液化(原因是氨气分子间存在氢
键)。氨气极易溶于水(主要原因是氨气分子与水分子间能形成氢键),1 体积水可溶解约700 体积的氨气。
氨气与水可做喷泉实验。
3.化学性质
(1)与水反应:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-。
NH3·H2O 受热易分解:NH3·H2O  =====
 
 NH
 
 3↑
  +
  H  2O(写化学方程式)。
氨水在阴冷处低温保存(不需要放在棕色试剂瓶内)
(2)与酸反应(生成铵盐)
①蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒靠近,有白烟生成,反应如下:
HCl+NH3===NH4Cl、
HNO3+NH3===NH4NO3。
②过量氨气与H2SO4反应:
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4。
③氨气与CO2和H2O 反应:
2NH3(过量)+CO2+H2O===(NH4)2CO3;
NH3(少量)+CO2+H2O===NH4HCO3。
(3)与盐溶液反应(写离子方程式):
氨气(少量或过量)通入可溶性铝盐溶液中:Al
  3 +  +
  3NH
 
 3+
  3H
  2O  ==
  =Al(OH)
 
 3↓
  +
  3NH
 
 ;
  
氨气(少量或过量)通入可溶性铁盐溶液中:Fe
  3 +  +
  3NH
 
 3·H2O  ==
  =Fe(OH)
 
 3↓
  +
  3NH
 
 。
  
(4)还原性(写化学方程式)
①氨的催化氧化:
4NH3+
  5O
  2=====
 
 4NO
 
 +
  6H
  2O
(工业制硝酸的基础);
②NH3还原CuO:
2NH3+
  3CuO
 
 =====
 
 3Cu
  +
  N  2+
  3H
  2O;
③NH3与氯气反应
少量氨气与氯气反应:
2NH3+
  3Cl
  2==
  =N
  2+
  6HCl
 
 ;
过量氨气与氯气反应:
8NH3+
  3Cl
  2==
  =N
  2+
  6NH
 
 4Cl
(有白烟生成)。
(5)配位反应
AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]Cl
  +
  2H
  2O;
Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](OH)2+
  4H
  2O;
3
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Zn(OH)2+4NH3·H2O===[Zn(NH3)4](OH)2+
  4H
  2O。
4.实验室制法(固体+固体――→气体)
(1)原理:2NH4Cl
  +
  Ca(OH)
 
 2=====
 
 CaCl
 
 2+
  2NH
 
 3↑
  +
  2H
  2O。 
(2)装置:
(3)收集:向下排空气法。
(4)干燥:选用碱石灰干燥,不能选用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥。
(5)验满:将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝;或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟
产生。
(6)尾气处理(前两个烧杯中盛水或稀硫酸):
   
   
【考法归纳】氨气的快速制法
方法
①将浓氨水滴入固体碱性物质(如CaO 粉末、
NaOH 固体、碱石灰)中
②加热浓氨水
装置图
原理
①烧瓶中盛放NaOH:NH3·H2O=====NH3↑
+H2O
②烧瓶中盛放CaO:NH3·H2O+CaO===NH3↑+
Ca(OH)2
NH3·H2O=====NH3↑+H2O
说明
浓氨水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,加入固态碱性物质,使平
衡逆向移动,同时反应放热,促进NH3·H2O 的分解
5.用途
(1)制硝酸及其盐、铵盐、纯碱等。
(2)制尿素、合成纤维等。
(3)液氨常作为制冷剂。
知识点二铵盐
1.物理性质
4
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铵盐都是白色晶体,绝大多数铵盐都易溶于水。
2.铵盐的化学性质
(1)不稳定性:铵盐受热易分解,但不一定都有NH3生成。
NH4Cl=====NH3↑+HCl↑(该反应不可用于制备氨气)
NH4HCO3=====NH3↑+H2O+CO2↑。
(2)与碱反应
①稀溶液间发生反应,在不加热的情况下,无NH3生成:NH+OH-===NH3·H2O。
②浓溶液间发生反应或在加热的条件下,有NH3生成:NH+OH-=====NH3↑+H2O。
3.NH 的检验
【考法归纳】
(1)书写NH3的电子式时,不能漏写孤电子对。
(2)检验NH 时关键操作——须加入NaOH 浓溶液或加热。
(3)水中N、P 元素含量偏高,容易引起水体富营养化。工业废水中含NH3和NH,用氧化剂(NaClO)氧化
生成N2或NO。
【知识拓展】
氨与水的喷泉实验
1.装置图
    
2.原理:NH3在水中溶解度很大,在短时间内产生足够大的压强差。
3.操作:打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,烧杯中的溶液由玻璃管迅速进入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内液
体呈红色。
4.结论:氨气极易溶于水,氨水显碱性。
5.常见可做喷泉实验的试剂(气体+液体)
①HCl(或NH3)+H2O;
②HCl(或Cl2、CO2、SO2、H2S)+NaOH 溶液等。
考点3 硝酸
知识点一分子结构
HNO3中,氮原子的杂化类型为sp
  2 ,分子具有平面三角形结构,HNO3属于分子晶体。
5
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知识点二物理性质
纯硝酸和浓硝酸(质量分数为69%)均是无色透明液体,有刺激性气味,易挥发。HNO3可以形成分子内氢
键,硝酸与水分子间也可形成氢键,二者可以任意比例混溶。
知识点三化学性质
1.酸性:稀硝酸能使紫色石蕊试液变红。
2.不稳定性
4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O,
生成的NO2溶解在浓硝酸中使溶液呈黄色,浓硝酸保存在棕色试剂瓶内。
3.强氧化性
(1)与金属反应
①3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+
  2NO
 
 ↑
  +
  4H
  2O;
②Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+
  2NO
 
 2↑
  +
  2H
  2O。
③常温下,Fe、Al 遇浓硝酸发生钝化(钝化是化学变化)。常温下,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸。
(2)与非金属反应
C+4HNO3(浓)=====CO2↑
  +
  4NO
 
 2↑
  +
  2H
  2O。
(3)与常见还原剂反应
稀硝酸与H2S 反应的离子方程式:3H2S  +
  2H
  +  +
  2NO
 
 ==
  =3S
 
 ↓
  +
  2NO
 
 +
  4H
  2O;
稀硝酸与SO2反应的离子方程式:3SO2+
  2NO
 
 +
  2H
  2O  ==
  =3SO
 
 +
  2NO
 
 +
  4H
  +  ;
稀硝酸与Na2SO3反应的离子方程式:3SO
 
 +
  2NO
 
 +
  2H
  +  ==
  =3SO
 
 +
  2NO
 
 ↑
  +
  H  2O; 
稀硝酸与氢碘酸反应的离子方程式:6I
  -  +
  2NO
 
 +
  8H
  +  ==
  =3I
 
 2+
  2NO
 
 ↑
  +
  4H
  2O;
稀硝酸与Fe2+反应的离子方程式:3Fe
 
 2 +  +
  4H
  +  +
  NO
 
 ==
  =3Fe
 
 3 +  +
  NO
 
 ↑
  +
  2H
  2O。
(4)浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。
知识点四硝酸的工业制法
1.转化关系:NH3→NO→NO2→HNO3。
2.主要原料:氨气、空气、水。
3.主要原理(写化学方程式)
(1)4NH3+
  5O
  2=====
 
 4NO
 
 +
  6H
  2O;
(2)2NO
 
 +
  O  2==
  =2NO
 
 2;
(3)3NO2+
  H  2O  ==
  =2HNO
 
 3+
  NO
  。
4.尾气处理
用NaOH、Na2CO3等碱性溶液吸收。
【知识拓展】
金属与硝酸反应的规律
1.本质:HNO3中+5 价氮元素具有很强的得电子能力。
2.规律:硝酸的浓度越大,反应温度越高,氧化性越强。
3.与金属反应
除Au、Pt 等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有金属。活泼金属(如Mg、Zn 等)与HNO3 反应不生成
6
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H2,HNO3的浓度不同,还原产物不同:
完成下列反应的化学方程式。
(1)银与稀硝酸反应:3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+
  NO
  ↑
  +
  2H
  2O;
(2)少量Fe 与稀硝酸反应:Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+
  NO
  ↑
  +
  2H
  2O;
(3)过量Fe 与稀硝酸反应:3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+
  2NO
 
 ↑
  +
  4H
  2O;
(4)锌与较稀硝酸反应(生成N2O):4Zn+10HNO3(较稀)===4Zn(NO3)2+
  N  2O  ↑
  +
  5H
  2O;
(5)锌与极稀硝酸反应(生成NH4NO3):4Zn+10HNO3(极稀)===4Zn(NO3)2+
  NH
  4NO3+
  3H
  2O。
【考法归纳】
①非金属单质+浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O。
②由于硝酸能氧化HI、HBr、SO2,故不能用硝酸制备HI、HBr、SO2气体。
③由于S2-、HS-、SO、HSO、I-、Fe2+等均能被HNO3氧化,故在酸性条件下,NO 不能与上述还原性
离子共存。如向Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸,因引入了H+而使Fe2+被氧化为Fe3+。
④书写化学反应时,注意HNO3的强氧化性,如Fe(OH)2+2HNO3===Fe(NO3)2+2H2O 是错误的,正确的
为3Fe(OH)2+
  10HNO
 
 3==
  =3Fe(NO
 
 3)3+
  NO
  ↑
  +
  8H
  2O。
⑤王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3 的混合物,能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。如:
Au+HNO3+4HCl===HAuCl4+NO↑+2H2O。
⑥HNO3的工业制法:H2SO4(浓)+NaNO3=====NaHSO4+HNO3↑。原理是利用沸点高、难挥发性酸制取
沸点低、易挥发性的酸。因HNO3不稳定,故加热温度不宜过高。
【真题挑战】
一、单选题
1.(2025·云南·高考真题)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Ar 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Ar 气……
下列说法错误的是
7
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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
【答案】A
【分析】先缓慢通入Ar 气,排尽装置内空气,防止对实验造成干扰,关闭Ⅰ左侧阀门,先后点燃乙、丙、
甲处酒精灯,一段时间后,Ⅰ中灼热的铜网变黑,说明NaNO3分解产生了O2,熄灭酒精灯甲,再次缓慢
通入Ar 气,使NaNO3分解产生的气态产物全部排尽,浓硫酸用于防止空气中的水蒸气进入装置干扰实验。
【详解】A.一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,说明NaNO3分解产生了O2,为确保能准确测定产生的
氧气的质量,应先点燃乙处酒精灯,再点燃丙处酒精灯,最后点燃甲处酒精灯,A 错误;
B.Ⅱ、Ⅲ中Cu 均能和氧气反应生成黑色的CuO,整个过程中,若Ⅱ中灼热的铜网未变黑,则说明生成
的O2在Ⅱ中反应完全,B 正确;
C.Ⅱ中的Cu 只能吸收O2,实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅰ中增加的质量,则分解的气态产物只
有O2,C 正确;
D.由该实验可知NaNO3受热易分解产生氧化剂、助燃性气体O2,故NaNO3应远离热源、可燃物,并与
还原性物质分开存放,D 正确;
答案选A。
2.(2025·广东·高考真题)按如图组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当c 中红色褪去时,将铜
丝拔离液面。下列叙述错误的是
A.a 中有化合反应发生,并有颜色变化
B.b 中气体变红棕色时,所含氮氧化物至少有两种
C.c 中溶液红色刚好褪去时,
恰好完全反应
D.若将a 中稀硝酸换为浓硫酸并加热,则c 中溶液颜色会褪去
8
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【答案】C
【详解】A.铜和稀硝酸反应,会生成一氧化氮,一氧化氮为无色气体,液面上方有氧气存在,一氧化氮
与氧气反应,生成红棕色的二氧化氮,属于化合反应,生成
为蓝色,有颜色变化,A 正确;
B.b 中气体变红棕色时,说明有二氧化氮存在,存在
的反应,所以所含氮氧化物至少有
两种,B 正确;
C.酚酞的变色范围是8.2~10,c 中溶液红色刚好褪去时,此时溶液可能呈弱碱性,所以不能判断
是
否恰好完全反应,C 错误;
D.若将a 中稀硝酸换为浓硫酸并加热,会生成二氧化硫,二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中,可生成亚硫酸
氢钠,溶液显酸性,c 中溶液颜色会褪去,D 正确;
故选C。
3.(2025·江苏·高考真题)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是
A.工业合成氨
B.湿法炼铜
C.高炉炼铁
D.接触法制硫酸
【答案】A
【详解】A.工业合成氨的反应为N2 和H2 反应生成NH3,氮气是直接反应物,A 正确;
B.湿法炼铜通过Fe 置换CuSO4中的Cu,反应不涉及氮气,B 错误;
C.高炉炼铁中氮气作为空气成分进入高炉,但未参与还原铁矿石的主要反应,C 错误;
D.接触法制硫酸涉及硫或硫化物的氧化,氮气未参与反应,D 错误;
故选A。
4.(2024·广西·高考真题)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0.1molNO,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
9
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【答案】B
【分析】反应1 为实验室制备氨气的反应,方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2
2NH3↑+CaCl2+2H2O,反应2 是
氨气的催化氧化,方程式为:4NH3+5O2
4NO+6H2O,反应3 为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,
方程式为:2NO+O₂=2NO₂ ,反应4 为二氧化氮,氧气和水反应生成硝酸,4NO2+2H2O+O2=4HNO3‌,以此解
题。
【详解】A.根据分析可知,每消耗
,生成0.1mol 氨气,但是由于不是标准状况,则气体不
是2.24L,A 错误;
B.根据分析可知,反应2 方程式为:4NH3+5O2
4NO+6H2O,该反应转移20e-,则每生成
0.1molNO,转移电子数为
,B 正确;
C.根据反应3,
充分反应后生成
个
,但是体系中存在2NO2
N
⇌
2O4,则最终二氧化
氮数目小于
,C 错误;
D.根据反应4 可知,为使
完全转化成
,至少需要
个O2,D 错误;
故选B。
5.(2024·湖南·高考真题)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
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C.红棕色逐渐变浅的主要原因是
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
【答案】C
【详解】A.金属铜与稀硝酸不会产生钝化。开始反应速率较慢,可能的原因是反应温度较低,故A 项说
法错误;
B.由于装置内有空气,铜和稀HNO3反应生成的NO 迅速被氧气氧化为红棕色的NO2,产生的NO2浓度
逐渐增加,气体颜色逐渐变深,故B 项说法错误;
C.装置内氧气逐渐被消耗,生成的NO2量逐渐达到最大值,同时装置内的NO2能与溶液中的H2O 反应
3NO2+H2O=2HNO3+NO,气体颜色变浅,故C 项说法正确;
D.由于该装置为密闭体系,生成的NO 无法排出,逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗,铜丝与液面脱离
接触,反应停止,故D 项说法错误;
答案选C。
6.(2024·湖北·高考真题)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子
是强还原剂。锂与液氨
反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是
A.碱石灰有利于
逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用
D.双口烧瓶中发生的变化是
【答案】C
【分析】本题利用Li 和液氨反应
制备
;碱石灰可以吸收浓氨水中
的水分,同时吸水过程大量放热,使浓氨水受热分解产生氨气;利用集气瓶收集氨气;过量的氨气进入
双口烧瓶中在冷却体系中发生反应生成
;最后的球形干燥管中可装
,除掉过量的氨气,
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同时防止空气的水进入引起副反应。
【详解】A.碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物,可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,
有利于
逸出,A 正确;
B.锂片表面有Li2O,Li2O 会阻碍Li 和液氨的接触,所以必须打磨出新鲜表面,B 正确;
C.第一个干燥管目的是干燥氨气,
为酸性干燥剂能与氨气反应,所以不能用
,而装置末端的干
燥管作用为吸收过量的氨气,可用
,C 错误;
D.双口烧瓶中发生的变化是
,D 正确;
故选C。
二、解答题
7.(2024·北京·高考真题)
是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备
。
(1)方法一:早期以硝石(含
)为氮源制备
,反应的化学方程式为:
。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和       。
(2)方法二:以
为氮源催化氧化制备
,反应原理分三步进行。
①第I 步反应的化学方程式为       。
②针对第Ⅱ步反应进行研究:在容积可变的密闭容器中,充入
和
进行反应。在不同压
强下(
、
),反应达到平衡时,测得
转化率随温度的变化如图所示。解释y 点的容器容积小于x 点
的容器容积的原因       。
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(3)方法三:研究表明可以用电解法以
为氮源直接制备
,其原理示意图如下。
①电极a 表面生成
的电极反应式:       。
②研究发现:
转化可能的途径为
。电极a 表面还发生iii.
。iii 的存在,有
利于途径ii,原因是       。
(4)人工固氮是高能耗的过程,结合
分子结构解释原因       。方法三为
的直接利用提供了一种新
的思路。
【答案】(1)难挥发性
(2)     
     
,该反应正向气体分子总数减小,同温时,
条件下
转化率高于
,故
,x、y 点转化率相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影
响
(3)     
     反应iii 生成
,
将
氧化成
,
更易转化成
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(4)
中存在氮氮三键,键能高,断键时需要较大的能量,故人工固氮是高能耗的过程
【详解】(1)浓硫酸难挥发,产物
为气体,有利于复分解反应进行,体现了浓硫酸的难挥发性和
酸性。
(2)①第I 步反应为氨气的催化氧化,化学方程式为
;
②
,该反应正向气体分子总数减小,同温时,
条件下
转化率高于
,故
,
根据
,x、y 点转化率相同,则n 相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响,故y 点
的容器容积小于x 点的容器容积。
(3)①由电极a 上的物质转化可知,氮元素化合价升高,发生氧化反应,电极a 为阳极,电极反应式为
;
②反应iii 生成
,
将
氧化成
,
更易转化成
。
(4)
中存在氮氮三键,键能高,断键时需要较大的能量,故人工固氮是高能耗的过程。
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