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  • 单选题
    下列说法中正确的是（　　）
    A．非金属氧化物都是酸性氧化物
    B．金属氧化物都是碱性氧化物
    C．将氨转变成硝酸或其它氮的化合物称为固氮
    D．N2性质稳定，是因为N2分子中氮氮叁键键能很大

    本题信息：化学单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “下列说法中正确的是（ ）A．非金属氧化物都是酸性氧化物B．金属氧化物都是碱性氧化物C．将氨转变成硝酸或其它氮的化合物称为固氮D．N2性质稳定，是因为N2分子...” 主要考查您对

物质的简单分类

氮气

合成氨（人工固氮）

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混合物、纯净物、单质、化合物的概念：

 

(1)混合物：由两种或多种物质混合而成的物质。
(2)纯净物：由单一物质组成的物质   注：由同位素原子组成的物质是纯净物，如H2O和D2O混合后仍为纯净物。
(3)单质：由同种元素组成的纯净物，可分为金属单质和非金属单质。
(4)化合物：由不同种元素组成的纯净物。从不同角度可见化合物分为离子化合物，共价化合物，电解质和非电解质，有机化合物和物质化合物，酸碱盐和氧化物等。


混合物、纯净物、单质、化合物的概念：

 

(1)混合物：由两种或多种物质混合而成的物质

混合物没有固定的组成，一般没有固定的熔沸点

常见特殊名称的混合物：氨水、氯水、王水、天然水、硬水、软水、盐酸、浓硫酸、福尔马林、水玻璃、爆鸣气、水煤气、天然气、焦炉气、高炉煤气、石油气、裂解气、空气、合金、过磷酸钙、漂白粉、黑火药、铝热剂、水泥、铁触媒、玻璃、煤、石油、石油的各种馏分

注：由同素异形体组成的物质为混合物，如红磷和白磷。

(2)纯净物：由单一物质组成的物质

注：由同位素原子组成的物质是纯净物，如H2O和D2O混合后仍未纯净物。

(3)单质：由同种元素组成的纯净物，可分为金属单质和非金属单质

(1)金属单质：如Fe、Al、Cu等

(2)非金属单质：如Cl2、O2、S等

(4)化合物：由不同种元素组成的纯净物。从不同角度可见化合物分为离子化合物，共价化合物，电解质和非电解质，有机化合物和物质化合物，酸碱盐和氧化物等。

(5)酸、碱、盐、氧化物

①酸：电离理论认为电解质电离出阳离子全部是H+的化合物

常见的强酸：HClO4 H2SO4 HCl HNO3等

常见的弱酸：H2SO3 H3PO4 HF H2CO3 CH3COOH等

②碱：电离理论认为电解质电离出阴离子全部是OH-的化合物

常见强碱：NaOH KOH Ba(OH)2 Ca(OH)2等

常见弱碱：NH3·H2O Al(OH)3 Fe(OH)3等

③盐：电离时生成金属阳离子（NH4+）和酸根离子的化合物，可分为：正盐、酸式盐、碱式盐、复盐

a正盐：Na2SO4 Na2CO3 (NH4)2SO4 等

b酸式盐：NaHCO3 NaHSO4 NaH2PO4 Na2HPO4等

c碱式盐：Cu(OH)2CO3 Mg(OH)2CO3等

d复盐：KAl(SO4)2·H2O (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O等

(6)氧化物：由两种元素组成，其中一种元素是氧的化合物

①按组成分：
金属氧化物：Na2O Al2O3 Fe3O4等
非金属氧化物：NO2 SO2 CO2等

②按性质分：

不成盐氧化物：CO NO等

酸性氧化物：CO2 SO2等

碱性氧化物：Na2O CuO等

两性氧化物：Al2O3 ZnO等

过氧化物：Na2O2 H2O2等

超氧化物：KO2等


特殊例子提醒：

(1)胆矾、明矾等结晶水合物是纯净物，不是物质和水的混合物。
(2)碱性氧化物一定是金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物(如Mn2O7为酸性氧化物、Al2O3为两性氧化物、Na2O2为过氧化物)。
(3)酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7)；非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO、NO)。
(4)酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱(如SiO2、CuO)。
(5)与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物(如NO2)；与水反应生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物(如Na2O2)。


无机物分类：

氧化物的分类：

 


氮元素在自然界中的存在形式：

既有游离态又有化合态。空气中含N278％(体积分数)或75％(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素


氮气的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小，氮气在水中的溶解度很小，在常压下101kPa，-195.8℃氮气变成无色液体，-209.9℃变成雪花状固体。氮气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为，结构式为N≡N，由于N2分子中的N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼。
(2)化学性质：氮分子化合价为0价，既可以升高也可以降低，说明氮气既有氧化性又有还原性。
①N2与H2化合生成NH3：
说明：该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理。
②N2与金属反应(Mg Ca Sr Ba)反应：
③N2与O2化合生成NO：
说明：在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。


氮气的用途：
①合成氨，制硝酸；
②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；
⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；
④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；
⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；
⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。

氮的固定：
1．定义：氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的方法。
2．方法：氮的固定主要方法有：
（1）人工合成氨 ：化学固氨法。其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。 
（2）根瘤菌，生物固氨。常温常压下进行。成本低、转化率高、效率高。
3．工业应用：模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。 二、合成氨的反应原理
1．加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氨气的混合气体，可以看到湿润的PH试纸变蓝色
2．用氢 气和氨气合成氨的反应式是
N2+3H22NH3，属放热反应。
3．工业上，采用以铁为主的催化剂，在400～500℃和10Mpa～30 Mpa的条件下合成氨。
（1）催化剂的主要作用：成千上万倍地加快化学反应速率，缩短达平衡的时间，提高日产量。
（2）合成氨的适宜条件：以铁为主的催化剂，在400～500℃和10Mpa～30 Mpa的条件
（3）选择适宜生产条件的原则：有较高的反应速率和平衡转化率，能最大限度地提高利润。
（4）合成氨生产时，不采用尽可能高的压强，通常采用10MPa~30MPa 的压强，否则会增大设备的动力要求，增大成本。
（5）合成氨的反应为放热反应，降低温度促使平衡向有移动，有利于N2、H2转化为NH3；但降温必然减缓了反应速率，影响单位时间产率。生产中将二者综合考虑，既要保证N2、H2的转化率，又要保证较快的反应速率，只能选择适中的温度400～500℃左右。应注意该温度为催化剂活化温度，低于此温度，催化剂不起作用。
（6）催化剂是影响反应速率的几个因素中，对反应速率影响程度最大的。
催化剂的特点： 
①选择性：不 同的反应选择不同的催化剂，如合成氨选择了铁触媒。每种催化剂都是对特定的反应有催化作用，并非能改变任何化学反应的速率。 
②灵敏性：催化剂中混入杂质，常常会失去催化作 用，称催化剂“中毒”，因此  反应气体进入反应器前必须净化。 ③催化剂只有在活化温度以上才能起催化作用，如铁触媒活化温度为400～500℃，因此该温度为合成氨的适宜温度。 

人工固氮技术——合成氨：

1．生产原理
 
2．合成氨的基本生产过程
(1)原料气的制备要实现合成氨的工业化生产，首先要解决氢气和氮气的来源问题。
①氮气的制备合成氨所需要的氮气都取自空气。从空气中制取氮气通常有两种方法：一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气；二是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳，再除去二氧化碳得到氮气。
②氢气的制备氢气主要来源于水和碳氢化合物。氢气的制取有下表中的几条途径。

(2)原料气的净化
原料气的净化就是除去原料气中的杂质。在制取原料气的过程中，常混有一些杂质，其中的某些杂质会使合成氨所用的催化剂“中毒”(所谓“中毒”即是催化剂失去催化活性)，所以必须除去。原料气净化的主要目的是防止催化剂“中毒”。
(3)氨的合成与分离
①氨的合成工业合成氨的主要设备是合成塔。将净化后的原料气经过压缩机压缩后输人合成塔，经过下列化学反应合成氨：

②氨的分离从合成塔出来的混合气体，通常约含15％(体积分数)的氨。为了使氨从未反应的氮气和氢气里分离出来，要把混合气体通过冷凝器使氨液化，然后在气体分离器里把液态氨分离出来导入液氨贮罐。南气体分离器出来的气体，经过循环压缩机，再送到合成塔中进行反应。
3．合成氨适宜条件的选择
外加条件要尽可能加快反应速率，提高反应物的转化率.


 4．合成氨的环境保护
随着环境保护意识的增强，以及相关的法律、法规的严格实施，合成氨生产中可能产生的“三废”的处理越来越成为技术改造的重要问题。
(1)废渣
主要来自造气阶段，特别是以煤为原料而产生的煤渣，用重油为原料产生的炭黑等，现在大都将它们用作建材和肥料的原料。
(2)废气
主要是H2S和CO2等气体。对H2S气体的处理，先后采用了直接氧化法(选择性催化氧化)、循环法(使用溶剂将其吸收浓缩)等回收技术。对CO2 的处理，正在不断研究和改进将其作为尿素和碳铵生产原料的途径。
(3)废液
主要是含氰化物和含氨的污水。目前，处理含氰化物污水主要有生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法；处理含氨废水多以蒸馏的方法回收氨达到综合利用的目的，对浓度过低的含氨废水，可用离子交换法治理。


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