氮及其化合物知識背景圖片

① 請問 氮及其重要化合物有哪些

需要掌握的有一氧化氮，二氧化氮，氨氣和硝酸。
要知道氮氣和氧氣反應生成一氧化氮或者二氧化氮。
二氧化氮可溶於水生成硝酸和一氧化氮。
一些金屬和硝酸反應生成硝酸鹽和一氧化氮（稀硝酸）或二氧化氮（濃硝酸）。
別的沒有特別重要的。
氨氣和一些銨鹽也是要知道的。

② 氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用，（1）如圖是N2（g）和H2

（1）反應物總能量大於生成物總能量，應為放熱反應，生成1mol氨氣放出46kJ熱量，則反應的熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol；
（2）反應熱等於反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，設N-H的鍵能為x，
則943+3×435-6x=-92，x=390，故答案為：390；
（3）加入催化劑，反應物和生成物的活化能都降低，故答案為：減小；減小；
（4）已知①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）；△H₁=akJ/mol
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H₂=bkJ/mol
利用蓋斯定律將

③ 按圖中寫一下，氮及其化合物的化學方程式，寫全

NH3+H2O↔NH3.H2O
NH3+HCl=NH4Cl
2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+2H2O+CaCl2
N2+3Mg=加熱=Mg3N2
2Mg3N2+3H2O=加熱=2NH3+Mg2O3
4NH3+5O2=催化劑加熱=4NO+6H2O
N2+O2=閃電=2NO
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
2NO2↔N2O4
4HNO3↔光照↔4NO2+O2+2H2O
4HNO3(濃）+Cu=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2
8HNO3(稀）+3Cu=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO

④ 氮及其化合物

2AgNO3=2Ag+2NO2+O2

4NO2+O2+2H2O=4HNO3
發生下面這個反應時，O2過量，有氧氣剩餘。
選B

⑤ 氮及其化合物知識匯集

首先掌握氮族元素的性質規律等，在了解典型物質(比如N2.NH3.NO.NO2.N2O5.HNO3)它的物理化學性質，以及之間的轉化(化學方程式)，硝酸這一張是重點(性質)，也是難點(計算)
磷 掌握白磷的結構(正四面體)

⑥ 氮及其化合物相互轉化關系化學方程式

N2,NH3,N2O,NO,N2O3,NO2,N2O5,HNO2,HNO3 N2+3H2=2NH3 2N2+O2=2N2O N2+O2=2NO NO2+NO=N2O3 2NO+O2=2NO2 4NO2+O2=2N2O5 N2O3+H2O=2HNO2 N2O5+H2O=2HNO3 3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NH3+5O2=4NO+6H2O andsoon 所有這些相互轉化關系中，有的可逆，有的不可逆，有的同時發生，排列組合可以達到幾十個甚至上百個相互轉化關系，要想列全的話，很有難度 如果你知識足夠嫻熟的話，你會發現我列的反應（及其逆反應）可以組合出所有的轉化關系。

⑦ 高中氮元素知識點總結

必修三----氮族元素
一、氮和磷
1.氮族元素：包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、銻(51Sb)、鉍(83Bi)五種元素．氮族元素位於元素周期表中第VA族，其代表元素為氮和磷．
2.氮族元素的原子結構
(1)相似性：
①最外層電子數均為5個；
②主要化合價：氮有－3、+1、+2、+3、+4、+5價；磷和砷有－3、+3、+5價；銻、鉍有+3、+5價．
(2)遞變規律：按氮、磷、砷、銻、鉍的順序，隨著核電荷數的增加，電子層數增多，原子半徑增大，失電子能力增強，得電子能力減弱，非金屬性減弱，金屬性增強．在氮族元素的單質中，氮、磷具有較明顯的非金屬性；砷雖然是非金屬，但有一些金屬性；銻、鉍為金屬．
3.氮族元素單質的物理性質
N2 P As Sb Bi
顏色 無色 白磷：白色或黃色
紅磷：紅棕色 灰砷：灰色 銀白色 銀白色或微顯紅色
狀態 氣體 固體 固體 固體 固體
密度 逐 漸 增 大

熔點、沸點 先按N2、P、As的順序逐漸升高，而後按Sb、Bi的順序逐漸降低
（一）.氮氣
1.(1)氮元素在自然界中的存在形式：既有游離態又有化合態．空氣中含N2 78％(體積分數)或75％(質量分數)；化合態氮存在於多種無機物和有機物中，氮元素是構成蛋白質和核酸不可缺少的元素．
(2)氮氣的物理性質：純凈的氮氣是無色氣體，密度比空氣略小．氮氣在水中的溶解度很小．在常壓下，經降溫後，氮氣變成無色液體，再變成雪花狀固體．
(3)氮氣的分子結構：氮分子(N2)的電子式為 ，結構式為N≡N．由於N2分子中的N≡N鍵很牢固，所以通常情況下，氮氣的化學性質穩定、不活潑．
(4)氮氣的化學性質：
①N2與H2化合生成NH3 N2 +3H2 2NH3（該反應是一個可逆反應，是工業合成氨的原理．）
②N2與O2化合生成NO： N2 + O2 2NO （在閃電或行駛的汽車引擎中會發生以上反應．）
（5）氮氣的用途
①合成氨，制硝酸；
②代替稀有氣體作焊接金屬時的保護氣，以防止金屬被空氣氧化；
⑧在燈泡中填充氮氣以防止鎢絲被氧化或揮發；
④保存糧食、水果等食品，以防止腐爛；
⑤醫學上用液氮作冷凍劑，以便在冷凍麻醉下進行手術；
⑥利用液氮製造低溫環境，使某些超導材料獲得超導性能．
2.NO、NO2性質的比較
氮的氧化物 一氧化氮(NO) 二氧化氮(NO2)
物理性質 為無色、不溶於水、有毒的氣體 為紅棕色、有刺激性氣味、有毒的氣體，易溶於水
化學性質 ①極易被空氣中的O2氧化：
2NO + O2= 2NO2
②NO中的氮為+2價，處於中間價態，既有氧化性又有還原性 與H2O反應：3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO
(工業制HNO3原理．在此反應中，NO2同時作氧化劑和還原劑)
3.自然界中硝酸鹽的形成過程
(1)電閃雷鳴時：N2+O2 2NO
(2) 2NO + O2= 2NO2
(3)下雨時：3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO
(4)生成的硝酸隨雨水淋灑到土壤中，並與土壤中的礦物作用生成能被植物吸收的硝酸鹽．
4.光化學煙霧：NO、NO2有毒，是大氣的污染物．空氣中的NO、NO2污染物主要來自於石油產品和煤燃燒的產物、汽車尾氣以及制硝酸工廠的廢氣．NO2在紫外線照射下，發生一系列光化學反應，產生一種有毒的煙霧——光化學煙霧．因此，NO2是造成光化學煙霧的主要因素．光化學煙霧刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡．
（二）磷
1.. (1)磷元素在自然界中的存在形式：自然界中無游離態的磷．化合態的磷主要以磷酸鹽的形式存在於礦石中．動物的骨骼、牙齒和神經組織，植物的果實和幼芽，生物的細胞里都含有磷．
(2)單質磷的化學性質：
①與O2反應： 4P+5O2 2P2O5
②磷在C12中燃燒： 2P+3C12(不足量) 2PCl3 2P+5Cl2(足量) 2PCl5
2.磷的同素異形體——白磷與紅磷
磷的同素異形體 白磷 紅磷 說明

物

理

性

質 顏色、狀態 無色蠟狀固體 紅棕色粉末
①白磷與紅磷的結構不同是物理性質存在差別的原因②由兩者物理性質的不同，證明了白磷與紅磷是不同的單質
密度(g•cm－3) 1.82 2.34
溶解性 不溶於水，溶於CS2 不溶於水，也不溶於CS2
毒 性 劇 毒 無 毒
著火點 40℃(白磷受到輕微的摩擦就會燃燒；常溫時，白磷可被氧化而發光) 240℃

化學性質 白磷、紅磷在空氣中燃燒，都生成白色的P2O5 白磷與紅磷燃燒都生成P2O5，證明它們都是由磷元素形成的單質
相互轉化 白磷 紅磷
證明白磷與紅磷所含元素相同——互為同素異形體
保存方法 密封保存，少量白磷保存在水中 密封保存，防止吸濕 切削白磷應在水中進行
用 途 製造高純度磷酸；製造燃燒彈、煙幕彈 製造高純度磷酸；制農葯、安全火柴
3.五氧化二磷、磷酸
(1)五氧化二磷的性質：五氧化二磷是白色粉末狀固體，極易吸水(因此可作酸性氣體的乾燥劑)．P2O5是酸性氧化物，與水反應：
P2O5+3H2O 2H3PO4
(2)磷酸的性質、用途：磷酸(H3PO4)是一種中等強度的三元酸，具有酸的通性．磷酸主要用於製造磷肥，也用於食品、紡織等工業．

4.氮、磷元素及其單質、化合物性質的比較
元素 氮(N) 磷(P)
自然界中存在的形式 游離態和化合態 只有化合態
單質與O2化合的情況 N2+O2 2NO（易）
4P+5O2 2P2O5（難）

單質與H2化合的情況 N2 +3H2 2NH3
2P(蒸汽) + 3H2 2PH3

單質的化學活潑性及原因 單質活潑性：N2＜P
原因：N2分子中N≡N鍵很牢固，故N2性質穩定、不活潑
氫化物的穩定性 NH3＞PH3
最高價氧化物對應水化物的酸性 HNO3＞H3PO4
非金屬性 N＞P

二．銨鹽
1.氨
(1)氨的物理性質：
①氨是無色、有刺激性氣味的氣體，比空氣輕；②氨易液化．在常壓下冷卻或常溫下加壓，氣態氨轉化為無色的液態氨，同時放出大量熱．液態氨氣化時要吸收大量的熱，使周圍的溫度急劇下降；③氨氣極易溶於水．在常溫、常壓下，1體積水中能溶解約700體積的氨氣(因此，氨氣可進行噴泉實驗)；④氨對人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用．若不慎接觸過多的氨而出現病症，要及時吸入新鮮空氣和水蒸氣，並用大量水沖洗眼睛．
(2)氨分子的結構：NH3的電子式為 ，結構式為 ，氨分子的結構為三角錐形，N原子位於錐頂，三個H原子位於錐底，鍵角107°18′，是極性分子．
(3)氨的化學性質：
①跟水反應．氨氣溶於水時(氨氣的水溶液叫氨水)，大部分的NH3分子與H2O分子結合成NH3•H2O(叫一水合氨)．NH3•H2O為弱電解質，只能部分電離成NH4＋和OH－：
NH3 + H2O NH3•H2O NH4＋ + OH－
a．氨水的性質：氨水具有弱鹼性，使無色酚酞試液變為淺紅色，使紅色石蕊試液變為藍色．氨水的濃度越大，密度反而越小(是一種特殊情況)．NH3•H2O不穩定，故加熱氨水時有氨氣逸出：
NH4＋+ OH－ NH3↑+ H2O
b．氨水的組成：氨水是混合物(液氨是純凈物)，其中含有3種分子(NH3、NH3•H2O、H2O)和3種離子(NH4＋和OH－、極少量的H＋)．
c．氨水的保存方法：氨水對許多金屬有腐蝕作用，所以不能用金屬容器盛裝氨水．通常把氨水盛裝在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷壇或內塗瀝青的鐵桶里．
d．有關氨水濃度的計算：氨水雖然大部分以NH3•H2O形式存在，但計算時仍以NH3作溶質．
②跟氯化氫氣體的反應：NH3 + HCl ＝ NH4C1
說明： a．當蘸有濃氨水的玻璃棒與蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近時，產生大量白煙．這種白煙是氨水中揮發出來的NH3與鹽酸揮發出來的HCl化合生成的NH4C1晶體小顆粒．
b．氨氣與揮發性酸(濃鹽酸、濃硝酸等)相遇，因反應生成微小的銨鹽晶體而冒白煙，這是檢驗氨氣的方法之—．
c．氨氣與不揮發性酸(如H2SO4、H3PO4等)反應時，無白煙生成．
③跟氧氣反應： 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
說明：這一反應叫做氨的催化氧化(或叫接觸氧化)，是工業上制硝酸的反應原理之一．
(4)氨氣的用途：
①是氮肥工業及製造硝酸、銨鹽、純鹼的原料；②是有機合成工業如合成纖維、塑料、染料、尿素等的常用原料；③用作冰機中的致冷劑．
2.銨鹽
銨鹽是由銨離子(NH4＋)和酸根陰離子組成的化合物．銨鹽都是白色晶體，都易溶於水．
(1)銨鹽的化學性質：①受熱分解．固態銨鹽受熱都易分解．
根據組成銨鹽的酸根陰離子對應的酸的性質的不同，銨鹽分解時有以下三種情況：
a．組成銨鹽的酸根陰離子對應的酸是非氧化性的揮發性酸時，則加熱時酸與氨氣同時揮發，冷卻時又重新化合生成銨鹽。例如：
NH4Cl(固) NH3↑+ HCl↑ NH3 + HCl＝NH4Cl (試管上端又有白色固體附著)
又如：
(NH4)2CO3 2NH3↑+ H2O + CO2↑ NH4HCO3 NH3↑+ H2O + CO2↑
b．組成銨鹽的酸根陰離子對應的酸是難揮發性酸，加熱時則只有氨氣逸出，酸或酸式鹽仍殘留在容器中．如：
(NH4)2SO4 NH4HSO4 + NH3↑ (NH4)3PO4 H3PO4 + 3NH3↑
c．組成銨鹽的酸根陰離子對應的酸是氧化性酸，加熱時則發生氧化還原反應，無氨氣逸出．例如：
NH4NO3 N2O↑+ 2H2O
②跟鹼反應——銨鹽的通性．
固態銨鹽 + 強鹼(NaOH、KOH) 無色、有刺激性氣味的氣體 試紙變藍色．例如：
(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O
NH4NO3+NaOH NaNO3 + NH3↑+ H2O
說明：a．若是銨鹽溶液與燒鹼溶液共熱，則可用離子方程式表示為：
NH4＋+ OH－ NH3↑+ H2O
b．若反應物為稀溶液且不加熱時，則無氨氣逸出，用離子方程式表示
為：NH4＋+ OH－＝NH3• H2O
c．若反應物都是固體時，則只能用化學方程式表示．
(2)氮肥的存放和施用．銨鹽可用作氮肥．由於銨鹽受熱易分解，因此在貯存時應密封包裝並
存放在陰涼通風處；施用氮肥時應埋在土下並及時灌水，以保證肥效．
2．銨鹽(NH4＋)的檢驗 將待檢物取出少量置於試管中，加入NaOH溶液後，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙在管口檢驗，若試紙變藍色，則證明待檢物中含銨鹽(NH4＋)．
3．氨氣的實驗室製法
(1)反應原理：固態銨鹽[如NH4Cl、(NH4)2SO4等]與消石灰混合共熱：
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
(2)發生裝置類型：固體+固體 氣體型裝置(與制O2相同)．
(3)乾燥方法：常用鹼石灰(CaO和NaOH的混合物)作乾燥劑．不能用濃H2SO4、P2O5等酸性乾燥劑和CaCl2乾燥氨氣，因為它們都能與氨氣發生反應(CaCl2與NH3反應生成CaCl2•8NH3)．
(4)收集方法：只能用向下排氣法，並在收集氨氣的試管口放一團棉花，以防止氨氣與空氣形成對流而造成製得的氨氣不純．
(5)驗滿方法；①將濕潤的紅色石蕊試紙接近集氣瓶口，若試紙變藍色，則說明氨氣已充滿集氣瓶；②將蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近集氣瓶口，有白煙產生，說明氨氣已充滿集氣瓶．
注意 ①制氨氣所用的銨鹽不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，因為NH4NO3在加熱時易發生爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3極易分解產生CO2氣體使製得的NH3不純．
②消石灰不能用NaOH、KOH等強鹼代替，因為NaOH、KOH具有吸濕性，易潮解結塊，不利於生成的氨氣逸出，而且NaOH、KOH對玻璃有強烈的腐蝕作用．
③NH3極易溶於水，製取和收集的容器必須乾燥．
④實驗室製取氨氣的另一種常用方法：將生石灰或燒鹼加入濃氨水中並加熱．有關反應的化學方程式為：
CaO + NH3•H2O Ca(OH)2 + NH3↑
（ 加燒鹼的作用是增大溶液中的OH－濃度，促使NH3•H2O轉化為NH3，這種制氨氣的發生裝置與實驗室制Cl2、HCl氣體的裝置相同）．
三、硝酸
1.硝酸
(1)物理性質：
①純硝酸是無色、易揮發(沸點為83℃)、有刺激性氣味的液體．打開盛濃硝酸的試劑瓶蓋，有白霧產生．(與鹽酸相同)
②質量分數為98％以上的濃硝酸揮發出來的HNO3蒸氣遇空氣中的水蒸氣形成的極微小的硝酸液滴而產生「發煙現象」．因此，質量分數為98％以上的濃硝酸通常叫做發煙硝酸．
(2)化學性質：
①具有酸的一些通性．例如： CaCO3 + 2HNO3(稀)＝Ca(NO3)2 + CO2↑+ H2O
(實驗室制CO2氣體時，若無稀鹽酸可用稀硝酸代替)
②不穩定性．HNO3見光或受熱發生分解，HNO3越濃，越易分解．硝酸分解放出的NO2溶於其中而使硝酸呈黃色．有關反應的化學方程式為：
4HNO3 2H2O + 4NO2↑+O2↑
③強氧化性：不論是稀HNO3還是濃HNO3，都具有極強的氧化性．HNO3濃度越大，氧化性越強．其氧化性表現在以下幾方面：
a．幾乎能與所有金屬(除Hg、Au外)反應．當HNO3與金屬反應時，HNO3被還原的程度(即氮元素化合價降低的程度)取決於硝酸的濃度和金屬單質還原性的強弱．對於同一金屬單質而言，HNO3的濃度越小，HNO3被還原的程度越大，氮元素的化合價降低越多．一般反應規律為：
金屬 + HNO3(濃) → 硝酸鹽 + NO2↑ + H2O
金屬 + HNO3(稀) → 硝酸鹽 + NO↑ + H2O
較活潑的金屬(如Mg、Zn等) + HNO3(極稀) → 硝酸鹽 + H2O + N2O↑(或NH3等)
金屬與硝酸反應的重要實例為：
3Cu + 8HNO3(稀) ＝ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
該反應較緩慢，反應後溶液顯藍色，反應產生的無色氣體遇到空氣後變為紅棕色(無色的NO被空氣氧化為紅棕色的NO2)。實驗室通常用此反應製取NO氣體．
Cu + 4HNO3(濃) ＝ Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
該反應較劇烈，反應過程中有紅棕色氣體產生．此外，隨著反應的進行，硝酸的濃度漸漸變稀，反應產生的氣體是NO2、NO等的混合氣體．
b．常溫下，濃HNO3能將金屬Fe、A1鈍化，使Fe、A1的表面氧化生成一薄層緻密的氧化膜．因此，可用鐵或鋁制容器盛放濃硝酸，但要注意密封，以防止硝酸揮發變稀後與鐵、鋁反應．(與濃硫酸相似)
c．濃HNO3與濃鹽酸按體積比1∶3配製而成的混合液叫王水．王水溶解金屬的能力更強，能溶解金屬Pt、Au．
d．能把許多非金屬單質(如C、S、P等)氧化，生成最高價含氧酸或最高價非金屬氧化物．例如：
C + 4HNO3(濃) ＝ CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O
e．能氧化某些具有還原性的物質，如H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2＋等．應注意的是，NO3－無氧化性，而當NO3－在酸性溶液中時，則具有強氧化性．例如，在Fe(NO3)2溶液中加入鹽酸或硫酸，因引入了H＋而使Fe2＋被氧化為Fe3＋；又如，向濃HNO3與足量的Cu反應後形成的Cu(NO3)2中再加入鹽酸或硫酸，則剩餘的Cu會與後來新形成的稀HNO3繼續反應．
f．能氧化並腐蝕某些有機物，如皮膚、衣服、紙張、橡膠等．因此在使用硝酸(尤其是濃硝酸)時要特別小心，萬一不慎將濃硝酸弄到皮膚上，應立即用大量水沖洗，再用小蘇打或肥皂液洗滌．
(3)保存方法．硝酸易揮發，見光或受熱易分解，具有強氧化性而腐蝕橡膠，因此，實驗室保存硝酸時，應將硝酸盛放在帶玻璃塞的棕色試劑瓶中，並貯存在黑暗且溫度較低的地方．
(4)用途．硝酸是一種重要的化工原料，可用於製造炸葯、染料、塑料、硝酸鹽等．
2.亞硝酸鹽
(1)亞硝酸鈉的性質：亞硝酸鈉(NaNO2)是無色或淺黃色晶體，外觀類似食鹽，有鹹味，易溶於水，有毒．既具有氧化性又具有還原性．
(2)亞硝酸鈉的存在：①長時間加熱煮沸或反復加熱沸騰的水，由於水中NO3－濃度增大，飲用後部分NO3－在人體內被還原為NO一②腐爛的蔬菜中；⑧腌制的食品如酸菜、肉製品中．
(3)亞硝酸鹽的用途：①用於印染、漂白等行業；②在某些食品如臘肉、香腸中用作防腐劑和增色劑；⑧用作混凝土的摻合劑等．
(4)亞硝酸鹽對人體的危害．亞硝酸鹽是一種潛在的致癌物質，過量或長期食用對人體會造成危害．若誤食亞硝酸鹽或食用含有過量的亞硝酸鹽的食物，會出現嘴唇、指甲、皮膚發紫以及頭暈、嘔吐、腹瀉等症狀，嚴重時可致人死亡．所以，國家對食品中的亞硝酸鹽的含量有嚴格的限制．
四．氧化還原反應方程式的配平
氧化還原反應方程式的配平包括氧化還原反應化學方程式的配平和氧化還原反應離子方程式的配平．
(1)配平的原則：
①質量守恆原則：反應前後各元素的原子個數相等．
②化合價守恆原則：氧化劑化合價降低的總數與還原劑化合價升高的總數相等．
③電荷守恆原則：離子方程式兩邊陰、陽離子所帶的正、負電荷的總數相等．
(2)配平的一般步驟：
①「標價態」．將反應前後價態發生了改變的元素的化合價標出．
②「列變化」．根據所標價態，列出化合價升高值和降低值．
③「求總數」．用最小公倍數法使化合價升降的總數相等，以保證化合價守恆．
④「配系數」．先將氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物配平後，再配平價態未發生變化的物質(一般為酸、鹼、水)，以保證質量守恆和電荷守恆．
(3)配平的一般方法：
在具體涉及到一個氧化還原反應方程式的配平時，究竟是先配反應物還是產物，或是先配氧化劑及其還原產物、再配還原劑及其氧化產物，則需根據不同的氧化還原反應方程式作具體分析．
①順向法．配系數時，先配反應物、後配生成物．適用情況：這種配平方法適用於大多數的氧化還原反應方程式的配平，尤其是下列幾類反應的配平，
a．有兩種以上元素被氧化或還原的反應；
b．歸中反應；
c．氧化劑或還原劑的化學式中有腳標的反應．
例1 配平化學方程式： FeS2 + O2一Fe2O3 + SO2
例2 配平化學方程式： S + KOH —K2S + K2SO3 （答案見最後）
五．有關化學方程式的計算
1.有一種反應物過量的計算
在化學反應中，反應物之間是按化學方程式所確定的質量比進行反應的．若反應中給出了一種反應物的質量，而其他反應物是足量的或過量的，則可利用已知的反應物的質量求算生成物的質量．若反應中的兩種反應物的質量都已給出，則應先通過計算判斷兩種反應物是否恰好完全反應，如果不是恰好完全反應，應判斷哪種反應物有剩餘(即過量)，然後再根據不足量的反應物求算生成物的質量．
判斷反應物過量的方法有：
(1)假設法．假設一種反應物A完全反應，根據A的質量求算出與A恰好反應的另一反應物B的質量χ(B)，再將χ(B)與題給的B的質量m(B)相比較．
若χ(B)＜m(B)，則假設成立，即B過量，A完全反應，應以A求算生成物的量；
若χ(B)＞m(B)，則假設不成立，即A過量，B完全反應，應以B求算生成物的量．
(2)比較法．設A與B按化學方程式所確定的質量分別為M(A)和M(B)，然後將題目所給的質量m(A)與m(B)分別與M(A)和M(B)相比，再看比較結果的大小．
若 ＞ ，則反應物A過量，B反應完全，用B求算生成物的量；
若 ＜ ，則反應物B過量，A反應完全，用A求算生成物的量；
若 ＝ ，則A與B恰好完全反應，用A或B求算生成物的量均可．
(3)交叉法．將兩種反應物的質量m(A)、m(B)分別列入化學方程式中對應物質的質量M(A)、M(B)之下，然後交叉相乘，乘積大者的已知量為過量，小者則反應完全．例如，M(B)•m(A)＞M(A)•m(B)時，反應物A過量，B反應完全．
注意：在進行有一種反應物過量的計算時，還要考慮生成物是否與過量的反應物繼續反應，若繼續反應，又要進一步判斷繼續反應時哪一種反應物過量，再進行下一步計算．
例1 將3.3 gCO2通入含3.7 gCa(OH)2的澄清石灰水中，問能產生CaCO3沉澱多少克?
分析 此題中兩種反應物的質量都已給出．若CO2氣體過量，則反應生成的CaCO3與可能過量的CO2會再發生反應，生成Ca(HCO3)2，使生成的CaCO3部分溶解．
解：先判斷CO2氣體與Ca(OH)2哪個過量．
設3.3 g CO2完全反應需Ca(OH)2 χ g，則
Ca(OH)2 + CO2 ＝ CaCO3↓+ H2O
74 44
χ 3.3
χ＝ ＝5.55
由於χ＝5.55(g)＞3.7(g)，即所需的Ca(OH)2的質量小於題給的質量，故Ca(OH)2為不足量，CO2過量．用不足量的Ca(OH)2求算CaCO3的質量．
Ca(OH)2 + CO2 ＝ CaCO3↓+ H2O
74 44 100
3.7 m1(CO2) m1(CaCO3)
m1(CO2)＝ ＝2.2
故剩餘m(CO2)＝3.3－2.2＝1.1(g)．
ml (CaCO3) ＝ ＝5.0
又判斷CO2與CaCO3哪個過量．
CaCO3 + CO2 + H2O ＝ Ca(HCO3)2
100 44
5.0 1.1
＞ ，比值大者為過量．所以CaCO3過量，用CO2求算溶解的CaCO3的質量．
CaCO3 + CO2 + H2O ＝ Ca(HCO3)2
100 44
m2 (CaCO3) 1.1
m2 (CaCO3) ＝ ＝2.5(g)
所以最後剩餘的CaCO3的質量為：m(CaCO3)＝ml (CaCO3)－m2 (CaCO3)＝5.0－2.5＝2.5（g）
即生成的CaCO3沉澱為2.5 g．答案：略．
2.多步反應的計算
(1)從最初的原料反應物經過多步反應變成最後的產物，要求根據反應物的量計算生成物的量或者根據生成物的量求算反應物的量時，可用關系式法求解．關系式法的解題原理是：根據多步反應中的每一步化學方程式，找出最初反應物與最終生成物之間的物質的量的關系，一步列式進行計算．
(2)多步反應計算的一般步驟為：
(1)寫出各步反應的化學方程式並配平；
(2)根據化學方程式找出可作為中介的物質，並確定最初反應物、中介物質及最終生成物之間量的關系；
(3)確定最初反應物和最終生成物之間的量的關系；
(4)根據所確定的最初反應物與最終生成物之間的量的關系和已知條件進行計算
注意 ①若最初的反應物與最終的生成物含有相同元素，則可直接利用元素的原子個數守恆來列式計算．例如，接觸法制H2SO4時，若用FeS2為原料，則有：FeS2～2H2SO4；若用S為原料，則有：S～H2SO4．
②若在反應的各步均有反應物損失，可利用下列關系進行計算：
a．每步反應的轉化率可累積到原料或產物上；
b．某一化合物中的某一元素的損失率等於該化合物的損失率．例如：
S的損失率＝FeS2的損失率；
c．原料利用率＝1－原料損失率．
例2 接觸法制硫酸尾氣中的SO2可用氨水吸收，吸收達到飽和後的溶液再與93％的硫酸反應，可放出SO2並得到(NH4)2SO4溶液．此法可製得較純的SO2，將(NH4)2SO4溶液經結晶、分離、乾燥後可製得固體硫酸銨肥料．
(1)寫出有關反應的化學方程式．
(2)某廠每天排放含SO2的體積分數為0.2％的尾氣10 000 m3，問每天要消耗同溫、同壓下(標准狀況)的氨氣多少立方米？可得到硫酸銨多少千克?
解 (1)①SO2 + 2NH3•H2O ＝ (NH4)2SO3 + H2O
②(NH4)2SO3 + SO2 + H2O ＝ 2NH4HSO3
③2NH4HSO3 + H2SO4 ＝ (NH4)2SO4 + 2SO2↑+ 2H2O
④(NH4)2SO3 + H2SO4 ＝ (NH4)2SO4 + SO2↑+ H2O
(2)從上述反應①、②可知：
2SO2～2NH3•H2O～2NH3～2NH4HSO3～(NH4)2SO4
則SO2與NH3之間的比例關系為：
SO2 ～ NH3
1 l
10 000×0.2％ V(NH3)
V(NH3) ＝ ＝20 (m3)
又由上述關系知，SO2與(NH4)2SO4的關系為：
2SO2 ～ (NH4)2SO4
2×64 132
m[(NH4)2SO4]
m[(NH4)2SO4]＝ ＝58.9 （kg）
故每天消耗氨氣20m3，可生產硫酸銨58.9 kg．
答案：略．
說明 此題利用關系式求硫酸銨的質量時，要注意SO2最後並未進入硫酸銨中，但通過與NH3反應生成NH4HSO3再與H2SO4反應製得硫酸銨，各步反應的化學計量數一定，不考慮損耗則量比關系一定，因此仍可找出SO2與硫酸銨之間的關系．
分析1 從化學式可知，在反應過程中Fe：+2價→+3價，S：－1價→+4，O：0價→－2價，其中Fe、S元素化合價升高，FeS2中S元素有腳標2，故化合價升高數為：1 + 5×2＝11；O元素化合價降低且O元素有腳標2，故化合價降低數為：2×2＝4．顯然，兩者的最小公倍數為44，則在FeS2前配上系數4，在O2前配上系數11，這樣就配好了反應物．即：
4FeS2 + 11O2 — Fe2O3 + SO2
再根據質量守恆原則配平生成物Fe2O3和SO2，得到配平後的化學方程式如下：
4FeS2 + 11O2 ＝ 2Fe2O3 + 8SO2
②逆向法．配系數時，先配生成物、再配反應物．適用情況：
a．歧化反應；
b．某元素被氧化或還原成不止一種價態的產物的反應；
c．產物的化學式中有腳標的反應．
分析2 反應過程中只有S元素的化合價發生變化，且在反應後。0價的S元素部分降低至－2價，部分升高至+4價．在配平時，先配產物K2S、K2SO3，由於化合價升降的最小公倍數為4，因此，在化學式K2SO3前配系數l (注意：系數為1時通常不寫，但有些題目在化學式前打上方框或括弧，則此時必須將系數1填入)，在K2S前配系數2．即：
S + KOH － 2K2S + K2SO3
再配反應物S和KOH．為了保證反應前後O、H元素的原子個數守恆，在產物中還應加上H2O，這樣得到配平後的化學方程式如下：
3S + 6KOH ＝ 2K2S + K2SO3 + 3H2O 答案：略．
③交叉法．配系數時，先配氧化劑及其對應的還原產物(或先配還原劑及其對應的氧化產物)，再配另一反應物及其對應的產物．適用情況：
a．某一反應物有腳標，其對應的產物也有腳標的反應；
b．某反應物在反應中既作氧化劑(或還原劑)又起酸(既生成鹽)的作用(一般為HNO3、H2SO4、HCl等酸)的反應．

⑧ 氮及其化合物的變化關系如圖所示

選D。
A.正確。
B.正確。
C.正確。
D.錯誤，必須兩步才能實現轉化。
N2+3H2=高溫、高壓、催化劑=2NH3
4NH3+5O2=△、催化劑=4NO+6H2O
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO