人教版高一化学必修1教学资源（全套）

(Pd)、铑(Rh)等。由于贵金属资源少、价格贵，各国科学家都在致力于研究经济上和技术上都可行的稀土/钯三效催化剂。预计这种催化剂将有很好的应用前景。

三效催化净化器的优点是净化率与燃料经济性都比较好，主要问题是成本费用昂贵。由于柴油机排放的气体中残留的氧较多，使氧传感器的控制不灵敏，故三效催化净化器一般不用于柴油机，而只适用于汽油机。

10.浓、稀硫酸氧化作用不同的原因

浓硫酸是一种氧化作用相当强的氧化剂，特别是当加热时，它的氧化性就更强了。浓硫酸的氧化作用是由于分子里有氧化数为+6的硫所引起的。

加热时，绝大多数金属（Au、Pt除外）都能与浓硫酸发生反应，但都没有氢气生成。在金属活动性顺序中氢前面的金属，根据它们还原性强弱的不同，硫酸分子里氧化数为+6的硫，能被还原成不同氧化数的产物，如SO2、S和H2S等。在一般情况下，大多生成SO2。在加热情况下，当还原性强的锌与浓硫酸作用时，主要生成SO2，但往往同时有单质S和H2S生成。

Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O

3Zn+4H2SO4(浓)3ZnSO4+S↓+4H2O

4Zn+5H2SO4(浓)4ZnSO4+H2S↑+4H2O

金属的还原性越强，生成S和H2S的倾向就越大。在金属活动性顺序里氢以后的金属，在加热情况下与浓硫酸反应，都生成SO2，而不生成S和H2S。例如：

Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O

稀硫酸与活泼金属反应，能放出H2。 Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑

这种氧化作用，实际上是金属与稀硫酸里电离出来的氢离子反应而引起的。因此，稀硫酸的氧化作用是一般酸类共有的性质。但氢离子只能氧化金属活动性顺序中位于氢前面的金属，如Mg、Zn、Fe等，或者说是这些活泼金属的还原性把氢离子还原了。而位于氢后面的金属，如Cu、Ag、Hg等，则不能与稀硫酸反应。

11.硝酸的浓度和氧化能力

当硝酸与金属反应时，硝酸被还原的程度取决于酸的浓度和还原剂的强弱。对于同一种还原剂来说，酸愈稀，被还原的程度愈大。例如，铜与浓硝酸的反应中，与稀硝酸的反应中，

→

。

→

；而铜

上述反应中当硝酸的浓度为8 mol/L以上时，还原的主要产物是NO2。这是因为硝酸越浓，氧化性越强，反应过程中生成的低价氮的化合物，在强的氧化气氛中不能存在，继续被氧化成高价的氮的化合物──NO2。当硝酸较稀时，它的氧化性也较弱，氮的低价氧化物能够存在，所以主要产物是NO。

两者电位接近，所以在同一反应中，产生的NO和NO2的机会相近，在溶液中能达成以下平衡：

3NO2+H2O

2HNO3+NO

浓硝酸与金属反应时，最初可能生成NO，但由于硝酸浓度很大，使平衡强烈地向左移动，主要产物为NO2；当稀硝酸与金属反应时，由于硝酸浓度小，平衡向右移动，主要产物为NO。

因此，我们不能简单地就浓、稀硝酸的还原产物来解释浓、稀硝酸氧化能力的强弱。 12.硝酸与金属反应的一般规律

硝酸与金属的反应是相当复杂的。在这类氧化还原反应中，包括许多平行反应。因此，可以得到多种还原产物，而且在还原产物之间还进行氧化还原反应。

某些金属（如镁、锌）与小于2 mol/L的硝酸反应时，还会产生一定量的氢气。 硝酸的还原产物，除取决于硝酸的浓度、还原剂的还原能力外，还与反应温度和反应中间产物（HNO2、NO2）的催化作用有关，反应虽复杂，但硝酸与金属的反应是有规律的。

（1）在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属如铜、汞、银等，与浓硝酸反应时，主要得到NO2，与稀硝酸反应时，主要得到NO。

（2）在常温下Fe、Co、Ni、Al等金属在浓硝酸中发生“钝化”，在金属表面覆盖一层致密的金属氧化物薄膜，阻止反应进一步发生。这些金属与稀硝酸作用主要生成N2O（有的认为是NO）， 这是由于它们的还原性较强，能将硝酸还原成较低价的N2O。如与更稀的硝酸反应则生成氨（钴在同样条件下则生成氮气）。

（3）镁、锌等金属与不同浓度的硝酸作用能得到氮的不同低价态的还原产物。例如，当硝酸中HNO3的质量分数为9%～33%（密度为1.05～1.20 g/cm3)时，反应按下式进行：

4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+5H2O+N2O↑

若硝酸更稀，反应会生成氨，氨与过量的硝酸进一步反应生成硝酸铵。 4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O

(4)Au、Pt、Ir、Rh等重金属与浓、稀硝酸都不反应，因为它们特别稳定，不易被氧化。 （5）Sn、Sb、W、V等金属与浓硝酸作用，生成金属氧化物，而不是硝酸盐（因为这些金属氧化物不溶于硝酸，反应不再继续发生）。

13.氨水

氨水是无色液体，工业和农业用的氨水常因含有铁离子等杂质而显浅黄色。氨水有强烈的刺激性气味，对眼睛黏膜有强烈的刺激性，对伤口有腐蚀性。

氨水的密度小于纯水的密度，最浓的氨水中NO3的质量分数为35.28%，密度为0.88 g/cm3。农业用氨水的质量分数一般为20%，折合含氮的质量分数为15%～17%。氨水是速效肥，施入土壤后很快被农作物吸收，不会残留有害物质，也不会影响土壤的结构和性质。氨水可以作为追肥和基肥，要深施，不能直接施在作物的茎、叶上，以防烧伤作物。氨水易分解，挥发性很大，在运输、储存和施用等环节中都要注意防止氨的挥发，以减少肥分损失。氨水对多种金属有腐蚀作用，运输、储存容器常用橡皮袋、塑料桶、陶瓷罐或涂沥青的铁桶等。

氨水在医疗上用于治疗昏厥和外用消毒等，也是家庭中常用的清洁剂。 14.氮肥

植物生长需要不断从外界摄取各种营养元素，如碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁、铜、锰、锌、硼、钼等。前十种元素植物需要量较多，叫大量元素；后面几种元素植物需要量很少，叫微量元素。其中碳、氢、氧可以从空气中的CO2和土壤里的水分中获得，除部分地区缺乏个别微量元素外，一般土壤里都供给有余。只是氮、磷、钾三种元素，土壤里供给不足，而植物生长时需要量又较大。因此，对这三种元素的人工施肥在农业生产上具有重要意义，所以把氮、磷、钾三种元素叫做肥料三要素。

氮是形成植物细胞里原生质的主要成分──蛋白质的重要元素，也是形成核酸和叶绿素的重要元素。因此，要使庄稼生长茂盛，就不能缺少氮肥。

绿色植物一般不能从空气里直接摄取它们所需要的氮，也不能从土壤里吸取复杂的含氮的有机物。植物从土壤里摄取的氮主要是铵盐和硝酸盐里的氮。

土壤里的氮被植物所吸取，含氮量就会减少。同时，土壤里有些细菌能够使含氮的物质分解，使化合态的氮变为游离态的氮。另外，雨水、河水也会冲洗掉一部分土壤里的氮的化合物。这些作用都会使土壤里含氮量减少。但是，自然界里还有另外一些过程在补充着土壤里减少的氮。例如，动植物的残体腐败的时候，其中含氮的有机化合物在某些细菌的作用下，大部分转化为氨。一部分氨跟土壤里的酸如碳酸、有机酸等起反应，变成铵盐；一部分

氨在硝化细菌的作用下逐渐氧化为硝酸。生成的硝酸跟土壤里的盐类（如碳酸盐）起反应变成了硝酸盐。这样，有机物里的氮就转化为铵盐和硝酸盐，回到土壤里，供植物摄取。

土壤里的固氮菌和豆科植物的根部根瘤菌能够直接摄取空气里的氮气，把氮气转化为氮的化合物。这也是增加土壤里含氮量的途径之一。

自然界里虽然进行着添加土壤里化合态氮的作用，但仍不能满足农业增产、高产的需要，我们必须采取各种方法如施用氮肥、细菌肥料、轮种豆科作物等，来增加土壤里的氮，提高土壤的肥力。

氮肥可以根据它们的来源分为农家氮肥和化学氮肥两类。农家氮肥有厩肥、饼肥等；化学氮肥有硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵、氨水和尿素等。

氮肥是速效肥料。在用氮肥作追肥时，应考虑作物发育状况，如在开花期，一般作物都需要消耗大量的氮肥，因此必须在开花以前追以足量的氮肥。而在成熟期应避免增施氮肥。还必须指出，氮肥的施用必须跟磷、钾等肥料配合，才能达到增产的目的。

氮肥也可以根据它们的化合形态分为：①铵态氮肥（含铵根的），如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵、氨水，以及较少情况下用的氯化铵；②硝酸态氮肥（含有硝酸根的），如硝酸钾、硝酸钙；③酰胺态氮肥（含有CONH2基的），如尿素〔CO（NH2)2〕；④蛋白质态氮肥（氮主要以蛋白质形态存在），如厩肥、饼肥等。前两类氮肥能直接供农作物吸收利用，后两类氮肥要分解转化为铵态氮或硝酸态氮后才能产生肥效。

现把几种主要氮肥的性质及施用、保存方法列于表4-2中。 表 4-2 一些主要氮肥的性质和施用、保存方法

含氮量 名称 化学式 性状 （氮的质 量分数） 硫酸铵 氯化铵 铵态 氮肥 碳酸 氢铵 硝酸铵 （NH4)2SO4 NH4Cl 白色晶体，微粒 20%～21% 易溶 235 ℃ 分解 340 ℃ 升华 36～60 ℃ 分解 水溶性 熔点 肥料 类型 施用和保 存方法 稳定固体，可撒施 白色晶体，微粒 24% 易溶 同上 用时应深施覆土。保存时应密封存放在干燥阴凉处 稳定固体，可撒施 易挥发，有碱性和腐蚀NH4HCO3 白色晶体，易分解、挥发 16%～17% 能溶 NH4NO3 白色晶体，微粒 34%～35% 无色到黄色水易溶 和水可以169.6 ℃ 氨水 NH3·H2O 溶液，有刺激性16%～17% 任何比率气味 混合 性，使用时要稀释，施后应覆土或穴施 硝酸态氮肥 酰铵态氮肥 硝酸钙 硝酸钾 Ca(NO3)2 KNO3 白色晶体，微粒 17% 14%（含K 39%） 易溶 561 ℃ 易吸潮结块，稳定，可撒施 稳定，可撒施 白色晶体，微粒 易溶 334 ℃ 尿素 CO（NH2)2 白色晶体，微粒 42%～46% 微溶 132.7 ℃ 稳定，可撒施或深施 当在土壤中施用硫酸铵时，由于植物吸收NH+4比SO2-4快且数量多，最后硫酸根留在土壤里，使土壤的酸性增加。所以，长期施用硫酸铵，会使土壤板结硬化。

由于氯化铵中的Cl-会降低烟草的燃烧性，使烟草味道变坏，而且Cl-也会使薯类的淀粉含量降低，因此NH4Cl不适用于糖类、淀粉作物及烟草等。

硝酸铵既含有硝酸态氮又含有铵态氮，都易被植物吸收，是含氮量较高的氮肥，但NO3-容易流失，特别在水田里施用更易流失。

碳酸氢铵跟硫酸铵的肥效相近，因为它不含硫酸根，不会使土壤变酸性。碳酸氢铵容易分解。

液氨和氨水也是很好的氮肥。如果施用得法，肥效跟硫酸铵大致相同。但施用时不能跟种子和茎叶接触，以防止烧伤。氨水施入土壤后，氨水里的NH+4一部分可被植物直接吸收，另一部分被土壤吸收，然后逐渐供给作物，或在硝化细菌的作用下，转变为硝酸根，再被作物吸收。由于在稻田施用氨水能杀死鱼蟹，因此在这种情况下，不宜施用氨水作肥料。

尿素是目前含氮量最高的固体氮肥。它不能直接被植物吸收，但在土壤细菌的作用下，尿素转变为碳酸铵后，能被植物吸收。经常施用尿素，对土壤没有不良影响。