1．氮元素的“價(jià)—類”二維圖
氮元素有多種可變化合價(jià)，物質(zhì)的種類較多，在復(fù)習(xí)時(shí)要從物質(zhì)類別和價(jià)態(tài)變化理解這些物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
2．含氮元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
典型物質(zhì)間轉(zhuǎn)化方程式再落實(shí)。
(1)工業(yè)合成氨：N2＋3H2eq \(,\s\up7(高溫、高壓),\s\d5(催化劑))2NH3；
(2)實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl固體制NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))2NH3↑＋2H2O＋CaCl2；
(3)NH3的催化氧化：4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化劑),\s\d5(△))4NO＋6H2O；
(4)NO2溶于水：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；
(5)Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
(6)Cu溶于濃HNO3：Cu＋4H＋＋2NOeq \\al(－,3)===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；
(7)熾熱的炭在濃硝酸中燃燒：C＋4HNO3(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
(8)濃硝酸見光分解：4HNO3eq \(=====,\s\up7(光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
一、氮在自然界中的循環(huán)
1．自然界中氮的循環(huán)如圖所示。下列說法不正確的是( )
A．工業(yè)合成氨屬于人工固氮
B．雷電作用下N2與O2發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)
C．在氮的循環(huán)中不涉及氧化還原反應(yīng)
D．含氮無機(jī)物與含氮有機(jī)化合物可相互轉(zhuǎn)化
答案 C
解析 工業(yè)合成氨是氮?dú)夂蜌錃庠诟邷?、高壓和催化劑條件下生成氨氣，屬于人工固氮，故A正確；雷電作用下N2與O2發(fā)生反應(yīng)生成NO，故B正確；在氮的循環(huán)中，工業(yè)合成氨、雷電作用過程中N元素化合價(jià)改變，涉及氧化還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；含氮無機(jī)物與含氮有機(jī)化合物可相互轉(zhuǎn)化，如氨氣可合成尿素，故D正確。
2．(2022·石家莊高三模擬)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法錯(cuò)誤的是( )
A．①和②均屬于氮的固定
B．氫、氧元素也參與了自然界中的氮循環(huán)
C．④中每生成1 ml NOeq \\al(－,3)，消耗2 ml O2
D．③和⑤過程中氮元素分別被還原和氧化
答案 D
解析 反應(yīng)①將N2轉(zhuǎn)化為NO，屬于氮的固定，反應(yīng)②屬于植物固氮，A正確；由圖示知，氮循環(huán)過程中涉及氫、氧元素，B正確；反應(yīng)④是O2將NH3氧化為NOeq \\al(－,3)，N元素化合價(jià)由－3價(jià)升高到＋5價(jià)，即生成1 ml NOeq \\al(－,3)失去8 ml電子，根據(jù)得失電子守恒可知每生成1 ml NOeq \\al(－,3)需要消耗2 ml O2，C正確；反應(yīng)③中NO被氧化為NOeq \\al(－,3)，反應(yīng)⑤中NOeq \\al(－,3)被還原為N2，D錯(cuò)誤。
二、氮及其化合物的轉(zhuǎn)化與物質(zhì)推斷
3．下列關(guān)系圖中，A是一種正鹽，B是氣態(tài)氫化物，C是單質(zhì)，F(xiàn)是強(qiáng)酸。當(dāng)X無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去)，當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，過量的B跟Cl2反應(yīng)除生成C外，另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。
下列說法不正確的是( )
A．當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)可能是H2SO4
B．當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)是HNO3
C．當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì)
D．B和Cl2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
答案 C
解析 當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，和強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生的氣態(tài)氫化物B可判斷為NH3，則A為銨鹽，過量的B跟Cl2反應(yīng)生成的鹽酸鹽是NH4Cl，則C為N2，由此判斷D為NO、E為NO2、F為HNO3；A和強(qiáng)酸反應(yīng)生成的B能被Cl2氧化，且生成的C能被O2連續(xù)氧化，在常見的物質(zhì)中可考慮A為硫化物，所以，當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，A、B、C、D、E、F可分別為(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，故A、B正確，C錯(cuò)誤；B是氨氣或硫化氫，氨氣與Cl2反應(yīng)生成氯化銨和氮?dú)?，硫化氫和氯氣反?yīng)生成硫單質(zhì)和氯化氫，因此B與氯氣的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，故D正確。
4．(2022·河北三河市第一中學(xué)模擬)如圖是氮元素形成物質(zhì)的“價(jià)—類”二維圖及氮循環(huán)的部分信息：
下列說法正確的是( )
①可通過雷電作用將b轉(zhuǎn)化為c，這是一種固氮方式
②可通過加氧化劑將e轉(zhuǎn)化為f
③a→c→d→f這幾個(gè)反應(yīng)中，均發(fā)生了N元素被氧化的反應(yīng)
④g只具有氧化性，還可能與堿發(fā)生反應(yīng)
⑤將f轉(zhuǎn)化為d必須選用合適的還原劑才能實(shí)現(xiàn)
⑥h可與f反應(yīng)生成i
A．①③⑤⑥ B．②③④
C．①③⑥ D．①④⑤
答案 C
解析 根據(jù)物質(zhì)類別及與N元素化合價(jià)的關(guān)系可知：a是NH3，b是N2，c是NO，d是NO2，e是N2O5，f是HNO3，g是HNO2，h是NH3·H2O，i是NH4NO3。①在雷電作用下N2與O2反應(yīng)產(chǎn)生NO，這是一種固氮方式，正確；②N2O5與水反應(yīng)產(chǎn)生HNO3，反應(yīng)過程中元素化合價(jià)不變，因此反應(yīng)不需要加入氧化劑就可以實(shí)現(xiàn)，錯(cuò)誤；③在a→c→d→f這幾個(gè)反應(yīng)中，N元素化合價(jià)升高，被氧化，因此均發(fā)生了N元素被氧化的反應(yīng)，正確；④g是HNO2，屬于酸，N元素化合價(jià)是＋3價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，因此既具有氧化性又具有還原性，同時(shí)也能與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水，錯(cuò)誤；⑤f是HNO3，光照條件下自身分解即可生成NO2(d)，可以不用其他還原劑，錯(cuò)誤；⑥HNO3與NH3·H2O發(fā)生中和反應(yīng)生成NH4NO3和水，正確。
三、氮及其化合物的轉(zhuǎn)化與物質(zhì)制備
5．(2022·江蘇鎮(zhèn)江市模擬)空氣中的氮?dú)饪赏ㄟ^人工固氮獲得氨氣，氨氣是重要的化工原料，通過氨氧化法可制得硝酸，反應(yīng)過程如圖：
N2eq \(―――――――――――→,\s\up7(H2、高溫、高壓、催化劑),\s\d5(轉(zhuǎn)化①))NH3eq \(――――――→,\s\up7(O2、催化劑、△),\s\d5(轉(zhuǎn)化②))NOeq \(―――――→,\s\up7(O2),\s\d5(轉(zhuǎn)化③))NO2eq \(―――――→,\s\up7(H2O、O2),\s\d5(轉(zhuǎn)化④))HNO3
硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，制硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣中含有氮氧化物，應(yīng)處理后才能排放。下列說法不正確的是( )
A．常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中
B．BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體
C．工業(yè)上，當(dāng)轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率
D．轉(zhuǎn)化④中，當(dāng)V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時(shí)，理論上NO2全部轉(zhuǎn)化為HNO3
答案 B
解析 硝酸是強(qiáng)氧化性酸，BaSO3固體能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸鋇，硝酸被還原生成NO，B錯(cuò)誤。
6．(2022·江蘇如皋中學(xué)開學(xué)考)水合肼(N2H4·H2O)是重要的氫能源穩(wěn)定劑，其制備的反應(yīng)原理為NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列裝置和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
A．裝置甲用于制備NH3，試劑X是氯化鈣
B．用裝置乙作為反應(yīng)過程的安全瓶
C．制備水合肼時(shí)從裝置丙的a口通入NH3
D．用裝置丁吸收反應(yīng)中過量的NH3
答案 A
解析 濃氨水需受熱或加入堿性物質(zhì)才能分解產(chǎn)生NH3，CaCl2不能使?jié)獍彼纸猓珹項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置中的安全瓶的進(jìn)氣管和出氣管均較短，B項(xiàng)正確；氨氣密度比空氣小，為了利于氨氣與NaClO溶液反應(yīng)，應(yīng)從裝置丙的a口通入氨氣，C項(xiàng)正確；氨氣會(huì)污染環(huán)境，用裝置丁可吸收過量的NH3，并能防倒吸，D項(xiàng)正確。
7．(2022·山東淄博市模擬)氨基甲酸銨(NH2COONH4)易分解，易水解，難溶于CCl4。某小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備氨基甲酸銨。
已知：2NH3 (g)＋ CO2(g)NH2COONH4 (s) ΔH＜0
下列分析錯(cuò)誤的是( )
A．A裝置的優(yōu)點(diǎn)是能夠隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止
B．裝置B、C、E中試劑可分別為飽和碳酸氫鈉溶液、濃硫酸、P2O5固體
C．裝置D使用冰水浴
D．裝置F中所用試劑可為NH4Cl與熟石灰
答案 B
解析 A裝置為碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)制備CO2的簡(jiǎn)易裝置，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是能夠隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，A正確；氨基甲酸銨易水解，進(jìn)入裝置D的氣體必須是干燥純凈氣體，左側(cè)裝置B、C試劑可分別為飽和碳酸氫鈉溶液、濃硫酸，制備純凈干燥的CO2，裝置F可用NH4Cl與熟石灰制備氨氣，E中試劑需干燥氨氣，可以選用堿石灰，但不能選用P2O5固體，B錯(cuò)誤、D正確；制備氨基甲酸銨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，制得的物質(zhì)易分解，所以裝置D需降溫，使用冰水浴，C正確。
四、氮及其化合物的轉(zhuǎn)化與典型物質(zhì)性質(zhì)探究
8．某化學(xué)自主實(shí)驗(yàn)小組通過實(shí)驗(yàn)探究NH3、NO2的性質(zhì)。
探究Ⅰ：利用如圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾，夾持及固定裝置略去)。
(1)A裝置中制取NH3的化學(xué)方程式是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)甲、乙分別是________(填字母)。
a．濃硫酸、堿石灰
b．堿石灰、堿石灰
c．堿石灰、無水氯化鈣
d．五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能夠被NH3還原，預(yù)期C裝置中能觀察到的現(xiàn)象是__________________________。
(4)此實(shí)驗(yàn)裝置存在一個(gè)明顯的缺陷是_______________________________________
________________________________________________________________________。
探究Ⅱ：探究NO2、O2混合氣體的噴泉實(shí)驗(yàn)。
(5)請(qǐng)?jiān)贕裝置中的虛線上描出導(dǎo)管實(shí)線圖。
(6)G裝置中濃硫酸有三種作用：混合NO2、O2氣體；干燥NO2、O2； __________。
(7)將G裝置上面的圓底燒瓶收集滿氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，若混合氣體全部被吸收，則所得溶液物質(zhì)的量濃度為______ ml·L－1(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
答案 (1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 (2)c (3)C裝置中混合氣體顏色變淺
(4)缺少尾氣處理裝置 (5)(進(jìn)氣管短，出氣管長(zhǎng)) (6)觀察氣泡的速率，控制混合氣體的比例
(7)0.036
解析 (7)燒瓶中充滿溶液，則恰好發(fā)生反應(yīng)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，HNO3的物質(zhì)的量是恰好完全反應(yīng)的NO2和O2(體積比4∶1)總物質(zhì)的量的eq \f(4,5)，溶液體積等于燒瓶體積，設(shè)燒瓶體積為V L，則溶液的物質(zhì)的量濃度為eq \f(\f(V L,22.4 L·ml－1)×\f(4,5),V L)＝eq \f(1,22.4)×eq \f(4,5) ml·L－1≈0.036 ml·L－1。

1．(2018·全國卷Ⅱ,8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如下圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A．霧和霾的分散劑相同
B．霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨
C．NH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑
D．霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)
答案 C
解析 霧和霾的分散劑都是空氣，A項(xiàng)正確；NH3參與反應(yīng)生成銨鹽，是反應(yīng)物，不是催化劑，C項(xiàng)錯(cuò)誤；過度施用氮肥會(huì)增加大氣中氨的含量，D項(xiàng)正確。
2．(2021·廣東1月適應(yīng)性測(cè)試，10)部分含氮物質(zhì)的分類與相應(yīng)氮元素的化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．a(chǎn)可經(jīng)催化氧化生成b
B．b為紅棕色，可轉(zhuǎn)化為c
C．密閉體系中，c存在2NO2N2O4
D．d的溶液與Cu反應(yīng)可生成b或c
答案 B
解析 由題中信息知，a為NH3，b為NO，NH3可經(jīng)催化氧化生成NO，A說法正確；b為NO，為無色氣體，與氧氣反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為c，即NO2，B說法錯(cuò)誤；d為硝酸，Cu與稀硝酸反應(yīng)生成NO，與濃硝酸反應(yīng)生成NO2，D說法正確。
3．(2016·全國卷Ⅰ,26)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NO2反應(yīng)進(jìn)行了探究?；卮鹣铝袉栴}：
(1)氨氣的制備
①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置→________(按氣流方向，用小寫字母表示)。
(2)氨氣與二氧化氮的反應(yīng)
將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
答案 (1)①A 2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或B NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O) ②dcfei (2)①紅棕色氣體顏色慢慢變淺 ②6NO2＋8NH3eq \(=====,\s\up7(催化劑),\s\d5(△))7N2＋12H2O ③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象 ④反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng)
解析 (1)①在實(shí)驗(yàn)室通常用加熱氯化銨和消石灰固體混合物的方法制取氨氣，應(yīng)選用發(fā)生裝置A，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，或選用發(fā)生裝置B，直接加熱濃氨水生成氨氣：NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。②氨氣是堿性氣體，可用堿石灰干燥，其密度小于空氣，應(yīng)采用向下排空氣法收集，氨氣極易溶于水，尾氣處理時(shí)應(yīng)防止倒吸，則要收集一瓶干燥的氨氣，儀器的連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置→dcfei。
(2)打開K1，推動(dòng)注射器活塞將氨氣緩慢通入Y管中，在一定溫度和催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)：6NO2＋8NH3eq \(=====,\s\up7(催化劑),\s\d5(△))7N2＋12H2O，隨著反應(yīng)的發(fā)生Y管中紅棕色氣體顏色變淺；反應(yīng)生成的水蒸氣液化后，NO2和NH3反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減小，反應(yīng)容器中的壓強(qiáng)減小，打開K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。
課時(shí)精練
1．氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分，人類活動(dòng)影響了氮循環(huán)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，如圖所示。下列說法不正確的是( )
A．工業(yè)合成氨屬于人工固氮過程
B．硝化過程中氮元素被還原
C．含氮無機(jī)物與含氮有機(jī)化合物可相互轉(zhuǎn)化
D．反硝化過程有助于穩(wěn)定N2在大氣中的含量
答案 B
解析 工業(yè)上用氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睂儆谌斯す痰^程，A正確；硝化過程中氨氣、銨根離子中－3價(jià)的氮元素轉(zhuǎn)化為NOeq \\al(－,2)、NOeq \\al(－,3)中＋3價(jià)、＋5價(jià)的氮元素，氮元素失電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；NOeq \\al(－,2)、NOeq \\al(－,3)經(jīng)同化作用變?yōu)閯?dòng)植物蛋白中的N元素，動(dòng)植物蛋白經(jīng)氨化作用轉(zhuǎn)化為氨氣或銨根離子，故含氮無機(jī)物與含氮有機(jī)化合物可相互轉(zhuǎn)化，C正確；反硝化過程生成氮?dú)?，向大氣提供氮?dú)?，即反硝化過程有助于彌補(bǔ)人工固氮對(duì)氮循環(huán)造成的影響，D正確。
2．(2022·上海金山區(qū)模擬)自然界中氮的部分循環(huán)過程如圖，下列有關(guān)說法正確的是( )
A．過程①和②均屬于自然固氮
B．X→Y發(fā)生化合反應(yīng)
C．NH3→N發(fā)生氧化還原反應(yīng)
D．若為硫循環(huán)，X在空氣中點(diǎn)燃可得Y
答案 B
解析 依據(jù)自然界中氮的部分循環(huán)過程圖可知，X為NO，Y為NO2，Z為HNO3，M為硝酸鹽，N為銨鹽。過程①可能是自然固氮，但過程②不是，A錯(cuò)誤；X→Y發(fā)生的反應(yīng)為2NO＋O2===2NO2，是化合反應(yīng)，B正確；NH3→N的過程元素化合價(jià)沒有改變，所以不是氧化還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；若為硫循環(huán)，X為SO2，Y為SO3，X→Y的反應(yīng)為2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化劑),\s\d5(△))2SO3，X在空氣中點(diǎn)燃不能得到Y(jié)，D錯(cuò)誤。
3．NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說法正確的是( )
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時(shí)都易分解
C．NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng)
D．圖中所涉及的O2都要用純氧
答案 C
解析 化肥主要是含農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的一些物質(zhì)，NaHCO3不是化肥，A項(xiàng)不正確；Na2CO3受熱不易分解，B項(xiàng)不正確；NH3和NO2在一定條件下可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如生成氮?dú)?，C項(xiàng)正確；氨的催化氧化用空氣就可以，不一定要用純氧，D項(xiàng)不正確。
4．工業(yè)上常采用生物硝化法將NHeq \\al(＋,4)轉(zhuǎn)化為NOeq \\al(－,3)來處理氨氮廢水，工藝流程如圖，下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．生物硝化法處理廢水，會(huì)導(dǎo)致水體pH逐漸下降：NHeq \\al(＋,4)＋2O2===NOeq \\al(－,3)＋2H＋＋H2O
B．長(zhǎng)期過量施用NH4Cl等銨態(tài)化肥，易導(dǎo)致土壤酸化，水體富營養(yǎng)化
C．檢驗(yàn)NHeq \\al(＋,4)所需的試劑是濃NaOH溶液、濕潤的藍(lán)色石蕊試紙
D．微生物保持活性的pH范圍為7～9，可以加入石灰石來調(diào)節(jié)水體的pH
答案 C
解析 NH4Cl水解呈酸性，長(zhǎng)期過量施用會(huì)導(dǎo)致土壤酸化，也會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，B項(xiàng)正確；檢驗(yàn)NHeq \\al(＋,4)應(yīng)使用濕潤的紅色石蕊試紙，C項(xiàng)錯(cuò)誤；生物硝化法處理廢水會(huì)使水體呈酸性，可以加入石灰石與H＋反應(yīng)來調(diào)節(jié)水體的pH，D項(xiàng)正確。
5．(2022·山東臨沂市模擬)以天然氣為原料合成氨是新的生產(chǎn)氮肥的方法，其工藝流程如下。下列說法正確的是( )
A．反應(yīng)①使用催化劑可提高反應(yīng)速率和甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率
B．反應(yīng)②的原子利用率為100%
C．生成1.0 ml NH4NO3至少需要0.75 ml CH4
D．反應(yīng)③理論上當(dāng)n(NH3)∶n(O2)＝4∶3時(shí)，恰好完全反應(yīng)
答案 C
解析 反應(yīng)①使用催化劑可以提高反應(yīng)速率，但不能提高甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率，A錯(cuò)誤；反應(yīng)②的化學(xué)方程式為CO2＋2NH3eq \(=====,\s\up7(一定條件))CO(NH2)2＋H2O，則該反應(yīng)的原子利用率小于100%，B錯(cuò)誤；由天然氣經(jīng)過各步轉(zhuǎn)化，最終生成NH4NO3涉及的化學(xué)反應(yīng)有CH4＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(催化劑))CO2＋4H2，N2＋3H2eq \(,\s\up7(高溫、高壓),\s\d5(催化劑))2NH3,2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，則有NH4NO3～2NH3～3H2～eq \f(3,4)CH4，故生成1.0 ml NH4NO3至少需要0.75 ml CH4，C正確；反應(yīng)③的化學(xué)方程式為2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，則理論上當(dāng)n(NH3)∶n(O2)＝1∶1時(shí)，恰好完全反應(yīng)，D錯(cuò)誤。
6．某化學(xué)興趣小組用如圖所示裝置檢驗(yàn)Pb(NO3)2受熱分解的產(chǎn)物(圖中夾持和加熱設(shè)備略去)。在試管中放入研碎的Pb(NO3)2晶體后，加熱；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，試管中得到黃色粉末(PbO)，U形管下部有少量液體X，集氣瓶中收集到無色氣體Y。下列說法不正確的是( )
A．液體X可能是液化的NO2或N2O4
B．在裝置中用錫紙將膠塞與產(chǎn)生的氣體隔開，主要是為了防止其被生成的氣體腐蝕
C．氣體Y可能是O2，也可能是NO2與水反應(yīng)后生成的NO
D．停止反應(yīng)，應(yīng)注意先把導(dǎo)氣管移出水面，然后再熄滅酒精燈
答案 C
解析 根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，Pb(NO3)2分解的化學(xué)方程式為2Pb(NO3)2eq \(=====,\s\up7(△))2PbO＋4NO2↑＋O2↑，液體X可能是液化的NO2或N2O4，故A正確；NO2氣體會(huì)損壞橡膠，在裝置中用錫紙將膠塞與產(chǎn)生的氣體隔開，主要是為了防止其被生成的氣體腐蝕，故B正確；Pb(NO3)2分解放出氧氣，氣體Y可能是O2，不可能是NO2與水反應(yīng)后生成的NO，故C錯(cuò)誤；為防止倒吸，停止反應(yīng)時(shí)，應(yīng)先把導(dǎo)氣管移出水面，然后再熄滅酒精燈，故D正確。
7．氮及其化合物的“價(jià)—類”二維圖如下所示。
下列說法正確的是( )
A．X可通過加熱氯化銨固體制取
B．從物質(zhì)類別角度分析，P和Z都屬于酸性氧化物
C．將X轉(zhuǎn)化為 Q的過程，屬于氮的固定
D．3.2 g Cu與10 ml·L－1的Y溶液恰好反應(yīng)，生成NO、NO2混合氣體1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則 Y 溶液的體積為 15 mL
答案 D
解析 X是NH3，加熱氯化銨固體生成的NH3和HCl遇冷重新生成NH4Cl，不能制取NH3，A錯(cuò)誤；P是N2O5，Z是NO2或N2O4，NO2、N2O4不是酸性氧化物，B錯(cuò)誤；Q是NO，氨氣轉(zhuǎn)化為NO不屬于氮的固定，C錯(cuò)誤；Y是HNO3，3.2 g Cu為0.05 ml，與HNO3反應(yīng)生成0.05 ml Cu(NO3)2，生成NO、NO2混合氣體1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則氣體總物質(zhì)的量為0.05 ml，據(jù)N原子守恒可知原硝酸中n(HNO3)＝0.05 ml×2＋0.05 ml＝0.15 ml，故硝酸溶液的體積為eq \f(0.15 ml,10 ml·L－1)＝0.015 L＝15 mL，D正確。
8．(2023·鄭州檢測(cè))某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備Ca(NO2)2，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持裝置已略去)。已知：2NO＋CaO2===Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2===Ca(NO3)2。下列說法不正確的是( )
A．通入N2是為了排盡裝置中的空氣
B．裝置B、D中的試劑可分別為水和濃硫酸
C．將銅片換成木炭也可以制備純凈的亞硝酸鈣
D．借助裝置A及氫氧化鈉溶液和稀硫酸可以分離CO2和CO
答案 C
解析 裝置內(nèi)的空氣會(huì)將NO氧化為NO2，影響產(chǎn)物的產(chǎn)量，所以通入N2是為了排盡裝置中的空氣，故A正確；由于硝酸具有揮發(fā)性，所以在A中生成的NO氣體中會(huì)含有少量HNO3蒸氣，可用裝置B中的水除去，為防止CaO2與水反應(yīng)，用裝置D中的濃硫酸對(duì)NO氣體進(jìn)行干燥，故B正確；將銅片換成木炭，由于木炭與稀硝酸不能反應(yīng)，所以得不到要制備的產(chǎn)物，故C錯(cuò)誤；裝置A中盛氫氧化鈉溶液，通過進(jìn)氣管通入CO2和CO的混合氣體，CO2被NaOH吸收后生成Na2CO3，在出氣管口即可收集到CO，然后將分液漏斗中的稀硫酸滴入A中，與生成的Na2CO3反應(yīng)再釋放出CO2，達(dá)到分離的目的，故D正確。
9．某興趣小組設(shè)計(jì)用鐵粉將NO還原為N2(同時(shí)生成FeO)。下列說法不正確的是( )
已知：①濃硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
A．裝置的連接順序?yàn)閍→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B．裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋2Feeq \(=====,\s\up7(△))2FeO＋N2
C．裝置D的作用是吸收揮發(fā)出來的硝酸和產(chǎn)生的NO2
D．裝置B的作用是干燥，防止水蒸氣進(jìn)入裝置E中干擾反應(yīng)
答案 D
解析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理“NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時(shí)生成FeO”，所以首先利用銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，由于硝酸具有揮發(fā)性，所以制得的NO中會(huì)混有硝酸蒸氣和產(chǎn)生的NO2，故先通過裝置D除去揮發(fā)出的HNO3和產(chǎn)生的NO2，再通過裝置F干燥，得到純凈干燥的NO，然后進(jìn)入裝置E中與鐵粉反應(yīng)，最后處理多余的NO，由于NaOH溶液不與NO反應(yīng)，而濃硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通過裝置B氧化NO，再通過裝置C吸收，故上述裝置的連接順序?yàn)閍→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正確。
10．(2022·石家莊二中模擬)氮化鈣(Ca3N2)是一種重要的試劑，常溫下為棕色固體，在空氣中會(huì)被氧化，遇水強(qiáng)烈水解，產(chǎn)生刺激性氣味氣體。實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)如下裝置用Ca與N2反應(yīng)制備Ca3N2，并對(duì)Ca3N2純度進(jìn)行測(cè)定?；卮鹣铝袉栴}：
Ⅰ.Ca3N2的制備
(1)儀器a的名稱為________，E裝置的主要作用是________。
(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)首先點(diǎn)燃________(填“A”或“C”)處酒精燈，當(dāng)觀察到________________________________________________________________________
時(shí)點(diǎn)燃另一處酒精燈。
Ⅱ.Ca3N2純度的測(cè)定(已知所含的雜質(zhì)不與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體)
(3)方案一：①按圖1所示連接裝置，檢查裝置氣密性后加入試劑。②測(cè)定虛線框內(nèi)裝置及試劑的質(zhì)量m1；③關(guān)閉________(填“K1”或“K2”，下同)，打開________，用分液漏斗加入足量水，至不再產(chǎn)生氣體；④________；⑤再次測(cè)定虛線框內(nèi)裝置及試劑的質(zhì)量m2。則產(chǎn)品中Ca3N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為________。
(4)方案二：按圖2所示連接裝置，檢查裝置氣密性后加入試劑。打開分液漏斗活塞向三頸燒瓶中加入蒸餾水，打開K持續(xù)通入水蒸氣，將產(chǎn)生的氨全部蒸出，并用100 mL 1.00 ml·L－1的稀硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液完全吸收(液體體積變化忽略不計(jì))，從燒杯中量取10.00 mL的吸收液注入錐形瓶中，用1.00 ml·L－1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的稀硫酸，到終點(diǎn)時(shí)消耗12.60 mL NaOH溶液。則產(chǎn)品中Ca3N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________%(結(jié)果保留一位小數(shù))。
答案 (1)蒸餾燒瓶 液封(或隔絕空氣中的氧氣) (2)A E裝置中有均勻的氣泡產(chǎn)生 (3)K1 K2 打開K1，通一段時(shí)間的N2 eq \f(37?m2－m1?,51)×100% (4)91.3
解析 (2)由于Ca、Ca3N2都能與空氣中的O2、H2O(g)等反應(yīng)，故實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)首先點(diǎn)燃A處的酒精燈，利用N2排盡裝置中的空氣，當(dāng)觀察到E裝置中有均勻的氣泡產(chǎn)生時(shí)點(diǎn)燃另一處酒精燈。(3)根據(jù)圖1裝置知，方案一的原理是Ca3N2與H2O反應(yīng)產(chǎn)生NH3，U形管中堿石灰除去NH3中的H2O(g)，濃硫酸增加的質(zhì)量為反應(yīng)生成NH3的質(zhì)量，由NH3的質(zhì)量結(jié)合N元素守恒測(cè)定Ca3N2的純度。反應(yīng)生成NH3的質(zhì)量為(m2－m1) g，根據(jù)N元素守恒，Ca3N2的質(zhì)量為eq \f(?m2－m1? g,17 g·ml－1)×eq \f(1,2)×148 g·ml－1＝eq \f(74?m2－m1?,17) g，產(chǎn)品中Ca3N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq \f(\f(74?m2－m1?,17) g,6.0 g)×100%＝eq \f(37?m2－m1?,51)×100%。(4)方案二的原理是Ca3N2與H2O反應(yīng)產(chǎn)生NH3，打開K持續(xù)通入水蒸氣，將產(chǎn)生的氨全部蒸出，NH3完全被稀硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的稀硫酸，則10.00 mL溶液中過量硫酸的物質(zhì)的量n過量(H2SO4)＝
eq \f(1,2)n(NaOH)＝eq \f(1,2)×1.00 ml·L－1×0.012 60 L＝0.006 3 ml，與NH3反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為
1.00 ml·L－1×0.1 L－0.006 3 ml×eq \f(100 mL,10 mL)＝0.037 ml，根據(jù)反應(yīng)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4以及N元素守恒可知，Ca3N2的物質(zhì)的量為0.037 ml，產(chǎn)品中Ca3N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq \f(0.037 ml×148 g·ml－1,6.0 g)×100%≈91.3%。
11．某處工廠排出的煙道氣中含氮氧化物(主要為NO、NO2)、粉塵和少量水蒸氣。課外興趣活動(dòng)小組對(duì)該工廠排出的煙道氣進(jìn)行處理，并檢測(cè)其氮氧化物含量，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
(1)裝置A中放置無堿玻璃棉，其目的是除去______________________________________。
為保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性，裝置C中盛放的化學(xué)試劑可以是________(填字母，下同)。
a．堿石灰
b．濃硫酸
c．五水合硫酸銅(CuSO4·5H2O)
(2)裝置D中主要發(fā)生：2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O；2NaOH＋NO＋NO2===2NaNO2＋H2O
①若反應(yīng)后尾氣無殘留，則參加反應(yīng)的NO2、NO物質(zhì)的量的比值________。
a．≥1 b．≤1 c．任意值
②可使用適量酸性H2O2溶液，將溶液中的NOeq \\al(－,2)全部氧化為NOeq \\al(－,3)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)溶液中NOeq \\al(－,3)直接排放在水體中也會(huì)造成污染，現(xiàn)用活潑金屬將溶液中的NOeq \\al(－,3)轉(zhuǎn)化為N2，實(shí)現(xiàn)氮元素的脫除，具體步驟如下：
步驟一 取適量(2)中H2O2處理后的溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，蒸發(fā)濃縮，得到c(NOeq \\al(－,3))為
0.100 ml·L－1的溶液甲。
步驟二 取三份50 mL溶液甲，分別用金屬鋁、金屬鐵和鋁鐵合金在45 ℃、惰性氣體氛圍中對(duì)溶液甲進(jìn)行氮脫除。
步驟三 重復(fù)實(shí)驗(yàn)2～3次，溶液中NOeq \\al(－,3)的殘留情況與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。
①金屬鋁和金屬鐵在0～3 h內(nèi)，NOeq \\al(－,3)的脫除效率均很低，幾乎沒被脫除，其可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②0～3 h內(nèi)鋁鐵合金的氮脫除效率比金屬鋁、金屬鐵大得多，其可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)氣囊用來儲(chǔ)存處理后的氣體，其中可能含少量NO氣體，可用酸性NaClO溶液來處理。HClO氧化NO生成NOeq \\al(－,3)和Cl－，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)粉塵 b (2)①a ②H2O2＋NOeq \\al(－,2)===NOeq \\al(－,3)＋H2O (3)①金屬鐵和金屬鋁表面都有一層氧化膜 ②鋁鐵合金在溶液中形成原電池，加快化學(xué)反應(yīng)速率 (4)3HClO＋2NO＋H2O===2NOeq \\al(－,3)＋3Cl－＋5H＋
解析 (1)煙道氣中含有粉塵，裝置A中放置無堿玻璃棉，可以除去粉塵；裝置C用于除去少量的水蒸氣，應(yīng)該選擇濃硫酸，NO2會(huì)與堿石灰反應(yīng)，而五水合硫酸銅不能起到干燥的作用。(2)①根據(jù)化學(xué)方程式可知，NO2可以單獨(dú)被NaOH吸收，而NO需與NO2按照1∶1混合才能被NaOH吸收，現(xiàn)無尾氣殘留，說明NO無殘留，因此NO2至少和NO一樣多，則參加反應(yīng)的NO2、NO物質(zhì)的量的比值≥1，a符合題意。(3)①根據(jù)題意，活潑金屬能夠?qū)⑷芤褐械腘Oeq \\al(－,3)轉(zhuǎn)化為N2，但是金屬鋁和金屬鐵在0～3 h內(nèi)，NOeq \\al(－,3)的脫除效率很低，幾乎沒有脫除，可認(rèn)為金屬與NOeq \\al(－,3)可能沒有反應(yīng)，可能是金屬表面有氧化膜，阻礙了NOeq \\al(－,3)的脫除反應(yīng)。②鋁鐵合金中，鐵和鋁的活動(dòng)性不同，可以構(gòu)成原電池，加快化學(xué)反應(yīng)速率。(4)HClO中Cl元素的化合價(jià)從＋1降低到－1，NO中N元素的化合價(jià)從＋2升高到＋5，根據(jù)化合價(jià)升降守恒、元素守恒和電荷守恒，離子方程式為3HClO＋2NO＋H2O===2NOeq \\al(－,3)＋3Cl－＋5H＋。
操作步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
解釋原因
打開K1，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中
①Y管中________________
②反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)到室溫
Y管中有少量水珠
生成的氣態(tài)水凝聚
打開K2
③__________
④__________

相關(guān)學(xué)案

新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案4.4氮及其化合物（含解析）：

這是一份新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案4.4氮及其化合物（含解析），共35頁。

新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案 第5章 第25講　氮及其氧化物　硝酸（含解析）：

這是一份新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案 第5章 第25講　氮及其氧化物　硝酸（含解析），共17頁。

新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案 第5章 第24講　硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化（含解析）：

這是一份新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案 第5章 第24講　硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化（含解析），共16頁。

英語朗讀寶

相關(guān)學(xué)案 更多

2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)　第26講　氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 學(xué)案（含答案）

2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)　第26講　氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 學(xué)案（含答案）
高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第4章非金屬及其重要化合物第3講氮及其重要化合物學(xué)案

高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第4章非金屬及其重要化合物第3講氮及其重要化合物學(xué)案
2022屆高考化學(xué)（人教版）一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案：第12講　氮及其重要化合物 Word版含解析

2022屆高考化學(xué)（人教版）一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案：第12講　氮及其重要化合物 Word版含解析
第14講 氮及其化合物（精講）-2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案

第14講 氮及其化合物（精講）-2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部