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化学必修 第二册第一单元 氮的固定同步练习题
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这是一份化学必修 第二册第一单元 氮的固定同步练习题，共24页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．不能用组成元素的单质直接反应得到的物质是
A．NOB．FeCl2C．SO2 D．NH3
2．下列过程不属于氮的固定的是
A．工业合成氨B．工业上用氨催化氧化法制备硝酸
C．闪电导致雷雨中含有硝酸D．豆科植物的根瘤菌制造含氮化合物
3．在一定温度和压强下，1 L X气体和1 L Y气体完全反应后生成1 L水蒸气和1 L氮气。X、Y两种气体是
A．H2、N2O4B．H2、N2O3C．H2、N2OD．H2、NO2
4．如下图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管。当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体
A．可能是N2与NO2的混合气体
B．可能是CO2与NO2的混合气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
5．雷雨时不可能生成的氮的化合物是
A．NOB．NO2C．NH3D．HNO3
6．下列关于氮气的性质和用途的叙述中错误的是（ ）
A．是一种很难溶于水的无色无味气体
B．通常情况下，很难与其它物质发生化学反应
C．从空气中分离出的氮气，可用于填充白炽灯的灯泡
D．从空气中分离出的氮气，不能用于生产氮肥
7．实验室中制取的下列气体中，可以用排空气法收集的是( )
A．N2B．SO2C．COD．NO
8．下列过程不属于固氮的是
A．雷电时生成氮的氧化物
B．工业上用氢气与氮气合成氨
C．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐
D．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐
9．大气中的氮循环(如图所示)可以减少环境的污染。下列说法正确的是
A．的VSEPR模型为四面体形
B．转化过程中被还原为
C．与反应生成1ml转移约个电子
D．转化为属于氮的固定
10．下列说法错误的是（ ）
A．浓硝酸与碳反应会产生红棕色气体
B．试管内壁上附着的硫可用二硫化碳洗去
C．工业上利用N2与H2反应进行氮的固定
D．实验室用加热NH4Cl晶体的方法制取NH3
二、填空题
11．如图是A→E五种含氮物质相互转化的关系图。其中A、B、C、D常温下都是气体，且B为红棕色气体。
（1）写出下列物质的化学式：
A 、B 、C 、D 、E 。
（2）写出下面各步反应的化学方程式：
① 、② 、⑤ 。
12．(1)①写出氮气的结构式 ；
②写出医疗用内服药剂“钡餐”主要成分的化学式 ；
(2)写出醋酸与少量碳酸钠溶液反应的离子方程式 。
13．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (填字母序号)。
a．海洋中存在游离态的氮
b．海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量
(3)有氧时，在硝化细菌作用下，可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：
______________________+___________。
(4))有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响，表为对10 L人工海水样本的监测数据：
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是 mg⋅L-1⋅h-1。
(5)为避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响，需经处理后排放。下图是间接氧化工业废水中氨氮()示意图。
①结合电极反应式简述间接氧化法去除氨氮的原理： 。
②若生成和的物质的量之比为3∶1，则处理后废水的pH将 (填“增大”“不变”或“减小”)。
14．通常情况下，氮气很不活泼，其原因是：N2分子内部具有N≡N结构，键能很大，不容易被破坏。
(1)在一定条件下也可以与其他物质反应，有两种气体，一种能够氧化N2，一种能够还原N2，请分别写出这两个反应的化学方程式：
①氧化N2： ；
②还原N2： 。
(2)Mg可以在N2中燃烧生成氮化镁，写出该反应的化学方程式 ，在该反应中N2表现 性。
(3)已知氮化镁可以与水反应生成氢氧化镁和氨气，写出该反应的化学反应方程式 。
15．图示分析是学习化学重要手段之一，学习过程中常遇到各类“数形结合”问题。结合所给图示回答相关问题：
(1)从元素化合价和物质类别两个维度学习、研究物质的性质及转化，是一种行之有效的方法。图1是氮元素的“价类二维图”的部分信息。
①共价化合物X的化学式 (填“一定”或“不一定”)为NH3，Y的化学式 。
②图中关于NO2转化为HNO3的反应过程，下列说法正确的是 。
a.氮元素的化合价不发生变化
b.该转化过程中，NO2既是氧化剂，又是还原剂
c.若用NO2与H2O反应制取HNO3，可生成另一种产物NO
(2)从绿色化学、环保的角度选择制取硝酸铜的原料_______。
A．CuB．CuOC．CuSD．Cu(OH)2
(3)NO2、NO和SO2是大气初期污染物的主要成分，NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图2所示。当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，与足量氨气在一定条件下发生反应，该反应的化学方程式为 。
(4)科学家最近发现了一种利用水催化促进NO2和SO2转化的化学新机制，如图3所示。电子传递可以促进HSO中O—H键的解离，进而形成中间体SO，通过“水分子桥”，处于纳米液滴中的SO或HSO可以将电子快速转移到周围的气相NO2分子。观察图3可知“水桥”主要靠 形成。写出HSO与NO2间发生的总反应的离子方程式： 。
(5)图3所示生成的HNO2是一种酸性比醋酸稍强的弱酸，其钠盐(NaNO2)外观与食盐相似，极易被误认为食盐而引起中毒。鉴别NaNO2和NaCl的简便方法是： 。
16．氮气
(1)结构：
A．分子式： B．电子式： C．结构式：
17．硝酸是用途广泛的重要化工原料，自然界和化工生产中合成硝酸各物质转化关系如下图所示，请结合你所学的知识回答以下问题：
(1)在自然界中能稳定存在的原因是 ；
(2)上图①～⑥各步转化中，属于氮的固定的是 (填序号)；
(3)氨的催化氧化是工业合成硝酸的重要步骤，其中氧化剂与还原剂物质的量之比 ；
(4)为提高NO→的转化率，可采取的措施是 ；
(5)工业制硝酸时含有NO、等大气污染物。用尿素[]水溶液吸收氮氧化物是一种可行的方法。NO和不同配比混合气通入尿素溶液中，总氮还原率与配比关系如下图。
①用尿素[]水溶液吸收体积比为1：1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式 ；
②随着NO和配比的提高，总氮还原率降低的主要原因是 。
18．氮及其化合物与生产生活及环境息息相关。请回答下列问题：
(1)在常温下性质很稳定，任意写出一种与此性质有关的用途： 。
(2)硝酸与金属反应会产生氮氧化物。
①下列环境问题与氮的氧化物排放无关的是 。
A．酸雨 B．光化学烟雾 C．臭氧层空洞 D．白色污染 E.温室效应
②在含有a g 的稀硝酸中，加入b g铁粉充分反应，铁全部溶解并生成NO，有g 被还原，则可能为 。
A．2：1 B．3：1 C．4：1 D．9：2
(3)汽车尾气中存在NO和CO，通过在排气管处加装催化剂，可以使其转化为对环境友好的物质，请写出发生反应的化学方程式 ，氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(4)氮的同族元素锑(Sb)可形成酸性超过100%硫酸的酸——氟锑酸()，称为超强酸。氟锑酸可由与HF混合得到。
①制备氟锑酸一般在塑料容器中进行，不在玻璃仪器中进行的原因是 (用化学方程式回答)
②1966年，美国研究员J·Lukas无意中将蜡烛扔进溶液中，发现蜡烛很快溶解，并放出。已知碳正离子稳定性：，写出等物质的量的异丁烷( )与发生反应的化学方程式： 。
19．物理性质
纯净的N2是一种 的气体， 溶于水，在空气中约占五分之四左右。
20． 氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (填字母序号)。
a. 海洋中存在游离态的氮
b. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c. 海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d. 向海洋排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量
(3)有氧时，在硝化细菌作用下，NH可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整： 。
(4)有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响，下表为对10 L人工海水样本的监测数据：
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是 mg·L-1·h-1。
三、实验探究题
21．氮化锂(Li3N)是有机合成的催化剂，Li3N遇水剧烈反应。某小组设计实验制备氮化锂并测定其纯度，装置如图所示：
实验室用NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热制备N2。
（1）盛装NH4Cl溶液的仪器名称是 。
（2）安全漏斗中“安全”含义是 。实验室将锂保存在 （填“煤油”“石蜡油”或“水”）中。
（3）写出制备N2的化学方程式 。
（4）D装置的作用是 。
（5）测定Li3N产品纯度：取mg Li3N产品按如图所示装置实验。
打开止水夹，向安全漏斗中加入足量水，当Li3N完全反应后，调平F和G中液面，测得NH3体积为VL（已折合成标准状况）。
①读数前调平F和G中液面的目的是使收集NH3的大气压 （填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压。
②该Li3N产品的纯度为 %（只列出含m和V的计算式，不必计算化简）。若 Li3N产品混有Li，则测得纯度 （选填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
22．氮化锂()是一种重要的化工试剂，遇水变质，放出有刺激性气味的气体。实验室制备的原理是：，装置如下：
回答下列问题：
(1)仪器M的名称是 ；按气流从左到右，各仪器接口连接顺序为 (装置可重复使用)。
(2)装置①中发生反应的离子方程式为 ；装置③的作用是 。
(3)实验时，先点燃①处酒精灯反应一段时间的目的是 。
(4)氮化锂遇水反应的化学方程式为 。
23．氮化钙()是一种棕色粉末，耐高温、导电性好、能溶于稀酸：在空气中会被氧化，遇水会水解生成刺激性气味的气体。实验室用与反应制备，并对纯度进行测定。制备装置如下图，回答下列问题：
Ⅰ.的制备
(1)仪器X的名称为 ；E装置的作用是 。
(2)实验开始时应先点燃A处酒精灯，目的是 ；当观察到 时再点燃C处酒精灯。
Ⅱ.纯度的测定：
(3)甲同学称取制备的样品，加入足量的碳酸钾溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥得沉淀。通过数据a、b即可求得氮化钙的质量分数，该方案是否合理？ (填“是”或“否”)，理由是 。
(4)乙同学按下图装置进行实验。用分液漏斗向三颈烧瓶中加入蒸馏水，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，并用的稀硫酸标准溶液完全吸收(液体体积变化忽略不计)。从烧杯中量取的吸收液注入锥形瓶中并滴入几滴指示剂，用标准溶液滴定过量的稀硫酸，重复操作2~3次，若消耗标准溶液平均体积为，则产品中的质量分数为 ；如果滴定管用蒸馏水洗涤后未用待装标准溶液润洗，则测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
温度／℃
样本氨氮含量/mg
处理24 h
处理48 h
氨氮含量/mg
氨氮含量/mg
20
1008
838
788
25
1008
757
468
30
1008
798
600
40
1008
977
910
温度/℃
样本氨氮含量/mg
处理24 h
处理48 h
氨氮含量/mg
氨氮含量/mg
20
1008
838
788
25
1008
757
468
30
1008
798
600
40
1008
977
910
参考答案：
1．B
【详解】A．N2和O2在放电或高温条件下化合成NO：N2＋O22NO，A不符合题意；
B．铁和氯气反应只能生成氯化铁，不能得到氯化亚铁，B符合题意；
C．S在氧气中燃烧生成SO2：S＋O2SO2，C不符合题意；
D．N2与H2高温、高压、催化剂存在下化合成NH3：N2＋3H22NH3，D不符合题意；
答案选B。
2．B
【详解】A．工业上合成氨：，是由氮气转化为氮的化合物氨，属于工业固氮，所以A选项是正确的；
B．由NH3制硝酸，它们间的相互转化，属于化合物间的转化，不符合单质转化为化合物的特点，所以不属于氮的固定，故B错误；
C．在雷电作用下，将空气中的氮气转化为含氮化合物硝酸盐，被植物吸收，是由氮气转化为氮的化合物，属于氮的固定，所以C选项是正确的；
D．大豆的根瘤菌将空气中的氮转化为氨，符合单质转化为化合物的特点，属于氮的固定，所以D选项是正确的；
答案选B。
3．C
【分析】由题知：X＋Y=H2O(g)＋N2，由质量守恒知1 ml X和1 ml Y中共含有2 ml H、1 ml O、2 ml N；
【详解】A．1ml H2、N2O4中有2mlH，2mlN和4mlO，A项错误；
B．1ml H2、N2O3中有2mlH，2mlN和3mlO，B项错误；
C．1ml H2、N2O中有2mlH，2mlN和1mlO，C项正确；
D．1ml H2、NO2中有2mlH，1mlN和2mlO，D项错误；
答案选C。
4．C
【详解】A．氮气不溶于水，而且常温常压下不与氧气反应，最后试管不会充满水，故A错误；
B．CO2与水反应生成碳酸，该反应为可逆反应，碳酸不稳定又会分解成二氧化碳与水，所以最后试管不会充满水，故B选项错误；
C．NO与NO2的混合气体，当向试管内鼓入氧气后，NO与NO2可在溶液中与水和氧气发生反应生成硝酸，所以试管内能完全被水充满，故C正确；
D．当向试管内鼓入氧气后，NO与NO2都可以在溶液中与水和氧气发生反应生成硝酸，试管内都能完全被水充满，故D错误。
故选C选项。
5．C
【详解】雷雨时氮气和氧气在雷电作用下生成NO，NO和空气中氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸；反应中不会生成氨气；
故选C。
6．D
【详解】A、氮气常温下是无色无味的气体，且难溶于水，故A说法正确；
B、氮气的化学性质不活泼，常温下难与其他物质发生反应，故B说法正确；
C、氮气的化学性质不活泼，从空气中分离出的氮气，可用于填充白炽灯的灯泡，故C说法正确；
D、从空气中分离出的氮气，能用于生产氮肥，如N2→NH3→氮肥，故D说法错误；
答案选D。
7．B
【分析】实验室制取气体的收集方法有两种：排水法和排空气法，根据气体是否溶于水或与水反应选择能否使用排水法，根据气体与空气比较密度大小选择向上或向下排空气法，注意密度与空气接近的气体不能使用排空气法收集。
【详解】A、氮气难溶于水，密度与空气的密度接近，排空气法收集不到纯净的气体，一般使用排水法收集，故A错误；
B、二氧化硫密度大于空气密度，且常温下和氧气不反应，所以可以采用向上排空气法收集，故B正确；
C、一氧化碳比空气略轻，排空气法收集不到纯净的气体，故C错误；
D、一氧化氮和空气中氧气反应生成二氧化氮，不能用排空气法收集，故D错误；
故答案选B。
8．D
【分析】游离态氮元素直接转化为化合物的过程是氮的固定，据此解答。
【详解】A．雷电时生成氮的氧化物，为自然固氮，属于氮的固定，故A不选；
B．工业上用氢气与氮气合成氨，为工业固氮，属于氮的固定，故B不选；
C．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，为生物固氮，故C不选，
D．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不是将游离态氮转化为化合态氮，故不属于氮的固定，故D选；
故选D。
9．B
【详解】A．价层电子对数=2+(5+1-2×2)=2+1=3，VSEPR模型是平面三角形，选项A错误；
B．转化为N2，N元素化合价从+5变为0，化合价降低被还原，即转化过程中被甲醇还原为N2，选项B正确；
C．与反应生成的反应为+=+2H2O，反应转移电子数为3，生成1ml转移约个电子，选项C错误；
D．氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮，转化为不属于氮的固定，选项D错误；
答案选B。
10．D
【详解】A.浓硝酸与碳反应会产生CO2、NO2、H2O，其中含有的NO2是红棕色气体，A正确；
B.S单质是由非极性分子构成的分子晶体，根据相似相溶原理可知，S单质容易溶于由非极性分子构成的物质CS2中，B正确；
C.工业上利用N2与H2合成氨气，从而可实现氮的固定，C正确；
D.实验室是用加热NH4Cl晶体与消石灰混合物的方法制取NH3，D错误；
故合理选项是D。
11． N2 NO2 NO NH3 HNO3 N2+O22NO 4NH3+5O24NO+6H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO
【分析】根据题给信息，由B为红棕色气体可分析得出B为NO2，根据及题给的物质状态信息及A→E为五种含氮物质，结合图中A、B、C、D、E之间的转化关系可知，A为N2，B为NO2，C为NO，D为NH3，E为HNO3。据此进行分析。
【详解】（1）由分析可知：A为N2，B为NO2，C为NO，D为NH3，E为HNO3。故答案为：N2；NO2；NO；NH3；HNO3；
（2）反应中涉及的反应方程式为：①N2+O22NO；②4NH3+5O24NO+6H2O；⑤3NO2+H2O=2HNO3+NO；答案为：N2+O22NO；4NH3+5O24NO+6H2O；3NO2+H2O=2HNO3+NO；
12． N≡N BaSO4 2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O
【详解】(1)氮气分子中氮原子之间形成三键，结构式为：N≡N，故答案为：N≡N；
②BaSO4性质稳定，难溶于水和盐酸，且对人体无害，常用作医疗用内服药剂‘钡餐’，故答案为：BaSO4；
(2)醋酸为弱酸应写化学式，碳酸钠为可溶性盐，两者反应生成醋酸钠和二氧化碳，反应的离子方程式为：2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O，故答案为：2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O；
13．(1)②
(2)ad
(3)
(4) 25℃ 1.125
(5) 电极反应为：，产生的氧化废水中的释放出 减小
【详解】（1）氮的固定是指将游离态的氮气转化为化合态的含氮化合物，则属于固氮作用的是②。
（2）a．从图中可知，海洋中存在游离态的氮，a正确；
b．N2转化为，N得电子被还原，海洋中的氮循环起始于氮的还原，b错误；
c．反硝化作用转化为，N得电子化合价降低，需要缺氧条件下进行，c错误；
d．硝酸根离子增多，反硝化作用增强，的含量增多，d正确；
故答案选ad。
（3）根据图示可知，过程④中转化为N2O和，N失电子化合价升高，则有氧化剂即氧气参与反应，根据得失电子守恒和原子守恒可得方程式为。
（4）由表格数据可知，硝化细菌除去氨氮的最佳反应温度为25℃。25℃时48h内去除氨氮的平均速率为。
（5）①该装置为电解NaCl溶液的装置，阳极上2Cl--2e-=Cl2↑，生成的Cl2将氧化生成N2达到了间接除去氨氮的目的。
②氯气氧化的离子方程式为3Cl2+2=N2+6Cl-+8H+，电解NaCl溶液时，生成氢气和氯气的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，生成的H2与N2的物质的量之比为3：1，不妨设生成氢气3aml，则生成氯气3aml，生成氮气aml，此时生成NaOH6aml，生成H+8aml，阳极产生的氢离子比阴极消耗的氢离子多，则溶液的pH将减小。
14．(1) N2+O22NO N2+3H22NH3
(2) 3Mg+N2Mg3N2 氧化
(3)Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
【解析】(1)
①N2和氧气在放电的情况下反应生成NO，其中氮元素的化合价升高，被氧化，化学方程式为：N2+O22NO，故答案为：N2+O22NO；
②N2和氢气在高温高压催化剂下反应生成氨气，其中氮元素的化合价下降，被还原，化学方程式为：N2+3H22NH3，故答案为：N2+3H22NH3；
(2)
氮化镁的化学式为Mg3N2，则Mg可以在N2中燃烧生成氮化镁的化学方程式为3Mg+N2Mg3N2；其中氮元素的化合价为-3价，在Mg和N2的反应中氮元素的化合价降低，氮气表现氧化性，故答案为：3Mg+N2Mg3N2；氧化；
(3)
氮化镁可以与水反应生成氢氧化镁和氨气，化学反应方程式为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，故答案为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑。
15．(1) 一定 N2O5 c
(2)BD
(3)2NH3+NO+NO22N2+3H2O
(4) 氢键 HSO＋2NO2＋H2O=2HNO2＋HSO
(5)溶于水后测两种溶液的酸碱性，呈碱性的为NaNO2溶液，呈中性的为NaCl溶液
【解析】（1）
①由图可知，X是N-3价的氢化物，则X一定为NH3；Y为N+5价的氧化物，则Y为N2O5；
②a．氮元素的化合价由+4价升为+5价，发生了变化，a错误；
b．该转化过程中，NO2可以被氧化剂氧化，如4NO2+2H2O+O2=4HNO3，NO2是还原剂，b错误；
c．若用NO2与H2O反应制取HNO3，NO2可以发生歧化反应，生成HNO3和NO，3NO2+H2O=2HNO3+NO，c正确；
故选c。
（2）
A．Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2的同时会有NO生成，NO在空气中与O2反应生成NO2，是空气污染物，A不符合题意；
B．CuO与HNO3反应可直接生成Cu(NO3)2和H2O，没有污染物生成，绿色环保，B符合题意；
C．CuS与HNO3反应制备Cu(NO3)2时，会有S和NO生成，根据A选项的分析，对空气有污染，C不符合题意；
D．Cu(OH)2与HNO3反应可直接生成Cu(NO3)2和H2O，没有污染物生成，绿色环保，D符合题意；
故选BD。
（3）
由图可知，反应物为NH3、NO、NO2，生成物为N2、3H2O，NO2与NO的物质的量之比为1：1时，方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O；
（4）
由图可知，“水桥”由的H与H2O分子的O之间的氢键形成；由图可知，HSO与NO2、H2O反应生成HNO2和HSO，离子方程式为HSO＋2NO2＋H2O=2HNO2＋HSO；
（5）
NaNO2为强碱弱酸盐，在溶液中水解显碱性，而Cl-不水解，因此可以测两种溶液的酸碱性来区分，将两种盐溶于水后，用pH试纸测量两溶液的pH，呈碱性的为NaNO2溶液，呈中性的为NaCl溶液。
16． N2 N≡N
【详解】氮气的分子式为N2，其中两个氮原子之间形成三对共用电子，电子式为，其结构式为N≡N。
17．(1)由于N原子的最外层上有5个电子，故氮气分子中存在氮氮三键，故氮气的化学性质很稳定
(2)①②
(3)5：4
(4)增大空气(氧气)的浓度
(5) NO+NO2+(NH2)2CO=2N2+CO2+2H2O NO难溶于水，难以与尿素接触反应
【解析】(1)
由于N原子的最外层上有5个电子，故氮气分子中存在氮氮三键，故氮气的化学性质很稳定，故在自然界中能稳定存在。
(2)
将游离态的氮转化为化合态的过程叫氮的固定，①~⑥各步转化中，属于氮的固定的是①②。
(3)
氨的催化氧化反应为，氧化剂为氧气，还原剂为氨气，故氧化剂与还原剂物质的量之比为5：4。
(4)
为提高NO→HNO3的转化率，可采取的措施是增大空气(氧气)的浓度。
(5)
①体积比为1:1的NO和NO,混合气体，说明反应中化学计量数之比为1:1，反应化学方程式为NO+NO2+(NH2)2CO=2N2+CO2+2H2O。
②由于NO难溶于水，难以与尿素接触反应，未参与反应的NO增多，大量的NO通入之后不能反应，导致总还原率降低。
18．(1)用于保护气
(2) CDE BCD
(3) 2NO+2CON2+2CO2 2：1
(4) SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O (CH3)3CH + HSbF6 = (CH3)3CSbF6 + H2
【详解】（1）氮气在常温下稳定：比如用于保护气；
（2）臭氧层空洞主要是氟氯烃引起的，白色污染主要是塑料引起的，温室效应是二氧化碳气体过量排放引起的，故选答案：CDE；
Fe与HNO3反应时，根据铁的用量不同，反应可分为两种极端情况。
(1)若Fe过量，发生反应：3Fe＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
则有=3∶8，解得：a：b=3:1
此为a∶b的最小值。
(2)若HNO3过量，发生反应：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
则有=1：1，解得：a：b=9：2
此为a：b的最大值。
所以a：b的取值范围为3：1≤a：b≤9：2，即a：b的比值在此范围内均合理，故选BCD。
（3）NO与CO在催化剂和加热的作用下发生反应，生成N2和CO2，反应的化学方程式2NO+2CON2+2CO2，其中一氧化碳失去电子发生氧化反应，为还原剂，CO2为氧化产物，一氧化氮得到电子，发生还原反应，被还原，N2为还原产物，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：1；
（4）玻璃仪器中含有SiO2与HF发生反应：SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O。
答案为SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O；
由已知信息知，异丁烷可以提供碳正离子与F-结合形成卤化物，同时(CH3)3C+稳定反应中易形成。所以反应为：(CH3)3CH + HSbF6 =(CH3)3CSbF6 + H2。答案为(CH3)3CH + HSbF6 = (CH3)3CSbF6 + H2。
19． 无色无味 难
【详解】纯净的氮气是一种无色、无味的气体，难溶于水，在空气中约占五分之四左右。
20．(1)②
(2)ad
(3)4NH + 5O2 =2NO+ 6H+ + N2O + 5H2O
(4) 25℃ 1.125
【详解】（1）氮的固定是将游离态氮气转化为化合态的过程，由图可知②属于氮的固定；
（2）a. 由图可知，海洋中存在溶解的游离态的氮气，故正确；
b. 海洋中的氮循环起始于氮气转化为铵根离子，该过程中氮的化合价降低被还原，故错误；
c. 海洋中的反硝化作用是将硝酸根转化为亚硝酸根，亚硝酸根进一步反应转化为氮气，该过程为还原反应，不需要氧气的参与，故错误；
d. 向海洋排放含NO的废水，因硝酸根具有较强氧化性，能与NH在酸性条件下发生氧化还原反应，因此会影响海洋中NH的含量，故正确；
故答案为：ad；
（3）1ml铵根失4ml电子，1ml氧气得4ml电子，根据得失电子守恒及元素守恒得到反应离子方程式：4NH + 5O2 =2NO+ 6H+ + N2O + 5H2O；
（4）由表格数据可知处理相同时间废水时，温度在25℃时氨氮含量最低，25℃为去除氨氮的最佳反应温度；在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是=1.125 mg·L-1·h-1。
21． 圆底烧瓶 残留在漏斗颈部的液体起液封作用；当内部气体多、压强大时，又可通过积留液体而放出气体 石蜡油 NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入，干扰试验 等于 偏高
【分析】分析题给装置图，可知装置A为NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热制备N2的发生装置，装置B的目的为干燥N2，装置C为N2和金属Li进行合成的发生装置，装置D的主要目的是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入，干扰试验。据此解答。
【详解】（1）盛装NH4Cl溶液的仪器是圆底烧瓶，答案为：圆底烧瓶；
（2）安全漏斗颈部呈弹簧状，残留液体起液封作用，当内部气体多、压强大时，又可通过积留液体而放出气体；锂的密度小于煤油，锂与水反应，常将锂保存在石蜡油中。答案为：残留在漏斗颈部的液体起液封作用，当内部气体多、压强大时，又可通过积留液体而放出气体；石蜡油
（3）亚硝酸钠与氯化铵共热生成氮气、氯化钠和水。反应方程式为：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O。答案为：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O；
（4）锂能与二氧化碳、水反应，氮化锂能与水反应，故用D装置吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。答案为：防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入，干扰试验；
（5）①氨气压强无法直接测定，只能测定外界大气压，当G和F中液面相平时，氨气压强等于外界大气压。答案为：等于；
②装置E中发生反应：Li3N＋3H2O=3LiOH＋NH3↑，根据题意有：n(NH3)=ml，则ω(Li3N)=×100%=%。锂能与水反应产生H2，如果产品混有锂，则产生气体体积偏大，测得产品纯度偏高；答案为：；偏高。
22．(1) 分液漏斗 a→d→e→b→c→d→e
(2) 干燥氨气，防止空气中的水蒸气进入B
(3)排出装置内的空气，防止Li在加热时被氧气氧化
(4)
【分析】装置①中氯化铵和亚硝酸钠在加热条件制备N2，装置②中发生反应制备；③中浓硫酸是干燥剂；由于遇水变质，所以装置②前后都连接干燥剂。
【详解】（1）根据装置图，仪器M的名称是分液漏斗；装置①制备N2，装置②制备；③中浓硫酸是干燥剂；遇水变质，所以装置②前后都连接③，按气流从左到右，各仪器接口连接顺序为a→d→e→b→c→d→e
（2）装置①氯化铵和亚硝酸钠在加热条件下反应生成氯化钠、氮气、水，发生反应的离子方程式为 ；遇水变质，装置③中浓硫酸的作用是干燥氨气，防止空气中的水蒸气进入B。
（3）Li易与氧气反应，实验时，先点燃①处酒精灯，用①中生成的氮气排出装置内的空气，防止Li在加热时被氧气氧化。
（4）根据题目信息，可知氮化锂遇水生成氨气和氢氧化锂，反应的化学方程式为。
23．(1) 硬质玻璃管 液封(或防止空气中的氧气进入硬质玻璃管与和反应)
(2) 排出装置中的空气防止钙加热氧化 E装置中有均匀的气泡产生
(3) 否 如有未参加反应的钙也可以与水反应转化为钙离子从而形成碳酸钙沉淀(合理答案均计分)
(4) 74.0%(或0.74) 偏低
【分析】在A装置中，NH4Cl与NaNO2反应制取N2，用B装置干燥后，在C装置内与Ca反应生成Ca3N2，D装置用于防止E装置内水蒸气进入D装置，E装置用于防止空气进入D装置内，起液封作用。
【详解】（1）由图可知，仪器X的名称为硬质玻璃管，根据题给信息可知，和Ca可以和空气中的氧气以及水蒸气反应，要防止空气中的氧气进入装置内，故装置E的作用为液封(或防止空气中的氧气进入硬质玻璃管与和反应)；
（2）装置中含有空气，会影响实验，故先点燃A处酒精灯的目的是：排出装置中的空气防止钙加热氧化；当观察到E装置中有均匀的气泡产生时，说明装置中的空气已经被排干净了；
（3）金属钙也是比较活泼的，没有反应完的钙也可以和水反应生成氢氧化钙，再转化成碳酸钙，故该方案不合理；理由是：如有未参加反应的钙也可以与水反应转化为钙离子从而形成碳酸钙沉淀(合理答案均计分)；
（4）根据反应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，可知2NaOH～H2SO4则与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量为×15×10-3L×2.00ml·L-1=0.015ml，再根据2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O，可知2NH3～H2SO4，可知反应产生氮化钙与水反应产生的氨气的物质的量为：2×(20×10-3L×1.00ml·L-1-0.015ml×)=0.1ml，根据Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3，根据Ca3N2～2NH3，可知148g Ca3N2～2ml NH3，产品中Ca3N2的质量分数；如果滴定管用蒸馏水洗涤后未用待装标准溶液润洗，则测出的剩余的硫酸的量会偏大，用于吸收氨气的硫酸会偏小，氨气的量会偏小，结果偏低。
一、单选题
1．不能用组成元素的单质直接反应得到的物质是
A．NOB．FeCl2C．SO2 D．NH3
2．下列过程不属于氮的固定的是
A．工业合成氨B．工业上用氨催化氧化法制备硝酸
C．闪电导致雷雨中含有硝酸D．豆科植物的根瘤菌制造含氮化合物
3．在一定温度和压强下，1 L X气体和1 L Y气体完全反应后生成1 L水蒸气和1 L氮气。X、Y两种气体是
A．H2、N2O4B．H2、N2O3C．H2、N2OD．H2、NO2
4．如下图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管。当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体
A．可能是N2与NO2的混合气体
B．可能是CO2与NO2的混合气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
5．雷雨时不可能生成的氮的化合物是
A．NOB．NO2C．NH3D．HNO3
6．下列关于氮气的性质和用途的叙述中错误的是（ ）
A．是一种很难溶于水的无色无味气体
B．通常情况下，很难与其它物质发生化学反应
C．从空气中分离出的氮气，可用于填充白炽灯的灯泡
D．从空气中分离出的氮气，不能用于生产氮肥
7．实验室中制取的下列气体中，可以用排空气法收集的是( )
A．N2B．SO2C．COD．NO
8．下列过程不属于固氮的是
A．雷电时生成氮的氧化物
B．工业上用氢气与氮气合成氨
C．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐
D．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐
9．大气中的氮循环(如图所示)可以减少环境的污染。下列说法正确的是
A．的VSEPR模型为四面体形
B．转化过程中被还原为
C．与反应生成1ml转移约个电子
D．转化为属于氮的固定
10．下列说法错误的是（ ）
A．浓硝酸与碳反应会产生红棕色气体
B．试管内壁上附着的硫可用二硫化碳洗去
C．工业上利用N2与H2反应进行氮的固定
D．实验室用加热NH4Cl晶体的方法制取NH3
二、填空题
11．如图是A→E五种含氮物质相互转化的关系图。其中A、B、C、D常温下都是气体，且B为红棕色气体。
（1）写出下列物质的化学式：
A 、B 、C 、D 、E 。
（2）写出下面各步反应的化学方程式：
① 、② 、⑤ 。
12．(1)①写出氮气的结构式 ；
②写出医疗用内服药剂“钡餐”主要成分的化学式 ；
(2)写出醋酸与少量碳酸钠溶液反应的离子方程式 。
13．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (填字母序号)。
a．海洋中存在游离态的氮
b．海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量
(3)有氧时，在硝化细菌作用下，可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：
______________________+___________。
(4))有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响，表为对10 L人工海水样本的监测数据：
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是 mg⋅L-1⋅h-1。
(5)为避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响，需经处理后排放。下图是间接氧化工业废水中氨氮()示意图。
①结合电极反应式简述间接氧化法去除氨氮的原理： 。
②若生成和的物质的量之比为3∶1，则处理后废水的pH将 (填“增大”“不变”或“减小”)。
14．通常情况下，氮气很不活泼，其原因是：N2分子内部具有N≡N结构，键能很大，不容易被破坏。
(1)在一定条件下也可以与其他物质反应，有两种气体，一种能够氧化N2，一种能够还原N2，请分别写出这两个反应的化学方程式：
①氧化N2： ；
②还原N2： 。
(2)Mg可以在N2中燃烧生成氮化镁，写出该反应的化学方程式 ，在该反应中N2表现 性。
(3)已知氮化镁可以与水反应生成氢氧化镁和氨气，写出该反应的化学反应方程式 。
15．图示分析是学习化学重要手段之一，学习过程中常遇到各类“数形结合”问题。结合所给图示回答相关问题：
(1)从元素化合价和物质类别两个维度学习、研究物质的性质及转化，是一种行之有效的方法。图1是氮元素的“价类二维图”的部分信息。
①共价化合物X的化学式 (填“一定”或“不一定”)为NH3，Y的化学式 。
②图中关于NO2转化为HNO3的反应过程，下列说法正确的是 。
a.氮元素的化合价不发生变化
b.该转化过程中，NO2既是氧化剂，又是还原剂
c.若用NO2与H2O反应制取HNO3，可生成另一种产物NO
(2)从绿色化学、环保的角度选择制取硝酸铜的原料_______。
A．CuB．CuOC．CuSD．Cu(OH)2
(3)NO2、NO和SO2是大气初期污染物的主要成分，NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图2所示。当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，与足量氨气在一定条件下发生反应，该反应的化学方程式为 。
(4)科学家最近发现了一种利用水催化促进NO2和SO2转化的化学新机制，如图3所示。电子传递可以促进HSO中O—H键的解离，进而形成中间体SO，通过“水分子桥”，处于纳米液滴中的SO或HSO可以将电子快速转移到周围的气相NO2分子。观察图3可知“水桥”主要靠 形成。写出HSO与NO2间发生的总反应的离子方程式： 。
(5)图3所示生成的HNO2是一种酸性比醋酸稍强的弱酸，其钠盐(NaNO2)外观与食盐相似，极易被误认为食盐而引起中毒。鉴别NaNO2和NaCl的简便方法是： 。
16．氮气
(1)结构：
A．分子式： B．电子式： C．结构式：
17．硝酸是用途广泛的重要化工原料，自然界和化工生产中合成硝酸各物质转化关系如下图所示，请结合你所学的知识回答以下问题：
(1)在自然界中能稳定存在的原因是 ；
(2)上图①～⑥各步转化中，属于氮的固定的是 (填序号)；
(3)氨的催化氧化是工业合成硝酸的重要步骤，其中氧化剂与还原剂物质的量之比 ；
(4)为提高NO→的转化率，可采取的措施是 ；
(5)工业制硝酸时含有NO、等大气污染物。用尿素[]水溶液吸收氮氧化物是一种可行的方法。NO和不同配比混合气通入尿素溶液中，总氮还原率与配比关系如下图。
①用尿素[]水溶液吸收体积比为1：1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式 ；
②随着NO和配比的提高，总氮还原率降低的主要原因是 。
18．氮及其化合物与生产生活及环境息息相关。请回答下列问题：
(1)在常温下性质很稳定，任意写出一种与此性质有关的用途： 。
(2)硝酸与金属反应会产生氮氧化物。
①下列环境问题与氮的氧化物排放无关的是 。
A．酸雨 B．光化学烟雾 C．臭氧层空洞 D．白色污染 E.温室效应
②在含有a g 的稀硝酸中，加入b g铁粉充分反应，铁全部溶解并生成NO，有g 被还原，则可能为 。
A．2：1 B．3：1 C．4：1 D．9：2
(3)汽车尾气中存在NO和CO，通过在排气管处加装催化剂，可以使其转化为对环境友好的物质，请写出发生反应的化学方程式 ，氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(4)氮的同族元素锑(Sb)可形成酸性超过100%硫酸的酸——氟锑酸()，称为超强酸。氟锑酸可由与HF混合得到。
①制备氟锑酸一般在塑料容器中进行，不在玻璃仪器中进行的原因是 (用化学方程式回答)
②1966年，美国研究员J·Lukas无意中将蜡烛扔进溶液中，发现蜡烛很快溶解，并放出。已知碳正离子稳定性：，写出等物质的量的异丁烷( )与发生反应的化学方程式： 。
19．物理性质
纯净的N2是一种 的气体， 溶于水，在空气中约占五分之四左右。
20． 氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (填字母序号)。
a. 海洋中存在游离态的氮
b. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c. 海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d. 向海洋排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量
(3)有氧时，在硝化细菌作用下，NH可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整： 。
(4)有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响，下表为对10 L人工海水样本的监测数据：
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是 mg·L-1·h-1。
三、实验探究题
21．氮化锂(Li3N)是有机合成的催化剂，Li3N遇水剧烈反应。某小组设计实验制备氮化锂并测定其纯度，装置如图所示：
实验室用NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热制备N2。
（1）盛装NH4Cl溶液的仪器名称是 。
（2）安全漏斗中“安全”含义是 。实验室将锂保存在 （填“煤油”“石蜡油”或“水”）中。
（3）写出制备N2的化学方程式 。
（4）D装置的作用是 。
（5）测定Li3N产品纯度：取mg Li3N产品按如图所示装置实验。
打开止水夹，向安全漏斗中加入足量水，当Li3N完全反应后，调平F和G中液面，测得NH3体积为VL（已折合成标准状况）。
①读数前调平F和G中液面的目的是使收集NH3的大气压 （填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压。
②该Li3N产品的纯度为 %（只列出含m和V的计算式，不必计算化简）。若 Li3N产品混有Li，则测得纯度 （选填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
22．氮化锂()是一种重要的化工试剂，遇水变质，放出有刺激性气味的气体。实验室制备的原理是：，装置如下：
回答下列问题：
(1)仪器M的名称是 ；按气流从左到右，各仪器接口连接顺序为 (装置可重复使用)。
(2)装置①中发生反应的离子方程式为 ；装置③的作用是 。
(3)实验时，先点燃①处酒精灯反应一段时间的目的是 。
(4)氮化锂遇水反应的化学方程式为 。
23．氮化钙()是一种棕色粉末，耐高温、导电性好、能溶于稀酸：在空气中会被氧化，遇水会水解生成刺激性气味的气体。实验室用与反应制备，并对纯度进行测定。制备装置如下图，回答下列问题：
Ⅰ.的制备
(1)仪器X的名称为 ；E装置的作用是 。
(2)实验开始时应先点燃A处酒精灯，目的是 ；当观察到 时再点燃C处酒精灯。
Ⅱ.纯度的测定：
(3)甲同学称取制备的样品，加入足量的碳酸钾溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥得沉淀。通过数据a、b即可求得氮化钙的质量分数，该方案是否合理？ (填“是”或“否”)，理由是 。
(4)乙同学按下图装置进行实验。用分液漏斗向三颈烧瓶中加入蒸馏水，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，并用的稀硫酸标准溶液完全吸收(液体体积变化忽略不计)。从烧杯中量取的吸收液注入锥形瓶中并滴入几滴指示剂，用标准溶液滴定过量的稀硫酸，重复操作2~3次，若消耗标准溶液平均体积为，则产品中的质量分数为 ；如果滴定管用蒸馏水洗涤后未用待装标准溶液润洗，则测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
温度／℃
样本氨氮含量/mg
处理24 h
处理48 h
氨氮含量/mg
氨氮含量/mg
20
1008
838
788
25
1008
757
468
30
1008
798
600
40
1008
977
910
温度/℃
样本氨氮含量/mg
处理24 h
处理48 h
氨氮含量/mg
氨氮含量/mg
20
1008
838
788
25
1008
757
468
30
1008
798
600
40
1008
977
910
参考答案：
1．B
【详解】A．N2和O2在放电或高温条件下化合成NO：N2＋O22NO，A不符合题意；
B．铁和氯气反应只能生成氯化铁，不能得到氯化亚铁，B符合题意；
C．S在氧气中燃烧生成SO2：S＋O2SO2，C不符合题意；
D．N2与H2高温、高压、催化剂存在下化合成NH3：N2＋3H22NH3，D不符合题意；
答案选B。
2．B
【详解】A．工业上合成氨：，是由氮气转化为氮的化合物氨，属于工业固氮，所以A选项是正确的；
B．由NH3制硝酸，它们间的相互转化，属于化合物间的转化，不符合单质转化为化合物的特点，所以不属于氮的固定，故B错误；
C．在雷电作用下，将空气中的氮气转化为含氮化合物硝酸盐，被植物吸收，是由氮气转化为氮的化合物，属于氮的固定，所以C选项是正确的；
D．大豆的根瘤菌将空气中的氮转化为氨，符合单质转化为化合物的特点，属于氮的固定，所以D选项是正确的；
答案选B。
3．C
【分析】由题知：X＋Y=H2O(g)＋N2，由质量守恒知1 ml X和1 ml Y中共含有2 ml H、1 ml O、2 ml N；
【详解】A．1ml H2、N2O4中有2mlH，2mlN和4mlO，A项错误；
B．1ml H2、N2O3中有2mlH，2mlN和3mlO，B项错误；
C．1ml H2、N2O中有2mlH，2mlN和1mlO，C项正确；
D．1ml H2、NO2中有2mlH，1mlN和2mlO，D项错误；
答案选C。
4．C
【详解】A．氮气不溶于水，而且常温常压下不与氧气反应，最后试管不会充满水，故A错误；
B．CO2与水反应生成碳酸，该反应为可逆反应，碳酸不稳定又会分解成二氧化碳与水，所以最后试管不会充满水，故B选项错误；
C．NO与NO2的混合气体，当向试管内鼓入氧气后，NO与NO2可在溶液中与水和氧气发生反应生成硝酸，所以试管内能完全被水充满，故C正确；
D．当向试管内鼓入氧气后，NO与NO2都可以在溶液中与水和氧气发生反应生成硝酸，试管内都能完全被水充满，故D错误。
故选C选项。
5．C
【详解】雷雨时氮气和氧气在雷电作用下生成NO，NO和空气中氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸；反应中不会生成氨气；
故选C。
6．D
【详解】A、氮气常温下是无色无味的气体，且难溶于水，故A说法正确；
B、氮气的化学性质不活泼，常温下难与其他物质发生反应，故B说法正确；
C、氮气的化学性质不活泼，从空气中分离出的氮气，可用于填充白炽灯的灯泡，故C说法正确；
D、从空气中分离出的氮气，能用于生产氮肥，如N2→NH3→氮肥，故D说法错误；
答案选D。
7．B
【分析】实验室制取气体的收集方法有两种：排水法和排空气法，根据气体是否溶于水或与水反应选择能否使用排水法，根据气体与空气比较密度大小选择向上或向下排空气法，注意密度与空气接近的气体不能使用排空气法收集。
【详解】A、氮气难溶于水，密度与空气的密度接近，排空气法收集不到纯净的气体，一般使用排水法收集，故A错误；
B、二氧化硫密度大于空气密度，且常温下和氧气不反应，所以可以采用向上排空气法收集，故B正确；
C、一氧化碳比空气略轻，排空气法收集不到纯净的气体，故C错误；
D、一氧化氮和空气中氧气反应生成二氧化氮，不能用排空气法收集，故D错误；
故答案选B。
8．D
【分析】游离态氮元素直接转化为化合物的过程是氮的固定，据此解答。
【详解】A．雷电时生成氮的氧化物，为自然固氮，属于氮的固定，故A不选；
B．工业上用氢气与氮气合成氨，为工业固氮，属于氮的固定，故B不选；
C．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，为生物固氮，故C不选，
D．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不是将游离态氮转化为化合态氮，故不属于氮的固定，故D选；
故选D。
9．B
【详解】A．价层电子对数=2+(5+1-2×2)=2+1=3，VSEPR模型是平面三角形，选项A错误；
B．转化为N2，N元素化合价从+5变为0，化合价降低被还原，即转化过程中被甲醇还原为N2，选项B正确；
C．与反应生成的反应为+=+2H2O，反应转移电子数为3，生成1ml转移约个电子，选项C错误；
D．氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮，转化为不属于氮的固定，选项D错误；
答案选B。
10．D
【详解】A.浓硝酸与碳反应会产生CO2、NO2、H2O，其中含有的NO2是红棕色气体，A正确；
B.S单质是由非极性分子构成的分子晶体，根据相似相溶原理可知，S单质容易溶于由非极性分子构成的物质CS2中，B正确；
C.工业上利用N2与H2合成氨气，从而可实现氮的固定，C正确；
D.实验室是用加热NH4Cl晶体与消石灰混合物的方法制取NH3，D错误；
故合理选项是D。
11． N2 NO2 NO NH3 HNO3 N2+O22NO 4NH3+5O24NO+6H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO
【分析】根据题给信息，由B为红棕色气体可分析得出B为NO2，根据及题给的物质状态信息及A→E为五种含氮物质，结合图中A、B、C、D、E之间的转化关系可知，A为N2，B为NO2，C为NO，D为NH3，E为HNO3。据此进行分析。
【详解】（1）由分析可知：A为N2，B为NO2，C为NO，D为NH3，E为HNO3。故答案为：N2；NO2；NO；NH3；HNO3；
（2）反应中涉及的反应方程式为：①N2+O22NO；②4NH3+5O24NO+6H2O；⑤3NO2+H2O=2HNO3+NO；答案为：N2+O22NO；4NH3+5O24NO+6H2O；3NO2+H2O=2HNO3+NO；
12． N≡N BaSO4 2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O
【详解】(1)氮气分子中氮原子之间形成三键，结构式为：N≡N，故答案为：N≡N；
②BaSO4性质稳定，难溶于水和盐酸，且对人体无害，常用作医疗用内服药剂‘钡餐’，故答案为：BaSO4；
(2)醋酸为弱酸应写化学式，碳酸钠为可溶性盐，两者反应生成醋酸钠和二氧化碳，反应的离子方程式为：2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O，故答案为：2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O；
13．(1)②
(2)ad
(3)
(4) 25℃ 1.125
(5) 电极反应为：，产生的氧化废水中的释放出 减小
【详解】（1）氮的固定是指将游离态的氮气转化为化合态的含氮化合物，则属于固氮作用的是②。
（2）a．从图中可知，海洋中存在游离态的氮，a正确；
b．N2转化为，N得电子被还原，海洋中的氮循环起始于氮的还原，b错误；
c．反硝化作用转化为，N得电子化合价降低，需要缺氧条件下进行，c错误；
d．硝酸根离子增多，反硝化作用增强，的含量增多，d正确；
故答案选ad。
（3）根据图示可知，过程④中转化为N2O和，N失电子化合价升高，则有氧化剂即氧气参与反应，根据得失电子守恒和原子守恒可得方程式为。
（4）由表格数据可知，硝化细菌除去氨氮的最佳反应温度为25℃。25℃时48h内去除氨氮的平均速率为。
（5）①该装置为电解NaCl溶液的装置，阳极上2Cl--2e-=Cl2↑，生成的Cl2将氧化生成N2达到了间接除去氨氮的目的。
②氯气氧化的离子方程式为3Cl2+2=N2+6Cl-+8H+，电解NaCl溶液时，生成氢气和氯气的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，生成的H2与N2的物质的量之比为3：1，不妨设生成氢气3aml，则生成氯气3aml，生成氮气aml，此时生成NaOH6aml，生成H+8aml，阳极产生的氢离子比阴极消耗的氢离子多，则溶液的pH将减小。
14．(1) N2+O22NO N2+3H22NH3
(2) 3Mg+N2Mg3N2 氧化
(3)Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
【解析】(1)
①N2和氧气在放电的情况下反应生成NO，其中氮元素的化合价升高，被氧化，化学方程式为：N2+O22NO，故答案为：N2+O22NO；
②N2和氢气在高温高压催化剂下反应生成氨气，其中氮元素的化合价下降，被还原，化学方程式为：N2+3H22NH3，故答案为：N2+3H22NH3；
(2)
氮化镁的化学式为Mg3N2，则Mg可以在N2中燃烧生成氮化镁的化学方程式为3Mg+N2Mg3N2；其中氮元素的化合价为-3价，在Mg和N2的反应中氮元素的化合价降低，氮气表现氧化性，故答案为：3Mg+N2Mg3N2；氧化；
(3)
氮化镁可以与水反应生成氢氧化镁和氨气，化学反应方程式为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，故答案为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑。
15．(1) 一定 N2O5 c
(2)BD
(3)2NH3+NO+NO22N2+3H2O
(4) 氢键 HSO＋2NO2＋H2O=2HNO2＋HSO
(5)溶于水后测两种溶液的酸碱性，呈碱性的为NaNO2溶液，呈中性的为NaCl溶液
【解析】（1）
①由图可知，X是N-3价的氢化物，则X一定为NH3；Y为N+5价的氧化物，则Y为N2O5；
②a．氮元素的化合价由+4价升为+5价，发生了变化，a错误；
b．该转化过程中，NO2可以被氧化剂氧化，如4NO2+2H2O+O2=4HNO3，NO2是还原剂，b错误；
c．若用NO2与H2O反应制取HNO3，NO2可以发生歧化反应，生成HNO3和NO，3NO2+H2O=2HNO3+NO，c正确；
故选c。
（2）
A．Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2的同时会有NO生成，NO在空气中与O2反应生成NO2，是空气污染物，A不符合题意；
B．CuO与HNO3反应可直接生成Cu(NO3)2和H2O，没有污染物生成，绿色环保，B符合题意；
C．CuS与HNO3反应制备Cu(NO3)2时，会有S和NO生成，根据A选项的分析，对空气有污染，C不符合题意；
D．Cu(OH)2与HNO3反应可直接生成Cu(NO3)2和H2O，没有污染物生成，绿色环保，D符合题意；
故选BD。
（3）
由图可知，反应物为NH3、NO、NO2，生成物为N2、3H2O，NO2与NO的物质的量之比为1：1时，方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O；
（4）
由图可知，“水桥”由的H与H2O分子的O之间的氢键形成；由图可知，HSO与NO2、H2O反应生成HNO2和HSO，离子方程式为HSO＋2NO2＋H2O=2HNO2＋HSO；
（5）
NaNO2为强碱弱酸盐，在溶液中水解显碱性，而Cl-不水解，因此可以测两种溶液的酸碱性来区分，将两种盐溶于水后，用pH试纸测量两溶液的pH，呈碱性的为NaNO2溶液，呈中性的为NaCl溶液。
16． N2 N≡N
【详解】氮气的分子式为N2，其中两个氮原子之间形成三对共用电子，电子式为，其结构式为N≡N。
17．(1)由于N原子的最外层上有5个电子，故氮气分子中存在氮氮三键，故氮气的化学性质很稳定
(2)①②
(3)5：4
(4)增大空气(氧气)的浓度
(5) NO+NO2+(NH2)2CO=2N2+CO2+2H2O NO难溶于水，难以与尿素接触反应
【解析】(1)
由于N原子的最外层上有5个电子，故氮气分子中存在氮氮三键，故氮气的化学性质很稳定，故在自然界中能稳定存在。
(2)
将游离态的氮转化为化合态的过程叫氮的固定，①~⑥各步转化中，属于氮的固定的是①②。
(3)
氨的催化氧化反应为，氧化剂为氧气，还原剂为氨气，故氧化剂与还原剂物质的量之比为5：4。
(4)
为提高NO→HNO3的转化率，可采取的措施是增大空气(氧气)的浓度。
(5)
①体积比为1:1的NO和NO,混合气体，说明反应中化学计量数之比为1:1，反应化学方程式为NO+NO2+(NH2)2CO=2N2+CO2+2H2O。
②由于NO难溶于水，难以与尿素接触反应，未参与反应的NO增多，大量的NO通入之后不能反应，导致总还原率降低。
18．(1)用于保护气
(2) CDE BCD
(3) 2NO+2CON2+2CO2 2：1
(4) SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O (CH3)3CH + HSbF6 = (CH3)3CSbF6 + H2
【详解】（1）氮气在常温下稳定：比如用于保护气；
（2）臭氧层空洞主要是氟氯烃引起的，白色污染主要是塑料引起的，温室效应是二氧化碳气体过量排放引起的，故选答案：CDE；
Fe与HNO3反应时，根据铁的用量不同，反应可分为两种极端情况。
(1)若Fe过量，发生反应：3Fe＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
则有=3∶8，解得：a：b=3:1
此为a∶b的最小值。
(2)若HNO3过量，发生反应：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
则有=1：1，解得：a：b=9：2
此为a：b的最大值。
所以a：b的取值范围为3：1≤a：b≤9：2，即a：b的比值在此范围内均合理，故选BCD。
（3）NO与CO在催化剂和加热的作用下发生反应，生成N2和CO2，反应的化学方程式2NO+2CON2+2CO2，其中一氧化碳失去电子发生氧化反应，为还原剂，CO2为氧化产物，一氧化氮得到电子，发生还原反应，被还原，N2为还原产物，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：1；
（4）玻璃仪器中含有SiO2与HF发生反应：SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O。
答案为SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O；
由已知信息知，异丁烷可以提供碳正离子与F-结合形成卤化物，同时(CH3)3C+稳定反应中易形成。所以反应为：(CH3)3CH + HSbF6 =(CH3)3CSbF6 + H2。答案为(CH3)3CH + HSbF6 = (CH3)3CSbF6 + H2。
19． 无色无味 难
【详解】纯净的氮气是一种无色、无味的气体，难溶于水，在空气中约占五分之四左右。
20．(1)②
(2)ad
(3)4NH + 5O2 =2NO+ 6H+ + N2O + 5H2O
(4) 25℃ 1.125
【详解】（1）氮的固定是将游离态氮气转化为化合态的过程，由图可知②属于氮的固定；
（2）a. 由图可知，海洋中存在溶解的游离态的氮气，故正确；
b. 海洋中的氮循环起始于氮气转化为铵根离子，该过程中氮的化合价降低被还原，故错误；
c. 海洋中的反硝化作用是将硝酸根转化为亚硝酸根，亚硝酸根进一步反应转化为氮气，该过程为还原反应，不需要氧气的参与，故错误；
d. 向海洋排放含NO的废水，因硝酸根具有较强氧化性，能与NH在酸性条件下发生氧化还原反应，因此会影响海洋中NH的含量，故正确；
故答案为：ad；
（3）1ml铵根失4ml电子，1ml氧气得4ml电子，根据得失电子守恒及元素守恒得到反应离子方程式：4NH + 5O2 =2NO+ 6H+ + N2O + 5H2O；
（4）由表格数据可知处理相同时间废水时，温度在25℃时氨氮含量最低，25℃为去除氨氮的最佳反应温度；在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是=1.125 mg·L-1·h-1。
21． 圆底烧瓶 残留在漏斗颈部的液体起液封作用；当内部气体多、压强大时，又可通过积留液体而放出气体 石蜡油 NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入，干扰试验 等于 偏高
【分析】分析题给装置图，可知装置A为NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热制备N2的发生装置，装置B的目的为干燥N2，装置C为N2和金属Li进行合成的发生装置，装置D的主要目的是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入，干扰试验。据此解答。
【详解】（1）盛装NH4Cl溶液的仪器是圆底烧瓶，答案为：圆底烧瓶；
（2）安全漏斗颈部呈弹簧状，残留液体起液封作用，当内部气体多、压强大时，又可通过积留液体而放出气体；锂的密度小于煤油，锂与水反应，常将锂保存在石蜡油中。答案为：残留在漏斗颈部的液体起液封作用，当内部气体多、压强大时，又可通过积留液体而放出气体；石蜡油
（3）亚硝酸钠与氯化铵共热生成氮气、氯化钠和水。反应方程式为：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O。答案为：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O；
（4）锂能与二氧化碳、水反应，氮化锂能与水反应，故用D装置吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。答案为：防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入，干扰试验；
（5）①氨气压强无法直接测定，只能测定外界大气压，当G和F中液面相平时，氨气压强等于外界大气压。答案为：等于；
②装置E中发生反应：Li3N＋3H2O=3LiOH＋NH3↑，根据题意有：n(NH3)=ml，则ω(Li3N)=×100%=%。锂能与水反应产生H2，如果产品混有锂，则产生气体体积偏大，测得产品纯度偏高；答案为：；偏高。
22．(1) 分液漏斗 a→d→e→b→c→d→e
(2) 干燥氨气，防止空气中的水蒸气进入B
(3)排出装置内的空气，防止Li在加热时被氧气氧化
(4)
【分析】装置①中氯化铵和亚硝酸钠在加热条件制备N2，装置②中发生反应制备；③中浓硫酸是干燥剂；由于遇水变质，所以装置②前后都连接干燥剂。
【详解】（1）根据装置图，仪器M的名称是分液漏斗；装置①制备N2，装置②制备；③中浓硫酸是干燥剂；遇水变质，所以装置②前后都连接③，按气流从左到右，各仪器接口连接顺序为a→d→e→b→c→d→e
（2）装置①氯化铵和亚硝酸钠在加热条件下反应生成氯化钠、氮气、水，发生反应的离子方程式为 ；遇水变质，装置③中浓硫酸的作用是干燥氨气，防止空气中的水蒸气进入B。
（3）Li易与氧气反应，实验时，先点燃①处酒精灯，用①中生成的氮气排出装置内的空气，防止Li在加热时被氧气氧化。
（4）根据题目信息，可知氮化锂遇水生成氨气和氢氧化锂，反应的化学方程式为。
23．(1) 硬质玻璃管 液封(或防止空气中的氧气进入硬质玻璃管与和反应)
(2) 排出装置中的空气防止钙加热氧化 E装置中有均匀的气泡产生
(3) 否 如有未参加反应的钙也可以与水反应转化为钙离子从而形成碳酸钙沉淀(合理答案均计分)
(4) 74.0%(或0.74) 偏低
【分析】在A装置中，NH4Cl与NaNO2反应制取N2，用B装置干燥后，在C装置内与Ca反应生成Ca3N2，D装置用于防止E装置内水蒸气进入D装置，E装置用于防止空气进入D装置内，起液封作用。
【详解】（1）由图可知，仪器X的名称为硬质玻璃管，根据题给信息可知，和Ca可以和空气中的氧气以及水蒸气反应，要防止空气中的氧气进入装置内，故装置E的作用为液封(或防止空气中的氧气进入硬质玻璃管与和反应)；
（2）装置中含有空气，会影响实验，故先点燃A处酒精灯的目的是：排出装置中的空气防止钙加热氧化；当观察到E装置中有均匀的气泡产生时，说明装置中的空气已经被排干净了；
（3）金属钙也是比较活泼的，没有反应完的钙也可以和水反应生成氢氧化钙，再转化成碳酸钙，故该方案不合理；理由是：如有未参加反应的钙也可以与水反应转化为钙离子从而形成碳酸钙沉淀(合理答案均计分)；
（4）根据反应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，可知2NaOH～H2SO4则与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量为×15×10-3L×2.00ml·L-1=0.015ml，再根据2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O，可知2NH3～H2SO4，可知反应产生氮化钙与水反应产生的氨气的物质的量为：2×(20×10-3L×1.00ml·L-1-0.015ml×)=0.1ml，根据Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3，根据Ca3N2～2NH3，可知148g Ca3N2～2ml NH3，产品中Ca3N2的质量分数；如果滴定管用蒸馏水洗涤后未用待装标准溶液润洗，则测出的剩余的硫酸的量会偏大，用于吸收氨气的硫酸会偏小，氨气的量会偏小，结果偏低。
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