还剩73页未读，
继续阅读
所属成套资源：（人教版2019必修第二册）高一化学下学期精品专题特训
成套系列资料，整套一键下载
（人教版2019必修第二册）高一化学下学期 专题02 氮及其化合物（原卷版+解析）
展开
这是一份（人教版2019必修第二册）高一化学下学期 专题02 氮及其化合物（原卷版+解析），共76页。
0专题02 氮及其化合物思维导图知识详解考点1 氮气与氮的固定1．氮气2．氮的固定3．氮的循环 【典例1】【典例1】下列关于N2的说法错误的是( )A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气B．反应N2+O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一C． N2的质量约占空气总质量的D．在反应3Mg+N2Mg3N2中，N2作氧化剂【答案】C【解析】A项，N2可在电焊时作保护气，是利用氮气的稳定性，故A正确；B项，汽车尾气造成污染的主要原因之一是N2+O22NO，故B正确；C项，氮气的体积约占空气总体积的，故C错误；D项，在反应3Mg+N2Mg3N2中，N元素的化合价降低，得电子，即N2作氧化剂，故D正确。【典例2】(2022•江东省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、镇江六市一模)氮是各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，氮的循环为生物体提供氮元素。将游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列过程属于氮的固定的是( )A．工业利用氮气和氢气合成氨气 B．氨气和硫酸反应制取铵态氮肥C．氨基酸合成人体所需的蛋白质 D．硝酸盐在细菌作用下生成氮气【答案】A【解析】根据氮的固定可知，是N2发生反应生成氮的化合物，只有A项是N2参加反应生成氮的化合物NH3，其它三个选项均是氮的化合物能加反应，故A项符合题意。考点2 一氧化氮和二氧化氮1．不同价态的氮的氧化物上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3。2．二氧化氮溶于水的实验3．NO和NO2性质比较4．氮的氧化物与氧气、水反应的相关计算5．常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx处理。②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。【归纳总结】NO、O2难溶于水，但NO2易溶于水且与水反应，所以氮氧化物溶于水的各种情况中，剩余气体可为NO或O2，但不可能是NO2或NO与O2同时剩余。【典例3】下列对NO、NO2的描述，不正确的是( )A．NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一【答案】B【解析】NO2是红棕色气体，易溶于水，与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由于反应前后元素的化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，A正确；NO不溶于水，可以用排水法收集，由于N2性质稳定，室温下不容易反应，但在放电时可由N2和O2直接化合而得到，B错误；NO与氧气发生反应会产生NO2；NO2溶于水反应产生硝酸和NO，因此二者在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物，C正确；NO、NO2都有毒，且在汽车发动时，在电火花作用下N2和O2化合产生NO，NO是汽车尾气的有害成分之一，D正确。【典例4】将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。(1)则原混合气体中NO与NO2体积比为多少？___。(2)1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 mol，则NO与NO2体积比为多少？____。(3)1 mol NO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1，试管倒立于盛满水的水槽中，为使整个试管充满水，需通入多少O2？____。【答案】(1)3∶7 (2)1∶9 (3) 0.5mol【解析】(1)设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1－a)mol NO2，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得：eq \f(3,4)a＋eq \f(1－a,4)＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。(2)设n(NO2)＝a mol3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 气体减少3 mol 1 mol 2 mola mol (1－0.4)mola＝0.9故NO与NO2体积比为1∶9。(3)通入的氧气的物质的量为eq \f(3,4)×0.5 mol＋eq \f(0.5,4) mol＝0.5 mol。考点3 氨气1．氨气的性质2．氨气的实验室制法(1)反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)装置：(3)氨气制备实验各部分装置的选择：3．其它实验室制取NH3的简易方法4．氨的用途(1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。(2)制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。【归纳总结】1．实验室制备氨气2．常见喷泉实验装置3．常见产生喷泉实验的组合【典例5】关于氨的下列叙述中，错误的是( )A．氨易液化，液氨常用来作制冷剂 B．氨气易溶于水，可用来做喷泉实验C．实验室常用向下排空气法收集氨气 D．氨气溶于水能导电，氨气是电解质【答案】D【解析】氨气易液化，液氨常用来作制冷剂；氨气密度比空气小(常用向下排空气法收集)；氨气极易溶于水(可用来做喷泉实验)；氨气溶于水，能与水反应生成电解质一水合氨，其水溶液能导电，但氨气是非电解质。【典例6】(2022·山东枣庄市·高一期末)在实验室制取干燥氨气的过程中，所给装置使用合理的是( )A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水蒸气C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气【答案】D【解析】A项，为防止生成的水蒸气冷凝倒流到试管底部炸裂试管，碱石灰和氯化铵加热制氨气的试管口应略向下倾斜，故A错误；B项，氨气是碱性气体，能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，故B错误；C项，丙图的收集方法为向上排空气法，而氨气密度比空气小，应该用向下排空气法收集，即气体应该短进长出，故C错误；D项，防止氨气污染空气，氨气极易溶于水，可用水吸收，应该有防倒吸措施，丁装置吸收多余的氨气并有防倒吸功能，故D正确；故选D。考点4 铵盐1．常见的铵盐铵根离子(NHeq \o\al(＋,4))与酸根离子形成的化合物称为铵盐。农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐，它们都是易溶于水的晶体。2．化学性质3．铵盐(NHeq \o\al(＋,4))的检验4．含氮物质的连续氧化①N2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5(放电))NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3②NH3eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(———→))),\s\do 5(催化剂/Δ))NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3【典例7】下列关于铵盐的说法中正确的是( )A．所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价C．氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为NHeq \o\al(＋,4)＋OH－NH3↑＋H2OD．氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离【答案】C【解析】A项，有的铵盐受热分解产生氨(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解最终不产生氨(如硝酸铵)；D项，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。【典例8】检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中，然后( )A．加水溶解后，再滴入酚酞溶液B．加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验C．加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液D．加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液【答案】B【解析】将固体放入试管中，加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨，则该盐中含有铵根离子，B正确。考点5 硝酸 1．性质2．硝酸与铜反应实验探究3．工业制备4．计算【归纳总结】1．硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：2．稀硝酸与铁的反应：反应物的量与生成物的关系如图所示：【典例9】下列对于硝酸的认识，不正确的是( )A．浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B．金属与硝酸反应不产生氢气C．可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸 D．铜与硝酸的反应属于置换反应【答案】D【解析】浓硝酸在见光或受热时会发生分解反应生成氧气、二氧化氮和水，A项正确；硝酸是氧化性酸，金属与硝酸反应不产生氢气，B项正确；常温下铁和铝在浓硝酸中钝化，因此可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸，C项正确；铜与硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，不属于置换反应，D项错误。【典例10】（2022·浙江省衢州市高一期末）32.0g Cu 与 100 mL 10.0 mol·L-1的浓硝酸反应，标准状况下测得反应产生的 NO、NO2 混合气体 6.72 L，且充分反应后铜仍有剩余。请计算：(1)混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比为 ___________；(2)向反应后的溶液中滴加稀硫酸可使铜完全溶解，若该过程中只有 NO 气体生成，则还能产生 NO 的物质的量为____ 。【答案】2：1 0.100mol 【解析】(1)铜和硝酸反应后铜有剩余，说明硝酸完全反应，反应的方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，假设一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为xmol、ymol，根据方程式有(x+y) ×22.4=6.72 4x+2y=10.0×0.1，解x=0.2，y=0.1，则一氧化氮和二氧化氮的物质的量比为0.2:0.1=2:1；(2)反应中消耗的铜的物质的量有1.5x+0.5y=0.5×0.2+0.5×0.1=0.35mol，铜的总物质的量为0.5mol，剩余的铜的物质的量为0.5-0.35=0.15mol，反应后的溶液中加入稀硫酸，相当于铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，故0.15mol铜反应生成0.1mol一氧化氮。考点6 酸雨及防治【典例11】（2022·广东省梅州市期末）酸雨是对pH小于5.6的酸性降水的统称。下列说法错误的是（ ）A．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因B．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨C．汽车排放的尾气、硝酸厂和氮肥厂的废气也会形成酸雨D．为了减少酸雨的形成，须对燃料进行脱硫处理，减少SO2的排放量【答案】A【解析】A项，酸雨的形成是工业或汽车排放的尾气造成的，错误；B项，发生如下反应SO2＋H2O＝H2SO3，2H2SO3＋O2＝2H2SO4，最终形成硫酸型酸雨，正确；C项，发生的有关反应为2NO＋O2＝2NO2，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，形成了硝酸型酸雨，正确；D项，燃料进行脱硫处理，可减少SO2的排放量，从而可减少酸雨的形成，正确。【典例12】硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但也造成了不少环境问题，下列说法正确的( )A．雷雨天气空气中的少量N2可转化为NO2并随雨水落下B．PM2.5(微粒直径约为m)含氮分散质分散在空气中形成气溶胶，能产生丁达尔效应C．二氧化硫有毒，严禁将其添加到任何食品和饮品中D．“酸雨”是由大气中的碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的【答案】A【解析】A项，雷雨天气时空气中的N2、O2在雷电作用下反应产生NO，NO与O2反应产生NO2，NO2与H2O反应产生HNO3和NO，HNO3电离产生NO3- ，故有助于空气中的N2转化为可供植物吸收的NO3-，A正确；B项，胶体粒子的直径大小在1nm~100nm之间(10−9m∼10−7m)，而PM2.5微粒直径约为 2.5×10−6m，不属于胶体，不能产生丁达尔效应，B错误；C项，二氧化硫常用作葡萄酒的防腐剂和抗氧剂，C错误；D项，“酸雨”是由大气中的氮，硫的氧化物溶于雨水造成的，D错误；故选A。专项练习一、选择题1．（2022·四川省雅安市高一期末）意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的分子，下列说法正确的是（ ）A．N4是一种新型化合物 B．N4转化为N2属于物理变化C．N4的摩尔质量为56g D．N4和N2是同素异形体2．（2022·北京市怀柔区高一期末）二十四节是中国独有的传统文化，农谚“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是谷雨节气。下列元素在自然界中的转化与“雷雨肥田”有关的是（ ）A．K B．P C．N D．O3．关于氮氧化物的说法正确的是（ ）A．氮氧化物一定对人体有害 B．可以用排水集气法收集NO2气体C．雷电多的地方容易形成酸雨 D．收集NO要用排水集气法4．（2022·江苏省无锡市期末）汽车尾气的处理反应为：2NO+2CON2+CO2。下列有关说法正确的是（ ）A．NO为红棕色气体 B．NO易溶于水C．反应中NO是还原剂 D．NO在大气中可转化为HNO35．（2022·陕西省榆林市高一期末）下列反应属于固氮反应的是（ ）A．8NH3+6NO2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2+12H2O B．O2 +2NO=2NO2C．NH3+HCl=NH4Cl D．N2+3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂)) 2NH36．下列反应中，说明氨有还原性和碱性的是( )A．2NH3＋3CuO==3Cu＋N2＋3H2O B．8NH3＋3Cl2==6NH4Cl＋N2C．4NH3＋6NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O D．NH3＋HCl==NH4Cl7．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是( )8．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( ) A．①③ B．②③ C．①④ D．②④9．（2022•江苏省南通市四模改编）硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，具有强氧化性，浓硝酸见光易分解。下列有关硝酸的说法正确的是（ ）A．硝酸与铜的反应只表现出强氧化性B．浓硝酸保存在棕色带橡胶塞的试剂瓶中C．用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸有白烟产生D．常温下用铁制容器运输浓硝酸是因为铁与浓硝酸不反应10．（2022·江苏省南通市海安市上学期期末）NH3是一种常见气体。下列实验能达到实验目的的是（ ）A．用图甲装置制取NH3 B．用图乙装置干燥NH3C．用图丙装置收集NH3 D．用图丁装置制CaCO311．（2022·北京市海淀区高一期末）自然界的氮循环包括以下过程。下列说法中，不正确的是（ ）A．硝化过程中，含氮物质被氧化B．氨氧化过程中，亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为3：4C．N2→NH4+属于氮的固定，N2发生还原反应D．土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素12．（2022·广东省惠州市期末）部分含氮物质的“价—类二维图”如下图所示。下列推断不合理的是（ ）A．图中所标转化关系中有5个反应是通过氧化还原反应实现的B．雷雨天可实现B→C→D→E→F转化C．A→B的反应是实现人工固氮的重要反应D．H制A的反应通常要加碱并加热来实现13．（2022·山东省济南市高一期末）如图是N元素及其化合物的“价—类”二维图。下列说法正确的是（ ）A．实验室采用向上排空气法收集AB．化合物B的水溶液能导电，证明B是电解质C．控制不同的反应条件，C与E也能相互转化D．两支玻璃棒分别蘸取B的浓溶液与D的浓溶液，靠近后会产生白雾14．（2022·广东省高三模拟）价类二维图可以帮助我们梳理物质间的转化关系，下图为氮及其化合物的价类二维图，有关说法不正确的是（ ）A．a可作保护气，在任何条件下均不与其他物质反应B．c与反应生成b和dC．e与d反应生成的盐可作氮肥D．f为一元弱碱，具有刺激性气味15．（2022•山西省运城市摸底）利用NO、O2和Na2CO3溶液反应制备NaNO2的装置如图所示，下列关于该装置的描述不正确的是（ ）A．装置A分液漏斗中的药品选用不当，应选用稀HNO3B．实验过程中，通过控制分液漏斗的活塞控制气流速度C．装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O2＝4NaNO2＋2CO2↑D．实验过程中，装置C液面上方可能出现红棕色气体16．（2022•山西省怀仁市上学期期中）下列叙述错误的是（ ）A．利用如图装置可制取NH3B．将干燥的红色石蕊试纸接近图中a处，可观察到试纸变蓝C．图中收集完NH3后，取下试管，在导管口b处堵上浸有稀硫酸的棉花可防止NH3污染空气D．进行图所示实验时，可观察到液体迅速充满试管并变为红色，说明NH3极易溶于水，其水溶液显碱性17．（2022•北京市海淀区上学期期中）常温常压下，1体积水能溶解约700体积NH3。用下图所示装置进行实验，下列说法正确的是（ ）A．挤压滴管并打开止水夹后，观察到烧杯中的水倒吸，产生红色“喷泉”B．“喷泉”的产生能证明NH3与H2O发生了反应C．若将NH3换成CO2，也能产生明显的“喷泉”D．实验后，取出烧瓶中的溶液，测得其pH＞7，原因是：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－18．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应19．（2022·北京市市东城区一模）用下图装置探究铜与硝酸的反应，实验记录如下：下列说法不正确的是（ ）A．①中反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OB．②中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O反应导致压强减小C．③中的实验现象能证明②中Cu与硝酸反应生成了NOD．待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生20．（2022·江苏省南通市四模改编）工业常采用氨氧化法制硝酸，主要工艺流程如图所示；在氧化炉中发生反应4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g)，NH3和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网，生成的NO与残余的O2继续反应生成NO2，将NO2通入水中可制得HNO3。吸收塔排放的尾气中含有少量的NO、NO2等氮氧化物。工业以石灰乳为试剂，采用气－液逆流接触法(尾气从处理设备的底部进入，石灰乳从设备顶部喷淋)处理尾气。下列有关硝酸工业制备说法不正确的是（ ）A．合成塔中使用催化剂，可以提高单位时间内N2的转化率B．吸收塔中NO2与H2O反应生成HNO3，NO2是酸性氧化物C．吸收塔中鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率D．采用气－液逆流接触法是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分21．(2022·重庆八中高三期中)某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)，设计了如下工业流程：下列说法错误的是( )A．气体Ⅰ中主要含有的气体有N2、NO、COB．X在反应中作氧化剂，可通入过量的空气C．处理含NH4+废水时，反应的离子方程式是：NH4++NO2-=N2↑+2H2OD．捕获剂所捕获的气体主要是CO22．利用SCR技术可有效降低柴油发动机NOx排放。SCR工作原理为尿素[CO(NH2)2]水熔液热分解为NH3和CO2，再利用NH3转化NOx，装置如图所示，下列说法不正确的是( )A．尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应B．转化NO2过程的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2OC．转化器工作过程中，当转移电子时，会消耗NH3(标况下)D．该装置转化时，还原剂与氧化剂物质的量之比为3：223．绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分，设计了如图流程。已知：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，下列说法正确的是（ ）A．固体1中主要含有CaCO3、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．处理含NH4+废水时，发生的反应：NH4++5NO2-+4H+==6NO↑+4H2OD．捕获剂所捕获的气体主要是CO24．（2022·宁夏银川市银川一中高一期末）将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后，得到5 mL无色气体B，下列说法不正确的是( )A．A气体是NO，B气体是O2B．A气体的体积是20 mLC．V的取值范围是20 mL＜V＜60 mLD．将盛有体积比为4:1 NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为mol/L25．将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下11.2L的NO和NO2的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被吸收生成NaNO3。下列说法不正确的是（ ）A．标准状况下，通入的O2体积为5.6LB．向反应后的溶液加NaOH，使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为1.0molC．标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的NO2D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol·L−1二、非选择题26．自然界中存在很多物质循环过程。下图是自然界中氮循环示意图，请回答下列问题：(1)自然界中的固氮和人工固氮的共同点是_________________________。(2)硝化细菌可以将氨氧化成亚硝酸，请配平该反应： NH3＋ O2→ HNO2＋ H2O______，其中还原产物为__________________。(3)根据循环图判断下列说法不正确的是______。a．氮元素均被氧化b．含氮无机物和含氮有机物可相互转化c．工业合成氨属于人工固氮d．模拟生物固氮是人工固氮发展的方向27．二氧化氮是主要的大气污染物之一，工业上在一定条件下用NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)，回答：(1)用装置A制备NH3，其中发生反应的化学方程式为________________________，装置B内的试剂是______________。(2)装置C的作用的_____________，铜丝可抽动的优点是_______________________，装置D中发生反应的离子方程式是________________________。(3)NH3和NO2在M中充分反应，产生两种对环境友好的物质，该反应的化学方程式为_______________________。M中可观察到的现象是________________________。28．（2022·江苏省扬州市期中）依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）实验室用上述图1装置制取氨气的化学反应方程式为___________________________________。若要收集一瓶氨气应该用___________(填“向上”或“向下”)排空气的方法；下列试剂不能干燥NH3的是___________(填字母)。 A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 （2）图2中，X转化为硝酸___________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （3）若要将NH3转化为N2，从原理上看，下列试剂可行的是___________。A．O2 B．Na C．NO2 D．NH4Cl29．（2022·福建省龙岩第一中学高一月考）地球上的氮元素对动植物有重要作用，其中氨的合成与应用是当前的研究热点。（1）人工固氮最主要的方法是Haber-Bosch法。通常用以铁为主的催化剂在400~500℃和10~30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。写出反应的化学方程式_______。（2）如图所示为实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。①实验室制取氨气的化学方程式是_______；检验氨气的方法为_______。②实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是_______反应(填“吸热”或“放热”)，反应的化学方程式是_______。③B中试剂为_______，NaOH溶液的作用是_______。④控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n(NH3)：n(O2)的最佳比例为_______。30．（2022•黑龙江省齐齐哈尔市上学期期中）某化学研究性学习小组的同学根据理论分析推测出NO具有氧化性，他们设想利用如图所示装置验证NO的氧化性（已知2NO2＋2OH－→NO3－＋NO2－＋H2O，夹持装置已省略）。（1）判断NO有氧化性的理论依据是_____________________，本套装置气密性检查较简便的操作是________________________________，装置A中反应的离子方程式为___________________________。（2）装置C中试剂X是________，装置B的作用是___________________________________________。（3）本套装置有一个明显的错误，下列分析中正确的是_______（填标号）。A．装置B中导管不应插入液面以下B．装置E无法吸收NOC．实验开始后，应不断地向装置E中通入空气（4）实验结束时装置D中试管内得到黑色粉末，对黑色粉末的成分，小组的同学提出了不同的看法：a．是FeO b．是Fe3O4 c．是FeO与Fe3O4①甲同学认为仅用磁铁就可以确定黑色粉末的成分到底是哪种情况，他判断的依据与结论是_______________________________________________________________________________。②若用化学方法分析a组和c组中的黑色粉末，则需要使用三种试剂，这三种试剂是_________________________。31．氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必须进行处理。(1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。①汽车尾气中的CO来自于________________，NO来自于__________________。汽车尾气对环境的危害主要有______________________________________(至少填两种)。②汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为_______________________。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O，8NH3＋6NO2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是____________________。 存在游离态以氮分子的形式存在于空气中化合态存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中分子结构氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量物理性质无色、无味、难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5化学性质氧化性N2＋3Mgeq \o(====,\s\up7(点燃))Mg3N2 N2＋3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂))2NH3还原性N2＋O2eq \o(========,\s\up7(放电或高温))2NO概念将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程分类自然固氮高能固氮如雷雨天气N2转化为NO生物固氮如豆科植物的根瘤菌固氮人工固氮合成氨(工业上合成氨) 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)氮的氧化物N2O(笑气)NON2O3NO2N2O4N2O5氮元素化合价＋1＋2＋3＋4＋4＋5实验装置实验操作在如图注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹振荡注射器实验现象无明显现象无色气体变为红棕色红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动化学方程式 2NO+O2 === 2NO2、3NO2+H2O === 2HNO3+NO 氮氧化物NONO2物理性质色、味、态无色无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性不溶于水易溶于水且与水反应毒性有毒(易结合血红蛋白使人中毒)有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜)氧化物类别非酸性氧化物(不成盐氧化物)非酸性氧化物(不成盐氧化物)化学性质氧化性弱氧化性，与NH3反应具有氧化性，能氧化SO2、KI等物质还原性具有强还原性2NO＋O2＝2NO24NO＋3O2＋2H2O＝4HNO34NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3氧化性与还原性——3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO实验室制法铜与稀硝酸反应铜与浓硝酸反应实验室尾气处理：通氧气，用NaOH溶液吸收：①2NO＋O2＝2NO2；②NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O(归中反应)实验室尾气处理：用NaOH溶液吸收：2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O(歧化反应)相关反应原理3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO……①2NO＋O2＝2NO2……②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3……③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3……④三种类型NO2气体NO2气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体为NO。NO2和O2的混合气体NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③NO和O2的混合气体NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，容易液化化学性质与水的反应NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2O不稳定，受热易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O，因此，氨水应密封保存在阴凉处。与酸反应NH3＋HCl＝NH4Cl(产生白烟) NH3＋HNO3＝NH4NO3(产生白烟) 2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4(不产生白烟)NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3(工业制碳铵)还原性4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(工业制NO) 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O2NH3(少量)＋Cl2＝2NH4Cl＋N2 8NH3(过量)＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2氧化性2NH3＋2Na＝2NaNH2＋H2↑装置选择选择原因制备装置固＋固eq \o(——→,\s\up7(△))气反应原理净化装置装有碱石灰的干燥管NH3具有碱性，不与碱石灰反应不用浓硫酸和无水氯化钙NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收收集装置向下排空气法NH3的密度远小于空气，且常温下不与空气成分反应不采用排水法NH3极易溶于水验满方法将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色氨水显碱性 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小颗粒尾气处理试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球NH3极易溶于水，与酸反应方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑＋H2O浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大也有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；且反应放热，促使NH3·H2O分解。化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2干法湿法原理2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑+2H2ONH3·H2O＋CaO＝NH3↑＋Ca(OH)2NH3·H2ONH3↑＋H2O发生装置收集向上排空气法干燥碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥验满用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生方法装置成因减小内压烧瓶内气体与水或其他溶液接触―→气体溶解或发生化学反应―→烧瓶内的压强减小―→烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”采用使烧瓶受热的方法，瓶内气体膨胀―→打开止水夹，止水夹下部导管中的空气受热排出―→烧瓶内的气体与液体接触而溶解―→使烧瓶内压强减小―→烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”增大外压锥形瓶内的物质反应产生气体(或锥形瓶中液体受热挥发出气体)―→使锥形瓶内气体压强增大―→将液体从锥形瓶中压入烧瓶中形成“喷泉”气体NH3HClSO2、CO2、NO2、Cl2NO2和O2吸收剂水或盐酸水或氢氧化钠溶液浓氢氧化钠溶液水通性与盐反应NH4Cl＋AgNO3＝NH4NO3＋AgCl↓与酸反应NH4HCO3＋HCl＝NH4Cl＋CO2↑＋H2O与碱反应NH4Cl＋NaOH＝NH3·H2O＋NaCl NH4NO3＋NaOHNaNO3＋NH3↑＋H2O不稳定性挥发酸铵盐NH4ClNH3↑＋HCl↑不稳定酸铵盐NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O氧化性酸铵盐温度不同产物各异：NH4NO3eq \o(=============,\s\up6(185℃～200℃),\s\do5())N2O↑＋2H2O NH4NO3eq \o(=====,\s\up6(300℃),\s\do5())2HNO3＋4N2↑＋9H2O 2NH4NO3eq \o(====,\s\up6(高温),\s\do5())2N2↑＋O2↑＋4H2O原理NHeq \o\al(＋,4)＋OH－eq \o(====,\s\up5(Δ),\s\do5())NH3↑+H2O答题模板操作取少许溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热，试管口放湿润的红色石蕊试纸现象若红色石蕊试纸变蓝色结论则溶液中含有NHeq \o\al(＋,4)物理性质纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体，沸点低，易挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数为95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”化学性质强酸性具有酸的通性不稳定性4HNO3eq \o(======,\s\up5(Δ),\s\do5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O 长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中；实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放在阴凉处强氧化性金属活泼金属常温下Fe、Al在浓硝酸中钝化Fe＋4HNO3(稀 过量)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O不活泼金属Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O非金属C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2OS＋6HNO3(浓) H2SO4＋6NO2↑＋2H2O还原性化合物如HI、HBr、SO2、FeO、S2－、SOeq \o\al(2－,3)、I－、Fe2＋等均能被HNO3氧化。如稀硝酸与Fe2＋溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋H2O实验装置稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢，有少量气泡产生，溶液变蓝 试管口有红棕色气体产生反应剧烈，有大量气泡 产生，溶液变蓝 ，液面上有 红棕色 气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体化学方程式3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑＋2H2O主要原料氨气、空气、水主要原理4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O 2NO＋O2＝2NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO尾气处理 用NaOH溶液吸收生产流程图三个守恒得失电子守恒金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)氮原子守恒n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)电荷守恒若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NOeq \o\al(－,3))＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。一个关系起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为：n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(转移电子)一个方程式对于金属铜与稀硝酸和稀硫酸的混合溶液反应，应用以下离子方程式计算：3Cu＋2NO3－＋8H＋＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OSO2与NOx的主要来源SO2主要来自煤、石油的燃烧和某些含硫金属矿物的冶炼NOx主要来自机动车尾气(高温条件下氮气和氧气生成氮氧化物)酸雨的概念pH＜5.6的降雨(正常雨水的pH约为5.6，这是因为雨水中溶解了二氧化碳的缘故)酸雨的形成成因主要是大气中的SO2和NOx以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于水形成的类型硫酸型硝酸型汽车尾气―→NOeq \o(――→,\s\up7(O2),\s\do5())NO2eq \o(――→,\s\up7(雨水),\s\do5())HNO3酸雨的危害①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。③导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康。酸雨的防治①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。②对酸性物质的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。③健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。选项氧化物环境问题主要来源ACO2温室效应化石燃料的燃烧BNO2酸雨工厂废气的排放CCOCO中毒燃料的不完全燃烧DSO2光化学烟雾汽车尾气的排放①②③装置步骤操作现象①打开止水夹，挤压胶头，使浓硝酸滴入试管产生红棕色气体，溶液变为绿色②一段时间后，关闭止水夹，推动注射器活塞使部分水进入试管注射器内剩余的水被“吸入”试管；铜表面产生无色气泡，溶液变蓝，试管内气体逐渐变为无色③一段时间后，打开止水夹，拉动注射器活塞吸取少量无色气体；拔下注射器，再拉动活塞吸入少量空气注射器中无色气体变红棕色 0 0 专题02 氮及其化合物思维导图知识详解考点1 氮气与氮的固定1．氮气2．氮的固定3．氮的循环 【典例1】【典例1】下列关于N2的说法错误的是( )A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气B．反应N2+O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一C． N2的质量约占空气总质量的D．在反应3Mg+N2Mg3N2中，N2作氧化剂【答案】C【解析】A项，N2可在电焊时作保护气，是利用氮气的稳定性，故A正确；B项，汽车尾气造成污染的主要原因之一是N2+O22NO，故B正确；C项，氮气的体积约占空气总体积的，故C错误；D项，在反应3Mg+N2Mg3N2中，N元素的化合价降低，得电子，即N2作氧化剂，故D正确。【典例2】(2022•江东省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、镇江六市一模)氮是各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，氮的循环为生物体提供氮元素。将游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列过程属于氮的固定的是( )A．工业利用氮气和氢气合成氨气 B．氨气和硫酸反应制取铵态氮肥C．氨基酸合成人体所需的蛋白质 D．硝酸盐在细菌作用下生成氮气【答案】A【解析】根据氮的固定可知，是N2发生反应生成氮的化合物，只有A项是N2参加反应生成氮的化合物NH3，其它三个选项均是氮的化合物能加反应，故A项符合题意。考点2 一氧化氮和二氧化氮1．不同价态的氮的氧化物上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3。2．二氧化氮溶于水的实验3．NO和NO2性质比较4．氮的氧化物与氧气、水反应的相关计算5．常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx处理。②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。【归纳总结】NO、O2难溶于水，但NO2易溶于水且与水反应，所以氮氧化物溶于水的各种情况中，剩余气体可为NO或O2，但不可能是NO2或NO与O2同时剩余。【典例3】下列对NO、NO2的描述，不正确的是( )A．NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一【答案】B【解析】NO2是红棕色气体，易溶于水，与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由于反应前后元素的化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，A正确；NO不溶于水，可以用排水法收集，由于N2性质稳定，室温下不容易反应，但在放电时可由N2和O2直接化合而得到，B错误；NO与氧气发生反应会产生NO2；NO2溶于水反应产生硝酸和NO，因此二者在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物，C正确；NO、NO2都有毒，且在汽车发动时，在电火花作用下N2和O2化合产生NO，NO是汽车尾气的有害成分之一，D正确。【典例4】将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。(1)则原混合气体中NO与NO2体积比为多少？___。(2)1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 mol，则NO与NO2体积比为多少？____。(3)1 mol NO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1，试管倒立于盛满水的水槽中，为使整个试管充满水，需通入多少O2？____。【答案】(1)3∶7 (2)1∶9 (3) 0.5mol【解析】(1)设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1－a)mol NO2，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得：eq \f(3,4)a＋eq \f(1－a,4)＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。(2)设n(NO2)＝a mol3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 气体减少3 mol 1 mol 2 mola mol (1－0.4)mola＝0.9故NO与NO2体积比为1∶9。(3)通入的氧气的物质的量为eq \f(3,4)×0.5 mol＋eq \f(0.5,4) mol＝0.5 mol。考点3 氨气1．氨气的性质2．氨气的实验室制法(1)反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)装置：(3)氨气制备实验各部分装置的选择：3．其它实验室制取NH3的简易方法4．氨的用途(1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。(2)制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。【归纳总结】1．实验室制备氨气2．常见喷泉实验装置3．常见产生喷泉实验的组合【典例5】关于氨的下列叙述中，错误的是( )A．氨易液化，液氨常用来作制冷剂 B．氨气易溶于水，可用来做喷泉实验C．实验室常用向下排空气法收集氨气 D．氨气溶于水能导电，氨气是电解质【答案】D【解析】氨气易液化，液氨常用来作制冷剂；氨气密度比空气小(常用向下排空气法收集)；氨气极易溶于水(可用来做喷泉实验)；氨气溶于水，能与水反应生成电解质一水合氨，其水溶液能导电，但氨气是非电解质。【典例6】(2022·山东枣庄市·高一期末)在实验室制取干燥氨气的过程中，所给装置使用合理的是( )A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水蒸气C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气【答案】D【解析】A项，为防止生成的水蒸气冷凝倒流到试管底部炸裂试管，碱石灰和氯化铵加热制氨气的试管口应略向下倾斜，故A错误；B项，氨气是碱性气体，能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，故B错误；C项，丙图的收集方法为向上排空气法，而氨气密度比空气小，应该用向下排空气法收集，即气体应该短进长出，故C错误；D项，防止氨气污染空气，氨气极易溶于水，可用水吸收，应该有防倒吸措施，丁装置吸收多余的氨气并有防倒吸功能，故D正确；故选D。考点4 铵盐1．常见的铵盐铵根离子(NHeq \o\al(＋,4))与酸根离子形成的化合物称为铵盐。农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐，它们都是易溶于水的晶体。2．化学性质3．铵盐(NHeq \o\al(＋,4))的检验4．含氮物质的连续氧化①N2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5(放电))NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3②NH3eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(———→))),\s\do 5(催化剂/Δ))NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3【典例7】下列关于铵盐的说法中正确的是( )A．所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价C．氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为NHeq \o\al(＋,4)＋OH－NH3↑＋H2OD．氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离【答案】C【解析】A项，有的铵盐受热分解产生氨(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解最终不产生氨(如硝酸铵)；D项，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。【典例8】检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中，然后( )A．加水溶解后，再滴入酚酞溶液B．加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验C．加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液D．加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液【答案】B【解析】将固体放入试管中，加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨，则该盐中含有铵根离子，B正确。考点5 硝酸 1．性质2．硝酸与铜反应实验探究3．工业制备4．计算【归纳总结】1．硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：2．稀硝酸与铁的反应：反应物的量与生成物的关系如图所示：【典例9】下列对于硝酸的认识，不正确的是( )A．浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B．金属与硝酸反应不产生氢气C．可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸 D．铜与硝酸的反应属于置换反应【答案】D【解析】浓硝酸在见光或受热时会发生分解反应生成氧气、二氧化氮和水，A项正确；硝酸是氧化性酸，金属与硝酸反应不产生氢气，B项正确；常温下铁和铝在浓硝酸中钝化，因此可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸，C项正确；铜与硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，不属于置换反应，D项错误。【典例10】（2022·浙江省衢州市高一期末）32.0g Cu 与 100 mL 10.0 mol·L-1的浓硝酸反应，标准状况下测得反应产生的 NO、NO2 混合气体 6.72 L，且充分反应后铜仍有剩余。请计算：(1)混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比为 ___________；(2)向反应后的溶液中滴加稀硫酸可使铜完全溶解，若该过程中只有 NO 气体生成，则还能产生 NO 的物质的量为____ 。【答案】2：1 0.100mol 【解析】(1)铜和硝酸反应后铜有剩余，说明硝酸完全反应，反应的方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，假设一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为xmol、ymol，根据方程式有(x+y) ×22.4=6.72 4x+2y=10.0×0.1，解x=0.2，y=0.1，则一氧化氮和二氧化氮的物质的量比为0.2:0.1=2:1；(2)反应中消耗的铜的物质的量有1.5x+0.5y=0.5×0.2+0.5×0.1=0.35mol，铜的总物质的量为0.5mol，剩余的铜的物质的量为0.5-0.35=0.15mol，反应后的溶液中加入稀硫酸，相当于铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，故0.15mol铜反应生成0.1mol一氧化氮。考点6 酸雨及防治【典例11】（2022·广东省梅州市期末）酸雨是对pH小于5.6的酸性降水的统称。下列说法错误的是（ ）A．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因B．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨C．汽车排放的尾气、硝酸厂和氮肥厂的废气也会形成酸雨D．为了减少酸雨的形成，须对燃料进行脱硫处理，减少SO2的排放量【答案】A【解析】A项，酸雨的形成是工业或汽车排放的尾气造成的，错误；B项，发生如下反应SO2＋H2O＝H2SO3，2H2SO3＋O2＝2H2SO4，最终形成硫酸型酸雨，正确；C项，发生的有关反应为2NO＋O2＝2NO2，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，形成了硝酸型酸雨，正确；D项，燃料进行脱硫处理，可减少SO2的排放量，从而可减少酸雨的形成，正确。【典例12】硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但也造成了不少环境问题，下列说法正确的( )A．雷雨天气空气中的少量N2可转化为NO2并随雨水落下B．PM2.5(微粒直径约为m)含氮分散质分散在空气中形成气溶胶，能产生丁达尔效应C．二氧化硫有毒，严禁将其添加到任何食品和饮品中D．“酸雨”是由大气中的碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的【答案】A【解析】A项，雷雨天气时空气中的N2、O2在雷电作用下反应产生NO，NO与O2反应产生NO2，NO2与H2O反应产生HNO3和NO，HNO3电离产生NO3- ，故有助于空气中的N2转化为可供植物吸收的NO3-，A正确；B项，胶体粒子的直径大小在1nm~100nm之间(10−9m∼10−7m)，而PM2.5微粒直径约为 2.5×10−6m，不属于胶体，不能产生丁达尔效应，B错误；C项，二氧化硫常用作葡萄酒的防腐剂和抗氧剂，C错误；D项，“酸雨”是由大气中的氮，硫的氧化物溶于雨水造成的，D错误；故选A。专项练习一、选择题1．（2022·四川省雅安市高一期末）意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的分子，下列说法正确的是（ ）A．N4是一种新型化合物 B．N4转化为N2属于物理变化C．N4的摩尔质量为56g D．N4和N2是同素异形体【答案】D【解析】A项，N4为单质，故A错误；B项，N4转化成N2时有化学键的断裂和生成，属于化学变化，故B错误；C项，摩尔质量的单位为 g·molˉ1，故C错误；D项，N4和N2是由同种元素形成的不同单质，属于同素异形体，故D正确；故选D。2．（2022·北京市怀柔区高一期末）二十四节是中国独有的传统文化，农谚“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是谷雨节气。下列元素在自然界中的转化与“雷雨肥田”有关的是（ ）A．K B．P C．N D．O【答案】C【解析】雷雨肥田是空气中的N2与O2在电火花作用下反应产生NO，NO与O2在室温下反应产生NO2，NO2与水反应产生HNO3，进入土壤溶液，N元素是农作物生长需要的营养元素，因此有雷雨肥田之说，故选C。3．关于氮氧化物的说法正确的是（ ）A．氮氧化物一定对人体有害 B．可以用排水集气法收集NO2气体C．雷电多的地方容易形成酸雨 D．收集NO要用排水集气法【答案】D【解析】A项，极稀的一氧化氮可调节血管紧张度，降低血压，调节血液循环，氮氧化物不一定都是害处，故A错误；B项，二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，不能选排水法收集，故B错误；C项，空气中的氮气和氧气在雷电作用下生成NO，而造成酸雨的主要气体是二氧化硫，故C错误；D项，NO能与氧气反应，而NO难溶于水，因此可用排水集气法收集NO，故D正确；故选D。4．（2022·江苏省无锡市期末）汽车尾气的处理反应为：2NO+2CON2+CO2。下列有关说法正确的是（ ）A．NO为红棕色气体 B．NO易溶于水C．反应中NO是还原剂 D．NO在大气中可转化为HNO3【答案】D【解析】A项，NO是无色气体，错误；B项，NO不溶于水，错误；C项，反应中NO生成N2，NO价态降低做氧化剂，错误；D项，NO在大气中发生如下变化NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3，正确。5．（2022·陕西省榆林市高一期末）下列反应属于固氮反应的是（ ）A．8NH3+6NO2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2+12H2O B．O2 +2NO=2NO2C．NH3+HCl=NH4Cl D．N2+3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂)) 2NH3【答案】D【解析】固氮反应是指游离态的氮气变为化合态的氮，A、B、C反应物都是化合态的氮，D是游离态的氮气变为化合态的氮，故D符合题意。故选D。6．下列反应中，说明氨有还原性和碱性的是( )A．2NH3＋3CuO==3Cu＋N2＋3H2O B．8NH3＋3Cl2==6NH4Cl＋N2C．4NH3＋6NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O D．NH3＋HCl==NH4Cl【答案】B【解析】物质要体现碱性，则应与酸生成相应的盐；物质要体现还原性，则应与氧化剂作用生成相应的氧化产物。据此对比题给4个反应逐一分析，看是否同时有铵盐和价态高于－3价的含氮物质生成(该物质要有来自NH3中的氮，且氮的价态高于－3价)。选项A中NH3→N2，无铵盐生成；选项B中2NH3→N2，6NH3→NH4Cl；选项C中4NH3→2N2，无盐生成；选项D中NH3→NH4Cl，无氮元素价态升高的物质生成。故选B。7．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是( )【答案】D【解析】A项，CO2主要是导致温室效应，故A正确；B项，NO2是酸性气体，可以引起酸雨和光化学烟雾，故B正确；C项，燃料的不完全燃烧生成CO，CO有毒，故C正确；D项，光化学烟雾主要是氮的氧化物形成的，SO2主要引起酸雨，故D错误。8．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( ) A．①③ B．②③ C．①④ D．②④【答案】A【解析】实验室制取氨气的方法有：铵盐与碱加热制取氨气，常用NH4Cl与Ca(OH)2反应，固体与固体反应，因为有水生成，试管口应向下倾斜，③错误；在浓氨水中加入CaO，CaO与水反应放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨气；加热浓氨水，加快氨气挥发。①是错误的，因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。9．（2022•江苏省南通市四模改编）硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，具有强氧化性，浓硝酸见光易分解。下列有关硝酸的说法正确的是（ ）A．硝酸与铜的反应只表现出强氧化性B．浓硝酸保存在棕色带橡胶塞的试剂瓶中C．用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸有白烟产生D．常温下用铁制容器运输浓硝酸是因为铁与浓硝酸不反应【答案】C【解析】A项，硝酸与铜的反应既表现出强氧化性又表现出酸性，错误；B项，浓硝酸具有强氧化性，能腐蚀橡胶塞，则浓硝酸应保存在棕色带玻璃塞的试剂瓶中，错误；C项，浓氨水和浓硝酸都具有挥发性，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸时，挥发出的氨气与硝酸蒸汽反应生成硝酸铵，会有白烟产生，正确；D项，常温下用铁制容器运输浓硝酸是因为铁在浓硝酸中发生钝化，阻碍反应的进行，并非是铁与浓硝酸不反应，错误。10．（2022·江苏省南通市海安市上学期期末）NH3是一种常见气体。下列实验能达到实验目的的是（ ）A．用图甲装置制取NH3 B．用图乙装置干燥NH3C．用图丙装置收集NH3 D．用图丁装置制CaCO3【答案】D【解析】A项，NH4Cl分解生成的NH3和HCl在试管口又会重新生成NH4Cl得不到NH3，错误；B项，NH3会与H2SO4反应生成(NH4)2SO4，错误；C项，NH3比空气轻，进气管应短，另漏斗的边缘应贴近水面，错误；D项，少量的CO2与NH3和H2O反应生成(NH4)2CO3，CaCl2与(NH4)2CO3反应可生成CaCO3，正确。11．（2022·北京市海淀区高一期末）自然界的氮循环包括以下过程。下列说法中，不正确的是（ ）A．硝化过程中，含氮物质被氧化B．氨氧化过程中，亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为3：4C．N2→NH4+属于氮的固定，N2发生还原反应D．土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素【答案】B【解析】A项，由图示可知，硝化过程为：NH4+转化为NO2-，NO2-在进一步转化为NO3-，该过程中N的化合价都在升高，故含氮物质被氧化，A正确；B项，由图示可知，氨氧化过程中的反应为：NO2-+ NH4+=N2+2H2O，故亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为1：1，B错误；C项，氮的固定是指由游离态的氮即N2转化为化合态的氮即含氮化合物的过程，故N2→NH4+属于氮的固定，过程中N2的化合价由0价降低到-3价，N2发生还原反应，C正确；D项，由图示可知，Fe2+能与NO3-反应转化为N2，Fe3+能与NH4+反应转化为N2，故土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素，D正确；故选B。12．（2022·广东省惠州市期末）部分含氮物质的“价—类二维图”如下图所示。下列推断不合理的是（ ）A．图中所标转化关系中有5个反应是通过氧化还原反应实现的B．雷雨天可实现B→C→D→E→F转化C．A→B的反应是实现人工固氮的重要反应D．H制A的反应通常要加碱并加热来实现【答案】C【解析】由含氮物质的“价—类二维图”可以得出，A为氨气，B为氮气，C为一氧化氮，D为二氧化氮，E为硝酸，F为硝酸盐，G为一水合氨，H为铵盐。A项，在图中所标转化关系中，NH3→N2→NO→NO2→HNO3、NH3→NO共5个反应中，N元素都发生价态的变化，所以是通过氧化还原反应实现的，合理；B项，雷雨天，放电时，N2与O2反应生成NO，NO与O2再反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO，硝酸与土壤中的盐反应生成硝酸盐等，合理；C项，人工固氮是利用人工的方法，将N2转化为氮的化合物(如NH3、Mg3N2等)，所以A(NH3)→B(N2)的反应不是人工固氮的反应，不合理；D项，由H(铵盐)制A(NH3)，常需与强碱在加热条件下发生复分解反应来制取，合理。13．（2022·山东省济南市高一期末）如图是N元素及其化合物的“价—类”二维图。下列说法正确的是（ ）A．实验室采用向上排空气法收集AB．化合物B的水溶液能导电，证明B是电解质C．控制不同的反应条件，C与E也能相互转化D．两支玻璃棒分别蘸取B的浓溶液与D的浓溶液，靠近后会产生白雾【答案】C【解析】A项，A点所示物质中氮元素的化合价为+2价，其化学式为NO，NO易与氧气反应，实验室采用排水法收集A，故A错误；B项，B点对应的物质是NH3，化合物B的水溶液能导电，是因为生成了NH3•H2O能电离，但NH3本身没有电离，不能证明B是电解质，故B错误；C项，控制不同的反应条件，C与E也能相互转化，如：NO2与水反应生成硝酸，浓硝酸和铜反应生成NO2，故C正确；D项，两支玻璃棒分别蘸取NH3的浓溶液与硝酸的浓溶液，靠近后会产生硝酸铵固体，是白烟，故D错误；故选C。14．（2022·广东省高三模拟）价类二维图可以帮助我们梳理物质间的转化关系，下图为氮及其化合物的价类二维图，有关说法不正确的是（ ）A．a可作保护气，在任何条件下均不与其他物质反应B．c与反应生成b和dC．e与d反应生成的盐可作氮肥D．f为一元弱碱，具有刺激性气味【答案】A【解析】根据物质分类与化合价可判断a为N2、b为NO、c为NO2、d为HNO3、e为NH3，f为NH3·H2O。A项，N2可作保护气，但也可以与H2、O2、Mg等物质在特定条件下反应，A项错误；B项，NO2与H2O发生歧化反应生成HNO3和NO，B项正确；C项，NH3与HNO3可反应生成NH4NO3，可用作氮肥，C项正确；D项，f为NH3·H2O，可发生部分电离：NH3·H2ONH4++·H2O，故f为一元弱碱，且其浓溶液具有挥发性，产生刺激性气味，D项正确；故选A。15．（2022•山西省运城市摸底）利用NO、O2和Na2CO3溶液反应制备NaNO2的装置如图所示，下列关于该装置的描述不正确的是（ ）A．装置A分液漏斗中的药品选用不当，应选用稀HNO3B．实验过程中，通过控制分液漏斗的活塞控制气流速度C．装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O2＝4NaNO2＋2CO2↑D．实验过程中，装置C液面上方可能出现红棕色气体【答案】A【解析】A项，装置A分液漏斗中的药品选用浓HNO3，产生的二氧化氮与B装置的水反应可以产生NO，可以选用浓硝酸，错误；B项，加入硝酸的快慢可以控制气体产生的速度，正确；C项，根据电子守恒和原子守恒可知装置C中发生反应的化学方程式为：2Na2CO3＋4NO＋O2＝4NaNO2＋2CO2↑，正确；D项，C中有一氧化氮，当与空气中氧气反应时会产生红棕色的二氧化氮，正确。16．（2022•山西省怀仁市上学期期中）下列叙述错误的是（ ）A．利用如图装置可制取NH3B．将干燥的红色石蕊试纸接近图中a处，可观察到试纸变蓝C．图中收集完NH3后，取下试管，在导管口b处堵上浸有稀硫酸的棉花可防止NH3污染空气D．进行图所示实验时，可观察到液体迅速充满试管并变为红色，说明NH3极易溶于水，其水溶液显碱性【答案】B【解析】A项，该装置可用NH4Cl与Ca(OH)2反应来制备NH3，正确；B项，干燥的NH3不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝，错误；C项，稀硫酸可吸收NH3，防止污染空气，正确；D项，若溶液迅速充满试管，说明NH3极易溶于水；溶液呈红色说明氨水溶液显碱性，正确。17．（2022•北京市海淀区上学期期中）常温常压下，1体积水能溶解约700体积NH3。用下图所示装置进行实验，下列说法正确的是（ ）A．挤压滴管并打开止水夹后，观察到烧杯中的水倒吸，产生红色“喷泉”B．“喷泉”的产生能证明NH3与H2O发生了反应C．若将NH3换成CO2，也能产生明显的“喷泉”D．实验后，取出烧瓶中的溶液，测得其pH＞7，原因是：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－【答案】D【解析】A项，NH3溶于水是无色溶液，只有水中加入酚酞试液，才能产生红色“喷泉”，错误；B项，“喷泉”的产生只能说明NH3极易溶于水，而不能证明NH3与H2O发生了反应，错误；C项，CO2可溶于水，产生的压强很小，不能形成喷泉，错误；D项，NH3溶于水后与水发生反应：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－，溶液显碱性，pH＞7，正确。18．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应【答案】D【解析】①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有O2生成，产生的气体为混合气体，A项正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B项正确；③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的NO2是还原产物，C项正确；红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2，D项错误。19．（2022·北京市市东城区一模）用下图装置探究铜与硝酸的反应，实验记录如下：下列说法不正确的是（ ）A．①中反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OB．②中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O反应导致压强减小C．③中的实验现象能证明②中Cu与硝酸反应生成了NOD．待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生【答案】C【解析】A项，铜与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O，①中反应的化学方程式，正确；B项，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，反应后气体的压强减少，会引起②中注射器内剩余的水被“吸入”试管，正确；C项，NO与O2反应即生成NO2，结合A、B两选项可知，③中的实验现象不能证明②中Cu与硝酸反应生成了NO，错误；D项，NO3－在酸性条件下会将Cu氧化，而NO3－自身被还原为NO，故待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生，正确。20．（2022·江苏省南通市四模改编）工业常采用氨氧化法制硝酸，主要工艺流程如图所示；在氧化炉中发生反应4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g)，NH3和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网，生成的NO与残余的O2继续反应生成NO2，将NO2通入水中可制得HNO3。吸收塔排放的尾气中含有少量的NO、NO2等氮氧化物。工业以石灰乳为试剂，采用气－液逆流接触法(尾气从处理设备的底部进入，石灰乳从设备顶部喷淋)处理尾气。下列有关硝酸工业制备说法不正确的是（ ）A．合成塔中使用催化剂，可以提高单位时间内N2的转化率B．吸收塔中NO2与H2O反应生成HNO3，NO2是酸性氧化物C．吸收塔中鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率D．采用气－液逆流接触法是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分【答案】B【解析】A项，合成塔中使用催化剂，可以提高反应速率，因此可以单位时间内N2的转化率，正确；B项，NO2与H2O反应生成HNO3，NO2中N的价态发生了改变，NO2不是酸性氧化物氧化物，错误；C项，吸收塔中NO、氧气和水反应生成硝酸，因此鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率，正确；D项，采用气－液逆流接触法可以增大反应物接触面积，加快反应速率，因此是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分，正确。21．(2022·重庆八中高三期中)某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)，设计了如下工业流程：下列说法错误的是( )A．气体Ⅰ中主要含有的气体有N2、NO、COB．X在反应中作氧化剂，可通入过量的空气C．处理含NH4+废水时，反应的离子方程式是：NH4++NO2-=N2↑+2H2OD．捕获剂所捕获的气体主要是CO【答案】B【解析】工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)通过过量石灰乳会吸收CO2、SO2，固体Ⅰ为碳酸钙和亚硫酸钙；气体Ⅰ通过X，用氢氧化钠处理后得到亚硝酸钠，X可能为空气，但是不能过量，否则会生成硝酸钠，亚硝酸钠与铵根的溶液反应生成无污染气体，生成氮气，气体Ⅱ含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要时CO。A项，由以上分析可知气体I中主要含有的气体有N2、NO、CO与石灰乳不反应，不能被吸收，A正确；B项，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，B错误；C项，处理含铵根废水时，反应生成氮气，发生反应的离子方程式为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O，C正确；D项，气体Ⅱ含有CO、N2捕获剂所捕获的气体主要是CO，D正确；故选B。22．利用SCR技术可有效降低柴油发动机NOx排放。SCR工作原理为尿素[CO(NH2)2]水熔液热分解为NH3和CO2，再利用NH3转化NOx，装置如图所示，下列说法不正确的是( )A．尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应B．转化NO2过程的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2OC．转化器工作过程中，当转移电子时，会消耗NH3(标况下)D．该装置转化时，还原剂与氧化剂物质的量之比为3：2【答案】D【解析】A项，尿素[CO(NH2)2]]水溶液热分解为NH3和CO2，反应过程中元素化合价不变，因此反应不属于氧化还原反应，故A正确；B项，NH3还原NO2反应产生氮气和水，NH3→N2过程中N元素化合价从-3升到0价，NO2→N2过程中N元素化合价从+4降到0价，由电子守恒、原子守恒，可知反应的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2O，故B正确；C项，NH3转化NOx，反应产生N2、H2O，当转移0.6mol电子中消耗NH3的物质的量为n(NH3)==0.2mol，则该氨气在标准状况下的体积V(NH3)=nVm=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故C正确；D项，该装置转化NO时，NH3作还原剂，NO为氧化剂，NH3→N2过程中N元素化合价从-3升到0价，NO→N2过程中N元素化合价从+2降到0价，根据电子守恒可知还原剂与氧化剂物质的量之比为=2：3，故D错误；故选D。23．绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分，设计了如图流程。已知：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，下列说法正确的是（ ）A．固体1中主要含有CaCO3、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．处理含NH4+废水时，发生的反应：NH4++5NO2-+4H+==6NO↑+4H2OD．捕获剂所捕获的气体主要是CO【答案】D【解析】工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3及过量石灰乳，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2，X可以为空气，但不能过量，否则得到NaNO3，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成N2，则气体2含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO。A项，根据上述分析可知，固体1中的主要成分为CaCO3、CaSO3、Ca(OH)2，A选项错误；B项，若X为过量的空气或者氧气，会将NO氧化成NO3-，无法与NH4+发生反应，B选项错误；C项，处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为NH4++NO2-===N2↑+2H2O，C选项错误；D项，由以上分析可知，捕获剂所捕获的气体主要是CO，故D正确；故选D。24．（2022·宁夏银川市银川一中高一期末）将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后，得到5 mL无色气体B，下列说法不正确的是( )A．A气体是NO，B气体是O2B．A气体的体积是20 mLC．V的取值范围是20 mL＜V＜60 mLD．将盛有体积比为4:1 NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为mol/L【答案】D【解析】A项，因NO不与水反应，NO2能与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以无色气体A为NO；无色气体A与等体积的O2混合通过水后发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可知O2过量，则无色气体B为O2，A正确；B项，由于过量的氧气为5 mL，而开始反应时NO与O2的体积相等，根据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，剩余O2体积占反应的O2总体积的，可知NO的体积为V(NO)=V(O2)==20 mL ，B正确；C项，由B可知：NO2与水反应产生的NO和原来的NO共20 mL，若NO气体全部来源于原气体，则V=20 mL；若NO气体全部是由NO2与水反应产生，根据反应3NO2+H2O=2HNO3+NO可知V=3×20 mL=60 mL，所以V mL气体的取值范围是20 mL＜V＜60 mL，C正确；D项，将盛有体积比为4:1 NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应，发生反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，恰好完全转化为硝酸，但由于未指明气体所处的外界条件，不能确定气体摩尔体积，就不能计算气体的物质的量及其形成的硝酸溶液的浓度，D错误；故选D。25．将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下11.2L的NO和NO2的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被吸收生成NaNO3。下列说法不正确的是（ ）A．标准状况下，通入的O2体积为5.6LB．向反应后的溶液加NaOH，使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为1.0molC．标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的NO2D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol·L−1【答案】D【解析】32g的铜的物质的量为0.5mol；11.2L的NO和NO2的物质的量为0.5mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y，则x+y=0.5，反应过程中铜全部被氧化成Cu2+，根据电子守恒有3x+y=0.5×2，和前式联立可得x=0.25mol，y=0.25mol；设氧气的物质的量为z，NO和NO2全部转化为NaNO3，则根据电子守恒有0.5×2=4z，解得z=0.25mol；根据元素守恒可知生成的n(NaNO3)=0.5mol。A项，根据分析可知通入的O2为0.25mol，标况下体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故A正确；B项，当硝酸无剩余时消耗的NaOH最少，此时NaOH只与Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀，根据元素守恒可知此时n(NaOH)=2n(Cu2+)=0.5mol×2=1mol，故B正确；C项，根据分析可知，混合气体中有0.25molNO和0.25molNO2，即标准状况下的5.6L的NO和5.6L的NO2，故C正确；D项，由于不知道和铜反应后硝酸是否有剩余，所以无法计算硝酸的浓度，故D错误；故选D。二、非选择题26．自然界中存在很多物质循环过程。下图是自然界中氮循环示意图，请回答下列问题：(1)自然界中的固氮和人工固氮的共同点是_________________________。(2)硝化细菌可以将氨氧化成亚硝酸，请配平该反应： NH3＋ O2→ HNO2＋ H2O______，其中还原产物为__________________。(3)根据循环图判断下列说法不正确的是______。a．氮元素均被氧化b．含氮无机物和含氮有机物可相互转化c．工业合成氨属于人工固氮d．模拟生物固氮是人工固氮发展的方向【答案】(1)将游离态的氮转化为化合态的氮或将氮气转化为氮的化合物 (2)2、3、2、2 HNO2和H2O (3)a 【解析】(1)将氮元素由游离态转化为化合态氮元素的过程称为氮的固定，因此自然界中的固氮和人工固氮的共同点是将游离态的氮转化为化合态的氮或将氮气转化为氮的化合物；(2)根据方程式可知氨气中氮元素化合价从－3价升高到+3价，失去6个电子，氧气中氧元素化合价从0价降低到－2价，得到2个电子，根据电子得失守恒可知配平后的方程式为2NH3＋3O2＝2HNO2＋2H2O，氧气是氧化剂，则还原产物为HNO2和H2O；(3)a项，碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环，如硝酸盐中氮元素的化合价为+5价，被细菌分解变成大气中氮气单质，氮元素由+5→0，属于被还原，故a错误；b项，氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，故b正确；c项，工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，故c正确；d项，生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一，为植物特别是粮食作物提供氮、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病，因此模拟生物固氮是人工固氮发展的方向，故d正确。故选a。27．二氧化氮是主要的大气污染物之一，工业上在一定条件下用NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)，回答：(1)用装置A制备NH3，其中发生反应的化学方程式为________________________，装置B内的试剂是______________。(2)装置C的作用的_____________，铜丝可抽动的优点是_______________________，装置D中发生反应的离子方程式是________________________。(3)NH3和NO2在M中充分反应，产生两种对环境友好的物质，该反应的化学方程式为_______________________。M中可观察到的现象是________________________。【答案】(1) 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 碱石灰(或NaOH固体，或CaO固体)(2) 干燥生成的二氧化氮气体 便于控制反应的开始和停止 Cu＋4H+＋2 NO3-=Cu2+＋2NO2↑＋2H2O(3) 8NH3＋6NO27N2＋12H2O 红棕色逐渐变浅，玻璃管壁有液滴【解析】(1)装置A是固固加热型的装置，制备NH3，应选择氯化铵和氢氧化钙加热反应，生成氯化钙，水和氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，装置B的作用是干燥氨气，可选择碱性干燥剂，如碱石灰(或NaOH固体，或CaO固体)。(2)装置D中铜和浓硝酸发生反应，生成硝酸铜，二氧化氮和水，离子方程式是Cu＋4H+＋2NO3- =Cu2+＋2NO2↑＋2H2O，铜丝上下抽动可使反应物分离，优点是便于控制反应的开始和停止；氨气极易溶于水，装置C可以干燥生成的二氧化氮气体。(3)NH3和NO2在M中充分反应后，生成氮气和水，该反应的化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，M中二氧化氮被消耗，浓度降低，可观察到的现象是红棕色逐渐变浅，玻璃管壁有液滴。28．（2022·江苏省扬州市期中）依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）实验室用上述图1装置制取氨气的化学反应方程式为___________________________________。若要收集一瓶氨气应该用___________(填“向上”或“向下”)排空气的方法；下列试剂不能干燥NH3的是___________(填字母)。 A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 （2）图2中，X转化为硝酸___________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （3）若要将NH3转化为N2，从原理上看，下列试剂可行的是___________。A．O2 B．Na C．NO2 D．NH4Cl【答案】（1）2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 向下 A （2）不是 （3）AC【解析】（1）在实验室中通常用上述图1装置，使用NH4Cl与Ca(OH)2混合加热制取氨气，反应的化学反应方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；由于氨气的密度比空气小，因此要采用向下排空气的方法收集；氨气是碱性气体，与酸性物质会发生反应，而与碱性物质不能发生反应，所以干燥氨气时可以采用碱石灰或固体NaOH等碱性物质干燥氨气，而不能使用酸性物质如浓硫酸来干燥氨气，故A项符合题意；（2）X是＋5价的氮的氧化物，则X是N2O5。N2O5与H2O反应产生HNO3，在HNO3中N元素化合价为＋5价，反应前后元素化合价不变，因此N2O5与H2O反应产生HNO3的反应不是氧化还原反应；（3）在NH3中N元素化合价为－3价，反应后变为N2中的0价，化合价升高，失去电子被氧化，因此需加入氧化剂就可以实现上述转化。A项，O2具有氧化性，在点燃时NH3与O2反应产生N2、H2O，可以实现上述转化，符合题意；B项，Na具有还原性，不能将NH3氧化为N2，不符合题意；C项，NO2具有氧化性，在加热时NH3与NO2发生氧化还原反应产生N2、H2O，可以实现上述转化，符合题意；D项，NH4Cl与NH3不能发生反应，因此不能实现上述转化，不符合题意。29．（2022·福建省龙岩第一中学高一月考）地球上的氮元素对动植物有重要作用，其中氨的合成与应用是当前的研究热点。（1）人工固氮最主要的方法是Haber-Bosch法。通常用以铁为主的催化剂在400~500℃和10~30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。写出反应的化学方程式_______。（2）如图所示为实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。①实验室制取氨气的化学方程式是_______；检验氨气的方法为_______。②实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是_______反应(填“吸热”或“放热”)，反应的化学方程式是_______。③B中试剂为_______，NaOH溶液的作用是_______。④控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n(NH3)：n(O2)的最佳比例为_______。【答案】（1）N2+3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂))2NH3 （2） Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 用湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝(或者用蘸有浓盐酸玻璃棒靠近，产生白烟) 放热 4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO+6H2O 水 吸收尾气 1：2 【解析】在催化剂作用下，氨和氧气发生反应生成NO，NO和氧气反应生成NO2，NO2溶于水生成硝酸和NO，最后用NaOH溶液进行尾气处理。（1）在以铁为主的催化剂、400~500℃和10~30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨，反应的化学方程式为：N2+3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂))2NH3。（2）①实验室用氯化铵和氢氧化钙固体在加热条件下制取氨气，反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，也能和挥发性酸如盐酸生成白色固体小颗粒从而看到白烟，所以可以用湿润的红色石蕊试纸靠近氨气，试纸变蓝(或者用蘸有浓盐酸玻璃棒靠近氨气，产生白烟)。②实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是放热反应，生成物是NO和水，反应的化学方程式是4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO+6H2O。③生成的NO和水反应生成硝酸和NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以B中试剂为水，从B中逸出的气体有NO，NO遇到空气会生成NO2，NO和NO2都有毒，不能随意排放，所以NaOH溶液的作用是吸收尾气。④欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，需要控制氨气和氧气的比例，使氨气和氧气在水中最终都转化为硝酸。氨气中氮元素的化合价从-3价升高到硝酸中的+5价，1molNH3失去8mol电子，氧气中氧的化合价从0价降低到-2价，1molO2得到4mol电子，根据电子守恒，需要氨气和氧气的物质的量之比为1：2。30．（2022•黑龙江省齐齐哈尔市上学期期中）某化学研究性学习小组的同学根据理论分析推测出NO具有氧化性，他们设想利用如图所示装置验证NO的氧化性（已知2NO2＋2OH－→NO3－＋NO2－＋H2O，夹持装置已省略）。（1）判断NO有氧化性的理论依据是_____________________，本套装置气密性检查较简便的操作是________________________________，装置A中反应的离子方程式为___________________________。（2）装置C中试剂X是________，装置B的作用是___________________________________________。（3）本套装置有一个明显的错误，下列分析中正确的是_______（填标号）。A．装置B中导管不应插入液面以下B．装置E无法吸收NOC．实验开始后，应不断地向装置E中通入空气（4）实验结束时装置D中试管内得到黑色粉末，对黑色粉末的成分，小组的同学提出了不同的看法：a．是FeO b．是Fe3O4 c．是FeO与Fe3O4①甲同学认为仅用磁铁就可以确定黑色粉末的成分到底是哪种情况，他判断的依据与结论是_______________________________________________________________________________。②若用化学方法分析a组和c组中的黑色粉末，则需要使用三种试剂，这三种试剂是_________________________。【答案】NO中氮为＋2价，不是氮元素的最低价 关闭分液漏斗活塞，用双手握住烧瓶 3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 无水CaCl2（或其他合理试剂） 吸收装置A中挥发出的HNO3（或其他合理答案） BC 若粉末能全部被磁铁吸引，则b对；若完全不能被吸引，则a对；若部分能被吸引，则c对 稀H2SO4、KSCN、酸性KMnO4溶液【解析】装置A中发生反应3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，硝酸是挥发性酸，对后续反应会产生干扰，装置B是用于吸收装置A中挥发出的HNO3，装置C是干燥装置，可用无水CaCl2、P2O5等试剂干燥NO，装置E是尾气吸收装置。（1）NO中氮元素为＋2价，而氮元素的最低价为-3价，故NO有氧化性；比较简便的检查方法是将末端导管放入盛有水的烧杯中，然后关闭分液漏斗活塞，用双手握住烧瓶，观察烧杯中水面上是否有气泡产生；装置A中Cu和稀硝酸反应生成NO，离子方程式为：3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；（2）装置C是干燥装置，可用无水CaCl2、P2O5等试剂干燥NO；硝酸是挥发性酸，对后续反应会产生干扰，故装置B是用于吸收装置A中挥发出的HNO3；（3）A项，因要吸收HNO3(g)，故装置B中导管应插入液面下，错误；B项，NO是不成盐氧化物，不能与碱反应，正确；C项，通入空气后NO被O2氧化为NO2，NO2可被NaOH溶液吸收（或者在O2存在的条件下NO、O2、OH－反应生成盐），正确；（4）①可根据Fe3O4能被磁铁吸引，FeO不能被磁铁吸收的性质判断。若粉末能全部被磁铁吸引，则b对；若完全不能被吸引，则a对；若部分能被吸引，则c对；②用化学方法分析时，先要用非氧化性酸将固体溶解，然后分别用KSCN检验有无Fe3＋，酸性KMnO4溶液检验有无Fe2＋，但要注意由于酸性KMnO4溶液能氧化Cl－，故当用盐酸溶解固体时，不能使用酸性KMnO4溶液，故所选试剂为稀硫酸、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液。31．氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必须进行处理。(1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。①汽车尾气中的CO来自于________________，NO来自于__________________。汽车尾气对环境的危害主要有______________________________________(至少填两种)。②汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为_______________________。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O，8NH3＋6NO2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是____________________。【答案】(1)①汽油的不完全燃烧 N2与O2在汽车汽缸内高温环境下反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应等(任填两种即可) ②2xCO＋2NOxeq \o(=====,\s\up7(催化剂))2xCO2＋N2 (2)1∶3 (3)NaNO2【解析】(1)①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO；N2和O2在高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应等。②CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。(2)由题意列方程组可得，解得V(NO)＝0.75 L，V(NO2)＝2.25 L，V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。(3)NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，两者按物质的量之比1∶1混合时与NaOH反应生成的钠盐中氮的化合价必然为＋3价，即为NaNO2。 存在游离态以氮分子的形式存在于空气中化合态存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中分子结构氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量物理性质无色、无味、难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5化学性质氧化性N2＋3Mgeq \o(====,\s\up7(点燃))Mg3N2 N2＋3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂))2NH3还原性N2＋O2eq \o(========,\s\up7(放电或高温))2NO概念将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程分类自然固氮高能固氮如雷雨天气N2转化为NO生物固氮如豆科植物的根瘤菌固氮人工固氮合成氨(工业上合成氨) 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)氮的氧化物N2O(笑气)NON2O3NO2N2O4N2O5氮元素化合价＋1＋2＋3＋4＋4＋5实验装置实验操作在如图注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹振荡注射器实验现象无明显现象无色气体变为红棕色红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动化学方程式 2NO+O2 === 2NO2、3NO2+H2O === 2HNO3+NO 氮氧化物NONO2物理性质色、味、态无色无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性不溶于水易溶于水且与水反应毒性有毒(易结合血红蛋白使人中毒)有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜)氧化物类别非酸性氧化物(不成盐氧化物)非酸性氧化物(不成盐氧化物)化学性质氧化性弱氧化性，与NH3反应具有氧化性，能氧化SO2、KI等物质还原性具有强还原性2NO＋O2＝2NO24NO＋3O2＋2H2O＝4HNO34NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3氧化性与还原性——3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO实验室制法铜与稀硝酸反应铜与浓硝酸反应实验室尾气处理：通氧气，用NaOH溶液吸收：①2NO＋O2＝2NO2；②NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O(归中反应)实验室尾气处理：用NaOH溶液吸收：2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O(歧化反应)相关反应原理3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO……①2NO＋O2＝2NO2……②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3……③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3……④三种类型NO2气体NO2气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体为NO。NO2和O2的混合气体NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③NO和O2的混合气体NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，容易液化化学性质与水的反应NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2O不稳定，受热易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O，因此，氨水应密封保存在阴凉处。与酸反应NH3＋HCl＝NH4Cl(产生白烟) NH3＋HNO3＝NH4NO3(产生白烟) 2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4(不产生白烟)NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3(工业制碳铵)还原性4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(工业制NO) 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O2NH3(少量)＋Cl2＝2NH4Cl＋N2 8NH3(过量)＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2氧化性2NH3＋2Na＝2NaNH2＋H2↑装置选择选择原因制备装置固＋固eq \o(——→,\s\up7(△))气反应原理净化装置装有碱石灰的干燥管NH3具有碱性，不与碱石灰反应不用浓硫酸和无水氯化钙NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收收集装置向下排空气法NH3的密度远小于空气，且常温下不与空气成分反应不采用排水法NH3极易溶于水验满方法将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色氨水显碱性 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小颗粒尾气处理试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球NH3极易溶于水，与酸反应方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑＋H2O浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大也有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；且反应放热，促使NH3·H2O分解。化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2干法湿法原理2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑+2H2ONH3·H2O＋CaO＝NH3↑＋Ca(OH)2NH3·H2ONH3↑＋H2O发生装置收集向上排空气法干燥碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥验满用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生方法装置成因减小内压烧瓶内气体与水或其他溶液接触―→气体溶解或发生化学反应―→烧瓶内的压强减小―→烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”采用使烧瓶受热的方法，瓶内气体膨胀―→打开止水夹，止水夹下部导管中的空气受热排出―→烧瓶内的气体与液体接触而溶解―→使烧瓶内压强减小―→烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”增大外压锥形瓶内的物质反应产生气体(或锥形瓶中液体受热挥发出气体)―→使锥形瓶内气体压强增大―→将液体从锥形瓶中压入烧瓶中形成“喷泉”气体NH3HClSO2、CO2、NO2、Cl2NO2和O2吸收剂水或盐酸水或氢氧化钠溶液浓氢氧化钠溶液水通性与盐反应NH4Cl＋AgNO3＝NH4NO3＋AgCl↓与酸反应NH4HCO3＋HCl＝NH4Cl＋CO2↑＋H2O与碱反应NH4Cl＋NaOH＝NH3·H2O＋NaCl NH4NO3＋NaOHNaNO3＋NH3↑＋H2O不稳定性挥发酸铵盐NH4ClNH3↑＋HCl↑不稳定酸铵盐NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O氧化性酸铵盐温度不同产物各异：NH4NO3eq \o(=============,\s\up6(185℃～200℃),\s\do5())N2O↑＋2H2O NH4NO3eq \o(=====,\s\up6(300℃),\s\do5())2HNO3＋4N2↑＋9H2O 2NH4NO3eq \o(====,\s\up6(高温),\s\do5())2N2↑＋O2↑＋4H2O原理NHeq \o\al(＋,4)＋OH－eq \o(====,\s\up5(Δ),\s\do5())NH3↑+H2O答题模板操作取少许溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热，试管口放湿润的红色石蕊试纸现象若红色石蕊试纸变蓝色结论则溶液中含有NHeq \o\al(＋,4)物理性质纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体，沸点低，易挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数为95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”化学性质强酸性具有酸的通性不稳定性4HNO3eq \o(======,\s\up5(Δ),\s\do5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O 长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中；实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放在阴凉处强氧化性金属活泼金属常温下Fe、Al在浓硝酸中钝化Fe＋4HNO3(稀 过量)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O不活泼金属Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O非金属C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2OS＋6HNO3(浓) H2SO4＋6NO2↑＋2H2O还原性化合物如HI、HBr、SO2、FeO、S2－、SOeq \o\al(2－,3)、I－、Fe2＋等均能被HNO3氧化。如稀硝酸与Fe2＋溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋H2O实验装置稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢，有少量气泡产生，溶液变蓝 试管口有红棕色气体产生反应剧烈，有大量气泡 产生，溶液变蓝 ，液面上有 红棕色 气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体化学方程式3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑＋2H2O主要原料氨气、空气、水主要原理4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O 2NO＋O2＝2NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO尾气处理 用NaOH溶液吸收生产流程图三个守恒得失电子守恒金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)氮原子守恒n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)电荷守恒若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NOeq \o\al(－,3))＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。一个关系起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为：n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(转移电子)一个方程式对于金属铜与稀硝酸和稀硫酸的混合溶液反应，应用以下离子方程式计算：3Cu＋2NO3－＋8H＋＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OSO2与NOx的主要来源SO2主要来自煤、石油的燃烧和某些含硫金属矿物的冶炼NOx主要来自机动车尾气(高温条件下氮气和氧气生成氮氧化物)酸雨的概念pH＜5.6的降雨(正常雨水的pH约为5.6，这是因为雨水中溶解了二氧化碳的缘故)酸雨的形成成因主要是大气中的SO2和NOx以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于水形成的类型硫酸型硝酸型汽车尾气―→NOeq \o(――→,\s\up7(O2),\s\do5())NO2eq \o(――→,\s\up7(雨水),\s\do5())HNO3酸雨的危害①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。③导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康。酸雨的防治①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。②对酸性物质的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。③健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。选项氧化物环境问题主要来源ACO2温室效应化石燃料的燃烧BNO2酸雨工厂废气的排放CCOCO中毒燃料的不完全燃烧DSO2光化学烟雾汽车尾气的排放①②③装置步骤操作现象①打开止水夹，挤压胶头，使浓硝酸滴入试管产生红棕色气体，溶液变为绿色②一段时间后，关闭止水夹，推动注射器活塞使部分水进入试管注射器内剩余的水被“吸入”试管；铜表面产生无色气泡，溶液变蓝，试管内气体逐渐变为无色③一段时间后，打开止水夹，拉动注射器活塞吸取少量无色气体；拔下注射器，再拉动活塞吸入少量空气注射器中无色气体变红棕色
0专题02 氮及其化合物思维导图知识详解考点1 氮气与氮的固定1．氮气2．氮的固定3．氮的循环 【典例1】【典例1】下列关于N2的说法错误的是( )A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气B．反应N2+O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一C． N2的质量约占空气总质量的D．在反应3Mg+N2Mg3N2中，N2作氧化剂【答案】C【解析】A项，N2可在电焊时作保护气，是利用氮气的稳定性，故A正确；B项，汽车尾气造成污染的主要原因之一是N2+O22NO，故B正确；C项，氮气的体积约占空气总体积的，故C错误；D项，在反应3Mg+N2Mg3N2中，N元素的化合价降低，得电子，即N2作氧化剂，故D正确。【典例2】(2022•江东省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、镇江六市一模)氮是各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，氮的循环为生物体提供氮元素。将游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列过程属于氮的固定的是( )A．工业利用氮气和氢气合成氨气 B．氨气和硫酸反应制取铵态氮肥C．氨基酸合成人体所需的蛋白质 D．硝酸盐在细菌作用下生成氮气【答案】A【解析】根据氮的固定可知，是N2发生反应生成氮的化合物，只有A项是N2参加反应生成氮的化合物NH3，其它三个选项均是氮的化合物能加反应，故A项符合题意。考点2 一氧化氮和二氧化氮1．不同价态的氮的氧化物上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3。2．二氧化氮溶于水的实验3．NO和NO2性质比较4．氮的氧化物与氧气、水反应的相关计算5．常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx处理。②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。【归纳总结】NO、O2难溶于水，但NO2易溶于水且与水反应，所以氮氧化物溶于水的各种情况中，剩余气体可为NO或O2，但不可能是NO2或NO与O2同时剩余。【典例3】下列对NO、NO2的描述，不正确的是( )A．NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一【答案】B【解析】NO2是红棕色气体，易溶于水，与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由于反应前后元素的化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，A正确；NO不溶于水，可以用排水法收集，由于N2性质稳定，室温下不容易反应，但在放电时可由N2和O2直接化合而得到，B错误；NO与氧气发生反应会产生NO2；NO2溶于水反应产生硝酸和NO，因此二者在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物，C正确；NO、NO2都有毒，且在汽车发动时，在电火花作用下N2和O2化合产生NO，NO是汽车尾气的有害成分之一，D正确。【典例4】将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。(1)则原混合气体中NO与NO2体积比为多少？___。(2)1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 mol，则NO与NO2体积比为多少？____。(3)1 mol NO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1，试管倒立于盛满水的水槽中，为使整个试管充满水，需通入多少O2？____。【答案】(1)3∶7 (2)1∶9 (3) 0.5mol【解析】(1)设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1－a)mol NO2，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得：eq \f(3,4)a＋eq \f(1－a,4)＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。(2)设n(NO2)＝a mol3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 气体减少3 mol 1 mol 2 mola mol (1－0.4)mola＝0.9故NO与NO2体积比为1∶9。(3)通入的氧气的物质的量为eq \f(3,4)×0.5 mol＋eq \f(0.5,4) mol＝0.5 mol。考点3 氨气1．氨气的性质2．氨气的实验室制法(1)反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)装置：(3)氨气制备实验各部分装置的选择：3．其它实验室制取NH3的简易方法4．氨的用途(1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。(2)制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。【归纳总结】1．实验室制备氨气2．常见喷泉实验装置3．常见产生喷泉实验的组合【典例5】关于氨的下列叙述中，错误的是( )A．氨易液化，液氨常用来作制冷剂 B．氨气易溶于水，可用来做喷泉实验C．实验室常用向下排空气法收集氨气 D．氨气溶于水能导电，氨气是电解质【答案】D【解析】氨气易液化，液氨常用来作制冷剂；氨气密度比空气小(常用向下排空气法收集)；氨气极易溶于水(可用来做喷泉实验)；氨气溶于水，能与水反应生成电解质一水合氨，其水溶液能导电，但氨气是非电解质。【典例6】(2022·山东枣庄市·高一期末)在实验室制取干燥氨气的过程中，所给装置使用合理的是( )A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水蒸气C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气【答案】D【解析】A项，为防止生成的水蒸气冷凝倒流到试管底部炸裂试管，碱石灰和氯化铵加热制氨气的试管口应略向下倾斜，故A错误；B项，氨气是碱性气体，能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，故B错误；C项，丙图的收集方法为向上排空气法，而氨气密度比空气小，应该用向下排空气法收集，即气体应该短进长出，故C错误；D项，防止氨气污染空气，氨气极易溶于水，可用水吸收，应该有防倒吸措施，丁装置吸收多余的氨气并有防倒吸功能，故D正确；故选D。考点4 铵盐1．常见的铵盐铵根离子(NHeq \o\al(＋,4))与酸根离子形成的化合物称为铵盐。农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐，它们都是易溶于水的晶体。2．化学性质3．铵盐(NHeq \o\al(＋,4))的检验4．含氮物质的连续氧化①N2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5(放电))NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3②NH3eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(———→))),\s\do 5(催化剂/Δ))NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3【典例7】下列关于铵盐的说法中正确的是( )A．所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价C．氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为NHeq \o\al(＋,4)＋OH－NH3↑＋H2OD．氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离【答案】C【解析】A项，有的铵盐受热分解产生氨(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解最终不产生氨(如硝酸铵)；D项，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。【典例8】检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中，然后( )A．加水溶解后，再滴入酚酞溶液B．加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验C．加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液D．加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液【答案】B【解析】将固体放入试管中，加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨，则该盐中含有铵根离子，B正确。考点5 硝酸 1．性质2．硝酸与铜反应实验探究3．工业制备4．计算【归纳总结】1．硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：2．稀硝酸与铁的反应：反应物的量与生成物的关系如图所示：【典例9】下列对于硝酸的认识，不正确的是( )A．浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B．金属与硝酸反应不产生氢气C．可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸 D．铜与硝酸的反应属于置换反应【答案】D【解析】浓硝酸在见光或受热时会发生分解反应生成氧气、二氧化氮和水，A项正确；硝酸是氧化性酸，金属与硝酸反应不产生氢气，B项正确；常温下铁和铝在浓硝酸中钝化，因此可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸，C项正确；铜与硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，不属于置换反应，D项错误。【典例10】（2022·浙江省衢州市高一期末）32.0g Cu 与 100 mL 10.0 mol·L-1的浓硝酸反应，标准状况下测得反应产生的 NO、NO2 混合气体 6.72 L，且充分反应后铜仍有剩余。请计算：(1)混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比为 ___________；(2)向反应后的溶液中滴加稀硫酸可使铜完全溶解，若该过程中只有 NO 气体生成，则还能产生 NO 的物质的量为____ 。【答案】2：1 0.100mol 【解析】(1)铜和硝酸反应后铜有剩余，说明硝酸完全反应，反应的方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，假设一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为xmol、ymol，根据方程式有(x+y) ×22.4=6.72 4x+2y=10.0×0.1，解x=0.2，y=0.1，则一氧化氮和二氧化氮的物质的量比为0.2:0.1=2:1；(2)反应中消耗的铜的物质的量有1.5x+0.5y=0.5×0.2+0.5×0.1=0.35mol，铜的总物质的量为0.5mol，剩余的铜的物质的量为0.5-0.35=0.15mol，反应后的溶液中加入稀硫酸，相当于铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，故0.15mol铜反应生成0.1mol一氧化氮。考点6 酸雨及防治【典例11】（2022·广东省梅州市期末）酸雨是对pH小于5.6的酸性降水的统称。下列说法错误的是（ ）A．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因B．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨C．汽车排放的尾气、硝酸厂和氮肥厂的废气也会形成酸雨D．为了减少酸雨的形成，须对燃料进行脱硫处理，减少SO2的排放量【答案】A【解析】A项，酸雨的形成是工业或汽车排放的尾气造成的，错误；B项，发生如下反应SO2＋H2O＝H2SO3，2H2SO3＋O2＝2H2SO4，最终形成硫酸型酸雨，正确；C项，发生的有关反应为2NO＋O2＝2NO2，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，形成了硝酸型酸雨，正确；D项，燃料进行脱硫处理，可减少SO2的排放量，从而可减少酸雨的形成，正确。【典例12】硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但也造成了不少环境问题，下列说法正确的( )A．雷雨天气空气中的少量N2可转化为NO2并随雨水落下B．PM2.5(微粒直径约为m)含氮分散质分散在空气中形成气溶胶，能产生丁达尔效应C．二氧化硫有毒，严禁将其添加到任何食品和饮品中D．“酸雨”是由大气中的碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的【答案】A【解析】A项，雷雨天气时空气中的N2、O2在雷电作用下反应产生NO，NO与O2反应产生NO2，NO2与H2O反应产生HNO3和NO，HNO3电离产生NO3- ，故有助于空气中的N2转化为可供植物吸收的NO3-，A正确；B项，胶体粒子的直径大小在1nm~100nm之间(10−9m∼10−7m)，而PM2.5微粒直径约为 2.5×10−6m，不属于胶体，不能产生丁达尔效应，B错误；C项，二氧化硫常用作葡萄酒的防腐剂和抗氧剂，C错误；D项，“酸雨”是由大气中的氮，硫的氧化物溶于雨水造成的，D错误；故选A。专项练习一、选择题1．（2022·四川省雅安市高一期末）意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的分子，下列说法正确的是（ ）A．N4是一种新型化合物 B．N4转化为N2属于物理变化C．N4的摩尔质量为56g D．N4和N2是同素异形体2．（2022·北京市怀柔区高一期末）二十四节是中国独有的传统文化，农谚“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是谷雨节气。下列元素在自然界中的转化与“雷雨肥田”有关的是（ ）A．K B．P C．N D．O3．关于氮氧化物的说法正确的是（ ）A．氮氧化物一定对人体有害 B．可以用排水集气法收集NO2气体C．雷电多的地方容易形成酸雨 D．收集NO要用排水集气法4．（2022·江苏省无锡市期末）汽车尾气的处理反应为：2NO+2CON2+CO2。下列有关说法正确的是（ ）A．NO为红棕色气体 B．NO易溶于水C．反应中NO是还原剂 D．NO在大气中可转化为HNO35．（2022·陕西省榆林市高一期末）下列反应属于固氮反应的是（ ）A．8NH3+6NO2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2+12H2O B．O2 +2NO=2NO2C．NH3+HCl=NH4Cl D．N2+3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂)) 2NH36．下列反应中，说明氨有还原性和碱性的是( )A．2NH3＋3CuO==3Cu＋N2＋3H2O B．8NH3＋3Cl2==6NH4Cl＋N2C．4NH3＋6NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O D．NH3＋HCl==NH4Cl7．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是( )8．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( ) A．①③ B．②③ C．①④ D．②④9．（2022•江苏省南通市四模改编）硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，具有强氧化性，浓硝酸见光易分解。下列有关硝酸的说法正确的是（ ）A．硝酸与铜的反应只表现出强氧化性B．浓硝酸保存在棕色带橡胶塞的试剂瓶中C．用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸有白烟产生D．常温下用铁制容器运输浓硝酸是因为铁与浓硝酸不反应10．（2022·江苏省南通市海安市上学期期末）NH3是一种常见气体。下列实验能达到实验目的的是（ ）A．用图甲装置制取NH3 B．用图乙装置干燥NH3C．用图丙装置收集NH3 D．用图丁装置制CaCO311．（2022·北京市海淀区高一期末）自然界的氮循环包括以下过程。下列说法中，不正确的是（ ）A．硝化过程中，含氮物质被氧化B．氨氧化过程中，亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为3：4C．N2→NH4+属于氮的固定，N2发生还原反应D．土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素12．（2022·广东省惠州市期末）部分含氮物质的“价—类二维图”如下图所示。下列推断不合理的是（ ）A．图中所标转化关系中有5个反应是通过氧化还原反应实现的B．雷雨天可实现B→C→D→E→F转化C．A→B的反应是实现人工固氮的重要反应D．H制A的反应通常要加碱并加热来实现13．（2022·山东省济南市高一期末）如图是N元素及其化合物的“价—类”二维图。下列说法正确的是（ ）A．实验室采用向上排空气法收集AB．化合物B的水溶液能导电，证明B是电解质C．控制不同的反应条件，C与E也能相互转化D．两支玻璃棒分别蘸取B的浓溶液与D的浓溶液，靠近后会产生白雾14．（2022·广东省高三模拟）价类二维图可以帮助我们梳理物质间的转化关系，下图为氮及其化合物的价类二维图，有关说法不正确的是（ ）A．a可作保护气，在任何条件下均不与其他物质反应B．c与反应生成b和dC．e与d反应生成的盐可作氮肥D．f为一元弱碱，具有刺激性气味15．（2022•山西省运城市摸底）利用NO、O2和Na2CO3溶液反应制备NaNO2的装置如图所示，下列关于该装置的描述不正确的是（ ）A．装置A分液漏斗中的药品选用不当，应选用稀HNO3B．实验过程中，通过控制分液漏斗的活塞控制气流速度C．装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O2＝4NaNO2＋2CO2↑D．实验过程中，装置C液面上方可能出现红棕色气体16．（2022•山西省怀仁市上学期期中）下列叙述错误的是（ ）A．利用如图装置可制取NH3B．将干燥的红色石蕊试纸接近图中a处，可观察到试纸变蓝C．图中收集完NH3后，取下试管，在导管口b处堵上浸有稀硫酸的棉花可防止NH3污染空气D．进行图所示实验时，可观察到液体迅速充满试管并变为红色，说明NH3极易溶于水，其水溶液显碱性17．（2022•北京市海淀区上学期期中）常温常压下，1体积水能溶解约700体积NH3。用下图所示装置进行实验，下列说法正确的是（ ）A．挤压滴管并打开止水夹后，观察到烧杯中的水倒吸，产生红色“喷泉”B．“喷泉”的产生能证明NH3与H2O发生了反应C．若将NH3换成CO2，也能产生明显的“喷泉”D．实验后，取出烧瓶中的溶液，测得其pH＞7，原因是：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－18．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应19．（2022·北京市市东城区一模）用下图装置探究铜与硝酸的反应，实验记录如下：下列说法不正确的是（ ）A．①中反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OB．②中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O反应导致压强减小C．③中的实验现象能证明②中Cu与硝酸反应生成了NOD．待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生20．（2022·江苏省南通市四模改编）工业常采用氨氧化法制硝酸，主要工艺流程如图所示；在氧化炉中发生反应4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g)，NH3和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网，生成的NO与残余的O2继续反应生成NO2，将NO2通入水中可制得HNO3。吸收塔排放的尾气中含有少量的NO、NO2等氮氧化物。工业以石灰乳为试剂，采用气－液逆流接触法(尾气从处理设备的底部进入，石灰乳从设备顶部喷淋)处理尾气。下列有关硝酸工业制备说法不正确的是（ ）A．合成塔中使用催化剂，可以提高单位时间内N2的转化率B．吸收塔中NO2与H2O反应生成HNO3，NO2是酸性氧化物C．吸收塔中鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率D．采用气－液逆流接触法是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分21．(2022·重庆八中高三期中)某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)，设计了如下工业流程：下列说法错误的是( )A．气体Ⅰ中主要含有的气体有N2、NO、COB．X在反应中作氧化剂，可通入过量的空气C．处理含NH4+废水时，反应的离子方程式是：NH4++NO2-=N2↑+2H2OD．捕获剂所捕获的气体主要是CO22．利用SCR技术可有效降低柴油发动机NOx排放。SCR工作原理为尿素[CO(NH2)2]水熔液热分解为NH3和CO2，再利用NH3转化NOx，装置如图所示，下列说法不正确的是( )A．尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应B．转化NO2过程的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2OC．转化器工作过程中，当转移电子时，会消耗NH3(标况下)D．该装置转化时，还原剂与氧化剂物质的量之比为3：223．绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分，设计了如图流程。已知：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，下列说法正确的是（ ）A．固体1中主要含有CaCO3、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．处理含NH4+废水时，发生的反应：NH4++5NO2-+4H+==6NO↑+4H2OD．捕获剂所捕获的气体主要是CO24．（2022·宁夏银川市银川一中高一期末）将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后，得到5 mL无色气体B，下列说法不正确的是( )A．A气体是NO，B气体是O2B．A气体的体积是20 mLC．V的取值范围是20 mL＜V＜60 mLD．将盛有体积比为4:1 NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为mol/L25．将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下11.2L的NO和NO2的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被吸收生成NaNO3。下列说法不正确的是（ ）A．标准状况下，通入的O2体积为5.6LB．向反应后的溶液加NaOH，使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为1.0molC．标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的NO2D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol·L−1二、非选择题26．自然界中存在很多物质循环过程。下图是自然界中氮循环示意图，请回答下列问题：(1)自然界中的固氮和人工固氮的共同点是_________________________。(2)硝化细菌可以将氨氧化成亚硝酸，请配平该反应： NH3＋ O2→ HNO2＋ H2O______，其中还原产物为__________________。(3)根据循环图判断下列说法不正确的是______。a．氮元素均被氧化b．含氮无机物和含氮有机物可相互转化c．工业合成氨属于人工固氮d．模拟生物固氮是人工固氮发展的方向27．二氧化氮是主要的大气污染物之一，工业上在一定条件下用NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)，回答：(1)用装置A制备NH3，其中发生反应的化学方程式为________________________，装置B内的试剂是______________。(2)装置C的作用的_____________，铜丝可抽动的优点是_______________________，装置D中发生反应的离子方程式是________________________。(3)NH3和NO2在M中充分反应，产生两种对环境友好的物质，该反应的化学方程式为_______________________。M中可观察到的现象是________________________。28．（2022·江苏省扬州市期中）依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）实验室用上述图1装置制取氨气的化学反应方程式为___________________________________。若要收集一瓶氨气应该用___________(填“向上”或“向下”)排空气的方法；下列试剂不能干燥NH3的是___________(填字母)。 A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 （2）图2中，X转化为硝酸___________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （3）若要将NH3转化为N2，从原理上看，下列试剂可行的是___________。A．O2 B．Na C．NO2 D．NH4Cl29．（2022·福建省龙岩第一中学高一月考）地球上的氮元素对动植物有重要作用，其中氨的合成与应用是当前的研究热点。（1）人工固氮最主要的方法是Haber-Bosch法。通常用以铁为主的催化剂在400~500℃和10~30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。写出反应的化学方程式_______。（2）如图所示为实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。①实验室制取氨气的化学方程式是_______；检验氨气的方法为_______。②实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是_______反应(填“吸热”或“放热”)，反应的化学方程式是_______。③B中试剂为_______，NaOH溶液的作用是_______。④控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n(NH3)：n(O2)的最佳比例为_______。30．（2022•黑龙江省齐齐哈尔市上学期期中）某化学研究性学习小组的同学根据理论分析推测出NO具有氧化性，他们设想利用如图所示装置验证NO的氧化性（已知2NO2＋2OH－→NO3－＋NO2－＋H2O，夹持装置已省略）。（1）判断NO有氧化性的理论依据是_____________________，本套装置气密性检查较简便的操作是________________________________，装置A中反应的离子方程式为___________________________。（2）装置C中试剂X是________，装置B的作用是___________________________________________。（3）本套装置有一个明显的错误，下列分析中正确的是_______（填标号）。A．装置B中导管不应插入液面以下B．装置E无法吸收NOC．实验开始后，应不断地向装置E中通入空气（4）实验结束时装置D中试管内得到黑色粉末，对黑色粉末的成分，小组的同学提出了不同的看法：a．是FeO b．是Fe3O4 c．是FeO与Fe3O4①甲同学认为仅用磁铁就可以确定黑色粉末的成分到底是哪种情况，他判断的依据与结论是_______________________________________________________________________________。②若用化学方法分析a组和c组中的黑色粉末，则需要使用三种试剂，这三种试剂是_________________________。31．氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必须进行处理。(1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。①汽车尾气中的CO来自于________________，NO来自于__________________。汽车尾气对环境的危害主要有______________________________________(至少填两种)。②汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为_______________________。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O，8NH3＋6NO2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是____________________。 存在游离态以氮分子的形式存在于空气中化合态存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中分子结构氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量物理性质无色、无味、难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5化学性质氧化性N2＋3Mgeq \o(====,\s\up7(点燃))Mg3N2 N2＋3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂))2NH3还原性N2＋O2eq \o(========,\s\up7(放电或高温))2NO概念将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程分类自然固氮高能固氮如雷雨天气N2转化为NO生物固氮如豆科植物的根瘤菌固氮人工固氮合成氨(工业上合成氨) 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)氮的氧化物N2O(笑气)NON2O3NO2N2O4N2O5氮元素化合价＋1＋2＋3＋4＋4＋5实验装置实验操作在如图注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹振荡注射器实验现象无明显现象无色气体变为红棕色红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动化学方程式 2NO+O2 === 2NO2、3NO2+H2O === 2HNO3+NO 氮氧化物NONO2物理性质色、味、态无色无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性不溶于水易溶于水且与水反应毒性有毒(易结合血红蛋白使人中毒)有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜)氧化物类别非酸性氧化物(不成盐氧化物)非酸性氧化物(不成盐氧化物)化学性质氧化性弱氧化性，与NH3反应具有氧化性，能氧化SO2、KI等物质还原性具有强还原性2NO＋O2＝2NO24NO＋3O2＋2H2O＝4HNO34NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3氧化性与还原性——3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO实验室制法铜与稀硝酸反应铜与浓硝酸反应实验室尾气处理：通氧气，用NaOH溶液吸收：①2NO＋O2＝2NO2；②NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O(归中反应)实验室尾气处理：用NaOH溶液吸收：2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O(歧化反应)相关反应原理3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO……①2NO＋O2＝2NO2……②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3……③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3……④三种类型NO2气体NO2气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体为NO。NO2和O2的混合气体NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③NO和O2的混合气体NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，容易液化化学性质与水的反应NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2O不稳定，受热易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O，因此，氨水应密封保存在阴凉处。与酸反应NH3＋HCl＝NH4Cl(产生白烟) NH3＋HNO3＝NH4NO3(产生白烟) 2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4(不产生白烟)NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3(工业制碳铵)还原性4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(工业制NO) 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O2NH3(少量)＋Cl2＝2NH4Cl＋N2 8NH3(过量)＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2氧化性2NH3＋2Na＝2NaNH2＋H2↑装置选择选择原因制备装置固＋固eq \o(——→,\s\up7(△))气反应原理净化装置装有碱石灰的干燥管NH3具有碱性，不与碱石灰反应不用浓硫酸和无水氯化钙NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收收集装置向下排空气法NH3的密度远小于空气，且常温下不与空气成分反应不采用排水法NH3极易溶于水验满方法将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色氨水显碱性 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小颗粒尾气处理试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球NH3极易溶于水，与酸反应方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑＋H2O浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大也有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；且反应放热，促使NH3·H2O分解。化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2干法湿法原理2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑+2H2ONH3·H2O＋CaO＝NH3↑＋Ca(OH)2NH3·H2ONH3↑＋H2O发生装置收集向上排空气法干燥碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥验满用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生方法装置成因减小内压烧瓶内气体与水或其他溶液接触―→气体溶解或发生化学反应―→烧瓶内的压强减小―→烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”采用使烧瓶受热的方法，瓶内气体膨胀―→打开止水夹，止水夹下部导管中的空气受热排出―→烧瓶内的气体与液体接触而溶解―→使烧瓶内压强减小―→烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”增大外压锥形瓶内的物质反应产生气体(或锥形瓶中液体受热挥发出气体)―→使锥形瓶内气体压强增大―→将液体从锥形瓶中压入烧瓶中形成“喷泉”气体NH3HClSO2、CO2、NO2、Cl2NO2和O2吸收剂水或盐酸水或氢氧化钠溶液浓氢氧化钠溶液水通性与盐反应NH4Cl＋AgNO3＝NH4NO3＋AgCl↓与酸反应NH4HCO3＋HCl＝NH4Cl＋CO2↑＋H2O与碱反应NH4Cl＋NaOH＝NH3·H2O＋NaCl NH4NO3＋NaOHNaNO3＋NH3↑＋H2O不稳定性挥发酸铵盐NH4ClNH3↑＋HCl↑不稳定酸铵盐NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O氧化性酸铵盐温度不同产物各异：NH4NO3eq \o(=============,\s\up6(185℃～200℃),\s\do5())N2O↑＋2H2O NH4NO3eq \o(=====,\s\up6(300℃),\s\do5())2HNO3＋4N2↑＋9H2O 2NH4NO3eq \o(====,\s\up6(高温),\s\do5())2N2↑＋O2↑＋4H2O原理NHeq \o\al(＋,4)＋OH－eq \o(====,\s\up5(Δ),\s\do5())NH3↑+H2O答题模板操作取少许溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热，试管口放湿润的红色石蕊试纸现象若红色石蕊试纸变蓝色结论则溶液中含有NHeq \o\al(＋,4)物理性质纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体，沸点低，易挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数为95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”化学性质强酸性具有酸的通性不稳定性4HNO3eq \o(======,\s\up5(Δ),\s\do5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O 长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中；实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放在阴凉处强氧化性金属活泼金属常温下Fe、Al在浓硝酸中钝化Fe＋4HNO3(稀 过量)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O不活泼金属Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O非金属C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2OS＋6HNO3(浓) H2SO4＋6NO2↑＋2H2O还原性化合物如HI、HBr、SO2、FeO、S2－、SOeq \o\al(2－,3)、I－、Fe2＋等均能被HNO3氧化。如稀硝酸与Fe2＋溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋H2O实验装置稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢，有少量气泡产生，溶液变蓝 试管口有红棕色气体产生反应剧烈，有大量气泡 产生，溶液变蓝 ，液面上有 红棕色 气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体化学方程式3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑＋2H2O主要原料氨气、空气、水主要原理4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O 2NO＋O2＝2NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO尾气处理 用NaOH溶液吸收生产流程图三个守恒得失电子守恒金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)氮原子守恒n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)电荷守恒若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NOeq \o\al(－,3))＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。一个关系起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为：n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(转移电子)一个方程式对于金属铜与稀硝酸和稀硫酸的混合溶液反应，应用以下离子方程式计算：3Cu＋2NO3－＋8H＋＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OSO2与NOx的主要来源SO2主要来自煤、石油的燃烧和某些含硫金属矿物的冶炼NOx主要来自机动车尾气(高温条件下氮气和氧气生成氮氧化物)酸雨的概念pH＜5.6的降雨(正常雨水的pH约为5.6，这是因为雨水中溶解了二氧化碳的缘故)酸雨的形成成因主要是大气中的SO2和NOx以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于水形成的类型硫酸型硝酸型汽车尾气―→NOeq \o(――→,\s\up7(O2),\s\do5())NO2eq \o(――→,\s\up7(雨水),\s\do5())HNO3酸雨的危害①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。③导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康。酸雨的防治①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。②对酸性物质的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。③健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。选项氧化物环境问题主要来源ACO2温室效应化石燃料的燃烧BNO2酸雨工厂废气的排放CCOCO中毒燃料的不完全燃烧DSO2光化学烟雾汽车尾气的排放①②③装置步骤操作现象①打开止水夹，挤压胶头，使浓硝酸滴入试管产生红棕色气体，溶液变为绿色②一段时间后，关闭止水夹，推动注射器活塞使部分水进入试管注射器内剩余的水被“吸入”试管；铜表面产生无色气泡，溶液变蓝，试管内气体逐渐变为无色③一段时间后，打开止水夹，拉动注射器活塞吸取少量无色气体；拔下注射器，再拉动活塞吸入少量空气注射器中无色气体变红棕色 0 0 专题02 氮及其化合物思维导图知识详解考点1 氮气与氮的固定1．氮气2．氮的固定3．氮的循环 【典例1】【典例1】下列关于N2的说法错误的是( )A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气B．反应N2+O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一C． N2的质量约占空气总质量的D．在反应3Mg+N2Mg3N2中，N2作氧化剂【答案】C【解析】A项，N2可在电焊时作保护气，是利用氮气的稳定性，故A正确；B项，汽车尾气造成污染的主要原因之一是N2+O22NO，故B正确；C项，氮气的体积约占空气总体积的，故C错误；D项，在反应3Mg+N2Mg3N2中，N元素的化合价降低，得电子，即N2作氧化剂，故D正确。【典例2】(2022•江东省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、镇江六市一模)氮是各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，氮的循环为生物体提供氮元素。将游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列过程属于氮的固定的是( )A．工业利用氮气和氢气合成氨气 B．氨气和硫酸反应制取铵态氮肥C．氨基酸合成人体所需的蛋白质 D．硝酸盐在细菌作用下生成氮气【答案】A【解析】根据氮的固定可知，是N2发生反应生成氮的化合物，只有A项是N2参加反应生成氮的化合物NH3，其它三个选项均是氮的化合物能加反应，故A项符合题意。考点2 一氧化氮和二氧化氮1．不同价态的氮的氧化物上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3。2．二氧化氮溶于水的实验3．NO和NO2性质比较4．氮的氧化物与氧气、水反应的相关计算5．常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx处理。②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。【归纳总结】NO、O2难溶于水，但NO2易溶于水且与水反应，所以氮氧化物溶于水的各种情况中，剩余气体可为NO或O2，但不可能是NO2或NO与O2同时剩余。【典例3】下列对NO、NO2的描述，不正确的是( )A．NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一【答案】B【解析】NO2是红棕色气体，易溶于水，与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由于反应前后元素的化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，A正确；NO不溶于水，可以用排水法收集，由于N2性质稳定，室温下不容易反应，但在放电时可由N2和O2直接化合而得到，B错误；NO与氧气发生反应会产生NO2；NO2溶于水反应产生硝酸和NO，因此二者在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物，C正确；NO、NO2都有毒，且在汽车发动时，在电火花作用下N2和O2化合产生NO，NO是汽车尾气的有害成分之一，D正确。【典例4】将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。(1)则原混合气体中NO与NO2体积比为多少？___。(2)1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 mol，则NO与NO2体积比为多少？____。(3)1 mol NO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1，试管倒立于盛满水的水槽中，为使整个试管充满水，需通入多少O2？____。【答案】(1)3∶7 (2)1∶9 (3) 0.5mol【解析】(1)设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1－a)mol NO2，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得：eq \f(3,4)a＋eq \f(1－a,4)＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。(2)设n(NO2)＝a mol3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 气体减少3 mol 1 mol 2 mola mol (1－0.4)mola＝0.9故NO与NO2体积比为1∶9。(3)通入的氧气的物质的量为eq \f(3,4)×0.5 mol＋eq \f(0.5,4) mol＝0.5 mol。考点3 氨气1．氨气的性质2．氨气的实验室制法(1)反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)装置：(3)氨气制备实验各部分装置的选择：3．其它实验室制取NH3的简易方法4．氨的用途(1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。(2)制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。【归纳总结】1．实验室制备氨气2．常见喷泉实验装置3．常见产生喷泉实验的组合【典例5】关于氨的下列叙述中，错误的是( )A．氨易液化，液氨常用来作制冷剂 B．氨气易溶于水，可用来做喷泉实验C．实验室常用向下排空气法收集氨气 D．氨气溶于水能导电，氨气是电解质【答案】D【解析】氨气易液化，液氨常用来作制冷剂；氨气密度比空气小(常用向下排空气法收集)；氨气极易溶于水(可用来做喷泉实验)；氨气溶于水，能与水反应生成电解质一水合氨，其水溶液能导电，但氨气是非电解质。【典例6】(2022·山东枣庄市·高一期末)在实验室制取干燥氨气的过程中，所给装置使用合理的是( )A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水蒸气C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气【答案】D【解析】A项，为防止生成的水蒸气冷凝倒流到试管底部炸裂试管，碱石灰和氯化铵加热制氨气的试管口应略向下倾斜，故A错误；B项，氨气是碱性气体，能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，故B错误；C项，丙图的收集方法为向上排空气法，而氨气密度比空气小，应该用向下排空气法收集，即气体应该短进长出，故C错误；D项，防止氨气污染空气，氨气极易溶于水，可用水吸收，应该有防倒吸措施，丁装置吸收多余的氨气并有防倒吸功能，故D正确；故选D。考点4 铵盐1．常见的铵盐铵根离子(NHeq \o\al(＋,4))与酸根离子形成的化合物称为铵盐。农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐，它们都是易溶于水的晶体。2．化学性质3．铵盐(NHeq \o\al(＋,4))的检验4．含氮物质的连续氧化①N2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5(放电))NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3②NH3eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(———→))),\s\do 5(催化剂/Δ))NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3【典例7】下列关于铵盐的说法中正确的是( )A．所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价C．氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为NHeq \o\al(＋,4)＋OH－NH3↑＋H2OD．氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离【答案】C【解析】A项，有的铵盐受热分解产生氨(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解最终不产生氨(如硝酸铵)；D项，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。【典例8】检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中，然后( )A．加水溶解后，再滴入酚酞溶液B．加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验C．加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液D．加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液【答案】B【解析】将固体放入试管中，加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨，则该盐中含有铵根离子，B正确。考点5 硝酸 1．性质2．硝酸与铜反应实验探究3．工业制备4．计算【归纳总结】1．硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：2．稀硝酸与铁的反应：反应物的量与生成物的关系如图所示：【典例9】下列对于硝酸的认识，不正确的是( )A．浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B．金属与硝酸反应不产生氢气C．可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸 D．铜与硝酸的反应属于置换反应【答案】D【解析】浓硝酸在见光或受热时会发生分解反应生成氧气、二氧化氮和水，A项正确；硝酸是氧化性酸，金属与硝酸反应不产生氢气，B项正确；常温下铁和铝在浓硝酸中钝化，因此可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸，C项正确；铜与硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，不属于置换反应，D项错误。【典例10】（2022·浙江省衢州市高一期末）32.0g Cu 与 100 mL 10.0 mol·L-1的浓硝酸反应，标准状况下测得反应产生的 NO、NO2 混合气体 6.72 L，且充分反应后铜仍有剩余。请计算：(1)混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比为 ___________；(2)向反应后的溶液中滴加稀硫酸可使铜完全溶解，若该过程中只有 NO 气体生成，则还能产生 NO 的物质的量为____ 。【答案】2：1 0.100mol 【解析】(1)铜和硝酸反应后铜有剩余，说明硝酸完全反应，反应的方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，假设一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为xmol、ymol，根据方程式有(x+y) ×22.4=6.72 4x+2y=10.0×0.1，解x=0.2，y=0.1，则一氧化氮和二氧化氮的物质的量比为0.2:0.1=2:1；(2)反应中消耗的铜的物质的量有1.5x+0.5y=0.5×0.2+0.5×0.1=0.35mol，铜的总物质的量为0.5mol，剩余的铜的物质的量为0.5-0.35=0.15mol，反应后的溶液中加入稀硫酸，相当于铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，故0.15mol铜反应生成0.1mol一氧化氮。考点6 酸雨及防治【典例11】（2022·广东省梅州市期末）酸雨是对pH小于5.6的酸性降水的统称。下列说法错误的是（ ）A．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因B．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨C．汽车排放的尾气、硝酸厂和氮肥厂的废气也会形成酸雨D．为了减少酸雨的形成，须对燃料进行脱硫处理，减少SO2的排放量【答案】A【解析】A项，酸雨的形成是工业或汽车排放的尾气造成的，错误；B项，发生如下反应SO2＋H2O＝H2SO3，2H2SO3＋O2＝2H2SO4，最终形成硫酸型酸雨，正确；C项，发生的有关反应为2NO＋O2＝2NO2，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，形成了硝酸型酸雨，正确；D项，燃料进行脱硫处理，可减少SO2的排放量，从而可减少酸雨的形成，正确。【典例12】硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但也造成了不少环境问题，下列说法正确的( )A．雷雨天气空气中的少量N2可转化为NO2并随雨水落下B．PM2.5(微粒直径约为m)含氮分散质分散在空气中形成气溶胶，能产生丁达尔效应C．二氧化硫有毒，严禁将其添加到任何食品和饮品中D．“酸雨”是由大气中的碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的【答案】A【解析】A项，雷雨天气时空气中的N2、O2在雷电作用下反应产生NO，NO与O2反应产生NO2，NO2与H2O反应产生HNO3和NO，HNO3电离产生NO3- ，故有助于空气中的N2转化为可供植物吸收的NO3-，A正确；B项，胶体粒子的直径大小在1nm~100nm之间(10−9m∼10−7m)，而PM2.5微粒直径约为 2.5×10−6m，不属于胶体，不能产生丁达尔效应，B错误；C项，二氧化硫常用作葡萄酒的防腐剂和抗氧剂，C错误；D项，“酸雨”是由大气中的氮，硫的氧化物溶于雨水造成的，D错误；故选A。专项练习一、选择题1．（2022·四川省雅安市高一期末）意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的分子，下列说法正确的是（ ）A．N4是一种新型化合物 B．N4转化为N2属于物理变化C．N4的摩尔质量为56g D．N4和N2是同素异形体【答案】D【解析】A项，N4为单质，故A错误；B项，N4转化成N2时有化学键的断裂和生成，属于化学变化，故B错误；C项，摩尔质量的单位为 g·molˉ1，故C错误；D项，N4和N2是由同种元素形成的不同单质，属于同素异形体，故D正确；故选D。2．（2022·北京市怀柔区高一期末）二十四节是中国独有的传统文化，农谚“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是谷雨节气。下列元素在自然界中的转化与“雷雨肥田”有关的是（ ）A．K B．P C．N D．O【答案】C【解析】雷雨肥田是空气中的N2与O2在电火花作用下反应产生NO，NO与O2在室温下反应产生NO2，NO2与水反应产生HNO3，进入土壤溶液，N元素是农作物生长需要的营养元素，因此有雷雨肥田之说，故选C。3．关于氮氧化物的说法正确的是（ ）A．氮氧化物一定对人体有害 B．可以用排水集气法收集NO2气体C．雷电多的地方容易形成酸雨 D．收集NO要用排水集气法【答案】D【解析】A项，极稀的一氧化氮可调节血管紧张度，降低血压，调节血液循环，氮氧化物不一定都是害处，故A错误；B项，二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，不能选排水法收集，故B错误；C项，空气中的氮气和氧气在雷电作用下生成NO，而造成酸雨的主要气体是二氧化硫，故C错误；D项，NO能与氧气反应，而NO难溶于水，因此可用排水集气法收集NO，故D正确；故选D。4．（2022·江苏省无锡市期末）汽车尾气的处理反应为：2NO+2CON2+CO2。下列有关说法正确的是（ ）A．NO为红棕色气体 B．NO易溶于水C．反应中NO是还原剂 D．NO在大气中可转化为HNO3【答案】D【解析】A项，NO是无色气体，错误；B项，NO不溶于水，错误；C项，反应中NO生成N2，NO价态降低做氧化剂，错误；D项，NO在大气中发生如下变化NOeq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(O2),\s\do 4(——→))),\s\do 5())NO2eq \o(\s\up 4(eq \o(\s\up 2(H2O),\s\do 4(——→))),\s\do 5())HNO3，正确。5．（2022·陕西省榆林市高一期末）下列反应属于固氮反应的是（ ）A．8NH3+6NO2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2+12H2O B．O2 +2NO=2NO2C．NH3+HCl=NH4Cl D．N2+3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂)) 2NH3【答案】D【解析】固氮反应是指游离态的氮气变为化合态的氮，A、B、C反应物都是化合态的氮，D是游离态的氮气变为化合态的氮，故D符合题意。故选D。6．下列反应中，说明氨有还原性和碱性的是( )A．2NH3＋3CuO==3Cu＋N2＋3H2O B．8NH3＋3Cl2==6NH4Cl＋N2C．4NH3＋6NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O D．NH3＋HCl==NH4Cl【答案】B【解析】物质要体现碱性，则应与酸生成相应的盐；物质要体现还原性，则应与氧化剂作用生成相应的氧化产物。据此对比题给4个反应逐一分析，看是否同时有铵盐和价态高于－3价的含氮物质生成(该物质要有来自NH3中的氮，且氮的价态高于－3价)。选项A中NH3→N2，无铵盐生成；选项B中2NH3→N2，6NH3→NH4Cl；选项C中4NH3→2N2，无盐生成；选项D中NH3→NH4Cl，无氮元素价态升高的物质生成。故选B。7．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是( )【答案】D【解析】A项，CO2主要是导致温室效应，故A正确；B项，NO2是酸性气体，可以引起酸雨和光化学烟雾，故B正确；C项，燃料的不完全燃烧生成CO，CO有毒，故C正确；D项，光化学烟雾主要是氮的氧化物形成的，SO2主要引起酸雨，故D错误。8．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( ) A．①③ B．②③ C．①④ D．②④【答案】A【解析】实验室制取氨气的方法有：铵盐与碱加热制取氨气，常用NH4Cl与Ca(OH)2反应，固体与固体反应，因为有水生成，试管口应向下倾斜，③错误；在浓氨水中加入CaO，CaO与水反应放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨气；加热浓氨水，加快氨气挥发。①是错误的，因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。9．（2022•江苏省南通市四模改编）硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，具有强氧化性，浓硝酸见光易分解。下列有关硝酸的说法正确的是（ ）A．硝酸与铜的反应只表现出强氧化性B．浓硝酸保存在棕色带橡胶塞的试剂瓶中C．用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸有白烟产生D．常温下用铁制容器运输浓硝酸是因为铁与浓硝酸不反应【答案】C【解析】A项，硝酸与铜的反应既表现出强氧化性又表现出酸性，错误；B项，浓硝酸具有强氧化性，能腐蚀橡胶塞，则浓硝酸应保存在棕色带玻璃塞的试剂瓶中，错误；C项，浓氨水和浓硝酸都具有挥发性，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸时，挥发出的氨气与硝酸蒸汽反应生成硝酸铵，会有白烟产生，正确；D项，常温下用铁制容器运输浓硝酸是因为铁在浓硝酸中发生钝化，阻碍反应的进行，并非是铁与浓硝酸不反应，错误。10．（2022·江苏省南通市海安市上学期期末）NH3是一种常见气体。下列实验能达到实验目的的是（ ）A．用图甲装置制取NH3 B．用图乙装置干燥NH3C．用图丙装置收集NH3 D．用图丁装置制CaCO3【答案】D【解析】A项，NH4Cl分解生成的NH3和HCl在试管口又会重新生成NH4Cl得不到NH3，错误；B项，NH3会与H2SO4反应生成(NH4)2SO4，错误；C项，NH3比空气轻，进气管应短，另漏斗的边缘应贴近水面，错误；D项，少量的CO2与NH3和H2O反应生成(NH4)2CO3，CaCl2与(NH4)2CO3反应可生成CaCO3，正确。11．（2022·北京市海淀区高一期末）自然界的氮循环包括以下过程。下列说法中，不正确的是（ ）A．硝化过程中，含氮物质被氧化B．氨氧化过程中，亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为3：4C．N2→NH4+属于氮的固定，N2发生还原反应D．土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素【答案】B【解析】A项，由图示可知，硝化过程为：NH4+转化为NO2-，NO2-在进一步转化为NO3-，该过程中N的化合价都在升高，故含氮物质被氧化，A正确；B项，由图示可知，氨氧化过程中的反应为：NO2-+ NH4+=N2+2H2O，故亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为1：1，B错误；C项，氮的固定是指由游离态的氮即N2转化为化合态的氮即含氮化合物的过程，故N2→NH4+属于氮的固定，过程中N2的化合价由0价降低到-3价，N2发生还原反应，C正确；D项，由图示可知，Fe2+能与NO3-反应转化为N2，Fe3+能与NH4+反应转化为N2，故土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素，D正确；故选B。12．（2022·广东省惠州市期末）部分含氮物质的“价—类二维图”如下图所示。下列推断不合理的是（ ）A．图中所标转化关系中有5个反应是通过氧化还原反应实现的B．雷雨天可实现B→C→D→E→F转化C．A→B的反应是实现人工固氮的重要反应D．H制A的反应通常要加碱并加热来实现【答案】C【解析】由含氮物质的“价—类二维图”可以得出，A为氨气，B为氮气，C为一氧化氮，D为二氧化氮，E为硝酸，F为硝酸盐，G为一水合氨，H为铵盐。A项，在图中所标转化关系中，NH3→N2→NO→NO2→HNO3、NH3→NO共5个反应中，N元素都发生价态的变化，所以是通过氧化还原反应实现的，合理；B项，雷雨天，放电时，N2与O2反应生成NO，NO与O2再反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO，硝酸与土壤中的盐反应生成硝酸盐等，合理；C项，人工固氮是利用人工的方法，将N2转化为氮的化合物(如NH3、Mg3N2等)，所以A(NH3)→B(N2)的反应不是人工固氮的反应，不合理；D项，由H(铵盐)制A(NH3)，常需与强碱在加热条件下发生复分解反应来制取，合理。13．（2022·山东省济南市高一期末）如图是N元素及其化合物的“价—类”二维图。下列说法正确的是（ ）A．实验室采用向上排空气法收集AB．化合物B的水溶液能导电，证明B是电解质C．控制不同的反应条件，C与E也能相互转化D．两支玻璃棒分别蘸取B的浓溶液与D的浓溶液，靠近后会产生白雾【答案】C【解析】A项，A点所示物质中氮元素的化合价为+2价，其化学式为NO，NO易与氧气反应，实验室采用排水法收集A，故A错误；B项，B点对应的物质是NH3，化合物B的水溶液能导电，是因为生成了NH3•H2O能电离，但NH3本身没有电离，不能证明B是电解质，故B错误；C项，控制不同的反应条件，C与E也能相互转化，如：NO2与水反应生成硝酸，浓硝酸和铜反应生成NO2，故C正确；D项，两支玻璃棒分别蘸取NH3的浓溶液与硝酸的浓溶液，靠近后会产生硝酸铵固体，是白烟，故D错误；故选C。14．（2022·广东省高三模拟）价类二维图可以帮助我们梳理物质间的转化关系，下图为氮及其化合物的价类二维图，有关说法不正确的是（ ）A．a可作保护气，在任何条件下均不与其他物质反应B．c与反应生成b和dC．e与d反应生成的盐可作氮肥D．f为一元弱碱，具有刺激性气味【答案】A【解析】根据物质分类与化合价可判断a为N2、b为NO、c为NO2、d为HNO3、e为NH3，f为NH3·H2O。A项，N2可作保护气，但也可以与H2、O2、Mg等物质在特定条件下反应，A项错误；B项，NO2与H2O发生歧化反应生成HNO3和NO，B项正确；C项，NH3与HNO3可反应生成NH4NO3，可用作氮肥，C项正确；D项，f为NH3·H2O，可发生部分电离：NH3·H2ONH4++·H2O，故f为一元弱碱，且其浓溶液具有挥发性，产生刺激性气味，D项正确；故选A。15．（2022•山西省运城市摸底）利用NO、O2和Na2CO3溶液反应制备NaNO2的装置如图所示，下列关于该装置的描述不正确的是（ ）A．装置A分液漏斗中的药品选用不当，应选用稀HNO3B．实验过程中，通过控制分液漏斗的活塞控制气流速度C．装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O2＝4NaNO2＋2CO2↑D．实验过程中，装置C液面上方可能出现红棕色气体【答案】A【解析】A项，装置A分液漏斗中的药品选用浓HNO3，产生的二氧化氮与B装置的水反应可以产生NO，可以选用浓硝酸，错误；B项，加入硝酸的快慢可以控制气体产生的速度，正确；C项，根据电子守恒和原子守恒可知装置C中发生反应的化学方程式为：2Na2CO3＋4NO＋O2＝4NaNO2＋2CO2↑，正确；D项，C中有一氧化氮，当与空气中氧气反应时会产生红棕色的二氧化氮，正确。16．（2022•山西省怀仁市上学期期中）下列叙述错误的是（ ）A．利用如图装置可制取NH3B．将干燥的红色石蕊试纸接近图中a处，可观察到试纸变蓝C．图中收集完NH3后，取下试管，在导管口b处堵上浸有稀硫酸的棉花可防止NH3污染空气D．进行图所示实验时，可观察到液体迅速充满试管并变为红色，说明NH3极易溶于水，其水溶液显碱性【答案】B【解析】A项，该装置可用NH4Cl与Ca(OH)2反应来制备NH3，正确；B项，干燥的NH3不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝，错误；C项，稀硫酸可吸收NH3，防止污染空气，正确；D项，若溶液迅速充满试管，说明NH3极易溶于水；溶液呈红色说明氨水溶液显碱性，正确。17．（2022•北京市海淀区上学期期中）常温常压下，1体积水能溶解约700体积NH3。用下图所示装置进行实验，下列说法正确的是（ ）A．挤压滴管并打开止水夹后，观察到烧杯中的水倒吸，产生红色“喷泉”B．“喷泉”的产生能证明NH3与H2O发生了反应C．若将NH3换成CO2，也能产生明显的“喷泉”D．实验后，取出烧瓶中的溶液，测得其pH＞7，原因是：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－【答案】D【解析】A项，NH3溶于水是无色溶液，只有水中加入酚酞试液，才能产生红色“喷泉”，错误；B项，“喷泉”的产生只能说明NH3极易溶于水，而不能证明NH3与H2O发生了反应，错误；C项，CO2可溶于水，产生的压强很小，不能形成喷泉，错误；D项，NH3溶于水后与水发生反应：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－，溶液显碱性，pH＞7，正确。18．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应【答案】D【解析】①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有O2生成，产生的气体为混合气体，A项正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B项正确；③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的NO2是还原产物，C项正确；红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2，D项错误。19．（2022·北京市市东城区一模）用下图装置探究铜与硝酸的反应，实验记录如下：下列说法不正确的是（ ）A．①中反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OB．②中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O反应导致压强减小C．③中的实验现象能证明②中Cu与硝酸反应生成了NOD．待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生【答案】C【解析】A项，铜与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O，①中反应的化学方程式，正确；B项，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，反应后气体的压强减少，会引起②中注射器内剩余的水被“吸入”试管，正确；C项，NO与O2反应即生成NO2，结合A、B两选项可知，③中的实验现象不能证明②中Cu与硝酸反应生成了NO，错误；D项，NO3－在酸性条件下会将Cu氧化，而NO3－自身被还原为NO，故待②中反应停止后，向试管内滴加少量稀硫酸，有气体产生，正确。20．（2022·江苏省南通市四模改编）工业常采用氨氧化法制硝酸，主要工艺流程如图所示；在氧化炉中发生反应4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g)，NH3和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网，生成的NO与残余的O2继续反应生成NO2，将NO2通入水中可制得HNO3。吸收塔排放的尾气中含有少量的NO、NO2等氮氧化物。工业以石灰乳为试剂，采用气－液逆流接触法(尾气从处理设备的底部进入，石灰乳从设备顶部喷淋)处理尾气。下列有关硝酸工业制备说法不正确的是（ ）A．合成塔中使用催化剂，可以提高单位时间内N2的转化率B．吸收塔中NO2与H2O反应生成HNO3，NO2是酸性氧化物C．吸收塔中鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率D．采用气－液逆流接触法是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分【答案】B【解析】A项，合成塔中使用催化剂，可以提高反应速率，因此可以单位时间内N2的转化率，正确；B项，NO2与H2O反应生成HNO3，NO2中N的价态发生了改变，NO2不是酸性氧化物氧化物，错误；C项，吸收塔中NO、氧气和水反应生成硝酸，因此鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率，正确；D项，采用气－液逆流接触法可以增大反应物接触面积，加快反应速率，因此是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分，正确。21．(2022·重庆八中高三期中)某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)，设计了如下工业流程：下列说法错误的是( )A．气体Ⅰ中主要含有的气体有N2、NO、COB．X在反应中作氧化剂，可通入过量的空气C．处理含NH4+废水时，反应的离子方程式是：NH4++NO2-=N2↑+2H2OD．捕获剂所捕获的气体主要是CO【答案】B【解析】工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)通过过量石灰乳会吸收CO2、SO2，固体Ⅰ为碳酸钙和亚硫酸钙；气体Ⅰ通过X，用氢氧化钠处理后得到亚硝酸钠，X可能为空气，但是不能过量，否则会生成硝酸钠，亚硝酸钠与铵根的溶液反应生成无污染气体，生成氮气，气体Ⅱ含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要时CO。A项，由以上分析可知气体I中主要含有的气体有N2、NO、CO与石灰乳不反应，不能被吸收，A正确；B项，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，B错误；C项，处理含铵根废水时，反应生成氮气，发生反应的离子方程式为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O，C正确；D项，气体Ⅱ含有CO、N2捕获剂所捕获的气体主要是CO，D正确；故选B。22．利用SCR技术可有效降低柴油发动机NOx排放。SCR工作原理为尿素[CO(NH2)2]水熔液热分解为NH3和CO2，再利用NH3转化NOx，装置如图所示，下列说法不正确的是( )A．尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应B．转化NO2过程的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2OC．转化器工作过程中，当转移电子时，会消耗NH3(标况下)D．该装置转化时，还原剂与氧化剂物质的量之比为3：2【答案】D【解析】A项，尿素[CO(NH2)2]]水溶液热分解为NH3和CO2，反应过程中元素化合价不变，因此反应不属于氧化还原反应，故A正确；B项，NH3还原NO2反应产生氮气和水，NH3→N2过程中N元素化合价从-3升到0价，NO2→N2过程中N元素化合价从+4降到0价，由电子守恒、原子守恒，可知反应的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2O，故B正确；C项，NH3转化NOx，反应产生N2、H2O，当转移0.6mol电子中消耗NH3的物质的量为n(NH3)==0.2mol，则该氨气在标准状况下的体积V(NH3)=nVm=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故C正确；D项，该装置转化NO时，NH3作还原剂，NO为氧化剂，NH3→N2过程中N元素化合价从-3升到0价，NO→N2过程中N元素化合价从+2降到0价，根据电子守恒可知还原剂与氧化剂物质的量之比为=2：3，故D错误；故选D。23．绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分，设计了如图流程。已知：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，下列说法正确的是（ ）A．固体1中主要含有CaCO3、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．处理含NH4+废水时，发生的反应：NH4++5NO2-+4H+==6NO↑+4H2OD．捕获剂所捕获的气体主要是CO【答案】D【解析】工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3及过量石灰乳，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2，X可以为空气，但不能过量，否则得到NaNO3，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成N2，则气体2含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO。A项，根据上述分析可知，固体1中的主要成分为CaCO3、CaSO3、Ca(OH)2，A选项错误；B项，若X为过量的空气或者氧气，会将NO氧化成NO3-，无法与NH4+发生反应，B选项错误；C项，处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为NH4++NO2-===N2↑+2H2O，C选项错误；D项，由以上分析可知，捕获剂所捕获的气体主要是CO，故D正确；故选D。24．（2022·宁夏银川市银川一中高一期末）将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后，得到5 mL无色气体B，下列说法不正确的是( )A．A气体是NO，B气体是O2B．A气体的体积是20 mLC．V的取值范围是20 mL＜V＜60 mLD．将盛有体积比为4:1 NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为mol/L【答案】D【解析】A项，因NO不与水反应，NO2能与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以无色气体A为NO；无色气体A与等体积的O2混合通过水后发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可知O2过量，则无色气体B为O2，A正确；B项，由于过量的氧气为5 mL，而开始反应时NO与O2的体积相等，根据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，剩余O2体积占反应的O2总体积的，可知NO的体积为V(NO)=V(O2)==20 mL ，B正确；C项，由B可知：NO2与水反应产生的NO和原来的NO共20 mL，若NO气体全部来源于原气体，则V=20 mL；若NO气体全部是由NO2与水反应产生，根据反应3NO2+H2O=2HNO3+NO可知V=3×20 mL=60 mL，所以V mL气体的取值范围是20 mL＜V＜60 mL，C正确；D项，将盛有体积比为4:1 NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应，发生反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，恰好完全转化为硝酸，但由于未指明气体所处的外界条件，不能确定气体摩尔体积，就不能计算气体的物质的量及其形成的硝酸溶液的浓度，D错误；故选D。25．将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下11.2L的NO和NO2的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被吸收生成NaNO3。下列说法不正确的是（ ）A．标准状况下，通入的O2体积为5.6LB．向反应后的溶液加NaOH，使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为1.0molC．标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的NO2D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol·L−1【答案】D【解析】32g的铜的物质的量为0.5mol；11.2L的NO和NO2的物质的量为0.5mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y，则x+y=0.5，反应过程中铜全部被氧化成Cu2+，根据电子守恒有3x+y=0.5×2，和前式联立可得x=0.25mol，y=0.25mol；设氧气的物质的量为z，NO和NO2全部转化为NaNO3，则根据电子守恒有0.5×2=4z，解得z=0.25mol；根据元素守恒可知生成的n(NaNO3)=0.5mol。A项，根据分析可知通入的O2为0.25mol，标况下体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故A正确；B项，当硝酸无剩余时消耗的NaOH最少，此时NaOH只与Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀，根据元素守恒可知此时n(NaOH)=2n(Cu2+)=0.5mol×2=1mol，故B正确；C项，根据分析可知，混合气体中有0.25molNO和0.25molNO2，即标准状况下的5.6L的NO和5.6L的NO2，故C正确；D项，由于不知道和铜反应后硝酸是否有剩余，所以无法计算硝酸的浓度，故D错误；故选D。二、非选择题26．自然界中存在很多物质循环过程。下图是自然界中氮循环示意图，请回答下列问题：(1)自然界中的固氮和人工固氮的共同点是_________________________。(2)硝化细菌可以将氨氧化成亚硝酸，请配平该反应： NH3＋ O2→ HNO2＋ H2O______，其中还原产物为__________________。(3)根据循环图判断下列说法不正确的是______。a．氮元素均被氧化b．含氮无机物和含氮有机物可相互转化c．工业合成氨属于人工固氮d．模拟生物固氮是人工固氮发展的方向【答案】(1)将游离态的氮转化为化合态的氮或将氮气转化为氮的化合物 (2)2、3、2、2 HNO2和H2O (3)a 【解析】(1)将氮元素由游离态转化为化合态氮元素的过程称为氮的固定，因此自然界中的固氮和人工固氮的共同点是将游离态的氮转化为化合态的氮或将氮气转化为氮的化合物；(2)根据方程式可知氨气中氮元素化合价从－3价升高到+3价，失去6个电子，氧气中氧元素化合价从0价降低到－2价，得到2个电子，根据电子得失守恒可知配平后的方程式为2NH3＋3O2＝2HNO2＋2H2O，氧气是氧化剂，则还原产物为HNO2和H2O；(3)a项，碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环，如硝酸盐中氮元素的化合价为+5价，被细菌分解变成大气中氮气单质，氮元素由+5→0，属于被还原，故a错误；b项，氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，故b正确；c项，工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，故c正确；d项，生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一，为植物特别是粮食作物提供氮、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病，因此模拟生物固氮是人工固氮发展的方向，故d正确。故选a。27．二氧化氮是主要的大气污染物之一，工业上在一定条件下用NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)，回答：(1)用装置A制备NH3，其中发生反应的化学方程式为________________________，装置B内的试剂是______________。(2)装置C的作用的_____________，铜丝可抽动的优点是_______________________，装置D中发生反应的离子方程式是________________________。(3)NH3和NO2在M中充分反应，产生两种对环境友好的物质，该反应的化学方程式为_______________________。M中可观察到的现象是________________________。【答案】(1) 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 碱石灰(或NaOH固体，或CaO固体)(2) 干燥生成的二氧化氮气体 便于控制反应的开始和停止 Cu＋4H+＋2 NO3-=Cu2+＋2NO2↑＋2H2O(3) 8NH3＋6NO27N2＋12H2O 红棕色逐渐变浅，玻璃管壁有液滴【解析】(1)装置A是固固加热型的装置，制备NH3，应选择氯化铵和氢氧化钙加热反应，生成氯化钙，水和氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，装置B的作用是干燥氨气，可选择碱性干燥剂，如碱石灰(或NaOH固体，或CaO固体)。(2)装置D中铜和浓硝酸发生反应，生成硝酸铜，二氧化氮和水，离子方程式是Cu＋4H+＋2NO3- =Cu2+＋2NO2↑＋2H2O，铜丝上下抽动可使反应物分离，优点是便于控制反应的开始和停止；氨气极易溶于水，装置C可以干燥生成的二氧化氮气体。(3)NH3和NO2在M中充分反应后，生成氮气和水，该反应的化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，M中二氧化氮被消耗，浓度降低，可观察到的现象是红棕色逐渐变浅，玻璃管壁有液滴。28．（2022·江苏省扬州市期中）依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）实验室用上述图1装置制取氨气的化学反应方程式为___________________________________。若要收集一瓶氨气应该用___________(填“向上”或“向下”)排空气的方法；下列试剂不能干燥NH3的是___________(填字母)。 A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 （2）图2中，X转化为硝酸___________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （3）若要将NH3转化为N2，从原理上看，下列试剂可行的是___________。A．O2 B．Na C．NO2 D．NH4Cl【答案】（1）2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 向下 A （2）不是 （3）AC【解析】（1）在实验室中通常用上述图1装置，使用NH4Cl与Ca(OH)2混合加热制取氨气，反应的化学反应方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；由于氨气的密度比空气小，因此要采用向下排空气的方法收集；氨气是碱性气体，与酸性物质会发生反应，而与碱性物质不能发生反应，所以干燥氨气时可以采用碱石灰或固体NaOH等碱性物质干燥氨气，而不能使用酸性物质如浓硫酸来干燥氨气，故A项符合题意；（2）X是＋5价的氮的氧化物，则X是N2O5。N2O5与H2O反应产生HNO3，在HNO3中N元素化合价为＋5价，反应前后元素化合价不变，因此N2O5与H2O反应产生HNO3的反应不是氧化还原反应；（3）在NH3中N元素化合价为－3价，反应后变为N2中的0价，化合价升高，失去电子被氧化，因此需加入氧化剂就可以实现上述转化。A项，O2具有氧化性，在点燃时NH3与O2反应产生N2、H2O，可以实现上述转化，符合题意；B项，Na具有还原性，不能将NH3氧化为N2，不符合题意；C项，NO2具有氧化性，在加热时NH3与NO2发生氧化还原反应产生N2、H2O，可以实现上述转化，符合题意；D项，NH4Cl与NH3不能发生反应，因此不能实现上述转化，不符合题意。29．（2022·福建省龙岩第一中学高一月考）地球上的氮元素对动植物有重要作用，其中氨的合成与应用是当前的研究热点。（1）人工固氮最主要的方法是Haber-Bosch法。通常用以铁为主的催化剂在400~500℃和10~30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。写出反应的化学方程式_______。（2）如图所示为实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。①实验室制取氨气的化学方程式是_______；检验氨气的方法为_______。②实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是_______反应(填“吸热”或“放热”)，反应的化学方程式是_______。③B中试剂为_______，NaOH溶液的作用是_______。④控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n(NH3)：n(O2)的最佳比例为_______。【答案】（1）N2+3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂))2NH3 （2） Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 用湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝(或者用蘸有浓盐酸玻璃棒靠近，产生白烟) 放热 4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO+6H2O 水 吸收尾气 1：2 【解析】在催化剂作用下，氨和氧气发生反应生成NO，NO和氧气反应生成NO2，NO2溶于水生成硝酸和NO，最后用NaOH溶液进行尾气处理。（1）在以铁为主的催化剂、400~500℃和10~30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨，反应的化学方程式为：N2+3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂))2NH3。（2）①实验室用氯化铵和氢氧化钙固体在加热条件下制取氨气，反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，也能和挥发性酸如盐酸生成白色固体小颗粒从而看到白烟，所以可以用湿润的红色石蕊试纸靠近氨气，试纸变蓝(或者用蘸有浓盐酸玻璃棒靠近氨气，产生白烟)。②实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是放热反应，生成物是NO和水，反应的化学方程式是4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO+6H2O。③生成的NO和水反应生成硝酸和NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以B中试剂为水，从B中逸出的气体有NO，NO遇到空气会生成NO2，NO和NO2都有毒，不能随意排放，所以NaOH溶液的作用是吸收尾气。④欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，需要控制氨气和氧气的比例，使氨气和氧气在水中最终都转化为硝酸。氨气中氮元素的化合价从-3价升高到硝酸中的+5价，1molNH3失去8mol电子，氧气中氧的化合价从0价降低到-2价，1molO2得到4mol电子，根据电子守恒，需要氨气和氧气的物质的量之比为1：2。30．（2022•黑龙江省齐齐哈尔市上学期期中）某化学研究性学习小组的同学根据理论分析推测出NO具有氧化性，他们设想利用如图所示装置验证NO的氧化性（已知2NO2＋2OH－→NO3－＋NO2－＋H2O，夹持装置已省略）。（1）判断NO有氧化性的理论依据是_____________________，本套装置气密性检查较简便的操作是________________________________，装置A中反应的离子方程式为___________________________。（2）装置C中试剂X是________，装置B的作用是___________________________________________。（3）本套装置有一个明显的错误，下列分析中正确的是_______（填标号）。A．装置B中导管不应插入液面以下B．装置E无法吸收NOC．实验开始后，应不断地向装置E中通入空气（4）实验结束时装置D中试管内得到黑色粉末，对黑色粉末的成分，小组的同学提出了不同的看法：a．是FeO b．是Fe3O4 c．是FeO与Fe3O4①甲同学认为仅用磁铁就可以确定黑色粉末的成分到底是哪种情况，他判断的依据与结论是_______________________________________________________________________________。②若用化学方法分析a组和c组中的黑色粉末，则需要使用三种试剂，这三种试剂是_________________________。【答案】NO中氮为＋2价，不是氮元素的最低价 关闭分液漏斗活塞，用双手握住烧瓶 3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 无水CaCl2（或其他合理试剂） 吸收装置A中挥发出的HNO3（或其他合理答案） BC 若粉末能全部被磁铁吸引，则b对；若完全不能被吸引，则a对；若部分能被吸引，则c对 稀H2SO4、KSCN、酸性KMnO4溶液【解析】装置A中发生反应3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，硝酸是挥发性酸，对后续反应会产生干扰，装置B是用于吸收装置A中挥发出的HNO3，装置C是干燥装置，可用无水CaCl2、P2O5等试剂干燥NO，装置E是尾气吸收装置。（1）NO中氮元素为＋2价，而氮元素的最低价为-3价，故NO有氧化性；比较简便的检查方法是将末端导管放入盛有水的烧杯中，然后关闭分液漏斗活塞，用双手握住烧瓶，观察烧杯中水面上是否有气泡产生；装置A中Cu和稀硝酸反应生成NO，离子方程式为：3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；（2）装置C是干燥装置，可用无水CaCl2、P2O5等试剂干燥NO；硝酸是挥发性酸，对后续反应会产生干扰，故装置B是用于吸收装置A中挥发出的HNO3；（3）A项，因要吸收HNO3(g)，故装置B中导管应插入液面下，错误；B项，NO是不成盐氧化物，不能与碱反应，正确；C项，通入空气后NO被O2氧化为NO2，NO2可被NaOH溶液吸收（或者在O2存在的条件下NO、O2、OH－反应生成盐），正确；（4）①可根据Fe3O4能被磁铁吸引，FeO不能被磁铁吸收的性质判断。若粉末能全部被磁铁吸引，则b对；若完全不能被吸引，则a对；若部分能被吸引，则c对；②用化学方法分析时，先要用非氧化性酸将固体溶解，然后分别用KSCN检验有无Fe3＋，酸性KMnO4溶液检验有无Fe2＋，但要注意由于酸性KMnO4溶液能氧化Cl－，故当用盐酸溶解固体时，不能使用酸性KMnO4溶液，故所选试剂为稀硫酸、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液。31．氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必须进行处理。(1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。①汽车尾气中的CO来自于________________，NO来自于__________________。汽车尾气对环境的危害主要有______________________________________(至少填两种)。②汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为_______________________。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O，8NH3＋6NO2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是____________________。【答案】(1)①汽油的不完全燃烧 N2与O2在汽车汽缸内高温环境下反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应等(任填两种即可) ②2xCO＋2NOxeq \o(=====,\s\up7(催化剂))2xCO2＋N2 (2)1∶3 (3)NaNO2【解析】(1)①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO；N2和O2在高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应等。②CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。(2)由题意列方程组可得，解得V(NO)＝0.75 L，V(NO2)＝2.25 L，V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。(3)NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，两者按物质的量之比1∶1混合时与NaOH反应生成的钠盐中氮的化合价必然为＋3价，即为NaNO2。 存在游离态以氮分子的形式存在于空气中化合态存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中分子结构氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量物理性质无色、无味、难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5化学性质氧化性N2＋3Mgeq \o(====,\s\up7(点燃))Mg3N2 N2＋3H2 eq \o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂))2NH3还原性N2＋O2eq \o(========,\s\up7(放电或高温))2NO概念将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程分类自然固氮高能固氮如雷雨天气N2转化为NO生物固氮如豆科植物的根瘤菌固氮人工固氮合成氨(工业上合成氨) 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)氮的氧化物N2O(笑气)NON2O3NO2N2O4N2O5氮元素化合价＋1＋2＋3＋4＋4＋5实验装置实验操作在如图注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹振荡注射器实验现象无明显现象无色气体变为红棕色红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动化学方程式 2NO+O2 === 2NO2、3NO2+H2O === 2HNO3+NO 氮氧化物NONO2物理性质色、味、态无色无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性不溶于水易溶于水且与水反应毒性有毒(易结合血红蛋白使人中毒)有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜)氧化物类别非酸性氧化物(不成盐氧化物)非酸性氧化物(不成盐氧化物)化学性质氧化性弱氧化性，与NH3反应具有氧化性，能氧化SO2、KI等物质还原性具有强还原性2NO＋O2＝2NO24NO＋3O2＋2H2O＝4HNO34NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3氧化性与还原性——3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO实验室制法铜与稀硝酸反应铜与浓硝酸反应实验室尾气处理：通氧气，用NaOH溶液吸收：①2NO＋O2＝2NO2；②NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O(归中反应)实验室尾气处理：用NaOH溶液吸收：2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O(歧化反应)相关反应原理3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO……①2NO＋O2＝2NO2……②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3……③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3……④三种类型NO2气体NO2气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体为NO。NO2和O2的混合气体NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③NO和O2的混合气体NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，容易液化化学性质与水的反应NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2O不稳定，受热易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O，因此，氨水应密封保存在阴凉处。与酸反应NH3＋HCl＝NH4Cl(产生白烟) NH3＋HNO3＝NH4NO3(产生白烟) 2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4(不产生白烟)NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3(工业制碳铵)还原性4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(工业制NO) 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O2NH3(少量)＋Cl2＝2NH4Cl＋N2 8NH3(过量)＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2氧化性2NH3＋2Na＝2NaNH2＋H2↑装置选择选择原因制备装置固＋固eq \o(——→,\s\up7(△))气反应原理净化装置装有碱石灰的干燥管NH3具有碱性，不与碱石灰反应不用浓硫酸和无水氯化钙NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收收集装置向下排空气法NH3的密度远小于空气，且常温下不与空气成分反应不采用排水法NH3极易溶于水验满方法将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色氨水显碱性 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小颗粒尾气处理试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球NH3极易溶于水，与酸反应方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑＋H2O浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大也有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；且反应放热，促使NH3·H2O分解。化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2干法湿法原理2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑+2H2ONH3·H2O＋CaO＝NH3↑＋Ca(OH)2NH3·H2ONH3↑＋H2O发生装置收集向上排空气法干燥碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥验满用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生方法装置成因减小内压烧瓶内气体与水或其他溶液接触―→气体溶解或发生化学反应―→烧瓶内的压强减小―→烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”采用使烧瓶受热的方法，瓶内气体膨胀―→打开止水夹，止水夹下部导管中的空气受热排出―→烧瓶内的气体与液体接触而溶解―→使烧瓶内压强减小―→烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”增大外压锥形瓶内的物质反应产生气体(或锥形瓶中液体受热挥发出气体)―→使锥形瓶内气体压强增大―→将液体从锥形瓶中压入烧瓶中形成“喷泉”气体NH3HClSO2、CO2、NO2、Cl2NO2和O2吸收剂水或盐酸水或氢氧化钠溶液浓氢氧化钠溶液水通性与盐反应NH4Cl＋AgNO3＝NH4NO3＋AgCl↓与酸反应NH4HCO3＋HCl＝NH4Cl＋CO2↑＋H2O与碱反应NH4Cl＋NaOH＝NH3·H2O＋NaCl NH4NO3＋NaOHNaNO3＋NH3↑＋H2O不稳定性挥发酸铵盐NH4ClNH3↑＋HCl↑不稳定酸铵盐NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O氧化性酸铵盐温度不同产物各异：NH4NO3eq \o(=============,\s\up6(185℃～200℃),\s\do5())N2O↑＋2H2O NH4NO3eq \o(=====,\s\up6(300℃),\s\do5())2HNO3＋4N2↑＋9H2O 2NH4NO3eq \o(====,\s\up6(高温),\s\do5())2N2↑＋O2↑＋4H2O原理NHeq \o\al(＋,4)＋OH－eq \o(====,\s\up5(Δ),\s\do5())NH3↑+H2O答题模板操作取少许溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热，试管口放湿润的红色石蕊试纸现象若红色石蕊试纸变蓝色结论则溶液中含有NHeq \o\al(＋,4)物理性质纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体，沸点低，易挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数为95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”化学性质强酸性具有酸的通性不稳定性4HNO3eq \o(======,\s\up5(Δ),\s\do5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O 长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中；实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放在阴凉处强氧化性金属活泼金属常温下Fe、Al在浓硝酸中钝化Fe＋4HNO3(稀 过量)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O不活泼金属Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O非金属C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2OS＋6HNO3(浓) H2SO4＋6NO2↑＋2H2O还原性化合物如HI、HBr、SO2、FeO、S2－、SOeq \o\al(2－,3)、I－、Fe2＋等均能被HNO3氧化。如稀硝酸与Fe2＋溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋H2O实验装置稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢，有少量气泡产生，溶液变蓝 试管口有红棕色气体产生反应剧烈，有大量气泡 产生，溶液变蓝 ，液面上有 红棕色 气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体化学方程式3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑＋2H2O主要原料氨气、空气、水主要原理4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O 2NO＋O2＝2NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO尾气处理 用NaOH溶液吸收生产流程图三个守恒得失电子守恒金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)氮原子守恒n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)电荷守恒若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NOeq \o\al(－,3))＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。一个关系起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为：n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(转移电子)一个方程式对于金属铜与稀硝酸和稀硫酸的混合溶液反应，应用以下离子方程式计算：3Cu＋2NO3－＋8H＋＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OSO2与NOx的主要来源SO2主要来自煤、石油的燃烧和某些含硫金属矿物的冶炼NOx主要来自机动车尾气(高温条件下氮气和氧气生成氮氧化物)酸雨的概念pH＜5.6的降雨(正常雨水的pH约为5.6，这是因为雨水中溶解了二氧化碳的缘故)酸雨的形成成因主要是大气中的SO2和NOx以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于水形成的类型硫酸型硝酸型汽车尾气―→NOeq \o(――→,\s\up7(O2),\s\do5())NO2eq \o(――→,\s\up7(雨水),\s\do5())HNO3酸雨的危害①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。③导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康。酸雨的防治①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。②对酸性物质的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。③健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。选项氧化物环境问题主要来源ACO2温室效应化石燃料的燃烧BNO2酸雨工厂废气的排放CCOCO中毒燃料的不完全燃烧DSO2光化学烟雾汽车尾气的排放①②③装置步骤操作现象①打开止水夹，挤压胶头，使浓硝酸滴入试管产生红棕色气体，溶液变为绿色②一段时间后，关闭止水夹，推动注射器活塞使部分水进入试管注射器内剩余的水被“吸入”试管；铜表面产生无色气泡，溶液变蓝，试管内气体逐渐变为无色③一段时间后，打开止水夹，拉动注射器活塞吸取少量无色气体；拔下注射器，再拉动活塞吸入少量空气注射器中无色气体变红棕色
相关试卷
（人教版2019必修第二册）高一化学下学期 专题08 认识有机化合物（原卷版+解析）： 这是一份（人教版2019必修第二册）高一化学下学期 专题08 认识有机化合物（原卷版+解析），共58页。
（人教版2019必修第二册）高一化学下学期 专题01 硫及其化合物（原卷版+解析）： 这是一份（人教版2019必修第二册）高一化学下学期 专题01 硫及其化合物（原卷版+解析），共71页。
人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物精品课堂检测： 这是一份人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物精品课堂检测，文件包含第02周氮及其化合物无机非金属材料解析版docx、第02周氮及其化合物无机非金属材料原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。
