高考化学一轮复习讲义第12讲　练习1　氮气　氮的氧化物

这是一份高考化学一轮复习讲义第12讲　练习1　氮气　氮的氧化物，共4页。试卷主要包含了 氨气经氧化等步骤制得硝酸， 下列说法错误的是，5°， 下列叙述正确的是， 下列化学反应表示正确的是等内容，欢迎下载使用。
1. (2022·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是(A)
A. 自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B. 侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C. 工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D. 多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
【解析】 自然固氮和人工固氮得到的氮的化合物不一定是NH3，如自然固氮中N2与O2放电生成NO，A错误。
2. (2023·前黄中学)氨气经氧化等步骤制得硝酸。利用石灰乳、尿素等吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)，石灰乳吸收时主要反应为NO2＋NO＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O。下列关于氮氧化物的形成、吸收等说法正确的是(D)
A. 汽车尾气中含氮氧化物，主要来源于烃类燃料
B. 用石灰乳吸收NO和NO2，增加气体流速可提高氮氧化物的吸收率
C. 收集NO2气体时采用排水法，可提高NO2气体的纯度
D. 用CO(NH2)2可将NO2转化为N2，是利用了CO(NH2)2的还原性
【解析】 汽车尾气中的氮氧化物主要由空气中的N2和O2在气缸中高温条件下生成，A错误；减慢气体流速可提高氮氧化物与石灰乳的接触时间，提高氮氧化物的吸收率，B错误；NO2能溶于水且能与水反应，不能用排水法收集，C错误；CO(NH2)2＋NO2→N2，CO(NH2)2中N由－3价升至0价，CO(NH2)2作还原剂，D正确。
阅读下列材料，完成第3题。
N、P为第ⅤA族元素。NH3是氮的常见氢化物，液氨可部分电离产生NHeq \\al(－,2)和NHeq \\al(＋,4)，氨水与Ag＋形成Ag(NH3)2OH；NH3可转化为NO、NO2、HNO3等。磷单质主要有红磷、白磷和黑磷，黑磷具有类似石墨的片状结构，称之为“金属磷”；PCl5为离子晶体，其晶胞结构如图所示，PCl5溶于水生成两种常见的酸。
PCl5晶胞结构图
3. (2024·镇江期末)下列说法错误的是(D)
A. NHeq \\al(＋,4)键角约为109.5°
B. 液氨电离可表示为2NH3NHeq \\al(＋,4)＋NHeq \\al(－,2)
C. PCl5晶胞中含有PCleq \\al(－,6)与PCleq \\al(＋,4)两种离子
D. 红磷、白磷、黑磷互为同分异构体
【解析】 NHeq \\al(＋,4)空间结构为正四面体形，键角约为109.5°，A正确；由题给信息可知液氨可部分电离产生NHeq \\al(－,2)和NHeq \\al(＋,4)，B正确；PCl5晶胞中位于顶点的正八面体为PCleq \\al(－,6)、位于体心的正四面体为PCleq \\al(＋,4)，C正确；红磷、白磷、黑磷互为同素异形体，D错误。
4. (2024·江苏各地模拟)下列叙述正确的是(C)
A. 氨气催化氧化制取NO属于氮的固定中的一种
B. 1 ml SO3和1 ml NO2分别通入1 L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3
C. NO2尾气可用Na2CO3溶液吸收
D. 用下图装置收集NO气体
【解析】 氮的固定是指将N2转化为氮的化合物，A错误；1 ml SO3和1 ml NO2分别通入1 L水中最终溶液体积未知，无法计算所得溶液的物质的量浓度，B错误；NO2在碱性溶液中发生歧化反应，并促进COeq \\al(2－,3)水解，总反应为2NO2＋COeq \\al(2－,3)===NOeq \\al(－,3)＋NOeq \\al(－,2)＋CO2，可以用Na2CO3溶液吸收NO2尾气，C正确；NO密度小于CO2，应短管进气，长管出气，D错误。
5. (2023·苏锡常镇二模)下列化学反应表示正确的是(B)
A. 用水吸收二氧化氮制硝酸：2NO2＋H2O===HNO3＋NO
B. 用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气：NO＋NO2＋2OH－===2NOeq \\al(－,2)＋H2O
C. 雷雨天气空气中的氮气和氧气反应：N2＋2O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO2
D. 铜粉和稀硝酸反应：4H＋＋2NOeq \\al(－,3)＋Cu===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
【解析】 H、O原子均不守恒，A错误；雷雨天气中，N2与O2反应生成NO，C错误；铜粉与稀硝酸反应生成的气体是NO，D错误。
6. (2023·华罗庚中学)下列选项所示的物质间转化均能实现的是(B)
A. N2eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(放电))NO2
B. NO2eq \(――→,\s\up7(Na2CO3))NaNO2
C. HNO3(aq)eq \(――→,\s\up7(少量Fe粉))Fe(NO3)2
D. NOeq \(――→,\s\up7(SO2),\s\d5(H2O))HNO3
【解析】 氮气和氧气在闪电作用下只能生成NO，A错误；2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2↑，B正确；稀硝酸与少量铁粉生成Fe(NO3)3，C错误；SO2主要表现还原性，不能将NO氧化为HNO3，D错误。
7. (2023·连云港期末)常温下NaNO2与H2SO4反应能生成NO和NO2。实验室探究NaNO2与H2SO4反应及气体产物的成分。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是(D)
A. 用装置甲制取气体
B. 用装置乙收集生成的NO2
C. 用装置丙检验NO生成
D. 蒸发丁中所得溶液得到纯净NaNO3晶体
【解析】 NaNO2与硫酸常温下反应生成NO和NO2，A正确；冷水可以将NO2液化，达到收集NO2的目的，B正确；NO是无色气体，通入O2后变为红棕色NO2，C正确；NO2与NaOH溶液生成NaNO3、NaNO2和水，D错误。
8. N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1) N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式：2NH3＋2O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))N2O＋3H2O。
(2) NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应：
NO＋NO2＋2OH－===2NOeq \\al(－,2)＋H2O
2NO2＋2OH－===NOeq \\al(－,2)＋NOeq \\al(－,3)＋H2O
① 下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有BC(填字母)。
A. 加快通入尾气的速率
B. 采用气、液逆流的方式吸收尾气
C. 吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
② 吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是NaNO3(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO(填化学式)。
(3) NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NOeq \\al(－,3)的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示：
① 在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NOeq \\al(－,3)，其离子方程式：3HClO＋2NO＋H2O===3Cl－＋2NOeq \\al(－,3)＋5H＋。
② NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强。
【解析】 (2) ① 加快通入尾气的速率，吸收不充分，NO和NO2去除率降低，A错误；采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气液充分接触，提高吸收效率，B正确；吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液，则NaOH溶液可维持较高的浓度，有利于NO和NO2的充分吸收，C正确。② 根据反应：2NO2＋2OH－===NOeq \\al(－,2)＋NOeq \\al(－,3)＋H2O可知，该晶体中的主要杂质是NaNO3；结合题中的两个离子方程式可知，若NO和NO2的物质的量之比大于1∶1，NO不能被吸收，故吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。
9. (2023·灌云期中)选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油尾气排放中NOx的一项处理工艺。在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。SCR(选择性催化还原)工作原理如图1。
(1) 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式为CO(NH2)2＋H2Oeq \(=====,\s\up7(△))2NH3↑＋CO2 ↑。
(2) 反应器中NH3还原NO2的化学方程式为8NH3＋6NO2eq \(=====,\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O。
图1

图2 图3
(3) “纳米零价铁-H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的NOeq \\al(－,3)。在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。
①Fe2＋催化H2O2分解产生HO·，HO·将NO氧化为NOeq \\al(－,3)的机理如图2所示，Y为Fe3＋或FeCl3。
②NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为2NO＋3H2O2===2HNO3＋2H2O。
③纳米零价铁的作用是与HCl溶液反应产生Fe2＋。
④NO脱除率随温度的变化如图3所示。温度高于120 ℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是H2O2的分解速率随温度升高而加快，H2O2浓度减小，NO脱除率降低。
(4) 当燃油中含硫量较高时，尾气中的SO2、O2会与喷入的氨水作用形成一种正盐，可使催化剂中毒，该盐在农业生产中常用作化学肥料，该正盐是(NH4)2SO4(填化学式)。
【解析】 (3) ①H2O2转化为HO·和OH－，O元素的化合价降低，故Fe元素的化合价升高，Y为Fe3＋或FeCl3。(4) SO2、O2和氨水发生氧化还原反应生成正盐(NH4)2SO4。