新高考化学一轮复习重难点训练第22讲 氮及其氧化物　硝酸（2份，原卷版+解析版）

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考点一：氮及其氧化物
重点·夯基易错
1．氮的固定
2．氮气
(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。
(2)化学性质
写出有关化学方程式：
①3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2；
②N2＋3H2eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3；
③N2＋O2eq \(=======,\s\up7(放电或高温))2NO。
(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？
①文物馆将贵重文物保存在氮气中________。
②氮气是合成氨工业的重要原料________。
③雷电是自然界重要的固氮方式________。
④医疗上，液氮是常见的冷冻剂________。
【答案】 ①N2的稳定性 ②N2的氧化性 ③N2的还原性 ④N2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收热量
3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较
【点拨】 ①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。
4．氮氧化物对环境的污染及防治
(1)常见的污染类型
①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NOx尾气处理方法
①碱液吸收法
工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，NO2、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)。
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。
1．固氮反应一定属于氧化还原反应( )
2．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
3．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物( )
4．利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气( )
5．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( )
【答案】 1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.×
方法·规律总结
氮的氧化物与O2、H2O反应的计算
1．利用关系式求解
氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO＋O2===2NO2。
叠加后得①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3；
②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3；
③NO2＋NO＋O2＋H2O===2HNO3。
若NO2、O2混合气体通入水中，由①式可知其体积比有：
V(NO2)︰V(O2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(＝4︰1，恰好完全反应，无剩余气体,4︰1，NO2过量，剩余气体为NO,因过量的NO2和水反应))
若NO、O2通入水中，由②式可知其体积比有：
V(NO)︰V(O2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(＝4︰3，恰好完全反应，无剩余气体,4︰3，NO过量，剩余气体为NO))
若NO、NO2、O2通入水中，当V(NO)︰V(NO2)︰V(O2)＝1︰1︰1时，恰好转化为HNO3，即按③式反应。当V(NO)︰V(NO2)︰V(O2)≠1︰1︰1时，可先将NO2转化为NO，然后再按照NO和O2溶于水的反应进行计算。
2．依据氮氧原子个数比求解
通过上述方程式的关系，我们不难发现：无论是哪种情况，生成HNO3的NO、NO2、O2中氮氧原子个数比都为2︰5。都等效于硝酸的酸酐N2O5与H2O的反应。在解题时，我们也可以利用这个关系来进行分析判断，并最终得出结论。
氮氧原子个数比eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(＝25，无剩余气体,25，氧气不足，剩余气体为NO))
3．利用电子守恒关系求解
从氧化还原反应的电子得失角度分析上述反应，都是氮的氧化物被氧气氧化生成硝酸。
NOeq \(――→,\s\up7(失3e－))HNO3 NO2eq \(――→,\s\up7(失1e－))HNO3
O2eq \(――→,\s\up7(得4e－))HNO3
解题时，可以根据氮的氧化物失电子总数＝氧气得电子总数的关系来求解。
点拨·能力培养
1．氮是生命活动不可缺少的重要元素。下列叙述错误的是( )
A．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境
B．点燃的镁条在氮气中不反应
C．氮气是工业合成氨的原料之一
D．氮的固定是将大气中的氮气转化成氮的化合物
【答案】 B
【解析】 镁可在氮气中燃烧，B项错误。
2．下列有关氮的氧化物的说法正确的是( )
A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收
B．4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA
C．用湿润的淀粉-KI试纸鉴别Br2(g)和NO2
D．除去NO中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥
【答案】 D
【解析】 NO与水不反应，A错误；根据原子守恒，可按NO2计算，含有的氧原子数目为0.2NA，不受平衡影响，B错误；NO2也能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，C错误；二氧化氮与水反应生成NO，用水洗涤后再干燥可除杂，D正确。
真题·明考向
1．（2023·江苏·高考真题）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：
B．工业制硝酸过程中的物质转化：
C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：
D．实验室制备少量的原理：
【答案】B
【解析】A．Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应生成NO2，A正确；
B．氮气与氧气在高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；
C．汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为，C正确；
D．实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量，化学方程式为，D正确。
故选B。
2．（2022·江苏·高考真题）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A．自然固氮、人工固氮都是将转化为
B．侯氏制碱法以、、、为原料制备和
C．工业上通过催化氧化等反应过程生产
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”
【答案】A
【解析】A．自然固氮是将N2转化为含氮化合物，不一定是转化为NH3，比如大气固氮是将N2会转化为NO，A错误；
B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl，反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，B正确；
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3，相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，C正确；
D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，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”，D正确；
故选A。
3．（2022·天津·高考真题）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是
A．甲是空气中体积分数最大的成分B．乙是引起温室效应的气体之一
C．反应(Ⅰ)在常温下容易发生D．反应(Ⅱ)中NO是氧化剂
【答案】C
【分析】甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳，再根据元素守恒，则甲为氮气。
【解析】A．甲是氮气，氮气空气中体积分数最大的成分，故A正确；
B．乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正确；
C．由于氮气含有氮氮三键，因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误；
D．一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮化合价降低，因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂，故D正确。
综上所述，答案为C。
4．（2024·湖南·高考真题）某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象：
①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色；
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深；
③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色；
④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。
下列说法正确的是
A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C．红棕色逐渐变浅的主要原因是
D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全
【答案】C
【解析】A．金属铜与稀硝酸不会产生钝化。开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，故A项说法错误；
B．由于装置内有空气，铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B项说法错误；
C．装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，气体颜色变浅，故C项说法正确；
D．由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停止，故D项说法错误；
答案选C。
5．（2022·山东·高考真题）在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是

A．含N分子参与的反应一定有电子转移
B．由NO生成的反应历程有2种
C．增大NO的量，的平衡转化率不变
D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少
【答案】D
【解析】A．根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；
B．根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；
C．NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；
D．无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误；
答案选D。
6．（2022·浙江·高考真题）下列实验对应的离子方程式不正确的是
A．将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合： +Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
B．将少量NO2通入NaOH溶液：2NO2+2OH-= + +H2O
C．将少量SO2通入NaClO溶液：SO2+H2O+2ClO-= +2HClO
D．向氨水中滴入少量硝酸银溶液：Ag++2NH3·H2O= +2H2O
【答案】C
【解析】A. 将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合，反应生成碳酸钙和水，反应的离子方程式为： +Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O，选项A正确；
B. 将少量NO2通入NaOH溶液，反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，反应的离子方程式为：2NO2+2OH-= + +H2O，选项B正确；
C. 将少量SO2通入NaClO溶液，反应生成硫酸钠和盐酸，反应的离子方程式为：SO2+H2O+3ClO-= +2HClO+Cl-，选项C不正确；
D. 向氨水中滴入少量硝酸银溶液，反应生成氢氧化二氨合银，反应的离子方程式为：Ag++2NH3·H2O= +2H2O，选项D正确；
答案选C。
考点二：硝酸
重点·夯基易错
1．物理性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．化学性质
(1)不稳定性
反应：4HNO3eq \(=====,\s\up7(受热),\s\d5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②与非金属反应
浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
③与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)与有机物反应
①硝化反应(与反应)：
＋HNO3eq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))＋H2O；
②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变黄色。
1．常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
2．可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2S( )
3．铜、碳分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性( )
4．在酸性条件下，NOeq \\al(－,3)与I－、Fe2＋、SOeq \\al(2－,3)等离子均不能大量共存( )
5．Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中( )
6．试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去( )
7．浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同( )
8．浓HNO3溅到皮肤上，皮肤会变黄( )
【答案】 1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.× 7.√ 8.√
方法·规律总结
1．金属与硝酸反应计算的思维流程
2．硝酸工业制法的反应原理
(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO
4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O。
(2)NO进一步氧化生成NO2
2NO＋O2===2NO。
(3)用水吸收NO2生成HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
点拨·能力培养
1．用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应
向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。
(1)反应开始阶段产生______________________色气体，化学方程式为_________________________。
(2)反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为______________________________。
(3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是______________________________________________________________________________。
【答案】 (1)红棕 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
2．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为____ L，NO2的体积为______ L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是_________________________________________________。
(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a ml·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为______________ ml·L－1。
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________ g。
【答案】 (1)5.824 5.376 (2)1.52 ml (3)eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) (4)57.8
【解析】 (1)n(Cu)＝eq \f(32.64 g,64 g·ml－1)＝0.51 ml，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体在标准状况下的总体积为11.2 L，有x＋y＝0.5 ml，根据得失电子守恒，有3x＋y＝0.51×2 ml。解得x＝0.26 ml，y＝0.24 ml。则V(NO)＝0.26 ml×22.4 L·ml－1＝5.824 L，V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 ml×2＋0.5 ml＝1.52 ml。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NOeq \\al(－,3)的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 ml。加入NaOH溶液至恰好使溶液中的Cu2＋全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为10－3aV ml，也就是以NOeq \\al(－,3)形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10－3aV ml。所以，c(HNO3)＝eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) ml·L－1。(4)由得失电子守恒得2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，eq \f(32.64 g,64 g·ml－1)×2＝n(H2O2)×2，n(H2O2)＝0.51 ml，则m(H2O2)＝17.34 g。需30%的双氧水：eq \f(17.34 g,30%)＝57.8 g。
真题·明考向
1．（2024·贵州·高考真题）根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【解析】A．将Zn和溶液与Cu和溶液组成双液原电池，Zn活泼做负极，电极反应为： ，Cu做正极，电极反应为：，连通后铜片上有固体沉积，A错误；
B．新制银氨溶液与乙醛反应，乙醛具有还原性被新制银氨溶液氧化，，试管壁上出现银镜，B错误；
C．向苯酚浊液中加入足量溶液，溶液由浑浊变澄清，说明苯酚与反应生成苯酚钠与，酸性： 苯酚，无法判断苯酚与的酸性大小，C错误；
D．向溶液中先通入适量，无明显现象，不能用弱酸制强酸，加入稀可以氧化，，则可以和Ba2+有白色沉淀生成，D正确；
故选D。
2．（2024·河北·高考真题）关于实验室安全，下列表述错误的是
A．等钡的化合物均有毒，相关废弃物应进行无害化处理
B．观察烧杯中钠与水反应的实验现象时，不能近距离俯视
C．具有标识的化学品为易燃类物质，应注意防火
D．硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时应注意防护和通风
【答案】A
【解析】A．性质稳定，不溶于水和酸，可用作“钡餐”说明对人体无害，无毒性，A错误；
B．钠与水反应剧烈且放热，观察烧杯中钠与水反应的实验现象时，不能近距离俯视，B正确；
C．为易燃类物质的标识，使用该类化学品时应注意防火，以免发生火灾，C正确；
D．硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时应注意防护和通风，D正确；
故选A。
3．（2024·湖北·高考真题）结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【解析】A．甘油分子中有3个羟基，分子间可以形成更多的氢键，且O元素的电负性较大，故其分子间形成的氢键较强，因此甘油是黏稠液体，A正确；
B．王水溶解铂，是因为浓盐酸提供的能与被硝酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物从而促进铂的溶解，在这个过程中浓盐酸没有增强浓硝酸的氧化性，而是通过形成配合物增强了铂的还原性，B不正确；
C．冰晶体中水分子间形成较多的氢键，由于氢键具有方向性，因此，水分子间形成氢键后空隙变大，冰晶体中水分子的空间利用率相对较低，冰的密度小于干冰，C正确；
D．石墨属于混合型晶体，在石墨的二维结构平面内，第个碳原子以C—C键与相邻的3个碳原子结合，形成六元环层。碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用3个价电子通过sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的未杂化的2p轨道上，层内碳原子的这些p轨道相互平行，相邻碳原子p轨道相互重叠形成大π键，这些p轨道的电子可以在整个层内运动，因此石墨能导电，D正确；
综上所述，本题选B。
4．（2024·浙江·高考真题）下列说法不正确的是
A．呈两性，不能用于治疗胃酸过多
B．能与反应产生，可作供氧剂
C．有还原性，能被氧化成
D．见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中
【答案】A
【解析】A．呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确；
B．能与反应产生，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故可作供氧剂，B正确；
C．有还原性，其中Fe元素的化合价为+2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的，C正确；
D．见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确；
综上所述，本题选A。
5．（2024·浙江·高考真题）根据实验目的设计方案并进行实验，观察到相关现象，其中方案设计或结论不正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解析】A．Cu和浓HNO3反应后生成二氧化氮，探究其溶液呈绿色的原因可以采用对比实验，即将NO2通入①浓HNO3，②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液至饱和，现象与原实验一致，可以说明Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2，故A正确；
B．向等物质的量浓度的KF和KSCN混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液，振荡，溶液颜色无明显变化，铁没有与SCN-结合而与F-结合，说明结合Fe3+的能力：F->SCN-，故B正确；
C．不应该分别测定等物质的量浓度的与溶液的，因为铵根离子也要水解，且同浓度与的铵根离子浓度不等，不能比较，并且亚硫酸的酸性大于氢氟酸，结论也不对，故C错误；
D．探究温度对反应速率的影响，只保留温度一个变量，温度高的溶液中先出现浑浊，能说明温度升高，反应速率加快，故D正确；
故选C。
6．（2023·全国·高考真题）根据实验操作及现象，下列结论中正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解析】A．常温下，铁片与浓硝酸会发生钝化，导致现象不明显，但稀硝酸与铁不发生钝化，会产生气泡，所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱，A错误；
B．浓硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根，仍然产生白色沉淀，所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫酸根，B错误；
C．铜比银活泼，在形成原电池过程中，做负极，发生氧化反应，生成了铜离子，导致溶液变为蓝色，所以该实验可以比较铜和银的金属性强弱，C正确；
D．向溴水中加入苯，苯可将溴萃取到上层，使下层水层颜色变浅，不是溴与苯发生了加成反应，D错误；
故选C。
演练·提能力
1．（2024·山东·模拟预测）中国科学院研究团队开发了一种基于钯修饰二氧化钛的串联光热催化氮气氧化制备硝酸的新反应体系，实现了高选择性制备单一氧化产物硝酸（过程如图所示）。下列有关说法错误的是
A．中原子的杂化方式为
B．的作用是提高的平衡转化率
C．该过程可实现太阳能向化学能转化
D．总反应的化学方程式：
【答案】B
【解析】A．中原子周围的价层电子对数为：3+=3，根据杂化轨道理论可知，该N原子的杂化方式为，A正确；
B．由题干信息可知，的作用是催化剂，催化剂只能影响化学反应速率，而不能使平衡发生移动，故不能提高的平衡转化率，B错误；
C．由题干图示信息可知，该过程可实现太阳能向化学能转化，C正确；
D．由题干图示信息可知，该转化过程的反应有：N2+O22NO，2NO+O2=2NO2，4NO2+O2+2H2O=4HNO3，故总反应的化学方程式：，D正确；
故答案为：B。
2．（2024·河北秦皇岛·三模）我国学者用氮气为氮源高效合成了活性氮物质，用于多种高附加值含氮化合物的合成。可与乙醇、有机卤代物等反应，其制备及转化为物质甲的过程如下：
下列说法错误的是
A．反应I实现了氮的固定B．的电子式为
C．反应II中的溶剂可为水D．物质甲中存在着镜面对称的电子云
【答案】C
【解析】A．反应Ⅰ中，游离态的氮转化为化合态的氮，实现的氮的固定，A项正确；
B．的电子式为，每个原子均达到了8电子稳定结构，B项正确；
C．反应物Ⅱ溶剂不能为水，水会干扰反应的进行，C项错误；
D．物质甲中存在C=N键，含有π键，故物质甲中存在着镜面对称的电子云，D项正确；
答案选C。
3．（2024·重庆·模拟预测）氮及其化合物的价类二维图如图所示，下列有关说法正确的是
A．可由固体分解制取
B．生成的过程属于氮的固定
C．“雷雨发庄稼”的原理为盐
D．向浓中投入红热的木炭，产生红棕色气体，证明木炭可与浓反应生成
【答案】C
【解析】A．固体分解会得到多种气体，不用固体分解制取，故A错误；
B．氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，生成的过程不属于氮的固定，故B错误；
C．“雷雨发庄稼”的原理为、、、HNO3生成盐，故C正确；
D．向浓中投入红热的木炭，产生红棕色气体，可能是木炭可与浓反应生成，也可能是浓硝酸受热分解产出了NO2，故D错误；
故选C。
4．（2024·海南·三模）如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质，能达到目的的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【解析】A．氨气的密度比空气密度小，选向下排空气法收集，故A不选；
B．氯气与水反应生成盐酸和HClO，溶液先变红后褪色，但Cl2不具有酸性和漂白性，故B不选；
C．C2H4的密度与空气密度接近，不能选排空气法收集，故C不选；
D．二氧化氮将KI淀粉溶液中的碘离子氧化成碘单质，碘单质和淀粉作用显示蓝色，所以说NO2有氧化性正确，故D正确。
答案选D。
5．（2023·广西·模拟预测）冬季燃煤排放的大量活性溴化合物BrCl能通过光解释放溴自由基（用Br表示）和氯自由基（用Cl表示），从而影响大气中自由基（OH、）的浓度，其循环原理如图所示。下列说法错误的是
A．BrCl可以与水反应生成HCl和HBrOB．HOBr分子中中心原子采用杂化
C．溴自由基和氯自由基均具有强氧化性D．BrCl的排放会造成臭氧空洞、水中汞含量超标等
【答案】B
【分析】燃煤排放的大量活性溴化合物BrCl能通过光解释放溴自由基(用Br表示)和氯自由基(用Cl表示)，Br自由基能将Hg0氧化为HgⅡ，也能与O3作用生成BrO自由基；BrO自由基与HO2自由基作用可生成HOBr，也可与NO2作用生成BrONO2，BrONO2在气溶胶中也能转化为HOBr，HOBr与Cl自由基在气溶胶中反应重新转化为BrCl。
【解析】A．BrCl中Br显+1价，Cl显-1价，可以与水发生复分解反应生成HCl和HBrO，A正确；
B．HOBr的中心O原子的价层电子对数为，发生sp3杂化，B错误；
C．溴自由基和氯自由基最外层都有7个电子，都易得到电子从而具有强氧化性，C正确；
D．BrCl的排放会消耗大气中的O3，将Hg0氧化为HgⅡ，从而造成臭氧空洞、水中汞含量超标等，D正确；
故选B。
6．（2024·北京·三模）在一支注射器里充入，然后吸入水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，静置后观察现象①。打开弹簧夹，快速吸入空气后夹上弹簧夹，观察现象②。振荡注射器，静置后再观察现象③。
下列关于该过程的分析不正确的是
A．现象①②，主要体现了难溶于水、还原性
B．现象②③，针筒示数：
C．过程中若将空气改成，③能观察到针筒内无气体剩余
D．此实验启示工业上制硝酸时充入适量可以提高氮原子利用率
【答案】C
【分析】在一支注射器里充入，然后吸入水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，静置后观察现象①中注射器中气体无色，注射器活塞几乎不发生移动，难溶于水；打开弹簧夹，快速吸入空气后夹上弹簧夹，观察现象②为注射器内气体变为红棕色，气体体积减小，注射器活塞向里移动，具有还原性，被氧化为NO2；振荡注射器，静置后再观察现象③气体由红棕色变为无色，气体体积减小，注射器活塞向里移动，据此回答。
【解析】A．由分析知，现象①②，主要体现了难溶于水、还原性，A正确；
B．现象②中空气进入针筒，NO被氧化为二氧化氮，现象③中二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，故针筒示数:③