新高考化学一轮复习重难点训练第24讲 氮及其化合物的转化关系（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学一轮复习重难点训练第24讲 氮及其化合物的转化关系（2份，原卷版+解析版），文件包含《五石之瓠》课件pptx、《五石之瓠》教学设计docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共41页， 欢迎下载使用。
重点·夯基易错
1．氮元素的“价—类”二维图
氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。
2．含氮元素物质之间的转化关系
典型物质间转化方程式再落实。
(1)工业合成氨：N2＋3H2eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3；
(2)实验室用NH4Cl固体制NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))2NH3↑＋2H2O＋CaCl2；
(3)NH3的催化氧化：4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O；
(4)NO2溶于水：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；
(5)Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
(6)Cu溶于浓HNO3：Cu＋4H＋＋2NOeq \\al(－,3)===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；
(7)炽热的炭在浓硝酸中燃烧：C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
(8)浓硝酸见光分解：4HNO3eq \(=====,\s\up7(光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
方法·规律总结
1．牢记一条转化主线：
N2eq \(――→,\s\up7(H2))NH3eq \(――→,\s\up7(O2))NOeq \(――→,\s\up7(O2))NO2eq \(――→,\s\up7(H2O))HNO3eq \(――→,\s\up7(NH3))NH4NO3。
2．注意一种特殊的颜色：
NO2——红棕色气体。
3．掌握两种特殊的检验：
(1)NO：无色气体eq \(――→,\s\up7(O2))红棕色
(2)NHeq \\al(＋,4)：eq \x(NH\\al(＋,4))eq \(――→,\s\up7(强碱),\s\d5(△))eq \x(无色气体)eq \(――→,\s\up7(湿润红色),\s\d5(石蕊试纸))eq \x(变蓝)
4．熟悉氨气还原性的“四大体现”
(1)催化氧化：4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
(2)被CuO氧化：2NH3＋3CuOeq \(=====,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O
(3)被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl
或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
(4)被氮氧化物氧化：
6NO＋4NH3===5N2＋6H2O
6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O
5．注意铵盐与碱反应的两个应用
(1)实验室制NH3。
(2)检验铵盐或NHeq \\al(＋,4)存在。
6．牢记硝酸的三个反应
(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；
(3)C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
点拨·能力培养
1．自然界中氮的循环如图所示。下列说法不正确的是( )
A．工业合成氨属于人工固氮
B．雷电作用下N2与O2发生了化学反应
C．在氮的循环中不涉及氧化还原反应
D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
2．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是( )
A．①和②均属于氮的固定
B．氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C．④中每生成1 ml NOeq \\al(－,3)，消耗2 ml O2
D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
3．如图是氮元素形成物质的“价—类”二维图及氮循环的部分信息：
下列说法正确的是( )
①可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式
②可通过加氧化剂将e转化为f
③a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应
④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应
⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现
⑥h可与f反应生成i
A．①③⑤⑥ B．②③④
C．①③⑥ D．①④⑤
4．下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。
下列说法不正确的是( )
A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2SO4
B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3
C．当X是强酸时，C在常温下是气态单质
D．B和Cl2的反应为氧化还原反应
真题·明考向
1．（2024·广东·高考真题）下列陈述I与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是
A．AB．BC．CD．D
2．（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：
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
4．（2021·江苏·高考真题）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·ml-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO转化为N2。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A．NO(g)HNO3(aq)
B．稀HNO3(aq)NO2(g)
C．NO(g)N2(g)
D．NO(aq)N2(g)
演练·提能力
1．（2024·贵州遵义·二模）一定符合以下转化过程的X是
X溶液WZX
A．FeOB．SiO2C．Al2O3D．NH3
2．（2024·广东·模拟预测）物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。部分含N及Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断不正确的是
A．a和e反应可能得到b
B．工业上通过来制备
C．中的杂化方式与中的杂化方式不相同
D．浓溶液和浓溶液反应可以得到
3．（2024·浙江·模拟预测）氯气管道发生泄漏可用浓氨水检验：，下列说法不正确的是（为阿伏加德罗常数的值）
A．生成时转移电子为
B．若产生白烟，说明此处有氯气泄漏
C．仅表现氧化剂，仅表现还原性
D．也有一定的氧化性，但氧化性比弱
4．（2024·安徽阜阳·模拟预测）物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。如图为氮元素及其部分化合物的价态—类别图。下列说法正确的是
A．图中各物质均参与自然界循环
B．c、d均为酸性氧化物
C．f不能检验氯气管道是否漏气
D．实验室可用g的固体与NaOH固体加热制备f
5．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）下列物质的生产流程不正确的是
A．
B．
C．
D．
6．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
7．氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。下列说法合理的是
A．高温、高压．催化剂条件均有利于提高合成氨的产率
B．物质A的有效成分是
C．经“氨分离器”产生的尾气应用碱液处理
D．“氧化炉”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶5
8．空气中的氮气可通过人工固氮获得氨气，氨气是重要的化工原料，通过氨氧化法可制得硝酸，反应过程如图：
N2eq \(――――――――――→,\s\up7(H2、高温、高压、催化剂),\s\d5(转化①))NH3eq \(―――――――→,\s\up7(O2、催化剂、△),\s\d5(转化②))NOeq \(―――→,\s\up7(O2),\s\d5(转化③))NO2eq \(―――→,\s\up7(H2O、O2),\s\d5(转化④))HNO3
硝酸是一种强氧化性酸，制硝酸工业产生的尾气中含有氮氧化物，应处理后才能排放。下列说法不正确的是( )
A．常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
B．BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2气体
C．工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出NH3，将未反应的原料气送回合成塔以提高原料的利用率
D．转化④中，当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，理论上NO2全部转化为HNO3
9．水合肼(N2H4·H2O)是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列装置和操作不能达到实验目的的是( )
A．装置甲用于制备NH3，试剂X是氯化钙
B．用装置乙作为反应过程的安全瓶
C．制备水合肼时从装置丙的a口通入NH3
D．用装置丁吸收反应中过量的NH3
10．氨基甲酸铵(NH2COONH4)易分解，易水解，难溶于CCl4。某小组设计如图所示装置制备氨基甲酸铵。
已知：2NH3 (g)＋ CO2(g)NH2COONH4 (s) ΔH＜0
下列分析错误的是( )
A．A装置的优点是能够随时控制反应的发生和停止
B．装置B、C、E中试剂可分别为饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸、P2O5固体
C．装置D使用冰水浴
D．装置F中所用试剂可为NH4Cl与熟石灰
11．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是( )
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
12．部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．a可经催化氧化生成b
B．b为红棕色，可转化为c
C．密闭体系中，c存在2NO2N2O4
D．d的溶液与Cu反应可生成b或c
13．（2024·北京·高考真题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。
(1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。
(2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。
①第I步反应的化学方程式为 。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。
(3)方法三：研究表明可以用电解法以为氨源直接制备，其原理示意图如下。
①电极a表面生成的电极反应式： 。
②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。
(4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。
14．某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持及固定装置略去)。
(1)A装置中制取NH3的化学方程式是______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)甲、乙分别是________(填字母)。
a．浓硫酸、碱石灰
b．碱石灰、碱石灰
c．碱石灰、无水氯化钙
d．五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是__________________________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。
(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2；_______________________________________________________________________________。
(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体(标准状况下)进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为______ ml·L－1(结果保留两位有效数字)。
15．氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的______________________，反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
酸性：
电负性：
B
某冠醚与能形成超分子，与则不能
与的离子半径不同
C
由氨制硝酸：
和均具有氧化性
D
苯酚与甲醛反应，可合成酚醛树脂
合成酚醛树脂的反应是加聚反应
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中________________
②反应的化学方程式：____________________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③__________
④__________________