2025年高考化学一轮复习课件（新高考版）大单元2 第5章　第24讲　氮及其化合物的转化关系

这是一份2025年高考化学一轮复习课件（新高考版）大单元2 第5章　第24讲　氮及其化合物的转化关系，共50页。PPT课件主要包含了FeNO33，A或B，dcfedci，＋12H2O，课时精练，NaNO2，球形干燥管，碱石灰，关闭K1和，K2打开K3等内容，欢迎下载使用。

1.能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系。2.能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。
1.在氮及其化合物的“价—类”二维图中填充N2、NH3、NH3·H2O、NH4Cl、NO、NO2、N2O4、HNO3、Cu(NO3)2。
2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)。①_____________________；②____________________________；③_________________________；④__________________________________________；⑤_________________________________________；⑥___________________；
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
NH3＋HCl===NH4Cl
⑦__________________________________________；⑧______________________________；⑨________________________；⑩_________________________。
CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
N2＋3H2 2NH3
8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2
3.常见无机物A、B、C、D存在如图转化关系： (1)若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为____________________________。
(2)若A为常见挥发性强酸，D是生产生活中用量最大、用途最广的金属单质，则B的化学式是_________。
由题意知，A是硝酸，B是硝酸铁，C是硝酸亚铁，则B的化学式为Fe(NO3)3。
(3)若A、C、D都是常见气体，C是形成酸雨的主要气体，则A的电子式是__________。
由题意知，C是二氧化硫，A是硫化氢，D是氧气，B是S，A的电子式是 。
(4)若A、B、C的水溶液均显碱性，焰色试验均为黄色，D为CO2，举出C的一种用途：______________________________________________________________。
治疗胃酸过多、作发酵粉、用于泡沫灭火器等(任答其中一种即可)
若A、B、C的水溶液均显碱性，焰色试验均为黄色，说明都含有Na元素，D为CO2，A为NaOH，B是碳酸钠，C为碳酸氢钠。
1.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，反应过程如下：
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可全部转化为HNO3
硝酸是强氧化性酸，BaSO3固体能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸钡，硝酸被还原生成NO，B错误。
2.(2023·河北衡水中学一模)水合肼又称水合联氨，广泛用作还原剂、抗氧化剂、发泡剂等。其制备原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。用如图装置制取水合肼的有关分析正确的是A.装置的连接顺序是f→a→b→d→c→eB.e所在装置的漏斗可以没入水面以下C.f所在装置可以快速制备氨气D.操作过程中要快速滴加NaClO溶液
制备水合肼时需先制备氨气，并将其通入NaClO溶液中，氨气极易溶于水，在两装置中间需要连接安全瓶用于防倒吸，为有利于氨气与NaClO溶液反应，制备水合肼时氨气应从c口进入装置，最后用e所在装置进行尾气处理，则装置的连接顺序应是f→a→b→c→d→e(a、b顺序可互换)，故A错误；由题干信息可知，水合肼具有还原性，而NaClO具有强氧化性，若滴加NaClO溶液过快，过量的NaClO能氧化水合肼，降低产率，故D错误。
3.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_____________________________________________________________________________。
2NH4Cl＋Ca(OH)2
(或NH3·H2O NH3↑＋H2O)
CaCl2＋2H2O＋2NH3↑
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)。
氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，其密度小于空气，应采用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序为发生装置→dcfedci。
(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。
红棕色气体颜色慢慢变浅
Z中NaOH溶液产生倒吸现象
反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界压强
打开K1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中，在一定温度和催化剂的作用下发生反应：6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O，随着反应的发生Y管中红棕色气体颜色变浅；反应生成的水蒸气液化后，NO2和NH3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。
1.氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，人类活动影响了氮循环中的物质转化，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过程B.硝化过程中氮元素被还原C.含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化D.反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量
2.(2021·广东1月适应性测试，10)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bB.b为红棕色，可转化为cC.密闭体系中，c存在2NO2 N2O4D.d的溶液与Cu反应可生成b或c
由题中信息知，a为NH3，b为NO，NH3可经催化氧化生成NO，A说法正确；b为NO，为无色气体，与氧气反应可转化为c(NO2)，B说法错误；c存在2NO2 N2O4，C说法正确；d为硝酸，Cu与稀硝酸反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，D说法正确。
3.(2023·天津河东模拟)自然界中时刻存在着氮的转化。如图为N2分子在催化剂作用下发生一系列转化示意图。下列叙述正确的是A.N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定B.使用催化剂a、b均可以提高单位时间 内生成物的产量C.催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂D.在催化剂a作用下，氮原子发生了氧化反应
N2→NH3属于氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，A错误；催化剂可以提高化学反应速率，可以提高单位时间内生成物的产量，B正确；催化剂a作用下，N2→NH3，断裂N≡N非极性共价键；催化剂b作用下，NH3→NO，断裂N—H极性共价键，C错误；催化剂a作用下，N2→NH3，氮原子化合价从0价降低至－3价，发生了还原反应，D错误。
4.(2023·重庆高三检测)已知X、Y、Z、E、F五种常见物质含有同一元素M，在一定条件下它们有如下转化，Z是NO，下列推断不合理的是A.X可能是一种氢化物B.Y生成Z一定是化合反应C.E可能是一种有色气体D.F中M元素的化合价可能为＋5
如果X是水，分解可生成O2，O2与N2反应生成NO，X可能是一种氢化物，故A正确；Z为NO，如果Y是O2，那么NH3与O2在催化剂的条件下可以生成NO，所以Y生成Z不一定是化合反应，故B错误；Z是NO，NO与O2反应产生红棕色的NO2气体，所以E可能是红棕色NO2，故C正确；F可以是HNO3，M元素的化合价可能为＋5，故D正确。
同位素是指同种元素的不同原子的互称，N4与N2为两种单质，故A错误；
6.(2023·辽宁抚顺高三联考)含N元素的气体a可发生如图所示转化。下列说法正确的是A.c生成d属于自然固氮B.b可用于检验氯气管道是否泄漏C.x中阴离子的空间结构为V形D.d为酸性氧化物
由图示转化关系可知，a为NH3，b为N2，c为NO，d为NO2，x为NaNO2，y为NaNO3。NO生成NO2不属于自然固氮，故A错误；氨气可与氯气反应出现白烟，可用于检验氯气管道是否泄漏，故B错误；x中阴离子为 ，它的价层电子对数为3，有1个孤电子对，它的空间结构为V形，故C正确；NO2与NaOH溶液发生歧化反应，生成两种盐和水，不是酸性氧化物，故D错误。
生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H＋反应来调节水体的pH，D项正确。
8.(2024·福州模拟)以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，其工艺流程如下。下列说法正确的是A.反应①使用催化剂可提高反应速率和 甲烷的平衡转化率B.反应②的原子利用率为100%C.生成1.0 ml NH4NO3至少需要0.75 ml CH4D.反应③理论上当n(NH3)∶n(O2)＝4∶3时，恰好完全反应
反应①使用催化剂可以提高反应速率，但不能提高甲烷的平衡转化率，A错误；
反应③的化学方程式为2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，则理论上当n(NH3)∶n(O2)＝1∶1时，恰好完全反应，D错误。
9.某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。下列说法不正确的是已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。A.装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h) →b→c→dB.装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe 2FeO＋N2C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2D.装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入装置E中干扰反应
根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3和产生的NO2，再通过装置F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入装置E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，
由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过装置B氧化NO，再通过装置C吸收尾气，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正确。
10.某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。已知：在溶液中FeSO4＋NO [Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列说法不正确的是A.装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁 溶液B.若观察到装置H中红色粉末变黑色，则 NO与Cu发生了反应C.实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞D.装置J收集的气体中一定不含NO
稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜粉发生反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液，A项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项正确；由于FeSO4＋NO [Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错误。
11.(2023·郑州模拟)某学习小组设计实验制备Ca(NO2)2，实验装置如图所示(夹持装置已略去)。已知：2NO＋CaO2===Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2===Ca(NO3)2。下列说法不正确的是A.装置E中酸性K2Cr2O7溶液的作用是吸收多 余的、未反应的氮氧化物B.装置B、D中的试剂可分别为水和浓硫酸C.将铜片换成木炭也可以制备纯净的亚硝酸钙D.借助装置A及氢氧化钠溶液和稀硫酸可以分离CO2和CO
由于硝酸具有挥发性，所以在A中生成的NO气体中会含有少量HNO3蒸气，可用装置B中的水除去，为防止CaO2与水反应，用装置C中的浓硫酸对NO气体进行干燥，故B正确；将铜片换成木炭，由于木炭与稀硝酸不能反应，所以得不到要制备的产物，故C错误；装置A中盛氢氧化钠溶液，通入CO2和CO的混合气体，CO2被NaOH吸收后生成Na2CO3，在出气管口即可收集到CO，然后将分液漏斗中的稀硫酸滴入A中，与生成的Na2CO3反应再释放出CO2，达到分离的目的，故D正确。
12.(2023·天津一模)合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是A.合成氨采用400～500 ℃是为了提高 原料转化率和反应速率B.湿润的淀粉-KI试纸不可以鉴别气体 2和溴蒸气C.生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4ClD.1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气 中二者的体积比为1∶1
合成氨反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，原料的转化率升高，所以400～500 ℃不利于提高原料的转化率，故A错误；气体2为NO2气体，NO2气体和溴蒸气都能使淀粉-KI试纸变蓝，故B正确；气体1为NO，气体2为NO2,1 L NO、NO2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应的化学方程式为2NH3＋NO＋NO2 2N2＋3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，故D正确。
13.氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答问题：(1)下列有关NH3的说法不正确的是____(填字母)。A.工业合成NH3需要在高温、高压、催化剂下进行B.NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥C.NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥D.NH3受热易分解，须置于冷暗处保存(2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为_____________ ml·L－1。
(3)氨气燃烧的化学方程式为__________________________。(4)HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的_____性。(5)“吸收塔” 尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的污染，通常用以下两种方法处理：①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋_______＋CO2(完成化学方程式)。
②氨转化法。已知7 ml氨恰好能将含NO和NO2共6 ml的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为_____，若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将____ ml的NOx转化为N2。
7 ml氨失去21 ml电子，根据题意和得失电子守恒可得n(NO)＋n(NO2)＝6 ml,2n(NO)＋4n(NO2)＝21 ml，解得n(NO)＝1.5 ml，n(NO2)＝4.5 ml，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3，若用通式NOx表示氮氧化物，反应过程中NOx分子得到2x e－，则每摩尔氨可将 ml的NOx转化为N2。
14.(2023·安徽淮南一模)某化学实验小组为了探究氨气的性质设计了如下实验方案。实验一：探究氨气的溶解性氨气具有强刺激性气味，会污染空气。实验小组经过多次尝试，最终将氨气的制备、收集、检验和喷泉实验组装在一起，设计出如图装置。(1)写出气体发生装置仪器A中产生氨气的化学方程式：________________________________。(2)仪器B的名称为____________，为了保证喷泉实验的良好效果，B中可以放入的试剂是_______。
CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑
(3)实验时，打开K2，关闭K3，打开K1，将注射器中的浓氨水注入A中开始制备和收集氨气。已知仪器C中放入的是滴有酚酞溶液的湿棉花，则仪器C的作用是_______________________________________。在不拆除装置的前提下，引发喷泉的操作是____________________。
吸收并检验氨气，防止氨气直接排入空气中
实验二：探究氨气的还原性已知：Cu2O为红色固体，在酸性溶液中不稳定：Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O。(4)装置G用于制备氨气，仪器的连接顺序为e→f→___________→i，装置H的作用为_______________。实验开始前应先通一段时间的N2，其目的是___________________________。
排尽装置内的空气(合理即可)
分析实验装置，装置G用于制备氨气，然后E用于干燥氨气，氨气和CuO在F中发生反应，然后接H，起到安全瓶的作用，最后用I进行尾气吸收。
(5)反应结束后装置F中的氧化铜完全反应生成红色固体，为了探究红色固体的成分，进行了如下实验：取15.6 g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸充分搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥、称重，得固体9.6 g，则红色固体的成分及物质的量为____________________________。
Cu2O 0.075 ml、Cu 0.075 ml