2025届高三化学一轮复习 课时小练：氮及其化合物的转化关系

氮及其化合物的转化关系 一、选择题 1．某化学兴趣小组用如图所示装置检验Pb(NO3)2受热分解的产物(图中夹持和加热设备略去)。在试管中放入研碎的Pb(NO3)2晶体后，加热；实验结束后，试管中得到黄色粉末(PbO)，U形管下部有少量液体X，集气瓶中收集到无色气体Y。下列说法不正确的是(　　) A．液体X可能是液化的NO2或N2O4 B．在装置中用锡纸将胶塞与产生的气体隔开，主要是为了防止其被生成的气体腐蚀 C．气体Y可能是O2，也可能是NO2与水反应后生成的NO D．停止反应，应注意先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯 2．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．通入N2是为了排尽装置中的空气 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 3.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 4．(2023·舟山模拟)自然界中氮的部分循环过程如图，下列有关说法正确的是(　　) A．过程①和②均属于自然固氮 B．X→Y发生化合反应 C．NH3→N发生氧化还原反应 D．若为硫循环，X在空气中点燃可得Y 5．工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水，工艺流程如图，下列说法错误的是(　　) A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O B．长期过量施用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化 C．检验NH所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸 D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH 6．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 7．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法正确的是(　　) A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D．图中所涉及的O2都要用纯氧 8．(2024·山东临沂市模拟)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 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4 D．反应③理论上当n(NH3)∶n(O2)＝4∶3时，恰好完全反应 9．氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示。 下列说法正确的是(　　) A．X可通过加热氯化铵固体制取 B．从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物 C．将X转化为 Q的过程，属于氮的固定 D．3.2 g Cu与10 mol·L－1的Y溶液恰好反应，生成NO、NO2混合气体1.12 L(标准状况)，则 Y 溶液的体积为 15 mL 10．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→d B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2 C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入装置E中干扰反应 11.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 12．(2024·河北三河市第一中学模拟)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 二、综合题 13．信息1：亚硝酸(HNO2)是一种弱酸，既具有氧化性又具有还原性；亚硝酸不稳定，易分解为硝酸、水和NO。信息2：亚硝酸钠又名“工业盐”，常被大量用作高分子材料的发泡剂和偶氮染料的原料等，该物质有毒，但其颜色、形状、味道和食盐相似，很容易因误食而中毒；亚硝酸银为难溶于水的白色沉淀。 根据上述信息，回答下列问题： (1)甲组同学取一份可能是NaCl或NaNO2的样品，用蒸馏水溶解，通过下列实验操作鉴别样品成分。在待检验溶液中滴加AgNO3溶液的现象是________________，倒出上清液，在沉淀中加入硝酸，振荡，沉淀溶解，则该样品为______________(写化学式)，沉淀溶解的离子方程式为________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (2)乙组同学利用如图所示装置检验可能是NaCl或NaNO2的样品。 ①A装置中盛装稀硫酸的仪器名称是______________，打开该仪器的活塞，使稀硫酸缓缓滴下，若样品为NaNO2，则在B装置中可观察到的现象为____________________，检验B装置中有NO的操作及产生的现象是________________________。 ②C装置中盛有的试剂名称是______________________________________________，作用是_____________________________________________________________________________。 (3)设计实验证明。 ①亚硝酸为弱酸：_____________________________________________________________。 ②亚硝酸具有还原性：_________________________________________________________。 14.氮化钙(Ca3N2)是一种重要的试剂，常温下为棕色固体，在空气中会被氧化，遇水强烈水解，产生刺激性气味气体。实验室设计如下装置用Ca与N2反应制备Ca3N2，并对Ca3N2纯度进行测定。回答下列问题： Ⅰ.Ca3N2的制备 (1)仪器a的名称为________，E装置的主要作用是________。 (2)实验开始时应首先点燃_____________(填“A”或“C”)处酒精灯，当观察到_____________________________________________________________________________ 时点燃另一处酒精灯。 Ⅱ.Ca3N2纯度的测定(已知所含的杂质不与水反应产生气体) (3)方案一：①按图1所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。②测定虚线框内装置及试剂的质量m1；③关闭________(填“K1”或“K2”，下同)，打开________，用分液漏斗加入足量水，至不再产生气体；④________；⑤再次测定虚线框内装置及试剂的质量m2。则产品中Ca3N2的质量分数表达式为________。 (4)方案二：按图2所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。打开分液漏斗活塞向三颈烧瓶中加入蒸馏水，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，并用100 mL 1.00 mol·L－1的稀硫酸标准溶液完全吸收(液体体积变化忽略不计)，从烧杯中量取10.00 mL的吸收液注入锥形瓶中，用1.00 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定过量的稀硫酸，到终点时消耗12.60 mL NaOH溶液。则产品中Ca3N2的质量分数为________%(结果保留一位小数)。 15．某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图所示： (1)装置A中放置无碱玻璃棉，其目的是除去_________________________________________。 为保证检测的准确性，装置C中盛放的化学试剂可以是________(填字母，下同)。 a．碱石灰 b．浓硫酸 c．五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O) (2)装置D中主要发生：2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O；2NaOH＋NO＋NO2===2NaNO2＋H2O ①若反应后尾气无残留，则参加反应的NO2、NO物质的量的比值________。 a．≥1 b．≤1 c．任意值 ②可使用适量酸性H2O2溶液，将溶液中的NO全部氧化为NO，发生反应的离子方程式是_______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (3)溶液中NO直接排放在水体中也会造成污染，现用活泼金属将溶液中的NO转化为N2，实现氮元素的脱除，具体步骤如下： 步骤一　取适量(2)中H2O2处理后的溶液，调节pH至中性，蒸发浓缩，得到c(NO)为0.100 mol·L－1的溶液甲。 步骤二　取三份50 mL溶液甲，分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45 ℃、惰性气体氛围中对溶液甲进行氮脱除。 步骤三　重复实验2～3次，溶液中NO的残留情况与反应时间的关系如图所示。 ①金属铝和金属铁在0～3 h内，NO的脱除效率均很低，几乎没被脱除，其可能的原因是______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 ②0～3 h内铝铁合金的氮脱除效率比金属铝、金属铁大得多，其可能的原因是______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (4)气囊用来储存处理后的气体，其中可能含少量NO气体，可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO生成NO和Cl－，发生反应的离子方程式是___________________________ _____________________________________________________________________________。 氮及其化合物的转化关系 一、选择题 1．某化学兴趣小组用如图所示装置检验Pb(NO3)2受热分解的产物(图中夹持和加热设备略去)。在试管中放入研碎的Pb(NO3)2晶体后，加热；实验结束后，试管中得到黄色粉末(PbO)，U形管下部有少量液体X，集气瓶中收集到无色气体Y。下列说法不正确的是(　　) A．液体X可能是液化的NO2或N2O4 B．在装置中用锡纸将胶塞与产生的气体隔开，主要是为了防止其被生成的气体腐蚀 C．气体Y可能是O2，也可能是NO2与水反应后生成的NO D．停止反应，应注意先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯 答案　C 2．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．通入N2是为了排尽装置中的空气 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 答案　C 3.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 答案　C 4．(2023·舟山模拟)自然界中氮的部分循环过程如图，下列有关说法正确的是(　　) A．过程①和②均属于自然固氮 B．X→Y发生化合反应 C．NH3→N发生氧化还原反应 D．若为硫循环，X在空气中点燃可得Y 答案　B 5．工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水，工艺流程如图，下列说法错误的是(　　) A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O B．长期过量施用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化 C．检验NH所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸 D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH 答案　C 6．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 答案　B 7．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法正确的是(　　) A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D．图中所涉及的O2都要用纯氧 答案　C 8．(2024·山东临沂市模拟)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 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4 D．反应③理论上当n(NH3)∶n(O2)＝4∶3时，恰好完全反应 答案　C 9．氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示。 下列说法正确的是(　　) A．X可通过加热氯化铵固体制取 B．从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物 C．将X转化为 Q的过程，属于氮的固定 D．3.2 g Cu与10 mol·L－1的Y溶液恰好反应，生成NO、NO2混合气体1.12 L(标准状况)，则 Y 溶液的体积为 15 mL 答案　D 10．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→d B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2 C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入装置E中干扰反应 答案　D 11.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 答案　B 12．(2024·河北三河市第一中学模拟)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 答案　C 二、综合题 13．信息1：亚硝酸(HNO2)是一种弱酸，既具有氧化性又具有还原性；亚硝酸不稳定，易分解为硝酸、水和NO。信息2：亚硝酸钠又名“工业盐”，常被大量用作高分子材料的发泡剂和偶氮染料的原料等，该物质有毒，但其颜色、形状、味道和食盐相似，很容易因误食而中毒；亚硝酸银为难溶于水的白色沉淀。 根据上述信息，回答下列问题： (1)甲组同学取一份可能是NaCl或NaNO2的样品，用蒸馏水溶解，通过下列实验操作鉴别样品成分。在待检验溶液中滴加AgNO3溶液的现象是________________，倒出上清液，在沉淀中加入硝酸，振荡，沉淀溶解，则该样品为______________(写化学式)，沉淀溶解的离子方程式为________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (2)乙组同学利用如图所示装置检验可能是NaCl或NaNO2的样品。 ①A装置中盛装稀硫酸的仪器名称是______________，打开该仪器的活塞，使稀硫酸缓缓滴下，若样品为NaNO2，则在B装置中可观察到的现象为____________________，检验B装置中有NO的操作及产生的现象是________________________。 ②C装置中盛有的试剂名称是______________________________________________，作用是_____________________________________________________________________________。 (3)设计实验证明。 ①亚硝酸为弱酸：_____________________________________________________________。 ②亚硝酸具有还原性：_________________________________________________________。 答案　(1)产生白色沉淀　NaNO2　3AgNO2＋2H＋===3Ag＋＋2NO↑＋NO＋H2O　(2)①分液漏斗　出现较淡的红棕色气体　打开止水夹，鼓入空气，红棕色变深　②NaOH溶液(答案合理即可)　吸收尾气　(3)①取NaNO2溶液，用pH试纸检验，对照标准比色卡知pH>7(其他合理答案也可) ②在酸性KMnO4溶液中加入过量NaNO2溶液，溶液褪色(其他合理答案也可) 14.氮化钙(Ca3N2)是一种重要的试剂，常温下为棕色固体，在空气中会被氧化，遇水强烈水解，产生刺激性气味气体。实验室设计如下装置用Ca与N2反应制备Ca3N2，并对Ca3N2纯度进行测定。回答下列问题： Ⅰ.Ca3N2的制备 (1)仪器a的名称为________，E装置的主要作用是________。 (2)实验开始时应首先点燃_____________(填“A”或“C”)处酒精灯，当观察到_____________________________________________________________________________ 时点燃另一处酒精灯。 Ⅱ.Ca3N2纯度的测定(已知所含的杂质不与水反应产生气体) (3)方案一：①按图1所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。②测定虚线框内装置及试剂的质量m1；③关闭________(填“K1”或“K2”，下同)，打开________，用分液漏斗加入足量水，至不再产生气体；④________；⑤再次测定虚线框内装置及试剂的质量m2。则产品中Ca3N2的质量分数表达式为________。 (4)方案二：按图2所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。打开分液漏斗活塞向三颈烧瓶中加入蒸馏水，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，并用100 mL 1.00 mol·L－1的稀硫酸标准溶液完全吸收(液体体积变化忽略不计)，从烧杯中量取10.00 mL的吸收液注入锥形瓶中，用1.00 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定过量的稀硫酸，到终点时消耗12.60 mL NaOH溶液。则产品中Ca3N2的质量分数为________%(结果保留一位小数)。 答案　(1)蒸馏烧瓶　液封(或隔绝空气中的氧气)　(2)A　E装置中有均匀的气泡产生　(3)K1　K2　打开K1，通一段时间的N2　×100%　(4)91.3 15．某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图所示： (1)装置A中放置无碱玻璃棉，其目的是除去_________________________________________。 为保证检测的准确性，装置C中盛放的化学试剂可以是________(填字母，下同)。 a．碱石灰 b．浓硫酸 c．五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O) (2)装置D中主要发生：2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O；2NaOH＋NO＋NO2===2NaNO2＋H2O ①若反应后尾气无残留，则参加反应的NO2、NO物质的量的比值________。 a．≥1 b．≤1 c．任意值 ②可使用适量酸性H2O2溶液，将溶液中的NO全部氧化为NO，发生反应的离子方程式是_______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (3)溶液中NO直接排放在水体中也会造成污染，现用活泼金属将溶液中的NO转化为N2，实现氮元素的脱除，具体步骤如下： 步骤一　取适量(2)中H2O2处理后的溶液，调节pH至中性，蒸发浓缩，得到c(NO)为0.100 mol·L－1的溶液甲。 步骤二　取三份50 mL溶液甲，分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45 ℃、惰性气体氛围中对溶液甲进行氮脱除。 步骤三　重复实验2～3次，溶液中NO的残留情况与反应时间的关系如图所示。 ①金属铝和金属铁在0～3 h内，NO的脱除效率均很低，几乎没被脱除，其可能的原因是______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 ②0～3 h内铝铁合金的氮脱除效率比金属铝、金属铁大得多，其可能的原因是______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (4)气囊用来储存处理后的气体，其中可能含少量NO气体，可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO生成NO和Cl－，发生反应的离子方程式是___________________________ _____________________________________________________________________________。 答案　(1)粉尘　b　(2)①a　②H2O2＋NO===NO＋H2O　(3)①金属铁和金属铝表面都有一层氧化膜　②铝铁合金在溶液中形成原电池，加快化学反应速率　(4)3HClO＋2NO＋H2O===2NO＋3Cl－＋5H＋ 学科网（北京）股份有限公司 $$