2025届高三化学一轮复习 第5部分第9节《氮及其化合物的转化关系》 基础摸查+专项突破 讲义

第5部分第9节《氮及其化合物的转化关系》-2025届高考一轮复习~基础摸查+专项突破 基础摸查 【真题导入】 1．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 2．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 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_____________________。 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。 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__________________ 【考点陈列】 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：_________________________________； (2)实验室用NH4Cl固体制NH3：________________________________； (3)NH3的催化氧化： ________________________________； (4)NO2溶于水： ________________________________； (5)Cu溶于稀HNO3： ___________________________； (6)Cu溶于浓HNO3： ________________________； (7)炽热的炭在浓硝酸中燃烧： _______________________________； (8)浓硝酸见光分解： _______________________________。 【考点专攻】 1．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 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 mol NO，消耗2 mol O2 D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化 3．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 4．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 5．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 6．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 7．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： N2NH3NONO2HNO3 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 8．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______ mol·L－1(结果保留两位有效数字)。 专项突破 1．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 2．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 3．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 4．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 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．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 7．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 8．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 9.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试纸可以鉴别气体2和溴蒸气 C.在饱和NaCl溶液中先通入过量CO2再通入过量NH3可得到固体1 D.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 10.氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (　　) A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化 B.海洋中的氮循环属于固氮作用的是③ C.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 D.向海洋中排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量 11.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 12．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 13.一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。 回答下列问题： (1)氮的原子结构示意图为________________________。 (2)图中属于“氮的固定”的是____________(填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原反应的是____________。 (3)若“反应h”是在NO2和H2O的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为____________。 (4)若“反应i”是在酸性条件下由NO与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为___________________________________。 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_________________。 参考答案： 基础摸查 【真题导入】 1．B　 2.C 3．(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　②dcfei　 (2)①红棕色气体颜色慢慢变浅　 ②6NO2＋8NH37N2＋12H2O　 ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象　 ④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界压强 【考点陈列】 2．(1)N2＋3H22NH3　 (2)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2　 (3)4NH3＋5O24NO＋6H2O　 (4)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　 (5)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　 (6)Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O　 (7)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O　 (8)4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O 【考点专攻】 1．C　 2.D 3．C 4．C　 5.B　 6.A 7．B 8．(1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2　(2)c　 (3)C装置中混合气体颜色变浅 (4)缺少尾气处理装置　 (5)(进气管短，出气管长)　 (6)观察气泡的速率，控制混合气体的比例 (7)0.036 专项突破 1．B 2．B 3．C 4．C 5．C　 6.C 7．D 8．C　 9.D 10.D 11.B 12.D 13.(1)　(2)k和c　a和l (3)2∶1　(4)4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O 14．(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．(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 $$