专题04 氮的固定（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高一化学下学期期中考点大串讲（苏教版2019必修第二册）

专题04 氮的固定 ◆考点01 氮分子的结构 1．氮元素的位置、结构与存在 (1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 (2)氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 2．氮气的物理性质 N2是一种无色、无味的气体，ρ(N2)＜ρ(空气)，难溶于水。 3．氮气的结构与化学性质 (1)N2的结构 N2的结构式为N≡N，氮氮键很难断裂，化学性质很稳定。 (2)化学性质 N2在高温、放电等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式。 ①3Mg＋N2Mg3N2；②；③N2＋O22NO。 ◆考点02 自然固氮 1．氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 2．自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨。 （1）N2＋O22NO。 （2）2NO＋O2===2NO2。 （3）3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 ◆考点03 人工固氮——合成氨 1．人工固氮：人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，最重要的人工固氮途径就是工业合成氨。 _N2＋3H2 2NH3__ 【归纳总结】 1．N2的性质与氮的固定 2．自然界中氮循环的主要形式 游离态→化合态 (1)豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。 (2)在放电条件下，空气中少量的氮气与氧气化合生成氮的氧化物，这些氮的氧化物随降水进入土壤和水体。 (3)合成氨工厂、汽车发动机将一部分氮气转化为化合态的氮 化合态→游离态 硝酸盐在某些细菌作用下转化为氮气 化合态→化合态 化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环 ◆考点04 一氧化氮、二氧化氮的性质 1．物理性质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO 无色 气态 无味 有毒 不溶 NO2 红棕色 气态 有刺激性气味 有毒 易溶 2．化学性质 (1)NO在空气中易转化为红棕色的NO2，反应方程式为2NO＋O2===2NO2。 (2)NO2与H2O反应生成HNO3和NO，反应方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 【归纳总结】 1．NO、NO2的性质及转化 ①2NO＋O2===2NO2 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ③2NO＋2CON2＋2CO2 ④2NO2＋4CON2＋4CO2 2．NO、NO2与NaOH溶液的反应 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 1．下列反应中，属于氮的固定的是 A．雷电时，空气中的与反应生成 B．由制尿素 C．将含氨化合物转变为植物蛋白质 D．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气 【答案】A 【解析】A．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO，是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，属于氮的固定，故A符合题意； B．将NH3转化为尿素的过程是氮的化合物之间的转化过程，不属于氮的固定，故B不符合题意； C．将含氨化合物转变为植物蛋白质是氮的化合物之间的转化过程，不属于氮的固定，故C不符合题意； D．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气是氮的化合物之间的转化过程，不属于氮的固定，故D不符合题意； 故选A。 2．生物固氮和高能固氮都属于自然固氮的途径，下列固氮过程属于生物固氮的是 A．闪电作用下氮元素由游离态转化为化合态 B．豆科植物根瘤菌将空气中的氮气转化为含氨化合物 C．利用电能在常温常压下将氮气转化为氨气 D．工业上利用和在高温、高压和使用催化剂的条件下合成 【答案】B 【解析】A．闪电作用下氮元素由游离态变为化合态，属于高能固氮，A项错误； B．豆科植物根瘤菌将空气中的氮气转化为含氨化合物属于生物固氮，B项正确； C．利用电能在常温常压下将氮气转化为氨气属于人工固氮，C项错误； D．工业合成氨属于人工固氮，D项错误； 故选B。 3．元素的存在形式有游离态和化合态两种。下列元素在自然界中只以化合态形式存在的是 A．O B．Na C．S D．N 【答案】B 【解析】A．氧元素在自然界中既以游离态存在，又能以化合态存在，例如氧气和水，A错误； B．钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，即只以化合态形式存在，B正确； C．硫单质常常存在于火山喷发口附近和地壳的岩层中，自然界中还存在硫化物、硫酸盐等含硫化合物，因此硫元素在自然界中既以游离态存在，又能以化合态存在，C错误； D．自然界中，氮元素主要以氮气分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中，因此氮元素在自然界中既以游离态存在，又能以化合态存在，D错误； 故选B。 4．科研人员发明一种可由氮气和水持续合成氨的系统，机理如图所示，已知锂(Li)元素的常见价态为0、+1，下列说法不正确的是 A．过程②中水做氧化剂 B．过程③属于氧化还原反应 C．该过程的最终产物为和 D．上述过程实现了锂循环使用 【答案】A 【解析】A．过程②中没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应，故A错误； B．过程③中Li和O元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B正确； C．根据图示，该过程中氮气和水反应生成氨气和氧气，最终产物为和，故C正确； D．根据图示，Li是该反应的催化剂，实现了锂循环使用，故D正确； 答案选A。 5．用表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A．中含有的电子数目为 B．标准状况下，所含的水分子数目为 C．溶液中所含的数目为 D．与完全反应，转移电子的数目为 【答案】D 【解析】A．28g氮气中含有的电子数为×14×NAmol-1=14NA，故A错误； B．标准状况下，水不是气体，无法计算22.4L水的物质的量和含有的水分子数目，故B错误； C．缺少溶液的体积，无法计算1mol/L氯化铁溶液中氯化铁的物质的量和所含氯离子的数目，故C错误； D．过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，则1mol过氧化钠与二氧化碳完全反应时，转移电子的数目为1mol×1×NAmol-1=NA，故D正确； 故选D。 6．中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH (一种固体催化剂)合成NH3的原理如图所示。下列说法错误的是 A．该过程中H2O被还原成氧气 B．该过程中涉及置换反应 C．基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定 D．该过程的化学方程式为 【答案】A 【解析】A．该反应过程中O元素化合价从H2O中的-2价变为O2的0价，O元素的化合价升高，失去电子被氧化，因此是H2O被氧化生成O2，A错误； B．根据图示可知：发生的反应为：，反应物和生成物中均存在单质和化合物，属于置换反应，B正确； C．根据图示可知：氮元素由游离态转变为化合态NH3，因此属于氮的固定，C正确； D．根据题意和图示，可以写出该反应的化学方程式为，D正确； 故合理选项是A。 7．水体中的局部氮循环如下图所示，其中含氮物质转化方向与水深有关。 下列说法不正确的是 A．图中涉及的反应均为氧化还原反应 B．反硝化过程中含氮物质被还原 C．不同水深含氮物质转化方向不同，可能与溶氧量有关 D．步骤①中，每生成，转移4mol电子 【答案】D 【解析】A．由图中转化关系可知，图中涉及的反应，元素化合价都发生了变化，故均为氧化还原反应，故A正确； B．由图中转化关系可知，反硝化过程→NO→N2O，含N物质化合价均降低，被还原，故B正确； C．表层水中氧气浓度大，含氮物质转化以硝化过程为主，发生氧化反应；底层水中氧气浓度小，含氮物质转化以反硝化过程为主，发生还原反应，所以不同水深含氮物质转化方向不同，可能与溶氧量有关，故C正确； D．步骤①中生成NH2OH，氮的化合价由-3价升高到-1价，每生成1molNH2OH，转移2mol电子，故D错误； 答案选D。 8．下列过程不属于氮的固定的是 A．雷雨天气中的转化为氮氧化合物 B．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为氨 C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐 D．高温，高压，催化剂的条件下用和合成 【答案】C 【分析】将大气中的转化为含N的化合物的过程叫做单的固定。 【解析】A．雷雨天气中，与 在放电的条件下生成，属于氮的固定，A项不符合题意； B．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为氨，是将游离态的氮转化为化合态，属于氮的固定，是生物固氮，B项不符合题意； C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐，没有将游离态氮转化为化合态氮，不属于氮的固定，C项符合题意； D．工业上用氢气与氮气合成氨，即，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，D项不符合题意； 答案选C。 9．将等质量的两根镁条分别置于足量空气(不考虑的影响)、氧气中并使其充分燃烧，下列对两个反应的说法错误的是 A．转移的电子数目相等 B．生成的固体质量前者较大 C．前者存在人工固氮的变化 D．在氧气中燃烧更剧烈 【答案】B 【分析】镁条在空气中可与氮气反应生成氮化镁，在氧气中充分燃烧生成氧化镁。 【解析】A．两根镁条质量相等，说明物质的量相等，与氧气和空气中氮气反应分别生成氧化镁、氮化镁，Mg化合价均为0价升高至+2价，转移电子数相同，A正确； B．镁在空气中燃烧可生成MgO、，由二者摩尔质量知，等质量的镁转化为MgO时固体质量增加量大于转化为时固体质量增加量，B错误； C．将单质氮转化为化合物属于人工固氮，C正确； D．性质比活泼，Mg在中燃烧更剧烈，D正确； 答案选B。 10．固氮是将游离态的氮转化为氮的化合物，一种新型人工固氮的原理如图所示。下列叙述正确的是 A．转化过程中所涉及的元素均呈现了两种价态 B．反应①中，每生成1个，转移6个电子 C．反应③中，氧化产物与还原产物之比为4：1 D．整个过程中的总反应可表示为： 【答案】D 【分析】反应①中Li和氮气反应生成，反应②为Li3N+3H2O=NH3↑+3LiOH，反应③反应为4LiOH4Li+O2↑+2H2O； 【解析】A．转化过程中H元素化合价始终只有+1价，故A错误； B．反应①中，Li和氮气反应生成，锂元素化合价从0升高至+1价，每生成1个，转移3个电子，故B错误； C．反应③反应为4LiOH4Li+O2↑+2H2O，锂元素化合价降低，Li是还原产物，氧元素化合价降低，氧气是氧化产物，反应③中，氧化产物与还原产物之比为1:4，故C错误； D．整个过程的反应物有N2和H2O，生成物有NH3和O2，总反应可表示为，故D正确； 故答案为：D。 11．将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列转化中属于氮的固定的是 A．N2→NH3 B．HNO3→NO2 C．NO→NO2 D．NH3→NH4Cl 【答案】A 【解析】A．N2→NH3是氮气单质化合形成氮的化合物，属于氮的固定，A符合题意； B．HNO3→NO2为氮的化合物之间的转化，不属于氮的固定，B不符题意； C．NO→NO2是氮的化合物之间的转化，不属于氮的固定，C不符题意； D．NH3→NH4Cl为氮的化合物之间的转化，不属于氮的固定，D不符题意； 本题选A。 12．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。海洋中的氮循环起始于氮的固定，循环过程可用如图表示。下列关于海洋氮循环的说法不正确的是 A．海洋中存在游离的氮 B．海洋中的氮循环起始于氮的氧化 C．海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是② D．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量 【答案】B 【解析】A．在海洋表面水中溶解了少量的氮气，因此海洋中存在游离态的氮，故A正确； B．由图可知海洋中氮的循环起始于氮气转化为，该过程中N的化合价降低转化为铵根离子，被还原，故B错误； C．氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮，因此海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②，故C正确； D．根据转化关系，硝酸根离子增多，反硝化作用增强，因此向海洋排放含的废水会影响海洋中亚硝酸根离子含量，进而影响的含量，故D正确； 故选B。 13．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．根瘤菌能把空气中的转化为作为自身的养料 B．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化：硝酸盐 C．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为的过程属于生物固氮 D．用稀处理试管上附着的银： 【答案】A 【解析】A．生物固氮是固氮菌把空气中的N2转化为NH3或铵态氮肥作为自身的养料，故A正确； B．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化中，N2与O2在放电的条件下生成NO，但是NO和H2O不能反应，故B错误； C．生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程，故C错误； D．用稀处理试管上附着的银的离子方程式为：，故D错误； 故选A。 14．氮气是一种不活泼的气体，其根本原因是 A．氮气有还原性 B．氮原子的半径较小 C．氮气是双原子分子 D．使氮气分子中的氮氮三键断裂需要吸收很高的能量 【答案】D 【解析】氮气是一种不活泼的气体，原因为氮气分子中存在氮氮三键，氮氮三键断裂需要吸收很高的能量，因此氮气的化学性质较稳定，与其具有还原性、原子半径较小、是双原子分子无关，答案选D。 15．自然界的氮循环如下图所示： 回答下列问题： (1)大气固氮过程中氮元素被 (填“氧化”或“还原”)。 (2)工业固氮过程中的工业合成氨化学方程式为 。 (3)工业固氮过程中由NO转化为过程中还需要添加的物质是 。 (4)生物固氮过程中铵盐()可通过硝化细菌转化为硝酸盐()，生成时转移 mol电子。 【答案】(1)氧化 (2) (3)和 (4)8 【解析】（1）大气固氮过程中氮气被氧气氧化生成NO； 故答案为：氧化。 （2）工业固氮过程中的工业合成氨化学方程式为N2+3H22NH3； 故答案为：N2+3H22NH3。 （3）业固氮过程中由NO加O2生成NO2，加H2O反应生成HNO3和NO，不断加入O2使NO最大程度转化为HNO3； 故答案为：O2和H2O。 （4）NH中的N元素化合价为-3价，NO中的N元素化合价为+5价，则生成1molNO时转移8mol电子； 故答案为：8。 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 氮的固定 ◆考点01 氮分子的结构 1．氮元素的位置、结构与存在 (1)氮元素位于元素周期表的 周期、第 族。氮原子的最外电子层有 电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过 与其他原子相互结合构成物质。 (2)氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的 中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的 和 中。 2．氮气的物理性质 N2是一种无色、无味的气体，ρ(N2)＜ρ(空气)，难溶于水。 3．氮气的结构与化学性质 (1)N2的结构 N2的结构式为 ，氮氮键很难断裂，化学性质很稳定。 (2)化学性质 N2在高温、放电等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式。 ① ；② ；③ 。 ◆考点02 自然固氮 1．氮的固定：将大气中 的氮转化为 的过程。 2．自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨。 （1） 。 （2） 。 （3） 。 ◆考点03 人工固氮——合成氨 1．人工固氮：人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，最重要的人工固氮途径就是 。 【归纳总结】 1．N2的性质与氮的固定 2．自然界中氮循环的主要形式 游离态→化合态 (1)豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。 (2)在放电条件下，空气中少量的氮气与氧气化合生成氮的氧化物，这些氮的氧化物随降水进入土壤和水体。 (3)合成氨工厂、汽车发动机将一部分氮气转化为化合态的氮 化合态→游离态 硝酸盐在某些细菌作用下转化为氮气 化合态→化合态 化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环 ◆考点04 一氧化氮、二氧化氮的性质 1．物理性质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO 色 气态 溶 NO2 色 气态 气味 溶 2．化学性质 (1)NO在空气中易转化为红棕色的NO2，反应方程式为 。 (2)NO2与H2O反应生成HNO3和NO，反应方程式为 。 【归纳总结】 1．NO、NO2的性质及转化 ①2NO＋O2===2NO2 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ③2NO＋2CON2＋2CO2 ④2NO2＋4CON2＋4CO2 2．NO、NO2与NaOH溶液的反应 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 1．下列反应中，属于氮的固定的是 A．雷电时，空气中的与反应生成 B．由制尿素 C．将含氨化合物转变为植物蛋白质 D．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气 2．生物固氮和高能固氮都属于自然固氮的途径，下列固氮过程属于生物固氮的是 A．闪电作用下氮元素由游离态转化为化合态 B．豆科植物根瘤菌将空气中的氮气转化为含氨化合物 C．利用电能在常温常压下将氮气转化为氨气 D．工业上利用和在高温、高压和使用催化剂的条件下合成 3．元素的存在形式有游离态和化合态两种。下列元素在自然界中只以化合态形式存在的是 A．O B．Na C．S D．N 4．科研人员发明一种可由氮气和水持续合成氨的系统，机理如图所示，已知锂(Li)元素的常见价态为0、+1，下列说法不正确的是 A．过程②中水做氧化剂 B．过程③属于氧化还原反应 C．该过程的最终产物为和 D．上述过程实现了锂循环使用 5．用表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A．中含有的电子数目为 B．标准状况下，所含的水分子数目为 C．溶液中所含的数目为 D．与完全反应，转移电子的数目为 6．中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH (一种固体催化剂)合成NH3的原理如图所示。下列说法错误的是 A．该过程中H2O被还原成氧气 B．该过程中涉及置换反应 C．基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定 D．该过程的化学方程式为 7．水体中的局部氮循环如下图所示，其中含氮物质转化方向与水深有关。 下列说法不正确的是 A．图中涉及的反应均为氧化还原反应 B．反硝化过程中含氮物质被还原 C．不同水深含氮物质转化方向不同，可能与溶氧量有关 D．步骤①中，每生成，转移4mol电子 8．下列过程不属于氮的固定的是 A．雷雨天气中的转化为氮氧化合物 B．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为氨 C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐 D．高温，高压，催化剂的条件下用和合成 9．将等质量的两根镁条分别置于足量空气(不考虑的影响)、氧气中并使其充分燃烧，下列对两个反应的说法错误的是 A．转移的电子数目相等 B．生成的固体质量前者较大 C．前者存在人工固氮的变化 D．在氧气中燃烧更剧烈 10．固氮是将游离态的氮转化为氮的化合物，一种新型人工固氮的原理如图所示。下列叙述正确的是 A．转化过程中所涉及的元素均呈现了两种价态 B．反应①中，每生成1个，转移6个电子 C．反应③中，氧化产物与还原产物之比为4：1 D．整个过程中的总反应可表示为： 11．将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列转化中属于氮的固定的是 A．N2→NH3 B．HNO3→NO2 C．NO→NO2 D．NH3→NH4Cl 12．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。海洋中的氮循环起始于氮的固定，循环过程可用如图表示。下列关于海洋氮循环的说法不正确的是 A．海洋中存在游离的氮 B．海洋中的氮循环起始于氮的氧化 C．海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是② D．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量 13．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．根瘤菌能把空气中的转化为作为自身的养料 B．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化：硝酸盐 C．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为的过程属于生物固氮 D．用稀处理试管上附着的银： 14．氮气是一种不活泼的气体，其根本原因是 A．氮气有还原性 B．氮原子的半径较小 C．氮气是双原子分子 D．使氮气分子中的氮氮三键断裂需要吸收很高的能量 15．自然界的氮循环如下图所示： 回答下列问题： (1)大气固氮过程中氮元素被 (填“氧化”或“还原”)。 (2)工业固氮过程中的工业合成氨化学方程式为 。 (3)工业固氮过程中由NO转化为过程中还需要添加的物质是 。 (4)生物固氮过程中铵盐()可通过硝化细菌转化为硝酸盐()，生成时转移 mol电子。 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$