专题05 氨的转化与生成（重难点讲义）化学鲁科版2019必修第一册

专题16 氨的转化与生成 1．掌握氨、铵盐的主要性质。 2．认识氨、铵盐在生产中的应用和对生态环境的影响。 3．能从物质类别和元素价态变化的视角说明氮及其化合物的转化路径。 4．认识氮及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 一、氨和铵盐 1．氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 沸点 比空气 小　 强烈刺激性气味 极易溶于水 (1∶700) 较低，易液化 可用作制冷剂 2.氨的化学性质 3．氨的喷泉实验 如图为氨的喷泉实验装置(夹持装置均已省略) （1）用图1所示装置进行喷泉实验。 ①引发“喷泉”的操作是 挤出胶头滴管中的水，打开止水夹　。 ②简述产生喷泉的原理： NH3极易溶解于水，导致烧瓶内气体压强迅速减小　。 （2）用图2所示装置进行喷泉实验： ①打开止水夹，不能产生“喷泉”的原因是 玻璃管内充有空气，NH3与H2O不能接触不能形成明显的压强差　。 ②引发图2装置“喷泉”的操作是 打开止水夹，用手或热毛巾，将烧瓶捂热　。 4．铵盐 （1）铵盐的物理性质 铵盐都是 白　色固体，绝大多数铵盐易溶于水。 （2）铵盐的化学性质 （3）NH的检验 两个关键点：①碱液浓度要大；②必须加热 5．氨的实验室制法 （1）反应原理 实验室中常加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取NH3，化学方程式为 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　。 （2）实验装置如图所示 （3）实验过程 （4）其他制取方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓 氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水 ＋固体 CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 二、含氮物质之间的转化 1．氮及其重要化合物的“价—类二维图” 从物质类别和氮元素化合价两个维度，总结、归纳氮及其重要化合物的性质与转化关系是掌握该部分内容的重要方法之一。 （1）横向转化为物质类别变化，非氧化还原反应，例如： ①氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl ②硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O （2）纵向、斜向转化为化合价变化反应，是氧化还原反应，例如： ①NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl ②NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O （3）歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。例如： ①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O （4）归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。例如： ①6NO＋4NH35N2＋6H2O ②NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2．氮在自然界中的循环 题型01 氨的性质及其应用 【典例】18．下列关于氨的叙述中，错误的是 A．氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定(不容易分解) B．氨易溶解于水，因此可用来做喷泉实验 C．氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，因此可用作制冷剂 D．氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色 【变式】氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是 A．“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡 B．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同 C．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素 D．“两水”放置时间较久后，都会因为相同的原理而变质 题型02 喷泉实验原理及其应用 【典例】7．实验：如图所示，干燥的烧瓶中充满氨，打开弹簧夹，将滴管中的水挤入烧瓶内，烧杯中的水则呈喷泉状喷出，最终液体占烧瓶体积的。对实验现象的分析正确的是 A．烧杯中的水喷入烧瓶，说明与发生了反应 B．烧瓶内剩余气体，是因为的溶解已达饱和 C．喷泉停止后，加热烧瓶，则烧杯中的水会继续喷入烧瓶 D．取出烧瓶中的溶液，加入酚酞溶液，溶液显红色，原因是 【变式】现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法不正确的是    A．制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或碱石灰 B．将湿润的红色石蕊试纸置于三颈烧瓶瓶口，试纸变蓝，说明氨气已经充满 C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c，打开b，完成喷泉实验，电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2，则B点时喷泉最剧烈 D．若实验是在标准状态下完成，则在E点烧瓶中溶液溶质的物质的量浓度为 题型03铵盐的性质及其应用 【典例】下列关于氨与铵盐的叙述中正确的是 A．铵盐都为晶体，都能溶于水且加热时都能产生NH3 B．检验氨气可用湿润的蓝色石蕊试纸接近产生气体的导管口，观察试纸颜色变化 C．铵盐作氮肥时，与生石灰混用的效果更好 D．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验 【变式】某实验小组利用如图装置制备NH3并探究其性质。 （1）装置A中为实验室制氨气的反应，写出化学方程式是 。 （2）C中为氨气和灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜。反应一段时间后，C中观察到的现象是 。 （3）反应一段时间后，取适量D中试管收集到的液体滴入酚酞试液中观察到的现象是 。 （4）若将2240mL(标准状况)氨气溶于水配成200mL溶液，则所得氨水中NH3的物质的量浓度是多少 ？(氨水的浓度以NH3记) 题型04 含氮化合物的相互转化 【典例】合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，下列说法不正确的是 A．反应Ⅰ属于人工固氮反应 B．反应Ⅱ的方程式为： C．反应Ⅲ的现象为无色气体变红棕色 D．反应Ⅳ的方程式为：，其中氧化剂与还原剂的质量比为 【变式】自然界中氮循环如下图所示，其中土壤中的在硝化细菌的作用下转化为后，土壤中的进一步将氧化为；在氧气较少的环境下，又可以在反硝化细菌的作用下与反应，使氮以形式放出。下列说法不正确的是 A．在反硝化过程中，土壤升高 B．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 C．在硝化细菌作用下氮元素均发生氧化反应 D．汽车尾气排放的氮氧化物由游离态氮转化来的 【巩固训练】 1．设为阿伏加德罗常数的值，依据氮元素的“价—类”二维图，下列分析正确的是 A．标准状况下，2.24 L 含有π键的数目为 B．17 g 溶于水，溶液中与数目之和为 C．1 mol 水解生成两种酸时，转移电子数为 D．常温下，pH=8.5的溶液中，的数目为 2．实验室制备氨也可采用加热浓氨水的方法。下列关于氨水的说法错误的是 A．浓氨水易分解 B．氨水是含有多种分子和离子的混合物 C．的电离方程式为： D．可用作制冷剂 3．NH3是氮的重要化合物，下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 4．下列说法正确的是 A．NH4HCO3是铵盐，也是碳酸氢盐，其分类方法为树状分类法 B．NaHCO3与澄清石灰水反应的离子方程式与NaHCO3的量多少无关 C．CO2通入盛有Na2O2的试管，固体质量增加 D．取待测液于试管中，加NaOH溶液，并将红色石蕊试纸置于溶液中，试纸变蓝，则说明原溶液中有 5．下列有关物质检验的操作、现象及结论错误的有 实验操作及现象 实验结论 A 向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成 溶液中一定含 B 向溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 溶液中一定含 C 向溶液中加入浓溶液，加热，产生的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 溶液中一定含 D 用洁净铂丝蘸取溶液做焰色反应，火焰呈黄色 一定是钠盐溶液且不能确定有无钾元素 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 6．2022年北京冬奥会雪车雪橇中心的滑雪道是以液氨作为制冷剂，以下关于氨的说法错误的是 A．由于分子间存在氢键，所以的熔沸点高于 B．能做喷泉实验，证明氨气易溶于水 C．将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒相互靠近，产生白烟，说明氨水有挥发性 D．因非金属性N＞P，所以氮元素的含氧酸的酸性大于磷元素的含氧酸的酸性 7．下列叙述中正确的是 ①易液化，液氨常用作制冷剂 ②可用铁、铝制容器盛装浓硝酸和稀硝酸 ③利用氨气极易溶于水，氨气可做喷泉实验 ④所有的氮氧化物均易溶于水 ⑤铵盐受热分解一定都会产生氨气 ⑥可用湿润的淀粉-KI试纸鉴别红棕色的蒸气和气体 A．①③ B．①②③ C．①②③④ D．①②③④⑤⑥ 阅读下列材料，完成下面小题。 氮是参与生命活动的重要元素。自工业革命以来，人类活动大大加剧了含氮化合物在大气圈和水圈中的总流量，如化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物，从而对生态平衡产生了严重影响。从化学的视角深刻理解氮循环，是化学学科的重要研究内容和责任。 8．煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．燃煤过程中发生了氮的固定 B．燃煤温度越高污染越重 C．煤燃烧不影响自然界氮循环 D．含氧量越高越容易生成NO 9．下列有关氮的化合物的说法错误的是 A．可用排水法收集 B．铵盐与强碱反应放出，可利用这一性质检验的存在 C．浓硝酸可保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处 D．的喷泉实验说明极易溶于水 10．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A．工业制硝酸过程中的物质转化： B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气： C．氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分 D．常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸 【答案】8．C 9．A 10．A 【解析】8．A．化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物，发生了N2到NO的反应，为氮的固定，故A正确； B．由图可知，温度越高，烟气中NO浓度越高，污染越重，故B正确； C．煤燃烧时使得N2生成NO的反应，污染环境，影响了氮循环，故C错误； D．由图可知，含氧量越高，烟气中NO浓度越高，越容易生成NO，故D正确； 故选C。 9．A．会和水反应，不可用排水法收集，错误； B．铵盐与强碱反应放出，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，可利用这一性质检验的存在，正确； C．浓硝酸见光受热容易分解，故可保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处，正确； D．的喷泉实验说明极易溶于水，导致装置中压强减小，形成喷泉，正确； 故选A； 10．A．工业制硝酸过程中氨气和氧气催化氧化生成NO，NO和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸，错误； B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气氮氧化合物生成亚硝酸钠，正确； C．氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐都含氮元素，它们之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分，正确； D．常温下铁和浓硝酸发生钝化反应，阻碍了反应的进行，故常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸，正确； 故选A。 11．如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是 A．在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨 B．在实验室中，可用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢 C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉 D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化铵固体 12．下图中实验装置能达到相应实验目的的是 A．装置甲可用于检验氯化铵受热分解生成的两种气体 B．装置乙可进行喷泉实验 C．装置丙用于制备 D．装置丁可以准确测定酸碱中和反应的反应热 13．溴化钾KBr可作为分析试剂、感光剂等，实验室模拟工业制备KBr的方法如下：先将尿素H2NCONH2(其中N的化合价为-3)加到K2CO3溶液中，然后在不断搅拌下缓慢注入液溴(易挥发)，发生反应：。下列有关此反应的说法正确的是 A．尿素作还原剂，CO2、N2是氧化产物 B．为加快反应速率，本实验可以采取高温加热 C．制取0.2mol KBr，转移电子数目为0.2NA D．实验室中KBr固体应密封保存在无色广口瓶中 14．利用如图所示装置可以做喷泉实验。下列有关说法错误的是 A．圆底烧瓶要干燥 B．产生喷泉现象时，烧瓶内的压强大于大气压 C．若烧瓶内充满氨气，实验后烧瓶中所得氨水的浓度是mol/L(假设在标准状况下完成实验) D．烧瓶内充满SO2，胶头滴管和烧杯中加入浓碱液也可能形成喷泉 15．标况下，将某气体X充满一个干燥烧瓶，将烧瓶倒立于水槽中，瓶内液面上升(假设烧瓶内液体未扩散水槽)最后烧瓶中溶质的物质的量浓度最小的是 A．X为NH3 B．X为NO2 C．X为NO2和O2(体积比为4:1) D．X为NO和O2(体积比为4:3) 16．同温同压下，将两个干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验(如图所示)，下列说法错误的是 A．打开止水夹、挤出胶头滴管中的水后，都可产生红色喷泉 B．实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度均为 C．实验后烧瓶中均未充满溶液 D．若去掉装置中的胶头滴管，采用热敷烧瓶的方法也可引发喷泉 17．下列选项中的物质能按图示路径一步转化，且在丙→甲的反应中丙作氧化剂的是 选项 甲 乙 丙 A Fe FeCl3 FeCl2 B CuSO4 Cu(NO3)2 Cu C NO2 HNO3 NO D Al2O3 Al2(SO4)3 Al(OH)3 18．氮氧化物(、)及水中的硝酸盐是当前环境保护研究的热点课题。 （1）某含化合物的溶液可吸收、并使氮氧化物与化合物结合。用该溶液处理含、的烟气，相同条件下氮氧化物的去除率与烟气中氧气体积分数的关系如图所示。 ①烟气中氧气的体积分数介于0~2%时，氧气体积分数增大有利于转化为，该反应的化学方程式为 。与相比，更易被溶液吸收去除，原因是 。 ②烟气中氧气的体积分数介于2%~8%时，随着体积分数的上升，氮氧化物去除率减小，原因是 。 （2）水中的硝酸盐污染物也可通过纳米去除。 已知：ⅰ．纳米具有很高的活性，易被氧化使表面形成氧化层。 ⅱ．纳米将转化为的关系如下： ①检验溶液中的操作和现象 。 ②溶液初始pH较低有利于的去除，可能的原因是 。 （3）用铝粉处理碱性废水中的。转化为无害气体，写出该反应的离子方程式 。 （4）①在的催化条件下，使用作为还原剂，可将水中的转化为。该反应机理如图所示，则还原的和还原的的体积比为 。 注：表示吸附在金属W表面的氢原子 ②若改用作为还原硝酸盐过程的催化剂，其催化机理与相似。但还原过程中检测到三种含氮化合物微粒，其浓度变化如图所示，在1.5~2.5h过程中，硝酸根()部分转化为的可能原因是 。 19．氮元素形成的化合物种类繁多。 （1）请根据以下工业制硝酸及硝酸铵的流程图，回答相关问题。 ①和通过红热的铁纱网(起催化作用)发生反应，该反应的氧化剂是 。 ②B装置是氧化炉，发生反应的化学方程式为 。 ③写出D中合成硝酸铵的化学方程式 。 ④吸收塔C中通入空气的目的是 。 （2）某化学实验小组利用如图装置制备氨气，反应的化学方程式为 。 （3）用如图装置收集氨气：打开a、b，关闭c，氨气由 (选填“a”或“b”)进入烧瓶。氨气收集满后，关闭a、b，打开c，做喷泉实验，烧瓶内产生红色喷泉，该现象说明了氨气具有的性质是 。 20．氮元素不仅是大气主要组成元素，也是蛋白质、核酸等生命大分子的关键组成元素。而在生态系统中，氮循环是核心环节之一，涵盖了固氮、氨化、硝化和反硝化等多个过程，维持了氮元素在生物圈和环境中的动态平衡。 （1）下列有关蛋白质的说法正确的是___________。 A．蛋白质只由C、H、O、N四种元素组成 B．酒精能使蛋白质变性 C．棉、麻、蚕丝主要成分均为蛋白质 D．蛋白质水解生成葡萄糖 （2）1919年，卢瑟福通过粒子轰击氮气，首次实现人工核嬗变——氮-14原子核被转化为氧-17并释放氢核(质子)，揭示了原子核的可变性。下列说法正确的是___________。 A．上述过程属于化学变化 B．粒子是质子数为2的氦原子 C．与属于同一种核素 D．的中子数比多2 自然界中的局部氮循环如下图。 （3）上图含氮物质的各步转化的说法中，正确的是___________。 A．属于氮的固定的是①②⑥ B．硝化作用中N元素均被氧化 C．转化为需要消耗 D．根瘤菌和亚硝化细菌都参加了氮循环中的化学反应 （4）某地土壤样品，经电泳实验发现其胶体粒子向阳极移动，则含氮量相等的下列氮肥中，不宜在该地施用的是___________。 A．氨水 B． C． D． （5）含的废水可用二硫化亚铁()处理，在反硝化细菌的作用下发生以下反应，请将离子方程式补充完整并配平 。 水中的硝酸盐污染物也可通过纳米Fe去除。 已知：ⅰ．纳米Fe具有很高的活性，易被氧化使表面形成氧化层。 ⅱ．纳米Fe将转化为的关系如下： （6）检验溶液中的操作和现象 。 （7）溶液初始pH较低有利于的去除，可能的原因是 、 (任写2条)。 （8）通过检测循环水中的可判断循环水的水质是否恶化，检测利用的是酸性条件下I-被氧化为的反应，该反应的历程如下： Ⅰ．    Ⅱ．∙∙∙∙∙∙          Ⅲ． Ⅱ的离子方程式为 。 (9)若废水中的的浓度约为，取废水5mL于试管中，滴加2滴的硝酸银溶液，能否看到沉淀现象？ ，试通过计算说明 。 (注：1mL溶液以20滴计；)(忽略2滴溶液体积对混合溶液体积变化的影响) 22．含氮化合物对生态环境和人类健康都有一定的影响，必须采取相应的措施来治理或加以控制。 （1）生物硝化反硝化法可将酸性废水中的氨氮转化为氮气，其原理如图1所示。 ①每处理含1mol NH的酸性废水，理论上消耗CH3OH的物质的量为 。 ②上述生物硝化反硝化法的优点是 。 （2）折点加氯法是将次氯酸钠投入废水中，将废水中的氨氮转化为N2的化学脱氮工艺。设定反应温度为25 ℃，向含NH的酸性废水中投加NaClO时，NH浓度、氯胺(NH2Cl)浓度与投入的NaClO溶液体积的关系如图2所示。 ①在酸性废水中，投入的NaClO在0～0.7 mL过程中发生的反应为NH＋HClO=NH2Cl＋H2O＋H＋。投入量在0.7～1.0 mL的过程中反应的离子方程式为 。 ②实验证明，弱酸性有助于提高废水中氮的脱除率，其原因是 。 （3）腌制食品中亚硝酸盐允许残留量(以NaNO2计)≤30 mg·kg-1。为测定某咸菜中亚硝酸盐的残留量，取0.3 kg咸菜榨汁，经处理得无色溶液，将所得溶液转移至250 mL容量瓶并定容。取出25 mL溶液置于锥形瓶中，加入盐酸调节pH，再滴加KI至过量，待反应完成后用0.0010 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定，共消耗体积为12.00 mL。则该市售咸菜的亚硝酸盐残留量是否符合安全标准 。(写出计算过程) (已知：2NO＋4H＋＋2I-=2NO↑＋I2＋2H2O；I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6) 22．氮、磷、钾号称肥料的“三要素”，化学肥料的施用，使农业增产增收，经济效益显著。但是，化学肥料的滥施乱用也对环境产生不良影响。请根据相关知识和信息回答下列问题： （1）下图是某品牌化肥包装袋中的部分文字： ××牌化肥 硝酸铵 净重：  含氮量： ①写出以氨为原料制取该化肥的各步化学方程式 。 ②关于该氮肥的处置和施用正确的方法是 。 A．与碱石灰混合施用      B．如果结块，可用铁锤敲击 C．与钙镁磷肥混合施用    D．在经常排灌水的稻田中施用肥效最高 ③若该化肥的杂质中不含氨元素，则该化肥的纯度是 。 （2）甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同： ①甲厂以焦炭和水为原料；②乙厂以天然气和水为原料；③丙厂以石脑油(主要成分为)和水为原料。 按工业有关规定，利用原料所制得的原料气和的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气(换算成的物质的量)和的物质的量之比，则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？ 。 （3）近年来水华和赤潮时有发生，据专家分析，是由水体富营养化造成的，试分析水体富营养化的原因 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题16 氨的转化与生成 1．掌握氨、铵盐的主要性质。 2．认识氨、铵盐在生产中的应用和对生态环境的影响。 3．能从物质类别和元素价态变化的视角说明氮及其化合物的转化路径。 4．认识氮及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 一、氨和铵盐 1．氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 沸点 比空气 小　 强烈刺激性气味 极易溶于水 (1∶700) 较低，易液化 可用作制冷剂 2.氨的化学性质 3．氨的喷泉实验 如图为氨的喷泉实验装置(夹持装置均已省略) （1）用图1所示装置进行喷泉实验。 ①引发“喷泉”的操作是 挤出胶头滴管中的水，打开止水夹　。 ②简述产生喷泉的原理： NH3极易溶解于水，导致烧瓶内气体压强迅速减小　。 （2）用图2所示装置进行喷泉实验： ①打开止水夹，不能产生“喷泉”的原因是 玻璃管内充有空气，NH3与H2O不能接触不能形成明显的压强差　。 ②引发图2装置“喷泉”的操作是 打开止水夹，用手或热毛巾，将烧瓶捂热　。 4．铵盐 （1）铵盐的物理性质 铵盐都是 白　色固体，绝大多数铵盐易溶于水。 （2）铵盐的化学性质 （3）NH的检验 两个关键点：①碱液浓度要大；②必须加热 5．氨的实验室制法 （1）反应原理 实验室中常加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取NH3，化学方程式为 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　。 （2）实验装置如图所示 （3）实验过程 （4）其他制取方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓 氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水 ＋固体 CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 二、含氮物质之间的转化 1．氮及其重要化合物的“价—类二维图” 从物质类别和氮元素化合价两个维度，总结、归纳氮及其重要化合物的性质与转化关系是掌握该部分内容的重要方法之一。 （1）横向转化为物质类别变化，非氧化还原反应，例如： ①氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl ②硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O （2）纵向、斜向转化为化合价变化反应，是氧化还原反应，例如： ①NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl ②NH3转化为NO：5O2＋4NH34NO＋6H2O （3）歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。例如： ①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O （4）归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。例如： ①6NO＋4NH35N2＋6H2O ②NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2．氮在自然界中的循环 题型01 氨的性质及其应用 【典例】18．下列关于氨的叙述中，错误的是 A．氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定(不容易分解) B．氨易溶解于水，因此可用来做喷泉实验 C．氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，因此可用作制冷剂 D．氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色 【答案】A 【解析】A．氨水的主要成分为一水合氨，一水合氨不稳定，受热易分解，故A错误； B．氨易溶于水，可形成压强差，因此可用来做喷泉实验，故B正确； C．氨易液化，同时液氨汽化时吸收大量的热，能快速降温，所以液氨可用作制冷剂，故C正确； D．氨气溶于水反应生成一水合氨，一水合氨是弱碱，溶液显碱性，所以可使酚酞溶液变为红色，故D正确； 故答案选A。 【变式】氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是 A．“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡 B．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同 C．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素 D．“两水”放置时间较久后，都会因为相同的原理而变质 【答案】A 【解析】A．一水合氨、HClO均为弱电解质，存在电离平衡，氨气与水的反应、氯气与水的反应均为可逆反应，存在化学平衡，故A正确； B．氨水和氯水均为混合物，但氨水中含6种微粒：NH3·H2O、H2O、NH3、、H+、OH-，氯水中含7种微粒：Cl2、HClO、H2O、Cl-、ClO-、H+、OH-，故B错误； C．氨水没有漂白性，不能漂白有机色素，故C错误； D．“两水”放置时间较久后，氨水易挥发，浓度减小变质，而氯水中HClO见光分解，变质为盐酸，原理不同，故D错误； 故答案选A。 题型02 喷泉实验原理及其应用 【典例】7．实验：如图所示，干燥的烧瓶中充满氨，打开弹簧夹，将滴管中的水挤入烧瓶内，烧杯中的水则呈喷泉状喷出，最终液体占烧瓶体积的。对实验现象的分析正确的是 A．烧杯中的水喷入烧瓶，说明与发生了反应 B．烧瓶内剩余气体，是因为的溶解已达饱和 C．喷泉停止后，加热烧瓶，则烧杯中的水会继续喷入烧瓶 D．取出烧瓶中的溶液，加入酚酞溶液，溶液显红色，原因是 【答案】D 【解析】A．烧瓶中形成喷泉，不一定是因为氨气与水发生了反应引起的，还有可能是因为氨气极易溶于水造成的，A项错误； B．烧瓶中剩余少量气体可能是空气，来源于实验中某个操作，比如图中止水夹下方的玻璃管未插入水中时会有空气进入，B项错误； C．喷泉停止后，加热烧瓶，一水合氨分解产生氨气，瓶内压强增大，则烧杯中的水不会继续喷如烧瓶，C项错误； D．烧瓶中溶液变红，说明溶液呈碱性，原因是，D项正确； 答案选D。 【变式】现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法不正确的是    A．制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或碱石灰 B．将湿润的红色石蕊试纸置于三颈烧瓶瓶口，试纸变蓝，说明氨气已经充满 C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c，打开b，完成喷泉实验，电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2，则B点时喷泉最剧烈 D．若实验是在标准状态下完成，则在E点烧瓶中溶液溶质的物质的量浓度为 【答案】C 【解析】A．CaO能与水反应，使c(OH-)增大，同时放出大量的热，有利于氨气的逸出，氢氧化钠也可以抑制NH3·H2O的电离，从而促进氨气的生成，A正确； B．氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水呈碱性，红色石蕊试液遇碱变蓝色，所以检验三颈瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c，试纸变蓝色，证明NH3已收集满，B正确； C．三颈瓶内气体与外界大气压压强之差越大，其反应速率越快，C点压强最小、大气压不变，所以大气压和C点压强差最大，则喷泉最剧烈，C错误； D．E点烧瓶中充满溶液，设烧瓶体积为V，，，D正确； 故选C。 题型03铵盐的性质及其应用 【典例】下列关于氨与铵盐的叙述中正确的是 A．铵盐都为晶体，都能溶于水且加热时都能产生NH3 B．检验氨气可用湿润的蓝色石蕊试纸接近产生气体的导管口，观察试纸颜色变化 C．铵盐作氮肥时，与生石灰混用的效果更好 D．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验 【答案】D 【解析】A．铵盐加热时不都产生NH3，如硝酸铵受热分解可生成一氧化二氮和水，A错误； B．检验氨气可用湿润的红色石蕊试纸接近产生气体的导管口，观察试纸颜色变化，B错误； C．铵盐作氨肥时，与生石灰混用易反应生成氨气，降低肥效，C错误； D．氨气极易溶于水，导致容器内外出现压强差，产生喷泉，D正确； 故选D。 【变式】某实验小组利用如图装置制备NH3并探究其性质。 （1）装置A中为实验室制氨气的反应，写出化学方程式是 。 （2）C中为氨气和灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜。反应一段时间后，C中观察到的现象是 。 （3）反应一段时间后，取适量D中试管收集到的液体滴入酚酞试液中观察到的现象是 。 （4）若将2240mL(标准状况)氨气溶于水配成200mL溶液，则所得氨水中NH3的物质的量浓度是多少 ？(氨水的浓度以NH3记) 【答案】（1） （2）有红色固体生成 （3）变红 （4）0.5 mol·L-1 【分析】装置A为制备氨气的装置，发生反应，B为用碱石灰干燥氨气的装置，氨气极易溶于水形成的氨水呈碱性。 【解析】（1）据分析，A中发生制得氨气； （2）氨气还原氧化铜，生成铜单质因此C中会观察到有红色固体生成； （3）氨气溶于水形成的氨水溶液呈碱性，加入酚酞试液后溶液变红； （4）2240mL(标准状况)氨气物质的量为，所得氨水的浓度为。 题型04 含氮化合物的相互转化 【典例】合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，下列说法不正确的是 A．反应Ⅰ属于人工固氮反应 B．反应Ⅱ的方程式为： C．反应Ⅲ的现象为无色气体变红棕色 D．反应Ⅳ的方程式为：，其中氧化剂与还原剂的质量比为 【答案】B 【分析】根据已给物质的化学式以及流程图，可得出甲为：，乙为：，丙为：； 【解析】A．反应Ⅰ是与合成，将游离态氮转化为化合态氮，属于人工固氮反应，A正确； B．催化氧化的产物为和，正确方程式为，而非，B错误； C．反应Ⅲ为（无色）与反应生成（红棕色），现象为无色气体变红棕色，C正确； D．反应中，既是氧化剂（1 mol，N由+4→+2）又是还原剂（2 mol，N由+4→+5），氧化剂与还原剂质量比为1:2，D正确； 故答案选B。 【变式】自然界中氮循环如下图所示，其中土壤中的在硝化细菌的作用下转化为后，土壤中的进一步将氧化为；在氧气较少的环境下，又可以在反硝化细菌的作用下与反应，使氮以形式放出。下列说法不正确的是 A．在反硝化过程中，土壤升高 B．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 C．在硝化细菌作用下氮元素均发生氧化反应 D．汽车尾气排放的氮氧化物由游离态氮转化来的 【答案】A 【解析】A．在反硝化细菌的作用下与反应生成，在反硝化过程中发生的反应化学方程式为，土壤pH降低，A错误； B．根据自然界中氮循环图可知，含氮无机物（、、等）和含氮有机物（蛋白质等）可相互转化，B正确； C．在硝化细菌的作用下与反应生成，N元素化合价升高，发生氧化反应，C正确； D．汽车发动机工作高温环境，氮气和氧气化合生成一氧化氮，故汽车尾气中排放的氮氧化物是由游离态氮转化来的，D正确； 故选A。 【巩固训练】 1．设为阿伏加德罗常数的值，依据氮元素的“价—类”二维图，下列分析正确的是 A．标准状况下，2.24 L 含有π键的数目为 B．17 g 溶于水，溶液中与数目之和为 C．1 mol 水解生成两种酸时，转移电子数为 D．常温下，pH=8.5的溶液中，的数目为 【答案】A 【解析】A．分子中存在氮氮三键，共价三键中含2个π键，则标准状况下，2.24 L (即0.1 mol)含有π键的数目为0.2 NA，A正确； B．17 g 物质的量为1 mol，溶于水后存在平衡：，溶液中含氮粒子有、和，根据物料守恒，三者数目之和为NA，则溶液中与数目之和小于NA，B错误； C．水解反应为：，和生成的HClO中Cl均为+1价，和生成的HNO3中N均为+5价，属于非氧化还原反应，无电子转移，C错误； D．常温下，pH=8.5的溶液中，但该溶液体积未知，无法计算所含的数目，D错误； 故选A。 2．实验室制备氨也可采用加热浓氨水的方法。下列关于氨水的说法错误的是 A．浓氨水易分解 B．氨水是含有多种分子和离子的混合物 C．的电离方程式为： D．可用作制冷剂 【答案】D 【解析】A．浓氨水中的NH3·H2O不稳定，受热或浓度高时易分解为NH3和H2O，故A正确； B．氨水中含有NH3、H2O、NH3·H2O等分子，以及、OH-等离子，故B正确； C．NH3·H2O是弱电解质，电离方程式正确表示为可逆过程：，故C正确； D．用作制冷剂的是液氨（NH3），而非NH3·H2O，故D错误； 答案选D。 3．NH3是氮的重要化合物，下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 【答案】A 【解析】A．氨气与碱石灰不反应，碱石灰可以吸收水分子，A正确； B．氨气属于碱性化合物，与浓硫酸反应生成铵盐，B错误； C．丙装置体系密闭，收集氨气时空气无法排除，C错误； D．氨气极易溶于水，漏斗口不能压在水面下，会引起倒吸，D错误； 答案选A。 4．下列说法正确的是 A．NH4HCO3是铵盐，也是碳酸氢盐，其分类方法为树状分类法 B．NaHCO3与澄清石灰水反应的离子方程式与NaHCO3的量多少无关 C．CO2通入盛有Na2O2的试管，固体质量增加 D．取待测液于试管中，加NaOH溶液，并将红色石蕊试纸置于溶液中，试纸变蓝，则说明原溶液中有 【答案】C 【解析】A．NH4HCO3是铵盐，也是碳酸氢盐，其分类方法为交叉分类法，故A错误； B．NaHCO3与少量澄清石灰水反应的离子方程式为 ；NaHCO3与过量澄清石灰水反应的离子方程式为，NaHCO3与澄清石灰水反应的离子方程式与NaHCO3的量多少有关，故B错误； C．CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和O2，固体由Na2O2变为Na2CO3，固体质量增加，故C正确； D．检验需加入氢氧化钠溶液且在加热条件下使NH3逸出，红色石蕊试纸应置于试管口；若直接浸入溶液，可能因溶液中含OH-而使试纸变蓝，无法证明存在，故D错误； 选C。 5．下列有关物质检验的操作、现象及结论错误的有 实验操作及现象 实验结论 A 向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成 溶液中一定含 B 向溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 溶液中一定含 C 向溶液中加入浓溶液，加热，产生的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 溶液中一定含 D 用洁净铂丝蘸取溶液做焰色反应，火焰呈黄色 一定是钠盐溶液且不能确定有无钾元素 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】D 【解析】A．向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，生成白色沉淀，可能含有或Ag+，A错误； B．加入稀盐酸产生使石灰水变浑浊的气体，可能来自、或等，B错误； C．加入NaOH浓溶液加热，若生成NH3应使湿润的红色石蕊试纸变蓝，但题目中描述为蓝色试纸变红，现象与结论矛盾，C错误； D．焰色反应呈黄色说明含Na+，但溶液不一定是钠盐（如NaOH），且未通过钴玻璃观察，不能确定有无钾元素，D错误； 符合要求的有4个； 故选D。 6．2022年北京冬奥会雪车雪橇中心的滑雪道是以液氨作为制冷剂，以下关于氨的说法错误的是 A．由于分子间存在氢键，所以的熔沸点高于 B．能做喷泉实验，证明氨气易溶于水 C．将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒相互靠近，产生白烟，说明氨水有挥发性 D．因非金属性N＞P，所以氮元素的含氧酸的酸性大于磷元素的含氧酸的酸性 【答案】D 【解析】A．NH3分子间存在氢键，PH3分子间不存在氢键，所以NH3的熔、沸点高于PH3，A正确； B．NH3易溶于水，故NH3能做喷泉实验，B正确； C．浓氨水、浓盐酸均有强挥发性，将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒相互靠近，挥发出的NH3和HCl反应会产生白烟，C正确； D．因为非金属性：N＞P，所以氮元素的最高价含氧酸的酸性大于磷元素的最高价含氧酸的酸性，D错误； 故选D。 7．下列叙述中正确的是 ①易液化，液氨常用作制冷剂 ②可用铁、铝制容器盛装浓硝酸和稀硝酸 ③利用氨气极易溶于水，氨气可做喷泉实验 ④所有的氮氧化物均易溶于水 ⑤铵盐受热分解一定都会产生氨气 ⑥可用湿润的淀粉-KI试纸鉴别红棕色的蒸气和气体 A．①③ B．①②③ C．①②③④ D．①②③④⑤⑥ 【答案】A 【解析】① NH3易液化，液氨汽化吸热，常用作制冷剂，正确。 ② 铁、铝在常温下遇浓硝酸发生钝化，但稀硝酸会反应，不能盛装，错误。 ③ 氨气极易溶于水，形成气压差可做喷泉实验，正确。 ④ NO难溶于水，并非所有氮氧化物均易溶，错误。 ⑤ 铵盐分解产物不一定含NH3（如NH4NO3分解生成N2O），错误。 ⑥ Br2和NO2均能氧化KI生成I2，试纸均变蓝，无法鉴别，错误。 综上，仅①③正确，选A。 阅读下列材料，完成下面小题。 氮是参与生命活动的重要元素。自工业革命以来，人类活动大大加剧了含氮化合物在大气圈和水圈中的总流量，如化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物，从而对生态平衡产生了严重影响。从化学的视角深刻理解氮循环，是化学学科的重要研究内容和责任。 8．煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．燃煤过程中发生了氮的固定 B．燃煤温度越高污染越重 C．煤燃烧不影响自然界氮循环 D．含氧量越高越容易生成NO 9．下列有关氮的化合物的说法错误的是 A．可用排水法收集 B．铵盐与强碱反应放出，可利用这一性质检验的存在 C．浓硝酸可保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处 D．的喷泉实验说明极易溶于水 10．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A．工业制硝酸过程中的物质转化： B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气： C．氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分 D．常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸 【答案】8．C 9．A 10．A 【解析】8．A．化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物，发生了N2到NO的反应，为氮的固定，故A正确； B．由图可知，温度越高，烟气中NO浓度越高，污染越重，故B正确； C．煤燃烧时使得N2生成NO的反应，污染环境，影响了氮循环，故C错误； D．由图可知，含氧量越高，烟气中NO浓度越高，越容易生成NO，故D正确； 故选C。 9．A．会和水反应，不可用排水法收集，错误； B．铵盐与强碱反应放出，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，可利用这一性质检验的存在，正确； C．浓硝酸见光受热容易分解，故可保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处，正确； D．的喷泉实验说明极易溶于水，导致装置中压强减小，形成喷泉，正确； 故选A； 10．A．工业制硝酸过程中氨气和氧气催化氧化生成NO，NO和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸，错误； B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气氮氧化合物生成亚硝酸钠，正确； C．氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐都含氮元素，它们之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分，正确； D．常温下铁和浓硝酸发生钝化反应，阻碍了反应的进行，故常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸，正确； 故选A。 11．如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是 A．在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨 B．在实验室中，可用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢 C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉 D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化铵固体 【答案】D 【解析】A．在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨，化学方程式为：，A正确； B．在实验室中，可用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢，利用了浓硫酸溶于水放热使HCl挥发的原理，B正确； C．实验中同时打开止水夹a、c、d，导管中的氨气和氯化氢可以化合成固体氯化铵，使烧瓶内压强降低，形成喷泉；氨气溶于水溶液呈碱性，可形成蓝色喷泉，氯化氢溶于水溶液呈酸性，可形成红色喷泉，C正确； D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合，氨水和盐酸反应生成NH4Cl，溶液呈酸性，可能使石蕊变红，若溶液酸性较弱，pH大于5，溶液会呈现紫色，蒸干氯化铵溶液，由于NH4Cl受热易分解，可能得不到氯化铵固体，D错误； 故选D。 12．下图中实验装置能达到相应实验目的的是 A．装置甲可用于检验氯化铵受热分解生成的两种气体 B．装置乙可进行喷泉实验 C．装置丙用于制备 D．装置丁可以准确测定酸碱中和反应的反应热 【答案】B 【解析】A．氯化铵分解生成氨气和HCl，左侧应选湿润的蓝色试纸试纸变红可检验HCl，右侧应选湿润的红色石蕊试纸变蓝可检验氨气，图中试剂选择不合理，故A错误； B．SO2和NaOH溶液反应，装置乙可进行喷泉实验，B正确； C．CO2在饱和食盐水中溶解的量很少，向溶有CO2的饱和食盐水中通入NH3无法制得NaHCO3，C错误； D．测定酸碱中和反应的反应热需要环形玻璃搅拌器，丁图中缺少，D错误； 本题选B。 13．溴化钾KBr可作为分析试剂、感光剂等，实验室模拟工业制备KBr的方法如下：先将尿素H2NCONH2(其中N的化合价为-3)加到K2CO3溶液中，然后在不断搅拌下缓慢注入液溴(易挥发)，发生反应：。下列有关此反应的说法正确的是 A．尿素作还原剂，CO2、N2是氧化产物 B．为加快反应速率，本实验可以采取高温加热 C．制取0.2mol KBr，转移电子数目为0.2NA D．实验室中KBr固体应密封保存在无色广口瓶中 【答案】C 【解析】A．C元素反应前后均为+4价，CO2不是氧化产物，A错误； B．液溴易挥发，本实验不能采取高温加热，B错误； C．根据反应方程式可得关系：，故制取0.2mol KBr，转移电子数目为0.2NA，C正确； D．KBr具有感光性，应保存在棕色广口瓶中，D错误； 故选C。 14．利用如图所示装置可以做喷泉实验。下列有关说法错误的是 A．圆底烧瓶要干燥 B．产生喷泉现象时，烧瓶内的压强大于大气压 C．若烧瓶内充满氨气，实验后烧瓶中所得氨水的浓度是mol/L(假设在标准状况下完成实验) D．烧瓶内充满SO2，胶头滴管和烧杯中加入浓碱液也可能形成喷泉 【答案】B 【解析】A．氨气极易溶于水，所以圆底烧瓶要干燥，A正确； B．产生喷泉现象时，烧瓶内的压强小于大气压，B错误； C．烧瓶内充满氨气，且设烧瓶体积为VL，则氨气的物质的量为mol，实验后烧瓶中所得溶液的浓度是mol·L-1(假设在标准状况下完成实验)，C正确； D．浓碱溶液可以吸收烧瓶中的SO2，瓶内可以形成负压从而形成喷泉，D正确； 故选B。 15．标况下，将某气体X充满一个干燥烧瓶，将烧瓶倒立于水槽中，瓶内液面上升(假设烧瓶内液体未扩散水槽)最后烧瓶中溶质的物质的量浓度最小的是 A．X为NH3 B．X为NO2 C．X为NO2和O2(体积比为4:1) D．X为NO和O2(体积比为4:3) 【答案】D 【解析】设烧瓶容积为1L，则氨气的物质的量为：≈0.045mol，该溶液的浓度为：=0.045mol/L，发生3NO2+H2O=2HNO3+NO，则n(NO2)=，生成的硝酸的物质的量为×，则溶液体积为L，则最终该溶液中溶质的物质的量浓度为==0.045mol/L，NO2和O2体积比为4:1的混合气体中，NO2的物质的量为：，根据反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知生成的HNO3的物质的量为：，则最终该溶液中溶质的物质的量浓度为==0.036mol/L，NO和O2体积比为4:3的混合气体中，NO的物质的量为：，根据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知生成的HNO3的物质的量为：，则最终该溶液中溶质的物质的量浓度为==0.026mol/L，综上分析可知，D所得溶液中物质的量浓度最小，故答案为：D。 16．同温同压下，将两个干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验(如图所示)，下列说法错误的是 A．打开止水夹、挤出胶头滴管中的水后，都可产生红色喷泉 B．实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度均为 C．实验后烧瓶中均未充满溶液 D．若去掉装置中的胶头滴管，采用热敷烧瓶的方法也可引发喷泉 【答案】B 【解析】A．①中氨气极易溶于水，使瓶内气压减小，氨水呈碱性能使酚酞变红，可形成红色喷泉，②中发生反应：3NO2+2H2O=2HNO3+NO，气体体积减小，使瓶内气压减小，硝酸溶液呈酸性能使石蕊溶液变红，可形成红色喷泉，故A正确； B．标况下，设烧瓶的体积为V，①中氨气完全溶解，溶液体积等于氨气的体积，所得溶液浓度为，②中发生反应：3NO2+2H2O=2HNO3+NO，3体积二氧化氮反应得到1体积NO，硝酸溶液体积为2体积，而有2体积的NO2转化为硝酸，溶液浓度为，故溶液的物质的量浓度均为，但题目没有说明状态，故B错误； C．①中氨气完全溶解，还剩余少量N2，②中发生反应：3NO2+2H2O=2HNO3+NO，NO难溶于水，则实验后烧瓶中均未充满溶液，故C正确； D．去掉装置中的胶头滴管，热敷烧瓶，待导气管气泡冒出后，冷却烧瓶会引发喷泉，故D正确； 故选：B。 17．下列选项中的物质能按图示路径一步转化，且在丙→甲的反应中丙作氧化剂的是 选项 甲 乙 丙 A Fe FeCl3 FeCl2 B CuSO4 Cu(NO3)2 Cu C NO2 HNO3 NO D Al2O3 Al2(SO4)3 Al(OH)3 【答案】A 【解析】A．Fe能与Cl2反应生成FeCl3，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，FeCl2能与活泼金属(如Zn等)反应生成Fe，各物质能按图示路径一步转化，且丙→甲的反应中FeCl2中Fe2+得电子被还原生成Fe，作氧化剂，A符合题意； B．CuSO4能与Ba(NO3)2反应生成Cu(NO3)2和BaSO4沉淀，Cu(NO3)2能被Fe置换生成Cu，Cu能与浓H2SO4反应生成CuSO4，各物质能按图示路径一步转化，但丙→甲的反应中Cu被氧化，作还原剂，而不作氧化剂，B不符合题意； C．NO2能与H2O反应生成HNO3和NO，稀HNO3能与Cu反应生成NO，NO能与O2反应生成NO2，各物质能按图示路径一步转化，但丙→甲的反应中NO被氧化，作还原剂，C不符合题意； D．Al2O3能与H2SO4反应生成Al2(SO4)3，Al2(SO4)3能与氨水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解生成Al2O3，各物质能按图示路径一步转化，但丙→甲的反应为非氧化还原反应，丙不作氧化剂，D不符合题意； 故选A。 18．氮氧化物(、)及水中的硝酸盐是当前环境保护研究的热点课题。 （1）某含化合物的溶液可吸收、并使氮氧化物与化合物结合。用该溶液处理含、的烟气，相同条件下氮氧化物的去除率与烟气中氧气体积分数的关系如图所示。 ①烟气中氧气的体积分数介于0~2%时，氧气体积分数增大有利于转化为，该反应的化学方程式为 。与相比，更易被溶液吸收去除，原因是 。 ②烟气中氧气的体积分数介于2%~8%时，随着体积分数的上升，氮氧化物去除率减小，原因是 。 （2）水中的硝酸盐污染物也可通过纳米去除。 已知：ⅰ．纳米具有很高的活性，易被氧化使表面形成氧化层。 ⅱ．纳米将转化为的关系如下： ①检验溶液中的操作和现象 。 ②溶液初始pH较低有利于的去除，可能的原因是 。 （3）用铝粉处理碱性废水中的。转化为无害气体，写出该反应的离子方程式 。 （4）①在的催化条件下，使用作为还原剂，可将水中的转化为。该反应机理如图所示，则还原的和还原的的体积比为 。 注：表示吸附在金属W表面的氢原子 ②若改用作为还原硝酸盐过程的催化剂，其催化机理与相似。但还原过程中检测到三种含氮化合物微粒，其浓度变化如图所示，在1.5~2.5h过程中，硝酸根()部分转化为的可能原因是 。 【答案】（1）2NO+O2=2NO2 NO2在溶液中的溶解度更大 氧气将Fe2＋氧化 （2）取少量溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液、加热，在试管口放湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝 酸性越强，的氧化性越强；H+能溶解纳米铁表面的氧化物，使纳米铁和充分接触，反应速率加快 （3） （4）2：3 在催化剂作用下生成的亚硝酸根离子与活化氢原子反应转化成了铵根离子 【解析】（1）①由题意可知，氧气体积分数增大时发生的反应为一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，反应的化学方程式为：2NO+O2=2NO2；一氧化氮不溶于水，而二氧化氮易溶于水，且二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮，所以与一氧化氮相比，二氧化氮更易被溶液吸收去除； ②烟气中氧气的体积分数介于2%~8%时，随着氧气体积分数的上升，氮氧化物去除率减小是因为随着氧气体积分数的上升虽然有利于一氧化氮转化为二氧化氮，但亚铁离子被氧气氧化为铁离子的程度增大，导致氮氧化合物无法与亚铁离子化合； （2）①溶液中的铵根离子能与氢氧根离子共热反应生成能使红色石蕊试纸变蓝色的氨气，则检验溶液中铵根离子的操作和现象为取少量溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液、加热，在试管口放湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝； ②溶液初始pH较低时，溶液的酸性较强，硝酸根离子的氧化性越强，且溶液中的氢离子能溶解纳米铁表面的氧化物，使纳米铁能与硝酸根离子充分接触，导致反应速率加快，所以溶液初始pH较低有利于硝酸根离子的去除； （3）由题意可知，用铝粉处理碱性废水中的硝酸根离子发生的反应为碱性条件下铝与溶液中的硝酸根离子反应生成四羟基合铝酸根离子和氮气，反应的离子方程式为； （4）①根据催化机理图，要将2 mol 还原为，需要消耗3 mol ；而这2 mol 是由2 mol 与2 mol 反应生成的，同时生成2 mol ；要将这2 mol 还原为以实现催化剂的循环，需要消耗2 mol 。因此，还原的和还原的的体积比为2:3； ②在1.5~2.5h过程中，硝酸根离子部分转化为铵根离子的原因是催化过程中，亚硝酸根离子在催化剂表面反应生成亚硝酸根离子，生成的亚硝酸根离子在催化剂表面与活化氢原子反应转化成为铵根离子。 19．氮元素形成的化合物种类繁多。 （1）请根据以下工业制硝酸及硝酸铵的流程图，回答相关问题。 ①和通过红热的铁纱网(起催化作用)发生反应，该反应的氧化剂是 。 ②B装置是氧化炉，发生反应的化学方程式为 。 ③写出D中合成硝酸铵的化学方程式 。 ④吸收塔C中通入空气的目的是 。 （2）某化学实验小组利用如图装置制备氨气，反应的化学方程式为 。 （3）用如图装置收集氨气：打开a、b，关闭c，氨气由 (选填“a”或“b”)进入烧瓶。氨气收集满后，关闭a、b，打开c，做喷泉实验，烧瓶内产生红色喷泉，该现象说明了氨气具有的性质是 。 【答案】（1） 使NO全部转化成 （2） （3）a 氨极易溶于水，溶于水形成的溶液呈碱性 【分析】氮气和氢气在催化剂作用下反应生成氨气，氨气在催化剂作用下雨氧气反应生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气、水反应生成硝酸，硝酸和氨气反应生成硝酸铵。 【解析】（1）①和通过红热的铁纱网(起催化作用)发生反应生成氨气，氮气化合价降低，氮气是氧化剂，氢气化合价升高，氢气是还原剂；故答案为：N2。 ②B装置是氧化炉，是氨气发生催化氧化的装置即发生反应的化学方程式为；故答案为：。 ③根据图中信息D中合成硝酸铵是氨气和硝酸反应生成硝酸铵，其反应的化学方程式；故答案为：。 ④吸收塔C最终变为硝酸，NO和氧气变二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，因此C中通入空气的目的是使NO全部转化成；故答案为：使NO全部转化成。 （2）某化学实验小组利用如图装置制备氨气，利用氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气、氯化钙和水，其反应的化学方程式为；故答案为：。 （3）用如图装置收集氨气：打开a、b，关闭c，由于氨气易溶于水，密度比空气小，因此用向上排空气法收集氨气即氨气由a进入烧瓶。氨气收集满后，关闭a、b，打开c，做喷泉实验，烧瓶内产生红色喷泉，说明溶液显碱性，该现象说明了氨气具有的性质是氨极易溶于水，溶于水形成的溶液呈碱性；故答案为：a；氨极易溶于水，溶于水形成的溶液呈碱性。 20．氮元素不仅是大气主要组成元素，也是蛋白质、核酸等生命大分子的关键组成元素。而在生态系统中，氮循环是核心环节之一，涵盖了固氮、氨化、硝化和反硝化等多个过程，维持了氮元素在生物圈和环境中的动态平衡。 （1）下列有关蛋白质的说法正确的是___________。 A．蛋白质只由C、H、O、N四种元素组成 B．酒精能使蛋白质变性 C．棉、麻、蚕丝主要成分均为蛋白质 D．蛋白质水解生成葡萄糖 （2）1919年，卢瑟福通过粒子轰击氮气，首次实现人工核嬗变——氮-14原子核被转化为氧-17并释放氢核(质子)，揭示了原子核的可变性。下列说法正确的是___________。 A．上述过程属于化学变化 B．粒子是质子数为2的氦原子 C．与属于同一种核素 D．的中子数比多2 自然界中的局部氮循环如下图。 （3）上图含氮物质的各步转化的说法中，正确的是___________。 A．属于氮的固定的是①②⑥ B．硝化作用中N元素均被氧化 C．转化为需要消耗 D．根瘤菌和亚硝化细菌都参加了氮循环中的化学反应 （4）某地土壤样品，经电泳实验发现其胶体粒子向阳极移动，则含氮量相等的下列氮肥中，不宜在该地施用的是___________。 A．氨水 B． C． D． （5）含的废水可用二硫化亚铁()处理，在反硝化细菌的作用下发生以下反应，请将离子方程式补充完整并配平 。 水中的硝酸盐污染物也可通过纳米Fe去除。 已知：ⅰ．纳米Fe具有很高的活性，易被氧化使表面形成氧化层。 ⅱ．纳米Fe将转化为的关系如下： （6）检验溶液中的操作和现象 。 （7）溶液初始pH较低有利于的去除，可能的原因是 、 (任写2条)。 （8）通过检测循环水中的可判断循环水的水质是否恶化，检测利用的是酸性条件下I-被氧化为的反应，该反应的历程如下： Ⅰ．    Ⅱ．∙∙∙∙∙∙          Ⅲ． Ⅱ的离子方程式为 。 (9)若废水中的的浓度约为，取废水5mL于试管中，滴加2滴的硝酸银溶液，能否看到沉淀现象？ ，试通过计算说明 。 (注：1mL溶液以20滴计；)(忽略2滴溶液体积对混合溶液体积变化的影响) 【答案】（1）B （2）BD （3）BD （4）D （5） （6）取少量溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液、加热，在试管口放湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝。 （7）酸性越强，的氧化性越强 H+能溶解纳米铁表面的氧化物，使纳米铁和充分接触，反应速率加快 （8） (9) 能 【解析】（1）A．蛋白质由C、H、O、N、S等元素组成，故A错误； B．酒精能使蛋白质变性，能杀菌、消毒，故B正确； C．棉、麻主要成分为纤维素，蚕丝主要成分为蛋白质，故C错误；     D．蛋白质水解生成氨基酸，故D错误； 选B。 （2）A．上述变化发生原子核变化，核变属于物理变化，故A错误； B．粒子是质子数为2的氦原子，故B正确； C．与中子数不同，属于两种不同核素，故C错误；     D．的中子数为17-8=9， 的中子数为14-7=7，的中子数比多2，故D正确； 选BD。 （3）A．氮元素由游离态变为化合态属于氮的固定，属于氮的固定的是①②，故A错误； B．硝化作用中N元素化合价升高，N元素被氧化，故B正确； C．转化为转移0.8 mol电子，根据得失电子守恒，需要消耗0.2 molO2，没有明确是否为标准状况，消耗氧气的体积不一定是4.48L，故C错误； D．根瘤菌通过共生关系将大气中的氮气转化为氨态氮或硝态氮，氨气在亚硝化细菌将作用下氧化为亚硝酸根离子，根瘤菌和亚硝化细菌都参加了氮循环中的化学反应，故D正确； 选BD。 （4）某地土壤样品，经电泳实验发现其胶体粒子向阳极移动，说明土壤中胶体粒子带负电，易吸附阳离子，不易吸附阴离子，则不宜在该地施用的是，选D。 （5）含的废水可用二硫化亚铁()处理，S元素化合价由-1升高为+6、N元素化合价由+5降低为0，根据得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为 （6）与OH-在加热条件下反应放出氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，检验溶液中的操作和现象：取少量溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液、加热，在试管口放湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝。 （7）酸性越强，的氧化性越强；H+能溶解纳米铁表面的氧化物，使纳米铁和充分接触，反应速率加快，所以溶液初始pH较低有利于的去除。 （8）酸性条件下I-被氧化为，总反应为：正反应-Ⅰ-Ⅲ得反应Ⅱ的离子方程式为。 （9）若废水中的的浓度约为，取废水5mL于试管中，滴加2滴的硝酸银溶液，，所以能看到沉淀现象。 22．含氮化合物对生态环境和人类健康都有一定的影响，必须采取相应的措施来治理或加以控制。 （1）生物硝化反硝化法可将酸性废水中的氨氮转化为氮气，其原理如图1所示。 ①每处理含1mol NH的酸性废水，理论上消耗CH3OH的物质的量为 。 ②上述生物硝化反硝化法的优点是 。 （2）折点加氯法是将次氯酸钠投入废水中，将废水中的氨氮转化为N2的化学脱氮工艺。设定反应温度为25 ℃，向含NH的酸性废水中投加NaClO时，NH浓度、氯胺(NH2Cl)浓度与投入的NaClO溶液体积的关系如图2所示。 ①在酸性废水中，投入的NaClO在0～0.7 mL过程中发生的反应为NH＋HClO=NH2Cl＋H2O＋H＋。投入量在0.7～1.0 mL的过程中反应的离子方程式为 。 ②实验证明，弱酸性有助于提高废水中氮的脱除率，其原因是 。 （3）腌制食品中亚硝酸盐允许残留量(以NaNO2计)≤30 mg·kg-1。为测定某咸菜中亚硝酸盐的残留量，取0.3 kg咸菜榨汁，经处理得无色溶液，将所得溶液转移至250 mL容量瓶并定容。取出25 mL溶液置于锥形瓶中，加入盐酸调节pH，再滴加KI至过量，待反应完成后用0.0010 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定，共消耗体积为12.00 mL。则该市售咸菜的亚硝酸盐残留量是否符合安全标准 。(写出计算过程) (已知：2NO＋4H＋＋2I-=2NO↑＋I2＋2H2O；I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6) 【答案】（1）0.83mol(或mol) 不产生二次污染 （2）2NH2Cl＋HClO=N2↑＋3Cl-＋3H＋＋H2O或2NH2Cl＋ClO-=N2↑＋3Cl-＋2H＋＋H2O 酸性条件下，ClO-可转化为HClO，氧化性增强 （3）关系式：2NO～I2～2Na2S2O3，n(Na2S2O3)=0.0010 mol·L-1×12.00×10-3L=1.2×10-5 mol，n(NaNO2)=n(NO)=n(Na2S2O3)=1.2×10-5 mol×=1.2×10-4 mol，亚硝酸盐残留量==27.6 mg·kg-1，27.6mg·kg-1<30mg·kg-1，符合安全标准 【解析】（1）①根据氮守恒，1mol NH转化成1mol NO，1mol NO转化成N2得到5 mol电子，1mol CH3OH转化为二氧化碳失去6 mol电子，故每处理1mol NH需要消耗mol CH3OH； ②观察题图1可知，最终产物为氮气和二氧化碳，不会产生二次污染； （2）①折点加氯法是将次氯酸钠投入废水中，将废水中的氨氮转化为N2的化学脱氮工艺，说明终产物为氮气，投入量在0.7～1.0 mL的过程中NH2Cl减少，故第二步反应为2NH2Cl＋HClO=N2↑＋3Cl-＋3H＋＋H2O； ②实验证明，弱酸性有助于提高废水中氮的脱除率，其原因是酸性条件下，ClO-可转化为HClO，氧化性增强； （3）设NO的物质的量为n，根据题意可知： n(NaNO2)=n(NO)=n(Na2S2O3)=1.2×10-5 mol×=1.2×10-4 mol 亚硝酸盐残留量==27.6 mg·kg-1，27.6 mg·kg-1<30 mg·kg-1，故符合安全标准。 22．氮、磷、钾号称肥料的“三要素”，化学肥料的施用，使农业增产增收，经济效益显著。但是，化学肥料的滥施乱用也对环境产生不良影响。请根据相关知识和信息回答下列问题： （1）下图是某品牌化肥包装袋中的部分文字： ××牌化肥 硝酸铵 净重：  含氮量： ①写出以氨为原料制取该化肥的各步化学方程式 。 ②关于该氮肥的处置和施用正确的方法是 。 A．与碱石灰混合施用      B．如果结块，可用铁锤敲击 C．与钙镁磷肥混合施用    D．在经常排灌水的稻田中施用肥效最高 ③若该化肥的杂质中不含氨元素，则该化肥的纯度是 。 （2）甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同： ①甲厂以焦炭和水为原料；②乙厂以天然气和水为原料；③丙厂以石脑油(主要成分为)和水为原料。 按工业有关规定，利用原料所制得的原料气和的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气(换算成的物质的量)和的物质的量之比，则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？ 。 （3）近年来水华和赤潮时有发生，据专家分析，是由水体富营养化造成的，试分析水体富营养化的原因 。 【答案】（1）；；； C 98% （2）丙 （3）含N、P化肥的大量施用以及生活污水的大量排放，若不采用污水处理措施，必将导致水体富营养化，而发生水华、赤潮 【解析】（1）①以氨为原料制取硝酸铵，首先氨催化氧化生成一氧化氮：；一氧化氮被氧气氧化为二氧化氮：；二氧化氮与水进一步反应生成硝酸和一氧化氮：；最后氨与硝酸反应生成硝酸铵：； ②A：因碱石灰显碱性，与混合后生成氨气，挥发导致肥效降低，故A项错误； B：受热或重击时易发生剧烈爆炸，故B项错误； C：利用水解产生的酸性可使，缓慢溶解，有利于作物吸收，故C项正确； D：土壤胶粒带负电荷，易吸附阳离子，而会随水流失，故D项错误； ③的纯度； 故答案为：；；；；C；98% （2）由化学方程式、可知，当和体积之比为时原料利用率最高。又由、知所得和物质的量之比最接近的是；故选丙厂； 故答案为：丙 （3）水体富营养化是由于大量使用化肥、含磷洗衣粉，以及生活污水排放到江河湖泊及海洋中，从而使水中含有丰富的氮、磷，导致藻类植物大量繁殖，产生水华，赤潮； 故答案为：含N、P化肥的大量施用以及生活污水的大量排放，若不采用污水处理措施，必将导致水体富营养化，而发生水华、赤潮。 / 学科网（北京）股份有限公司 $