2.课时跟踪检测练 12.第五章 课节强化练 (二) 氮及其化合物-【满分思维】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本高中化学讲义聚焦氮及其化合物核心知识点，系统梳理氮气性质、氮的固定（自然及工业固氮）、氮氧化物（NO、NO₂）转化、硝酸制备与性质，以及氮循环和实际应用（如脱硝、废水处理），构建从基础性质到实验探究再到实际应用的学习支架。 该资料亮点在于教材习题改编与迁移应用结合，通过喷泉实验方案设计、铜与硝酸反应现象分析等培养科学探究与实践能力，借助氮循环、氨氮废水处理案例渗透科学态度与责任，氧化还原反应电子转移分析强化科学思维。课中辅助教师实验教学，课后帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

课节强化练(二)　氮及其化合物 (40分钟　55分) 教材习题改编 1.(2分)(教材课后习题改编)下列关于氮气的说法错误的是 (　　) A.氮气在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸 B.液氮可用于医学和高科技领域,制造低温环境 C.高温或通电的条件下,氮气能与氧气化合生成一氧化氮 D.在高温高压催化剂条件下与氢气反应时,氮气作还原剂 【解析】选D。氮气是一种无色无味的气体,是空气的主要成分之一,化学性质稳定,在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸,故A正确;液氮汽化吸热,所以可以制造低温环境,故 B 正确;高温或通电的条件下,氮气能与氧气化合生成一氧化氮,为高能固氮的过程,故C正确;在高温高压催化剂条件下与氢气反应生成氨气,氮气中N的化合价从0降低到-3,作氧化剂,故D错误。 2.(2分)(教材课后习题改编)如图所示是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案,下列有关操作不可能引发喷泉现象的是 (　　) A.图甲中挤压胶头滴管使管内的NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹 B.图乙中用热毛巾捂住圆底烧瓶底部并打开止水夹 C.图丙中用鼓气装置从装置的a处鼓入适量空气并打开止水夹 D.图丁中向装置的水槽中慢慢加入足量生石灰并打开止水夹 【解析】选B。A.二氧化硫与NaOH溶液反应,烧瓶内气压减小,可形成喷泉实验,A不符合题意;B.氮气与NaOH溶液接触,N2不溶于水,也不与NaOH溶液反应,B符合题意;C.通过鼓入空气,使锥形瓶中的水进入烧瓶中,氨气极易溶于水,烧瓶内气压减小,可形成喷泉实验,C不符合题意;D.生石灰与水反应放热,使浓氨水分解出氨气,锥形瓶中气压增大,使得浓氨水进入烧瓶与HCl反应,烧瓶内气压减小,可形成喷泉实验,D不符合题意。 3.(2分)(教材课后习题改编)诺贝尔化学奖曾授予德国化学家以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体,以减少汽车尾气中有毒气体的排放,正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是 (　　) A.CO在铂表面被氧化生成CO2,铂起催化作用 B.汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2 C.CO在铂表面可能和O2、NOx反应 D.NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合 【解析】选D。CO、NOx在铂表面发生的反应为CO+NOxCO2+N2(未配平),也可能是CO与O2反应,此过程中铂作催化剂,CO2不能与人体中的血红蛋白结合。 4.(2分)(教材课后习题改编)如图所示是自然界中的氮循环过程,下列有关叙述错误的是 (　　) A.反应①、②及工业合成氨均属于氮的固定 B.反应③的化学方程式为4NO+3O2+2H2O===4HNO3 C.反应④中,生成1 mol N,至少需要提供4 mol O2 D.过程中参与循环的元素有氮元素,还有氢和氧元素 【解析】选C。氮的固定是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程,反应①、②及工业合成氨都是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程,均属于氮的固定,故A正确;由图可知,反应③为一氧化氮与氧气和水反应生成硝酸,反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O===4HNO3,故B正确;由图可知,反应④为在硝化细菌作用下氨气与氧气反应生成硝酸根离子的反应,由得失电子数目守恒可知,生成1 mol硝酸根离子需要提供氧气的物质的量为1 mol×2=2 mol,故C错误;由图可知,自然界中的氮循环过程中参与循环的元素有氮元素,还有氢和氧元素,故D正确。 5.(2分)(教材课后习题改编)已知反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,下列说法正确的是 (　　) A.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2 B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 C.1 mol NO2与足量水反应转移电子个数为2NA D.每生成22.4 L NO,有2 mol NO2被氧化 【解析】选B。由方程式可知,反应中二氧化氮中氮元素的化合价既升高被氧化又降低被还原,二氧化氮既是反应的氧化剂也是反应的还原剂,硝酸是反应的氧化产物、一氧化氮是还原产物。由分析可知,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1,故A错误;由分析可知,二氧化氮既是反应的氧化剂也是反应的还原剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶2,故B正确;由分析可知,3 mol二氧化氮与足量水反应,转移电子的物质的量为2 mol,则1 mol 二氧化氮参与反应时,转移电子个数为1 mol××NA·mol-1=NA,故C错误;没有明确是否为标准状况下,无法计算22.4 L 一氧化氮的物质的量和被氧化的二氧化氮的物质的量,故D错误。 6.(4分)(教材课后习题改编)烟气催化脱硝是利用脱硝剂能将烟气中的氮氧化物转化为无毒无害的物质,有效减少了烟气对空气的污染,其脱硝过程如图所示,下列说法中错误的是 (　　) A.在烟气脱硝过程中NOx被还原为N2 B.每处理含0.3 mol NOx的烟气需消耗4.48 L(已折算成标准状况下)氨气 C.空气中NOx的含量高低是检验空气质量的标准之一 D.如果把NOx看成NO,则发生的反应为6NO+4NH35N2+6H2O 【解析】选B。A.由图可知,NOx→N2,N元素化合价降低,被还原,A正确;B.未知x具体数值,无法确定转移电子数,则不能计算需要消耗氨气的体积,B错误;C.空气中过量的NOx会造成酸雨等,则NOx的含量高低是检验空气质量的标准之一,C正确;D.如果把NOx看成NO,NO→N2,N元素化合价降低了2,NH3→N2,N元素化合价升高了3,由化合价升降相等和原子守恒,则发生的反应为6NO+4NH35N2+6H2O,D正确。 7.(8分)(教材课后习题改编)利用如图所示装置进行铜与硝酸反应的实验,得到的实验现象如下表: 序号 实验试剂(20 ℃) 实验现象 Ⅰ 铜丝、2 mL稀硝酸 铜丝逐渐变细,有气泡产生,a中先产生无色气体后略有红棕色,溶液变蓝 Ⅱ 铜丝、2 mL浓硝酸 反应剧烈,铜丝逐渐变细,a中上方出现红棕色气体,溶液变绿 (1)组装好装置后进行实验之前需先进行气密性检查。(1分)  (2)写出实验Ⅰ中产生的无色气体的化学式: NO。(1分)  (3)写出实验Ⅱ中铜与浓硝酸反应的离子方程式:Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O。(2分)  (4)装置中采用可拉动铜丝的优点是易于控制反应进行的程度,随时可以发生、停止(写一点)。(2分)  (5)针对Ⅰ中溶液呈蓝色,Ⅱ中溶液呈绿色。甲同学推测溶液的颜色与硝酸铜的质量分数有关,而乙同学推测Ⅱ中溶液呈绿色的原因是NO2在硝酸铜溶液中达到饱和所致。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是ACD (填字母)。(2分)  A.加热绿色溶液,观察颜色变化 B.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化 C.向绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化 D.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化 【解析】(1)为了保证实验顺利进行,组装好装置后进行实验之前需先进行气密性检查;(2)实验Ⅰ中是铜和稀硝酸反应会生成无色的NO,所以产生的无色气体的化学式为NO;(3)实验Ⅱ中铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的离子方程式为Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O;(4)装置中采用可拉动铜丝的优点是易于控制反应进行的程度,随时可以发生、停止;(5)加热该绿色溶液,二氧化氮气体挥发,可通过颜色的变化证明,故A正确;加水稀释绿色溶液,硝酸铜溶液浓度降低,同时二氧化氮和水反应,不能证明溶液颜色的变化原因,故B错误;向该绿色溶液中通入氮气,可将二氧化氮气体排出,通过颜色变化可证明,故C正确;向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,如颜色变为绿色,可证明,故D正确。 迁移应用提升 8.(2分)实验室制取少量NH3并探究其性质。下列装置不能达到实验目的的是 (　　) A.用装置甲制取NH3 B.用装置乙干燥NH3 C.用装置丙检验NH3水溶液呈碱性 D.用装置丁探究NH3的还原性 【解析】选B。用装置甲将浓氨水滴加到CaO固体上制取NH3,可以达到实验目的,A不选;NH3与无水氯化钙反应,不能用无水氯化钙干燥氨气,不能达到实验目的,B选;NH3不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝,但能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明NH3水溶液呈碱性,可以达到实验目的,C不选;氨气具有一定还原性,在加热条件下能与氧化铜发生氧化还原反应,通过观察试管中固体颜色的变化,可判断反应的发生,从而探究氨气的还原性,可以达到实验目的,D不选。 9.(2分)课外兴趣小组同学从雾霾采集器中收集到雾霾颗粒,用蒸馏水浸取后对雾霾成分进行研究。下列根据实验现象得出的结论正确的是 (　　) A.向浸取液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,说明雾霾中有Cl- B.向浸取液中加入NaOH浓溶液并加热,未产生使蓝色石蕊试纸变红的气体,说明雾霾中没有N C.向浸取液中加入酸性高锰酸钾溶液,振荡后变为无色,说明雾霾中存在氧化性物质 D.向浸取液中先加入盐酸酸化,无明显变化,再加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,说明雾霾中有S 【解析】选D。硫酸根、碳酸根和银离子均能产生白色沉淀,向浸取液中加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,不能说明雾霾中有Cl-,A不符合题意;氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B不符合题意;浸取液中加入酸性高锰酸钾溶液,振荡后变为无色,雾霾中有还原性物质,C不符合题意;向浸取液中先加入盐酸酸化,无明显变化,再加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,雾霾中有S,D符合题意。 10.(4分)为了探究浓硝酸的性质,进行以下五组实验,均观察到红棕色气体。下列分析错误的是 (　　) A.将带火星的木条靠近①的试管口,木条复燃,说明NO2能支持燃烧 B.②中的铁片钝化,红棕色气体由浓硝酸分解产生,③中溶液变为绿色 C.①④⑤实验对比,④中的红棕色气体可能是由挥发的浓硝酸受热分解产生的 D.五支试管中的红棕色气体均为还原产物 【解析】选B。灼热的玻璃棒插入浓硝酸中,HNO3分解生成NO2、O2和H2O,带火星的木条靠近①的试管口,木条复燃,说明NO2和O2均能支持燃烧,A正确;灼热的铁片在浓硝酸中发生反应,且生成红棕色的NO2,不能钝化,B错误;浓硝酸具有强挥发性,挥发出的HNO3(g)受灼热木炭作用,发生分解反应生成红棕色NO2,C正确;红棕色气体均为NO2,都是HNO3被还原生成,均为还原产物,D正确。 11.(2分)Cu与2 mol·L-1的稀硝酸反应,如果N的浓度下降0.3 mol·L-1,则同时溶液中H+浓度下降 (　　) A.0.3 mol·L-1　　　　 B.0.6 mol·L-1 C.0.9 mol·L-1 D.1.2 mol·L-1 【解析】选D。设参加反应的H+物质的量为x,依据化学方程式定量关系,减少的硝酸根离子和生成的一氧化氮物质的量相同,Cu与2 mol·L-1的稀硝酸反应,如果N的浓度下降0.3 mol·L-1,则同时溶液中H+浓度下降可以依据溶液反应实质计算, 3Cu+2N+8H+===2NO↑+3Cu2++4H2O 8 2 x 0.3 mol·L-1 x=1.2 mol·L-1,故选D。 12.(2分) 如图所示,向试管内通入14 mL O2后,最后试管中的液面仍处在原来的位置,则原试管中NO的体积为 (　　) A.4 mL　　B.6 mL　　C.8 mL　　D.12 mL 【解析】选C。由题意可知,氧气未完全反应,依据反应的方程式:4NO+3O2+2H2O===4HNO3,设原来一氧化氮的体积为x mL,故有14-x=x,可得x=8,故C项正确。 【补偿训练】如图所示为氮元素的价类二维图。 下列说法正确的是 (　　) A.X属于酸性氧化物 B.NO2转化为HNO3一定需要加入氧化剂 C.一定条件下,NO2和NH3反应可以转化成N2 D.实验室采用加热分解NH4Cl固体制取NH3 【解析】选C。根据示意图可知X是NO,NO和碱不反应,不属于酸性氧化物,A不符合题意;NO2转化为HNO3不一定需要加入氧化剂,例如二氧化氮溶于水生成硝酸和NO,B不符合题意;一定条件下,NO2和NH3可以发生氧化还原反应生成水和N2,C符合题意;氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,氯化氢和氨气冷却后又转化为氯化铵,因此不能制备NH3,D不符合题意。 13.(4分)(双选)元素化合价和物质类别是研究物质性质的两个维度,以下是氮元素及其化合物的价类二维图。下列说法错误的是 (　　) A.b→a和b→c均属于氮的固定 B.a→b→d→e→g的转化均可一步实现 C.汽车中的净化装置不能实现c→b的转化 D.b、c、d、h均可能为e的还原产物 【解析】选B、C。A.氮气转化为氮的化合物的反应属于氮的固定,b→a和b→c均属于氮的固定,A正确;B.氮气和氧气反应只能生成一氧化氮,b→d不可一步实现,B错误;C.汽车中的净化装置可实现一氧化氮到氮气的转化,即c→b的转化,C错误;D.e中氮元素为最高价+5价,b、c、d、h均可能为e的还原产物,D正确。 14.(4分)氨氮废水造成湖泊富营养化,某研究团队设计处理流程如图所示: 在硝化过程中实现N→N→N转化,在反硝化过程中实现HNO3→N→N2转化。下列说法正确的是 (　　) A.硝化过程中,含氮物质均发生还原反应 B.反硝化过程属于氮的固定 C.在一定条件下向废水中加入甲醇(CH3OH)可实现反硝化过程,甲醇中某元素的化合价会升高 D.HNO3完全转化成1 mol N2时,转移的电子数为5NA 【解析】选C。硝化过程中实现N→N→N转化,氮元素化合价不断升高,发生氧化反应,故A错误;氮的固定是将游离态氮转化为化合态的氮,反硝化过程中实现HNO3→N→N2转化,将氮的化合态转化为氮气,不属于氮的固定,故B错误;加入甲醇(CH3OH)可实现反硝化过程,废水中氮元素化合价降低,则甲醇中某元素的化合价会升高,故C正确;HNO3转化成N2时氮元素化合价降低,生成1 mol N2时得到10 mol电子,转移的电子数为10NA,故D错误。 15.(13分)某实验小组用如图所示实验装置模拟工业上制取硝酸: (1)控制氧气的流速是制硝酸的关键,该实验可通过观察氨水中一定时间内出现气泡的多少控制氧气的流速。(2分) (2)写出装置B中发生反应的化学方程式:4NH3+5O24NO+6H2O。(2分)  (3)由于水的比热容较大,A中挥发的水蒸气会影响B中的反应温度,所以在AB之间插入装有B的干燥装置。(1分)  A.浓H2SO4　　　B.碱石灰　　　C.P2O5 (4)实验后装置F中NaNO2和NaNO3物质的量浓度较大的是亚硝酸钠(填化学名称)。(装置F中发生的主要反应为NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O)(2分)  (5)工业上要获得浓度较大的硝酸,往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁,然后在较低温度下进行蒸馏,但不能采用较高温度的原因是防止硝酸受热挥发和发生分解反应。(2分)  (6)请从环境保护角度设计制备硝酸铜的方案,实验室可提供新制硝酸、Cu粉,写出方案中涉及的化学方程式: 2Cu+O22CuO;  CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O。(4分)  【解析】由实验装置图可知,装置A为提供反应物氨气和氧气的装置,同时可控制氧气的流速,装置B中氨气和氧气在催化剂作用下发生共热反应生成一氧化氮和水,装置C中盛有的浓硫酸用于吸收一氧化氮气体中混有的氨气和水蒸气,装置D中一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,装置E中二氧化氮和水反应生成硝酸,装置F中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收氮的氧化物,防止污染空气。(1)装置A中通过观察气泡逸出的快慢可以确定通入氧气的流速,所以实验时可通过观察氨水中一定时间内出现气泡的多少控制氧气的流速。(2)由分析可知,装置B中氨气和氧气在催化剂作用下发生共热反应生成一氧化氮和水,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。(3)氨气为碱性气体,能与浓硫酸和五氧化二磷反应,所以在AB之间不能插入装有浓硫酸、五氧化二磷的干燥装置,应插入装有碱石灰的干燥装置。(4)由装置F中发生的主要反应可知,实验后溶液中亚硝酸钠的物质的量大于硝酸钠,所以溶液中亚硝酸钠的浓度大于硝酸钠。(5)硝酸具有挥发性和不稳定性,为防止硝酸受热挥发和发生分解反应,所以蒸馏不能采用较高温度,应在较低温度下进行获得浓度较大的硝酸。(6)为防止硝酸与铜反应生成氮的氧化物污染环境,制备硝酸铜时,应先在空气中加热铜粉,使铜完全转化为氧化铜,后将氧化铜溶于稀硝酸制得硝酸铜,反应的化学方程式为2Cu+O22CuO、CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O。 - 14 - 学科网（北京）股份有限公司 $