第15讲 氮循环　氮气与氮氧化物 氨的转化与生成（暑假预习讲义）新高一化学鲁科版

第15讲　氮循环　氮气与氮氧化物 氨的转化与生成 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.通过了解自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。 2.通过实验探究和真实情境，了解氮气、一氧化氮和二氧化氮的性质。 3.能从物质的类别、氮元素价态的角度，掌握氨气、铵盐的物理性质和化学性质。 4.能够根据氨气、铵盐的性质，并会设计实验探究氨气的制法、铵根离子的检验。 预习重点 氮气、一氧化氮和二氧化氮的性质 氨气、铵盐的性质 预习难点 氨气的制法、铵根离子的检验 情｜境｜启｜思 请同学们分组讨论自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 自然界中的氮循环　氮气 1．自然界中的氮循环 (1)氮元素的存在 在自然界中的存在形式有 和 。 (2)自然界中的氮循环 ①自然循环 ②人类活动的影响 a．氮气NH3―→含氮化合物(如铵盐、硝酸等)。 b．化石燃料、农作物的秸秆燃烧等所产生的 参与氮的循环。 2.氮的固定 3．氮气 (1)物理性质 无色、无味的气体，难溶于水。 (2)化学性质 在通常状况下，氮气的化学性质 ，很难与其他物质发生反应。 【思考】从元素化合价、物质分类的角度预测N2的化学性质。 ①还原性 a．实验探究 实验装置 实验操作 现象 硬质玻璃管内充入N2和O2，然后给硬质玻璃管两端的电极上通电，在硬质玻璃管内能产生火花 气体颜色由无色变为红棕色 b.结论：在放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO立即被氧化为NO2，化学方程式为N2＋O22NO、2NO＋O2===2NO2。 【特别提醒】N2和O2反应后的最初产物是NO，而不是NO2。 ②氧化性 N2和H2反应生成NH3，化学方程式：N2＋3H22NH3。 Mg在N2中燃烧生成Mg3N2，化学方程式：N2＋3MgMg3N2。 (3)氮气的主要用途 ①氮气常用作 ，用于焊接金属、填充灯泡、保存食品等。 ②氮气是合成氨、制硝酸的主要原料。 ③液氮可用作 ，用于医学、科技等领域。 【例1】下列过程不属于氮的固定的是(　　) A．雷电时生成氮的氧化物 B．工业上用氢气与氮气合成氨 C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐 D．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐 【即练1】自然界中的氮循环如图所示。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发生化学反应 C．在氮循环过程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 知识点02 氮的氧化物 1．氮的氧化物种类 化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 对应氧化物 N2O NO N2O3 NO2(或N2O4) N2O5 注意：N2O3与N2O5属于 。 2．NO和NO2 (1)物理性质 氧化物 颜色 状态 气味 水溶性 NO － NO2 有刺激性气味 (2)化学性质 ①实验探究 实验装置 实验操作 现象 向充满NO气体的试管中通入O2 气体颜色由无色逐渐变为 向充满NO2气体的试管中注入水 气体逐渐减少，颜色由 变为无色，得到无色溶液 ②结论：在一定条件下，NO和NO2可以相互转化 a．NO→NO2：2NO＋O2===2NO2(NO表现还原性)。 b．NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(NO2既表现氧化性，又表现还原性)。 (3)NO、NO2的其他性质及应用 【思考1】俗话说“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。 【思考2】工业上用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，常需要不断地补充一些空气，其目的是什么？ 【归纳总结】 (1)NO和O2反应，故NO不能用排空气法收集，可以用排水法收集；NO2和水反应，故NO2不能用排水法收集，可用向上排空气法收集。 (2)NO不能和碱反应，NO2可以和碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，但NO2不是酸性氧化物。 (3)NO2、溴蒸气均可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2气体和溴蒸气。 【例2】下列关于氮及其化合物的说法正确的是(　　) A．N2的化学性质稳定，但在一定条件下，可与O2、H2等发生反应 B．NO、NO2均为大气污染气体，在大气中可稳定存在 C．NO、NO2均易溶于水 D．NO、NO2均能与水发生反应 【即练1】最新的病毒学研究证实，一氧化氮对病毒都有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 知识点03 氨的转化 1.氨的物理性质 颜色 气味 密度 溶解性 沸点 无色 有刺激性气味 小于空气 极易溶于水(1∶700) 较低，易液化 2.氨的化学性质 (1)实验探究 预期转化 NH3→NH3·H2O NH3→NH4Cl 实验试剂 及装置 操作 打开止水夹，挤压滴管的胶头 撤去玻璃片 现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉，瓶内液体呈红色 集气瓶中产生大量白烟 结论 NH3极易溶于水，水溶液呈碱性 NH3和HCl反应生成白色NH4Cl小颗粒 实验总结： 【思考1】图A装置中形成喷泉的原理是什么？ 【思考2】运用所学知识归纳：哪些气体和吸收剂通过A装置可以形成喷泉？ 【思考3】若利用均充满气体的装置A分别进行NH3和HCl的喷泉实验，所得溶液的物质的量浓度是否相等？ (2)从氮元素化合价预测NH3的性质 ①NH3中N元素化合价为－3价，处于最低价态，因此NH3具有还原性。 ②写出下列转化的化学方程式。 a．氨气与氧气在催化剂作用下生成NO： 。 b．氨气和氧化铜在加热条件下生成N2和Cu： 。 c．氨气和氯气的反应：2NH3(少量)＋3Cl2=== 、8NH3(过量)＋3Cl2=== (用于检验输送Cl2的管道是否漏气)。 (3)氨水的性质 3．氨的用途 (1)工业上：主要应用于氮肥工业和硝酸工业。 (2)生活中：NH3易液化，常用作制冷剂。 【例3】如图是实验室进行氨溶于水的“喷泉实验”的装置，下列叙述正确的是(　　) A．该实验说明氨气具有吸水性 B．实验前不需要检查装置气密性 C．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性 D．其他条件不变，仅将装置中氨气换成一氧化氮也可以形成“喷泉” 【即练1】下列叙述错误的是(　　) A．液氨常用作制冷剂 B．氨气能使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色 C．氨气具有还原性 D．可以用五氧化二磷干燥氨气 知识点04 氨的生成 1．铵盐 (1)物理性质 颜色 溶解性 状态 多为白色 多易溶于水 晶体 (2)化学性质 ①实验探究 实验装置及操作 现象 结论 试管中固体逐渐减少，产生无色、有刺激性气味的气体，试纸变蓝 NH4HCO3分解产生NH3 试管中有无色、有刺激性气味的气体产生，试纸变蓝 NH4Cl和NaOH溶液反应生成NH3 ②铵盐的化学性质 【特别提醒】 ①铵盐受热易分解，多数放出NH3，但也有的铵盐受热分解不放出NH3。例如NH4NO3受热分解：NH4NO3N2O↑＋2H2O、2NH4NO32N2↑＋O2↑＋4H2O。 ②碳酸氢铵在常温下就有明显的分解。在储存碳酸氢铵化肥时，应密封包装并放置在阴凉通风处，施肥时，应将其埋在土中以保持肥效。 【思考1】氯化铵受热分解成气体，该气体又能生成固体氯化铵，该过程属于升华吗？ 【思考2】铵态氮肥为什么不能与草木灰混用？ 2．铵盐性质的应用 (1)NH的检验 ①原理：NH＋OH－NH3↑＋H2O ②操作方法：取少量固体样品(或溶液)于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口)，试纸变蓝(或产生白烟)，则证明固体样品(或溶液中)含有NH。 (2)氨的实验室制法 【思考3】根据氨气的制备装置，回答下列问题。 (1)干燥管中的碱石灰是干燥氨气的，能用无水CaCl2、P2O5代替碱石灰做干燥剂吗？ (2)装置中试管口塞一小团棉花的作用是什么？ 【思考4】实验室能否用如图所示的装置分别加热分解①NH4Cl，②NH4HCO3制取少量纯净、干燥的NH3？简述判断的理由。 3．氨气的简易制法 方法及装置 原理及化学方程式 氨水具有不稳定性和挥发性，受热易分解。化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O NaOH固体具有吸水性，溶于水放出大量的热，促使一水合氨分解。 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使一水合氨分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 【例4】下列能达到实验目的的是(　　) A．用图1装置制备氨气 B．用图2装置验证氨气溶于水后溶液呈碱性 C．用图3装置进行喷泉实验，观察到红色喷泉，说明氨气极易溶于水且氨气的水溶液显碱性 D．用图4装置干燥、收集氨气，并吸收多余氨气 【即练1】下列装置能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲制备NH3 B．用装置乙干燥NH3 C．用装置丙收集NH3 D．用装置丁吸收多余的氨气 知识点05 氮氧化物与氧气和水反应的计算 一、体积差量法 NO2、NO(或N2)的混合气体通入水中，一般考虑3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可利用气体体积变化差值进行计算，V剩＝V原(NO或N2)＋V(NO2)。 例1.将装有40 mL NO2、H2混合气体的量筒倒立在水槽中，反应后气体体积缩小为20 mL，则原混合气体中NO2和H2的体积比是(　　) A．5∶3 B．3∶5 C．3∶1 D．1∶3 二、循环反应叠加法 1．NO2、O2的混合气体通入水中，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2可得总反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，由此可知： V(NO2)∶V(O2) 2．NO、O2的混合气体通入水中，根据总反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可得出： V(NO)∶V(O2) 3．NO、NO2、O2的混合气体通入水中 (1)可先求出NO2和H2O反应生成的NO的体积，然后按2进行分析计算。 (2)也可认为NO与O2先反应生成NO2，NO2再与水反应。若O2过量，则按1计算；若转化后无O2，则按体积差量法计算。 例2.在一定条件下，将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中O2的体积可能为(　　) ①1.2 mL　②2.4 mL　③3 mL　④4 mL A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 例3.一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(　　) A. B. C. D. 三、电子守恒法 当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若NO2或NO与O2混合，O得到电子，N失去电子，且得失电子数相等，这是利用得失电子守恒法解答此类题目的依据。 例4.NO、NO2、O2按照一定比例通入水中，能被完全吸收，无剩余气体。若NO、NO2、O2的气体体积分别为x、y、z，则x∶y∶z可能为(　　) A．2∶6∶3 B．5∶1∶2 C．1∶2∶5 D．3∶6∶2 【例5】将充有20 mL N2和NO2的混合气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管残留10 mL气体，则原混合气体中N2和NO2的体积之比是(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶3 【即练1】有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是(　　) A．1∶1∶2 B．4∶3∶2 C．4∶16∶13 D．4∶3∶4 【即练2】标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度约是(　　) A．0.045 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1 C．0.033 mol·L－1 D．0.018 mol·L－1 1.（25-26高一下·河北邢台·阶段检测）氮元素在自然界中的循环如图，下列说法正确的是 A．①属于人工固氮 B．②过程中和反应生成NO C．③属于自然固氮 D．自然界中N仅以游离态的形式存在 2.（25-26高一下·湖南·期中）下列有关铵盐的说法，不正确的是 A．绝大多数铵盐易溶于水 B．铵盐受热不易分解 C．绝大多数铵盐能与碱反应放出氨气 D．铵盐是农业上常用的化肥 3.（25-26高一下·河北邯郸·期中）氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述与氮的循环无关的是 A．豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐 B．自然界中，氨是动植物遗体中的蛋白质腐败后的产物 C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作为保护气 D．在电闪雷鸣的雨天，N2与O2发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 4.（25-26高一下·江苏无锡·阶段检测）下列有关氨和铵盐的叙述正确的是 A．中含有少量的可通过加热的方法除去 B．易液化，液化时要吸收周围大量热，液氨常用作制冷剂 C．检验时，试样中加入NaOH溶液微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体 D．常见铵盐受热易分解生成 5.（25-26高一下·江西新余·阶段检测）下列关于氮气的说法错误的是 A．氮的固定能够将氮气转化为可被人类利用的形式，比如将氮气液化或固化 B．氮气分子因存在氮氮三键而具有很稳定的化学性质 C．汽车尾气中的氮氧化物来自反应 D．氮气在化学反应中既可以作氧化剂又可以作还原剂 6.（24-25高一下·安徽·期中）下列含氮物质的转化图中，含有“氮的固定”的是 A．酸雨的形成 B．氨化作用 C．雷雨肥庄稼 D．硝化作用与反硝化作用 A．A B．B C．C D．D 7.（25-26高一下·北京房山·期中）2024年1月，我国开启了中国第一艘氨/柴油双燃料动力拖船的建造。下列关于氨(NH3)的说法中不合理的是 A．氨属于单质 B．氨具有还原性 C．氨易液化便于存储 D．用氨作燃料可降低碳排放 8.（24-25高一下·山东·学业考试真题）下列关于氮及其化合物的说法错误的是 A．氨水中只含和两种分子 B．一氧化氮是无色的有毒气体 C．氨可与酸反应生成铵盐 D．工业合成氨是重要的人工固氮途径 9.（24-25高一下·福建福州·期中）下列关于氮及其化合物的说法错误的是 A．豆科植物的根瘤菌吸收空气中氮气的过程是物理变化 B．侯氏制碱法的副产物可以作为氮肥 C．氮氧化物是形成光化学烟雾、酸雨和臭氧层空洞的一个重要原因 D．氮易液化，汽化时要吸收大量的热，因此可用作制冷剂 10.（24-25高一下·河北·期中）下列关于氮及其化合物的说法，错误的是 A．用氨水吸收可制得碳酸氢铵 B．液氨汽化时会吸收大量的热，所以液氨可用作制冷剂 C．既可作氧化剂又可作还原剂 D．可用浓硫酸干燥氨气 11.（25-26高一下·北京·期中）用充有NH3的烧瓶进行“喷泉实验”，装置及现象如下图。下列关于该实验的分析正确的是 A．产生“喷泉”证明NH3与H2O发生了反应 B．无色溶液变红证明NH3极易溶于水 C．溶解前含氮物质的物质的量n0、溶解后含氮物质的物质的量n存在：n0(NH3)=n(NH3•H2O)+n(NH3) D．加热红色溶液可观察到红色变浅或褪去 12.（25-26高一下·安徽蚌埠·阶段检测）下列关于氮及其化合物的说法错误的是 A．氨气的喷泉实验证明氨气极易溶于水，且水溶液呈碱性 B．工业上利用氮气和氢气合成氨，属于人工固氮 C．实验室制取氨气时，多余氨气可通过盛有稀硫酸的洗气瓶吸收 D．与溶液反应生成盐和水，说明是酸性氧化物 13.（25-26高一下·广东揭阳·期中）某学习小组利用如图所示装置制备并验证其部分性质。下列说法正确的是 A．装置A中可加热氯化铵固体制备氨气 B．装置B中试剂为碱石灰，可用于干燥 C．装置C中黑色固体变为红色，装置D中白色固体变蓝，说明具有氧化性 D．反应结束后，将收集到的气体单质通入紫色石蕊溶液，溶液变红 14.（24-25高一下·福建福州·期中）制取并收集氨气可用于实验室制取。其中不能达到实验目的的是 A．浓氨水加到生石灰中可用于实验室制取 B．如图装置用碱石灰干燥氨气 C．如图装置用于实验室中制取并收集干燥氨气的实验 D．可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 15.（25-26高一下·河北开封·期末）下列关于的叙述正确的是 A．常温常压下，含等质量氧元素的和的体积相等 B．是一种有刺激性气味的红棕色气体 C．易溶于水，所以可用排空气法收集 D．不能通过化合反应获得 16.（24-25高一下·广东汕头·期末）下列关于NO和NO2的说法正确的是 A．NO2是红棕色气体，属于酸性氧化物 B．NO和NO2均可以用排空气法收集 C．NO2可由N2和O2直接化合得到 D．NO和NO2在一定条件下可以相互转化 17.（25-26高一下·江苏连云港·期中）下列关于氮及其化合物说法错误的是 A．NO转化成NO2该转化过程通过一步反应就能完成，且必须加入还原剂 B．工业上，氮气常用作焊接金属的保护气 C．NO为无色气体，为红棕色气体 D．氮氧化物()不仅会形成酸雨，还可能形成光化学烟雾 18.（25-26高一下·北京·期中）下列关于二氧化氮性质的描述中，不正确的是 A．可用溶液吸收 B．有刺激性气味 C．相同条件下密度比空气的大 D．无色气体 19.（25-26高一下·甘肃白银·期中）下列关于的说法正确的是 A．是红棕色气体 B．不溶于水 C．是无色气体 D．不能与水反应生成硝酸 20.（25-26高一下·湖北武汉·期中）二氧化氮是一种带有刺激性气味的红棕色气体，它不仅会造成酸雨、光化学烟雾等环境问题，还会对人体呼吸道有较强危害。以下是某同学关于气体的生成实验，下列实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 ① ② ③ A．红棕色气体能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 B．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 C．将带火星的木条靠近①的试管口，木条复燃，说明支持燃烧 D．③的气体产物中检测出，由此并不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15讲　氮循环　氮气与氮氧化物 氨的转化与生成 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.通过了解自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。 2.通过实验探究和真实情境，了解氮气、一氧化氮和二氧化氮的性质。 3.能从物质的类别、氮元素价态的角度，掌握氨气、铵盐的物理性质和化学性质。 4.能够根据氨气、铵盐的性质，并会设计实验探究氨气的制法、铵根离子的检验。 预习重点 氮气、一氧化氮和二氧化氮的性质 氨气、铵盐的性质 预习难点 氨气的制法、铵根离子的检验 情｜境｜启｜思 请同学们分组讨论自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 自然界中的氮循环　氮气 1．自然界中的氮循环 (1)氮元素的存在 在自然界中的存在形式有化合态和游离态。 (2)自然界中的氮循环 ①自然循环 ②人类活动的影响 a．氮气NH3―→含氮化合物(如铵盐、硝酸等)。 b．化石燃料、农作物的秸秆燃烧等所产生的氮氧化物参与氮的循环。 2.氮的固定 3．氮气 (1)物理性质 无色、无味的气体，难溶于水。 (2)化学性质 在通常状况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。 【思考】从元素化合价、物质分类的角度预测N2的化学性质。 【提示】从元素化合价分析：氮气既有氧化性又有还原性；从物质分类分析：氮气能与金属单质反应，也能与某些非金属单质反应。 ①还原性 a．实验探究 实验装置 实验操作 现象 硬质玻璃管内充入N2和O2，然后给硬质玻璃管两端的电极上通电，在硬质玻璃管内能产生火花 气体颜色由无色变为红棕色 b.结论：在放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO立即被氧化为NO2，化学方程式为N2＋O22NO、2NO＋O2===2NO2。 【特别提醒】N2和O2反应后的最初产物是NO，而不是NO2。 ②氧化性 N2和H2反应生成NH3，化学方程式：N2＋3H22NH3。 Mg在N2中燃烧生成Mg3N2，化学方程式：N2＋3MgMg3N2。 (3)氮气的主要用途 ①氮气常用作保护气，用于焊接金属、填充灯泡、保存食品等。 ②氮气是合成氨、制硝酸的主要原料。 ③液氮可用作冷冻剂，用于医学、科技等领域。 【例1】下列过程不属于氮的固定的是(　　) A．雷电时生成氮的氧化物 B．工业上用氢气与氮气合成氨 C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐 D．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐 【答案】C 【解析】雷电时发生反应：N2 ＋O22NO，N2转化为NO，属于氮的固定，A错误；合成氨过程中N2转化为NH3，属于氮的固定，B错误；植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不存在游离态的氮转化为氮的化合物的过程，不属于氮的固定，C正确；豆科植物的根瘤菌将氮气转化为硝酸盐，属于氮的固定，D错误。 【即练1】自然界中的氮循环如图所示。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发生化学反应 C．在氮循环过程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 【答案】C 【解析】在雷电作用下N2与O2发生化学反应生成NO，故B正确；在氮循环过程中人工固氮、氨或铵盐转化为亚硝酸盐、亚硝酸盐转化为硝酸盐、在雷电作用下氮的转化等都是氧化还原反应，故C不正确；硝酸盐可转化为蛋白质，动、植物遗体可转化为氨或铵盐，所以含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化，故D正确。 知识点02 氮的氧化物 1．氮的氧化物种类 化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 对应氧化物 N2O NO N2O3 NO2(或N2O4) N2O5 注意：N2O3与N2O5属于酸性氧化物。 2．NO和NO2 (1)物理性质 氧化物 颜色 状态 气味 水溶性 NO 无色 气态 － 难溶 NO2 红棕色 气态 有刺激性气味 易溶 (2)化学性质 ①实验探究 实验装置 实验操作 现象 向充满NO气体的试管中通入O2 气体颜色由无色逐渐变为红棕色 向充满NO2气体的试管中注入水 气体逐渐减少，颜色由红棕色变为无色，得到无色溶液 ②结论：在一定条件下，NO和NO2可以相互转化 a．NO→NO2：2NO＋O2===2NO2(NO表现还原性)。 b．NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(NO2既表现氧化性，又表现还原性)。 (3)NO、NO2的其他性质及应用 【思考1】俗话说“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。 【提示】雷电发生时，N2和O2化合生成NO，NO迅速被氧化为NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3跟土壤中的矿物作用生成硝酸盐，NO可被植物吸收。化学方程式为N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 【思考2】工业上用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，常需要不断地补充一些空气，其目的是什么？ 【提示】把生成的NO再氧化为NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO。经过多次的氧化和吸收，NO2可以比较完全地被水吸收，能够尽可能多地转化为硝酸。 【归纳总结】 (1)NO和O2反应，故NO不能用排空气法收集，可以用排水法收集；NO2和水反应，故NO2不能用排水法收集，可用向上排空气法收集。 (2)NO不能和碱反应，NO2可以和碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，但NO2不是酸性氧化物。 (3)NO2、溴蒸气均可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2气体和溴蒸气。 【例2】下列关于氮及其化合物的说法正确的是(　　) A．N2的化学性质稳定，但在一定条件下，可与O2、H2等发生反应 B．NO、NO2均为大气污染气体，在大气中可稳定存在 C．NO、NO2均易溶于水 D．NO、NO2均能与水发生反应 【答案】A 【解析】N2的化学性质稳定，但在一定条件下，可与O2、H2等发生反应生成一氧化氮、氨气等，故A正确；NO、NO2均为大气污染气体，在大气中不能稳定存在，NO易被氧化成NO2，NO2易与水反应生成硝酸，故B错误；NO难溶于水，NO2易溶于水且与水发生反应，故C、D错误。 【即练1】最新的病毒学研究证实，一氧化氮对病毒都有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【答案】C 【解析】NO是一种无色、难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。 知识点03 氨的转化 1.氨的物理性质 颜色 气味 密度 溶解性 沸点 无色 有刺激性气味 小于空气 极易溶于水(1∶700) 较低，易液化 2.氨的化学性质 (1)实验探究 预期转化 NH3→NH3·H2O NH3→NH4Cl 实验试剂 及装置 操作 打开止水夹，挤压滴管的胶头 撤去玻璃片 现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉，瓶内液体呈红色 集气瓶中产生大量白烟 结论 NH3极易溶于水，水溶液呈碱性 NH3和HCl反应生成白色NH4Cl小颗粒 实验总结： 【思考1】图A装置中形成喷泉的原理是什么？ 【提示】烧瓶内的气体极易溶于水或易与溶液中的溶质发生化学反应，使烧瓶内气压迅速降低，在大气压作用下，烧杯中的液体被压入烧瓶中，从而形成喷泉。 【思考2】运用所学知识归纳：哪些气体和吸收剂通过A装置可以形成喷泉？ 【提示】下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 吸收剂 HCl 水、NaOH溶液 NH3 水或盐酸 CO2、Cl2、SO2、H2S、NO2 NaOH溶液 NO2或NO2与O2 水 【思考3】若利用均充满气体的装置A分别进行NH3和HCl的喷泉实验，所得溶液的物质的量浓度是否相等？ 【提示】相等。气体的物质的量相等，液体均能充满烧瓶，则实验后溶液的体积相等，所以溶液的物质的量浓度也相等。 (2)从氮元素化合价预测NH3的性质 ①NH3中N元素化合价为－3价，处于最低价态，因此NH3具有还原性。 ②写出下列转化的化学方程式。 a．氨气与氧气在催化剂作用下生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 b．氨气和氧化铜在加热条件下生成N2和Cu：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O。 c．氨气和氯气的反应：2NH3(少量)＋3Cl2===6HCl＋N2、8NH3(过量)＋3Cl2===6NH4Cl＋N2(用于检验输送Cl2的管道是否漏气)。 (3)氨水的性质 3．氨的用途 (1)工业上：主要应用于氮肥工业和硝酸工业。 (2)生活中：NH3易液化，常用作制冷剂。 【例3】如图是实验室进行氨溶于水的“喷泉实验”的装置，下列叙述正确的是(　　) A．该实验说明氨气具有吸水性 B．实验前不需要检查装置气密性 C．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性 D．其他条件不变，仅将装置中氨气换成一氧化氮也可以形成“喷泉” 【答案】C 【解析】氨极易溶于水，氨溶于水后可使烧瓶内压强降低，打开止水夹后，水被压入烧瓶中形成喷泉。由以上分析可知，该实验说明氨气具有极易溶于水的性质，故A错误；该实验在圆底烧瓶中收集氨气，然后进行气体实验，装置不能漏气，否则不能形成压强差，导致实验失败，所以必须检查装置的气密性，故B错误；酚酞遇碱变红，进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性，故C正确；一氧化氮不溶于水，不能使烧瓶中压强降低，所以将装置中氨气换成一氧化氮不能形成“喷泉”，故D错误。 【即练1】下列叙述错误的是(　　) A．液氨常用作制冷剂 B．氨气能使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色 C．氨气具有还原性 D．可以用五氧化二磷干燥氨气 【答案】D 【解析】氨易液化，液氨汽化时需要吸收大量的热，使周围环境温度降低，所以液氨常用作制冷剂，A项正确；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，B项正确；氨气中N元素的化合价为－3价，是N元素的最低价态，所以氨气具有还原性，C项正确；五氧化二磷吸收水生成磷酸，磷酸与氨气反应生成铵盐，所以不能用五氧化二磷干燥氨气，D项错误。 知识点04 氨的生成 1．铵盐 (1)物理性质 颜色 溶解性 状态 多为白色 多易溶于水 晶体 (2)化学性质 ①实验探究 实验装置及操作 现象 结论 试管中固体逐渐减少，产生无色、有刺激性气味的气体，试纸变蓝 NH4HCO3分解产生NH3 试管中有无色、有刺激性气味的气体产生，试纸变蓝 NH4Cl和NaOH溶液反应生成NH3 ②铵盐的化学性质 【特别提醒】 ①铵盐受热易分解，多数放出NH3，但也有的铵盐受热分解不放出NH3。例如NH4NO3受热分解：NH4NO3N2O↑＋2H2O、2NH4NO32N2↑＋O2↑＋4H2O。 ②碳酸氢铵在常温下就有明显的分解。在储存碳酸氢铵化肥时，应密封包装并放置在阴凉通风处，施肥时，应将其埋在土中以保持肥效。 【思考1】氯化铵受热分解成气体，该气体又能生成固体氯化铵，该过程属于升华吗？ 【提示】不属于；升华是物理变化，氯化铵分解生成氨气和氯化氢气体，氯化氢气体和氨气结合又生成氯化铵均属于化学反应。 【思考2】铵态氮肥为什么不能与草木灰混用？ 【提示】草木灰的主要成分为K2CO3，其水溶液呈碱性，铵盐能与碱反应生成氨气逸出，从而降低肥效。 2．铵盐性质的应用 (1)NH的检验 ①原理：NH＋OH－NH3↑＋H2O ②操作方法：取少量固体样品(或溶液)于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口)，试纸变蓝(或产生白烟)，则证明固体样品(或溶液中)含有NH。 (2)氨的实验室制法 【思考3】根据氨气的制备装置，回答下列问题。 (1)干燥管中的碱石灰是干燥氨气的，能用无水CaCl2、P2O5代替碱石灰做干燥剂吗？ 【提示】不能，CaCl2能和NH3反应生成CaCl2·8NH3，P2O5为酸性干燥剂，也能和NH3反应。 (2)装置中试管口塞一小团棉花的作用是什么？ 【提示】棉花团的一个作用是防止氨气和空气发生对流，使收集的NH3更纯；另一个作用是浸有的水或稀硫酸可吸收多余的NH3，防止NH3污染空气。 【思考4】实验室能否用如图所示的装置分别加热分解①NH4Cl，②NH4HCO3制取少量纯净、干燥的NH3？简述判断的理由。 【提示】①不能，因为NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，它们在试管口又重新生成NH4Cl。②能，因为NH4HCO3固体受热分解生成NH3、CO2和水蒸气，通过碱石灰时CO2和水蒸气被吸收，因而能得到纯净、干燥的氨气。 3．氨气的简易制法 方法及装置 原理及化学方程式 氨水具有不稳定性和挥发性，受热易分解。化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O NaOH固体具有吸水性，溶于水放出大量的热，促使一水合氨分解。 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使一水合氨分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 【例4】下列能达到实验目的的是(　　) A．用图1装置制备氨气 B．用图2装置验证氨气溶于水后溶液呈碱性 C．用图3装置进行喷泉实验，观察到红色喷泉，说明氨气极易溶于水且氨气的水溶液显碱性 D．用图4装置干燥、收集氨气，并吸收多余氨气 【答案】C 【解析】氯化铵受热分解生成氯化氢和氨气，二者在试管口遇冷后又化合生成氯化铵，故A不正确；氨气通入蓝色石蕊溶液后溶液颜色没有变化，无法证明氨气溶于水后溶液呈碱性，故B不正确；氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，故D不正确。 【即练1】下列装置能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲制备NH3 B．用装置乙干燥NH3 C．用装置丙收集NH3 D．用装置丁吸收多余的氨气 【答案】D 【解析】反应有水生成，则试管口应略向下倾斜，A错误；浓硫酸与氨气反应，不能干燥氨气，B错误；氨气的密度比空气的密度小，则长导管进气短导管出可收集氨气，该装置没有出口，无法将空气排出，C错误。 知识点05 氮氧化物与氧气和水反应的计算 一、体积差量法 NO2、NO(或N2)的混合气体通入水中，一般考虑3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可利用气体体积变化差值进行计算，V剩＝V原(NO或N2)＋V(NO2)。 例1.将装有40 mL NO2、H2混合气体的量筒倒立在水槽中，反应后气体体积缩小为20 mL，则原混合气体中NO2和H2的体积比是(　　) A．5∶3 B．3∶5 C．3∶1 D．1∶3 【答案】C 【解析】设混合气体中NO2的体积为x。 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　　ΔV 3 mL　　　　　　　　1 mL　　2 mL x　　　　　　　　　　　　　　20 mL 由化学方程式可得＝，解得x＝30 mL， 则原混合气体中H2体积为40 mL－30 mL＝10 mL，所以V(NO2)∶V(H2)＝30 mL∶10 mL＝3∶1。 二、循环反应叠加法 1．NO2、O2的混合气体通入水中，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2可得总反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，由此可知： V(NO2)∶V(O2) 2．NO、O2的混合气体通入水中，根据总反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可得出： V(NO)∶V(O2) 3．NO、NO2、O2的混合气体通入水中 (1)可先求出NO2和H2O反应生成的NO的体积，然后按2进行分析计算。 (2)也可认为NO与O2先反应生成NO2，NO2再与水反应。若O2过量，则按1计算；若转化后无O2，则按体积差量法计算。 例2.在一定条件下，将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中O2的体积可能为(　　) ①1.2 mL　②2.4 mL　③3 mL　④4 mL A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】D 【解析】由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝×(12 mL－2 mL)＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)，根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出生成2 mL NO消耗NO2的体积为6 mL，则反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3消耗NO2和O2的总体积为6 mL，所以V(O2)＝×(12 mL－6 mL)＝1.2 mL。 例3.一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(　　) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】设NO和O2的体积分别为V，根据化学方程式4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，等体积混合，剩余O2的体积为，原混合气体体积为2V，剩余气体体积为原气体体积的。 三、电子守恒法 当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若NO2或NO与O2混合，O得到电子，N失去电子，且得失电子数相等，这是利用得失电子守恒法解答此类题目的依据。 例4.NO、NO2、O2按照一定比例通入水中，能被完全吸收，无剩余气体。若NO、NO2、O2的气体体积分别为x、y、z，则x∶y∶z可能为(　　) A．2∶6∶3 B．5∶1∶2 C．1∶2∶5 D．3∶6∶2 【答案】A 【解析】同温同压下，NO、NO2、O2的气体体积比等于其物质的量之比，NO、NO2与O2通入水中被完全吸收后生成HNO3，由氧化还原反应得失电子守恒规律可知，NO、NO2失去的电子总数等于O2得到的电子数。A项，NO、NO2、O2的体积比为2∶6∶3，则物质的量之比为2∶6∶3，由得失电子守恒可知2×3＋6×1＝3×4，正确；B项，NO、NO2、O2的体积比为5∶1∶2，物质的量之比为5∶1∶2，此时5×3＋1×1≠2×4，错误；C项，NO、NO2、O2的体积比为1∶2∶5，物质的量之比为1∶2∶5，此时1×3＋2×1≠5×4，错误；D项，NO、NO2、O2的体积比为3∶6∶2，物质的量之比为3∶6∶2，此时3×3＋6×1≠2×4，错误。 【例5】将充有20 mL N2和NO2的混合气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管残留10 mL气体，则原混合气体中N2和NO2的体积之比是(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶3 【答案】C 【解析】据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知， V(剩)＝V(N2)＋V(NO2)， 设N2有x mL，则NO2为(20－x) mL， 则V(剩)＝10 mL＝x mL＋(20－x) mL 解得x＝5，即V(N2)＝5 mL。 V(NO2)＝15 mL，所以V(N2)∶V(NO2)＝1∶3。 【即练1】有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是(　　) A．1∶1∶2 B．4∶3∶2 C．4∶16∶13 D．4∶3∶4 【答案】C 【解析】设NO2的物质的量为x mol、NO的物质的量为y mol、O2的物质的量为z mol。氧化过程：x mol NO2在反应中失去x mol电子；y mol NO在反应中失去3y mol电子；还原过程：z mol O2在反应中得到4z mol电子。根据得失电子守恒得x＋3y＝4z，然后把各选项中的数据代入上述等式，若等式成立，则该项的比值是可能的。 【即练2】标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度约是(　　) A．0.045 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1 C．0.033 mol·L－1 D．0.018 mol·L－1 【答案】A 【解析】设试管的体积为V L， 由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知， n(HNO3)＝× mol，V(HNO3)＝V L， c(HNO3)＝＝ mol·L－1≈0.045 mol·L－1。 1.（25-26高一下·河北邢台·阶段检测）氮元素在自然界中的循环如图，下列说法正确的是 A．①属于人工固氮 B．②过程中和反应生成NO C．③属于自然固氮 D．自然界中N仅以游离态的形式存在 【答案】B 【解析】①中N2被大豆中根瘤菌转化为氮的化合物，是自然固氮，A错误；②过程中N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的NO气体，B正确；③中N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应产生NH3，是将游离态的氮转化为氮的化合物，因此合成氨属于人工固氮，C错误；自然界中存在含氮的硝酸盐等物质，故自然界中N不仅以游离态的形式存在，还存在化合态的氮，D错误；故选B。 2.（25-26高一下·湖南·期中）下列有关铵盐的说法，不正确的是 A．绝大多数铵盐易溶于水 B．铵盐受热不易分解 C．绝大多数铵盐能与碱反应放出氨气 D．铵盐是农业上常用的化肥 【答案】B 【解析】绝大多数铵盐为离子晶体，易溶于水，A正确；铵盐热稳定性差，普遍受热易分解，例如氯化铵受热可分解为氨气和氯化氢，B错误；铵盐含，可与碱中的在加热条件下发生反应，放出氨气，C正确；铵盐含有植物生长必需的氮元素，常用作氮肥，是农业上常用的化肥，D正确； 故选B。 3.（25-26高一下·河北邯郸·期中）氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述与氮的循环无关的是 A．豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐 B．自然界中，氨是动植物遗体中的蛋白质腐败后的产物 C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作为保护气 D．在电闪雷鸣的雨天，N2与O2发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 【答案】C 【解析】根瘤菌将氮气转化为硝酸盐，属于生物固氮，是氮循环的一部分，A不符合题意；动植物遗体腐败生成氨属于氨化作用，属于氮循环的一部分，B不符合题意；氮气作保护气仅利用其稳定性，未涉及氮的形态转化或循环过程，与氮循环无关，C符合题意；雷雨天氮气与氧气反应最终生成硝酸盐，属于自然固氮，是氮循环的一部分，D不符合题意；故选C。 4.（25-26高一下·江苏无锡·阶段检测）下列有关氨和铵盐的叙述正确的是 A．中含有少量的可通过加热的方法除去 B．易液化，液化时要吸收周围大量热，液氨常用作制冷剂 C．检验时，试样中加入NaOH溶液微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体 D．常见铵盐受热易分解生成 【答案】D 【解析】不稳定，加热易分解为和，氨气和氯化氢遇冷又重新结合生成氯化铵，同时受热易升华，冷却后又变为固体，加热无法实现除杂，A错误；易液化，液氨作制冷剂的原理是液氨汽化时吸收大量热，而液化是气态变为液态的放热过程，B错误；与溶液共热生成碱性气体，需用湿润的红色石蕊试纸检验（试纸遇碱变蓝），湿润蓝色石蕊试纸遇氨气不变色，C错误；常见铵盐受热易分解生成，如碳酸氢铵、氯化铵等，D正确；故选D。 5.（25-26高一下·江西新余·阶段检测）下列关于氮气的说法错误的是 A．氮的固定能够将氮气转化为可被人类利用的形式，比如将氮气液化或固化 B．氮气分子因存在氮氮三键而具有很稳定的化学性质 C．汽车尾气中的氮氧化物来自反应 D．氮气在化学反应中既可以作氧化剂又可以作还原剂 【答案】A 【解析】氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的过程，氮气液化或固化仅改变物质状态，仍属于单质氮，不属于氮的固定，A错误；氮气分子中存在氮氮三键，键能大、难以断裂，因此氮气化学性质很稳定，B正确；汽车发动机工作时的高温环境下，空气中的和发生反应，是汽车尾气中氮氧化物的来源，C正确；氮气中氮元素为0价，属于中间价态，化合价既可以升高又可以降低，所以N2既可以作氧化剂又可以作还原剂，D正确；故选A。 6.（24-25高一下·安徽·期中）下列含氮物质的转化图中，含有“氮的固定”的是 A．酸雨的形成 B．氨化作用 C．雷雨肥庄稼 D．硝化作用与反硝化作用 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】酸雨形成过程是等化合态氮转化为，不存在游离态转化为化合态氮的过程，A错误；氨化作用是有机氮转化为氨氮，全程氮元素均为化合态，不属于氮的固定，B错误；雷雨肥庄稼过程中，放电条件下空气中的游离态与反应生成化合态的，符合氮的固定的定义，C正确；硝化作用是化合态的氨/铵根转化为硝酸根，反硝化作用是化合态氮转化为，均不属于氮的固定，D错误。 7.（25-26高一下·北京房山·期中）2024年1月，我国开启了中国第一艘氨/柴油双燃料动力拖船的建造。下列关于氨(NH3)的说法中不合理的是 A．氨属于单质 B．氨具有还原性 C．氨易液化便于存储 D．用氨作燃料可降低碳排放 【答案】A 【解析】氨的化学式为NH3，它是由N、H两种元素组成的化合物，A 不合理；由题意可知，氨可作燃料，则氨具有还原性，B合理；氨在加压或降温时易液化，便于存储，C合理；用氨作燃料时可产生N2和水，没有碳的氧化物生成，可降低碳排放，D合理；故选A。 8.（24-25高一下·山东·学业考试真题）下列关于氮及其化合物的说法错误的是 A．氨水中只含和两种分子 B．一氧化氮是无色的有毒气体 C．氨可与酸反应生成铵盐 D．工业合成氨是重要的人工固氮途径 【答案】A 【解析】氨水中存在的平衡，含有的分子为NH3、H2O、NH3·H2O三种，并非只有两种，A错误；一氧化氮是无色有毒气体，易和人体血红蛋白结合使其失去输氧能力，B正确；氨是碱性气体，可与酸反应生成铵盐，例如和盐酸反应生成氯化铵，C正确；固氮是将游离态的氮转化为化合态氮的过程，工业合成氨是将N2和H2在高温高压催化剂条件下反应生成NH3，属于重要的人工固氮途径，D正确；故选A。 9.（24-25高一下·福建福州·期中）下列关于氮及其化合物的说法错误的是 A．豆科植物的根瘤菌吸收空气中氮气的过程是物理变化 B．侯氏制碱法的副产物可以作为氮肥 C．氮氧化物是形成光化学烟雾、酸雨和臭氧层空洞的一个重要原因 D．氮易液化，汽化时要吸收大量的热，因此可用作制冷剂 【答案】A 【解析】豆科植物根瘤菌吸收空气中氮气的过程属于生物固氮，将游离态的转化为化合态含氮化合物，有新物质生成，属于化学变化，A错误；侯氏制碱法的副产物为，含有氮元素，可以作为氮肥使用，B正确；氮氧化物是形成光化学烟雾、硝酸型酸雨的重要原因，同时可催化臭氧分解，也会导致臭氧层空洞，C正确；液氮汽化时会吸收大量的热，可使周围温度大幅降低，因此可用作制冷剂，D正确；故选A。 10.（24-25高一下·河北·期中）下列关于氮及其化合物的说法，错误的是 A．用氨水吸收可制得碳酸氢铵 B．液氨汽化时会吸收大量的热，所以液氨可用作制冷剂 C．既可作氧化剂又可作还原剂 D．可用浓硫酸干燥氨气 【答案】D 【解析】氨水和过量CO2反应生成碳酸氢铵，反应为：，A正确；液氨气化时会吸收大量的热，使周围环境温度降低，因此液氨可作制冷剂，B正确；N2中氮元素的化合价为0价，处于中间价态，N2和H2反应时化合价降低，得电子作氧化剂，N2和O2反应时化合价升高，失电子作还原剂，故N2既可作氧化剂又可作还原剂，C正确；浓硫酸是酸性干燥剂，会和碱性的氨气反应生成铵盐（2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4），因此不能用浓硫酸干燥氨气，D错误； 故选D。 11.（25-26高一下·北京·期中）用充有NH3的烧瓶进行“喷泉实验”，装置及现象如下图。下列关于该实验的分析正确的是 A．产生“喷泉”证明NH3与H2O发生了反应 B．无色溶液变红证明NH3极易溶于水 C．溶解前含氮物质的物质的量n0、溶解后含氮物质的物质的量n存在：n0(NH3)=n(NH3•H2O)+n(NH3) D．加热红色溶液可观察到红色变浅或褪去 【答案】D 【解析】产生喷泉的原因是极易溶于水，使烧瓶内压强迅速减小，仅靠喷泉现象不能证明与发生了化学反应，A错误；无色溶液变红，是因为溶于水后溶液呈碱性，使酚酞变红，该现象不能证明极易溶于水，B错误；根据氮元素守恒，溶解后含氮微粒还有，正确关系为：，C错误；一水合氨受热易分解，加热时挥发，溶液碱性减弱，因此可观察到红色变浅或褪去，D正确；故选D。 12.（25-26高一下·安徽蚌埠·阶段检测）下列关于氮及其化合物的说法错误的是 A．氨气的喷泉实验证明氨气极易溶于水，且水溶液呈碱性 B．工业上利用氮气和氢气合成氨，属于人工固氮 C．实验室制取氨气时，多余氨气可通过盛有稀硫酸的洗气瓶吸收 D．与溶液反应生成盐和水，说明是酸性氧化物 【答案】D 【解析】氨气的喷泉实验中，氨气快速溶于水使装置内压强远小于大气压从而形成喷泉，证明氨气极易溶于水；实验中若滴加酚酞的水溶液变红，可证明氨气水溶液呈碱性，说法正确，A不符合题意；固氮是将游离态氮转化为化合态氮的过程，工业上和合成是人工实现的游离态氮到化合态氮的转化，属于人工固氮，说法正确，B不符合题意；氨气是碱性气体，可与稀硫酸反应生成铵盐，多余氨气可用盛有稀硫酸的洗气瓶吸收，避免污染空气，说法正确，C不符合题意；酸性氧化物与碱反应只生成盐和水，该反应属于非氧化还原反应（反应中无元素化合价变化）；与反应的化学方程式为，反应中氮元素化合价发生变化，发生氧化还原反应，不符合酸性氧化物与碱反应的特征，不是酸性氧化物，说法错误，D符合题意； 故选D。 13.（25-26高一下·广东揭阳·期中）某学习小组利用如图所示装置制备并验证其部分性质。下列说法正确的是 A．装置A中可加热氯化铵固体制备氨气 B．装置B中试剂为碱石灰，可用于干燥 C．装置C中黑色固体变为红色，装置D中白色固体变蓝，说明具有氧化性 D．反应结束后，将收集到的气体单质通入紫色石蕊溶液，溶液变红 【答案】B 【解析】A装置是制备氨气的装置，实验室采用氯化铵固体和氢氧化钙共热制备氨气，B装置为干燥氨气的装置，盛装的是碱石灰，C是为了验证氨气的还原性，氨气在装置C中可以与氧化铜共热生成铜、氮气和水，装置D中无水硫酸铜是为了验证水的生成，装置E利用排水法收集氮气，据此分析解答。加热氯化铵固体不能制备氨气，是因为氯化铵受热分解产生的HCl和NH3又会化合在试管口生成氯化铵固体，应用氯化铵和氢氧化钙“固固加热”制备氨气，A错误；碱石灰为碱性干燥剂，可以干燥氨气，B正确；装置C中黑色固体变为红色，说明氧化铜被还原为铜单质，装置D中白色固体变蓝，说明生成水，则证明具有还原性，C错误；反应结束后，将收集到的气体单质为氮气，氮气难溶于水，通入紫色石蕊溶液，无明显现象，D错误。 14.（24-25高一下·福建福州·期中）制取并收集氨气可用于实验室制取。其中不能达到实验目的的是 A．浓氨水加到生石灰中可用于实验室制取 B．如图装置用碱石灰干燥氨气 C．如图装置用于实验室中制取并收集干燥氨气的实验 D．可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 【答案】C 【解析】浓氨水加到生石灰中，与水反应放热，促进分解生成，可用于实验室制取，A不符合题意；碱石灰为碱性干燥剂，可干燥氨气，B不符合题意；氨气密度比空气小，应采用向下排空气法收集，但装置中导管未伸入试管底部，无法将空气排尽，不能收集到纯净的氨气，C符合题意；氨气溶于水显碱性，可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，试纸变蓝，D不符合题意；故选C。 15.（25-26高一下·河北开封·期末）下列关于的叙述正确的是 A．常温常压下，含等质量氧元素的和的体积相等 B．是一种有刺激性气味的红棕色气体 C．易溶于水，所以可用排空气法收集 D．不能通过化合反应获得 【答案】A 【解析】含等质量氧元素的NO和CO，O原子的物质的量相等，而NO和CO均只含有1个O原子，则NO和CO的物质的量均等于O原子的物质的量，在常温常压下，物质的量相等的NO和CO的体积相等，A正确；NO是无色无味的气体，红棕色且有刺激性气味的是NO2，B错误；NO不溶于水，且易被氧气氧化，应用排水法收集，不能用排空气法，C错误；NO可通过化合反应获得，如，D错误； 故选A。 16.（24-25高一下·广东汕头·期末）下列关于NO和NO2的说法正确的是 A．NO2是红棕色气体，属于酸性氧化物 B．NO和NO2均可以用排空气法收集 C．NO2可由N2和O2直接化合得到 D．NO和NO2在一定条件下可以相互转化 【答案】D 【解析】NO2是红棕色气体，但其与水反应生成HNO3和NO，反应中氮的化合价发生变化，不符合酸性氧化物的定义（与碱反应只生成对应盐和水），因此不属于酸性氧化物，A错误；NO会与空气中的O2反应生成NO2，不能用排空气法收集；NO2密度大于空气且与水反应，可用向上排空气法收集，但NO不可，B错误；N2和O2直接化合生成的是NO，而非NO2；NO2需通过NO与O2进一步反应生成，C错误；NO与O2反应生成NO2（如2NO + O2 = 2NO2），而NO2与水反应生成HNO3和NO（如3NO2+ H2O = 2HNO3 + NO），两者在一定条件下可相互转化，D正确；故选D。 17.（25-26高一下·江苏连云港·期中）下列关于氮及其化合物说法错误的是 A．NO转化成NO2该转化过程通过一步反应就能完成，且必须加入还原剂 B．工业上，氮气常用作焊接金属的保护气 C．NO为无色气体，为红棕色气体 D．氮氧化物()不仅会形成酸雨，还可能形成光化学烟雾 【答案】A 【解析】NO转化为时，N元素化合价从+2升高到+4，发生氧化反应，需要加入氧化剂，反应即可一步实现，A错误；氮气化学性质稳定，不易参与化学反应，工业上常用作焊接金属的保护气，B正确；常温下NO为无色气体，为红棕色有刺激性气味的气体，C正确；氮氧化物（）溶于水会生成硝酸，导致酸雨；同时，氮氧化物在光照条件下可与碳氢化合物发生反应，形成光化学烟雾，对环境造成危害，D正确；故选A。 18.（25-26高一下·北京·期中）下列关于二氧化氮性质的描述中，不正确的是 A．可用溶液吸收 B．有刺激性气味 C．相同条件下密度比空气的大 D．无色气体 【答案】D 【解析】二氧化氮可与NaOH发生反应：，因此可用NaOH溶液吸收，A正确；二氧化氮是具有刺激性气味的有毒气体，B正确；相同条件下气体密度与摩尔质量成正比，的摩尔质量为，大于空气的平均摩尔质量，故密度比空气大，C正确；二氧化氮为红棕色气体，不是无色气体，D错误；故选D。 19.（25-26高一下·甘肃白银·期中）下列关于的说法正确的是 A．是红棕色气体 B．不溶于水 C．是无色气体 D．不能与水反应生成硝酸 【答案】A 【解析】常温下是红棕色有刺激性气味的气体，A正确；可以与水发生反应，可溶于水，B错误；为红棕色气体，无色气体为，C错误；与水反应的化学方程式为，可以生成硝酸，D错误；故选A。 20.（25-26高一下·湖北武汉·期中）二氧化氮是一种带有刺激性气味的红棕色气体，它不仅会造成酸雨、光化学烟雾等环境问题，还会对人体呼吸道有较强危害。以下是某同学关于气体的生成实验，下列实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 ① ② ③ A．红棕色气体能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 B．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 C．将带火星的木条靠近①的试管口，木条复燃，说明支持燃烧 D．③的气体产物中检测出，由此并不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 【答案】A 【解析】木炭能和浓硝酸发生氧化还原反应产生红棕色气体二氧化氮：，但浓硝酸受热后自身也能分解生成二氧化氮：，所以仅根据实验②中有红棕色气体，不能表明木炭与浓硝酸一定发生了反应，A错误；实验③中红热木炭悬于浓硝酸液面上方，没有直接接触浓硝酸液体，但仍产生红棕色气体（），说明浓硝酸具有挥发性，挥发出的蒸气分解或与木炭反应生成；中为价，中为价，化合价降低，所以是还原产物，B正确；实验①中浓硝酸受热分解产生和，化学方程式为：，和体积比为，体积分数约，与空气中体积分数接近，此浓度的氧气不足以使带火星的木条复燃，木条复燃说明支持燃烧，C正确；实验③中检测到，的产生可能是木炭与浓硝酸分解产生的反应，不一定是木炭与浓硝酸直接反应产生的，所以不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D正确；故选A。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $