专题16 氮及其化合物(10年汇编)(全国通用)2017-2026年高考化学真题分类汇编
2026-08-07
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3份
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摘要:
**基本信息**
高考氮及其化合物专题真题汇编,涵盖2017-2026年多省市高考题,整合十年考情与命题规律,聚焦高频考点与综合应用,适配高考复习需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|29题|氮及其化合物性质(如NH3催化合成、NOx性质)、离子反应、实验装置|结合科技前沿(新型催化剂合成氨)、工业情境(燃煤脱硫),基础与中档辨析结合|
|非选择题|8题|综合应用(工业合成氨、实验制备、尾气处理)、工艺流程、晶胞计算|突出实验探究(浓度对还原产物影响)、跨模块整合(化学平衡、电化学),匹配高考命题趋势|
内容正文:
专题16 氮及其化合物
考点01 氮及其化合物的性质
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
C
D
A
C
A
B
C
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
C
A
A
D
B
C
C
B
B
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
答案
B
A
D
C
C
A
C
A
D
考点02 氮及其化合物的综合应用
1.(1)三颈烧瓶(或三颈瓶)
(2)检查装置的气密性
(3)b
(4)提高的转化率,且防止有毒的逸出污染环境
(5)ab
(6) ac
(7)12
2.(1)难挥发性
(2) x、y点转化率相同,故气体总物质的量相同,y点温度T更高、压强p更大,且压强增大对容积的影响超过了温度升高对容积的影响
(3) iii产生的参与ⅱ中NO的氧化
(4)分子中存在氮氮三键,键能大,破坏它需要较大的能量
3.(1) 或 制得的催化剂中不含Na+
(2) 在该温度范围内,催化剂活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消
(3) 提高反应温度、延长浸出时间 或 促进充分沉淀
4.(1)
(2)11.5
(3)平衡气压防倒吸 倒吸
(4)
(5)酚酞 无 浅红
5.(1)催化 防止氧气、水进入密闭体系
(2)试管中加满水倒扣于水槽中,M处通入氨气,将N处排出的气体导入试管内。如试管底部出现气泡,则空气尚未排尽,如未出现气泡,则说明空气已排尽
(3)分批少量加入钠粒;降低冷却液温度;适当增加液氨量(任写一种即可)
(4)BC
(5)bdg
6.(1) 排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解 干燥管
(2)增大与气体的接触面积,加快反应速率
(3)
(4)或
(5)与空气中O2的反应产生红棕色的NO2
7.过滤 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 4 5 NO 2H2O 4 AC 2 NaCl溶液 Fe、Cu
8.2NH3+2O2N2O+3H2O BC NaNO3 NO 3HClO+2NO+H2O=3Cl−+2+5H+ 溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
试卷第1页,共3页
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专题16 氮及其化合物
考点分类
十年考情(2017-2026)
命题规律
考点1
氮及其化合物的性质
2026:北京、重庆、云南、河北、四川、浙江
2025:广西、贵州、四川、湖北、广东、云南、江苏
2024:重庆、广东、湖南、湖北
2023:江苏、广东2022:重庆、江苏、山东、浙江
2021:江苏
2020:北京
2017:北京:
1.题型特点:高频主干考点,以综合考查为主,很少单独大题,主要分布:选择题、实验大题、化工流程题,偶尔结合氧化还原、离子反应、化学平衡、滴定计算。
(1)情境化载体高频:酸雨、燃煤脱硫、葡萄酒二氧化硫、硫酸盐、硫铁矿冶炼、石膏、焦亚硫酸钠、脱硫工艺、含硫废水处理。
(2)核心思路:价‑类二维转化。
2.难度特点:选择题(基础送分 + 中档辨析);非选择题难度大(区分度核心)。
· 3.核心考向:
(1)选择题(正误判断、离子检验、物质鉴别),高频考点:
①二氧化硫的多重性质:酸性氧化物通性、还原性、弱氧化性、漂白性(可逆,不能漂白指示剂)。
②浓硫酸四大特性:强氧化性、吸水性、脱水性、难挥发性;钝化条件(Fe、Al 常温遇浓硫酸)。
③硫酸根离子的检验。
④物质鉴别:二氧化硫与二氧化碳的鉴别。
⑤环境:酸雨形成(pH<5.6)、燃煤脱硫。
(2)化学实验综合题(高频)。
(3)工艺流程题(高考热点)。
常见载体:硫铁矿烧渣、烟气脱硫、焦亚硫酸钠制备、硫代硫酸钠制备、含硫废水处理、石膏制备。
考点2
氮及其化合物的综合应用
2026:湖南
2024:北京
2023:江苏
2022:海南、浙江2020:北京
2019:江苏
考点01 氮及其化合物的性质
1.(2026·北京·高考真题)我国科研团队在催化合成氨领域取得了最新进展。将金属锂原子电化学沉积在金属钌表面,构建了具有高活性界面的新型催化剂,相比传统高温、高压条件下的合成氨工艺,实现了在温和条件下与高效合成氨。下列说法不正确的是
A.元素位于元素周期表第族
B.高温是为了提高的平衡转化率
C.能降低合成氨反应的活化能
D.实现了温和条件下氮的固定
【答案】B
【详解】A.是3号元素,最外层只有1个电子,位于元素周期表第族,A正确;
B.合成氨反应,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的平衡转化率降低,高温的作用是使催化剂达到最佳活性温度,B错误;
C.是合成氨反应的催化剂,催化剂的作用原理是降低反应的活化能,C正确;
D.氮的固定是将游离态的氮转化为化合态氮的过程,温和条件下催化和合成NH3,属于氮的固定,D正确;
故选B。
2.(2026·重庆·高考真题)氯化钇()是制备某特种合金的前驱体。为实现资源的有效利用,制备时,生成的可用于制备硝酸,其实验装置如图所示。
反应1
反应2
下列叙述错误的是
A.a中可填充碱石灰 B.b中气体变为无色时反应2已结束
C.c中盛水可得到硝酸 D.反应结束时先停止通气后停止加热
【答案】D
【分析】氧化钇与氯化铵在氩气氛围中加热发生反应1生成氯化钇和氨气和水,生成的氨气经过a干燥后在管式炉中与过量的氧气发生反应2催化氧化生成NO和水,进入b中的气体为NO和过量的氧气,二者反应生成NO2显红棕色,与氧气一起通入c中的水反应得到硝酸,据此分析。
【详解】A.a的作用是干燥反应生成的,碱石灰为碱性干燥剂,不与反应,可用于干燥氨气,A正确;
B.因反应过程中通入过量的氧气,若反应2未结束,则会生成NO,NO遇氧气变为红棕色,当b中气体为无色时,说明不再产生NO,氨气已经耗尽,反应2已结束,B正确;
C.从管式炉,中流出的气体含有和过量,二者反应生成,从b流出的气体为和氧气,通入水中发生反应,可得到硝酸,C正确;
D.反应结束时若先停止通气后停止加热,装置冷却后压强减小会引发倒吸,因此应先停止加热,继续通气至装置冷却后再停止通气,D错误;
故选D。
3.(2026·云南·高考真题)合成氨工艺沿革,诠释科学精神传承。几种固氮方式如图,下列说法正确的是
A.NO是红棕色、有刺激性气味的气体
B.NH4HCO3易溶于水,其电离方程式为
C.合成氨工业中采用循环操作主要是为了提高N2和H2的利用率
D.新型催化剂能降低N2生成的反应热
【答案】C
【详解】A.NO是无色、有刺激性气味的气体,NO2为红棕色气体,A项错误;
B.NH4HCO3为属于盐类,为强电解质,在水中完全电离为和,为弱酸酸式根,不能进一步拆分,因此其电离方程式为,B项错误;
C.合成氨反应为可逆反应,反应物的平衡转化率较低,循环操作可将未反应的N2和H2回收再利用,从而提高原料利用率,C项正确;
D.催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率,但反应热由反应物和生成物的总能量差决定,与催化剂无关,因此新型催化剂不能改变N2生成N[Si(CH3)3]3的反应热,D项错误;
故答案为C。
4.(2026·河北·高考真题)化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是
A.工业合成氨:
B.氯碱工业:
C.氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫:
D.生产可降解高分子聚乳酸:
【答案】D
【详解】A.工业合成氨是与在高温、高压、催化剂条件下发生可逆反应生成,化学方程式为:,A正确;
B.氯碱工业是电解饱和氯化钠溶液,生成、和,化学方程式为:,B正确;
C.氨脱硫时,先与、反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵再被氧化为硫酸铵,化学方程式为:,C正确;
D.乳酸发生缩聚反应生成聚乳酸时,聚合物两端各保留1个氢原子和1个羟基,脱去的水分子数应为 ,化学方程式书为:+(n-1)H2O,D错误;
故选D。
5.(2026·四川·高考真题)下列实验中所涉及反应的离子方程式正确的是
A.碘化银浊液中滴入硫化钠溶液:
B.碳酸氢钠溶液中滴入稀硫酸:
C.铜粉中滴入稀硝酸:
D.银氨溶液中滴入稀盐酸:
【答案】A
【详解】A.AgI溶解度大于Ag₂S,碘化银浊液中滴入硫化钠溶液生成硫化银沉淀,离子方程式为:,A正确;
B.是弱酸的酸式酸根,不能拆分为和,正确离子方程式为,B错误;
C.铜与稀硝酸反应还原产物为NO而非,正确离子方程式为,C错误;
D.生成的会与结合生成AgCl沉淀,该式漏掉AgCl的生成,正确离子方程式为,D错误;
故选A。
6.(2026·北京·高考真题)下列物质的制备实验中,选用的试剂和反应条件均正确的是
物质
试剂
反应条件
和浓硫酸
常温
固体
加热
银氨溶液
溶液和氨水
常温
固体和稀盐酸
加热
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.常温下和浓硫酸不反应,需要加热才能生成,试剂和条件搭配错误,A错误;
B.加热固体时,分解生成的和在试管口遇冷会重新化合生成,无法制得,B错误;
C.常温下,向溶液中逐滴加入稀氨水,至最初产生的沉淀恰好完全溶解,即可制得银氨溶液,试剂和条件均正确,C正确;
D.和稀盐酸加热不反应,需要和浓盐酸共热才能制得,试剂选用错误,D错误;
故选C。
7.(2026·浙江·高考真题)下列有关的说法中,不正确的是
A.是弱电解质 B.水溶液呈酸性
C.实验室用于制 D.HCl和反应制
【答案】A
【详解】A.NH4Cl是离子化合物,在水溶液中完全电离,属于强电解质,A错误;
B.NH4Cl水溶液中水解产生H+,使溶液呈酸性,B正确;
C.实验室中常用NH4Cl与Ca(OH)2加热反应制取NH3,C正确;
D.HCl和NH3直接反应生成NH4Cl,是制备NH4Cl的常用方法,D正确;
故选A。
8.(2025·广西·高考真题)为探究不同浓度被还原的产物,进行如下实验。下列说法错误的是
装置
实验
溶液的浓度
步骤与现象
①
铁丝表面有气泡产生,溶液变为黄色;取出铁丝
液面上方出现红棕色气体
②
试管口出现红棕色气体
③
无明显红棕色气体;取少量上层溶液,加入足量溶液,加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
A.①中溶液变为黄色,可能是溶于溶液
B.“试管口出现红棕色气体”说明②中的被还原为
C.③中无明显红棕色气体,可能是生成了
D.“石蕊试纸变蓝”说明③中有被还原为
【答案】B
【详解】A.①中12mol/L HNO3溶液为浓硝酸,与铁反应生成NO2(红棕色气体),NO2溶于水可能使溶液呈黄色,该说法合理,A正确;
B.②中试管口出现红棕色气体,是因为生成的NO在试管口被O2氧化为NO2,说明HNO3被还原为NO而非NO2,B错误;
C.③中为0.5mol/L HNO3溶液为稀硝酸,无红棕色气体说明无NO2,若生成N2(无色气体),则不会出现红棕色,该可能性存在,C正确;
D.③中加入NaOH加热产生使石蕊试纸变蓝的气体(NH3),说明溶液中含,即HNO3被还原为,D正确;
故选B。
9.(2025·贵州·高考真题)NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气中的,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.NaOH的电子式:
B.NO和在一定条件下可以相互转化
C.标准状况下,11.2 L 和混合物中原子总数为
D.尾气处理中涉及的反应有:
【答案】C
【详解】A.NaOH 是离子化合物,由Na+和OH-构成,OH-内部O与H以共价键结合,电子式书写正确,A正确;
B.NO可被O2氧化为NO2,NO2与H2O反应可生成NO和HNO3,二者在一定条件下可相互转化,B正确;
C.标准状况下,和均不是气体,无法确定该混合物中含有的原子数目,C错误;
D.NO与NO2在碱性环境中发生归中反应,生成,题给方程式符合反应原理和守恒原则,D正确;
故选C。
10.(2025·四川·高考真题)下列实验装置使用正确的是
A.实验室制取氨气
B.实验室制取氯气
C.实验室制备乙酸乙酯
D.实验室制备溴乙烷
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气,氨气密度小于空气,利用向下排空气法收集,图中收集装置不合理,故A错误;
B.实验室制取氯气,尾气应该选取氢氧化钠溶液,故B错误;
C.酯化反应装置中,吸收乙酸乙酯的导管不能插入饱和碳酸钠溶液的液面以下,以免发生倒吸,故C正确;
D.实验室制备溴乙烷,冷凝管的进水方向错误,应该是下进上出,故D错误;
答案选C。
11.(2025·湖北·高考真题)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是
A.在C的水溶液中加入少量固体A,溶液升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
【答案】A
【分析】固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则C为NH3,G是强酸,则E是NO,F是NO2,G是HNO3;H是白色固体,常用作钡餐,H是BaSO4,D是BaCl2,A和B反应是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应,C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl,则A是NH4Cl,B是Ba(OH)2·8H2O。
【详解】A.在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固体A(NH4Cl),铵根浓度增大,抑制了NH3·H2O的电离,OH-浓度减小,溶液pH减小,A错误;
B.D(BaCl2)易溶于水,溶于水电离出Ba2+,钡是重金属,有毒,B正确;
C.F(NO2)与水反应生成强酸硝酸,故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨,C正确;
D.G是HNO3,常温下浓HNO3将Fe钝化,故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸,D正确;
答案选A。
12.(2025·广东·高考真题)按如图组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当c中红色褪去时,将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是
A.a中有化合反应发生,并有颜色变化
B.b中气体变红棕色时,所含氮氧化物至少有两种
C.c中溶液红色刚好褪去时,恰好完全反应
D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,则c中溶液颜色会褪去
【答案】C
【详解】A.铜和稀硝酸反应,会生成一氧化氮,一氧化氮为无色气体,液面上方有氧气存在,一氧化氮与氧气反应,生成红棕色的二氧化氮,属于化合反应,生成为蓝色,有颜色变化,A正确;
B.b中气体变红棕色时,说明有二氧化氮存在,存在的反应,所以所含氮氧化物至少有两种,B正确;
C.酚酞的变色范围是8.2~10,c中溶液红色刚好褪去时,此时溶液可能呈弱碱性,所以不能判断是否恰好完全反应,C错误;
D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,会生成二氧化硫,二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中,可生成亚硫酸氢钠,溶液显酸性,c中溶液颜色会褪去,D正确;
故选C。
13.(2025·云南·高考真题)某化学兴趣小组设计如下实验装置,通过测定反应前后质量的变化,验证固体在酒精灯加热条件下,受热分解的气态产物。
实验步骤:先缓慢通入Ar气,排尽装置内空气;关闭Ⅰ左侧阀门,点燃酒精灯;一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,熄灭酒精灯甲;再次缓慢通入Ar气……
下列说法错误的是
A.实验步骤中,点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙
B.整个过程中,若Ⅲ中灼热的铜网未变黑,则说明生成的在Ⅱ中反应完全
C.实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量,则分解的气态产物只有
D.应远离热源、可燃物,并与还原性物质分开存放
【答案】A
【分析】先缓慢通入Ar气,排尽装置内空气,防止对实验造成干扰,关闭Ⅰ左侧阀门,先后点燃乙、丙、甲处酒精灯,一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,说明NaNO3分解产生了O2,熄灭酒精灯甲,再次缓慢通入Ar气,使NaNO3分解产生的气态产物全部排尽,浓硫酸用于防止空气中的水蒸气进入装置干扰实验。
【详解】A.一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,说明NaNO3分解产生了O2,为确保能准确测定产生的氧气的质量,应先点燃乙处酒精灯,再点燃丙处酒精灯,最后点燃甲处酒精灯,A错误;
B.Ⅱ、Ⅲ中Cu均能和氧气反应生成黑色的CuO,整个过程中,若Ⅲ中灼热的铜网未变黑,则说明生成的O2在Ⅱ中反应完全,B正确;
C.Ⅱ中的Cu只能吸收O2,实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量,则分解的气态产物只有O2,C正确;
D.由该实验可知NaNO3受热易分解产生氧化剂、助燃性气体O2,故NaNO3应远离热源、可燃物,并与还原性物质分开存放,D正确;
答案选A。
14.(2025·江苏·高考真题)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是
A.工业合成氨 B.湿法炼铜 C.高炉炼铁 D.接触法制硫酸
【答案】A
【详解】A.工业合成氨的反应为N2 和H2 反应生成NH3,氮气是直接反应物,A正确;
B.湿法炼铜通过Fe置换CuSO4中的Cu,反应不涉及氮气,B错误;
C.高炉炼铁中氮气作为空气成分进入高炉,但未参与还原铁矿石的主要反应,C错误;
D.接触法制硫酸涉及硫或硫化物的氧化,氮气未参与反应,D错误;
故选A。
15.(2024·重庆·高考真题)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A.若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C.若制取,则丙可作气体收集装置
D.若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
【答案】D
【详解】A.氧化钙和水反应放出大量热,促使氨水中一水合氨分解释放出氨气,A正确;
B.饱和食盐水能抑制氯气溶解,且能吸收HCl,则制取,乙可盛饱和食盐水以除去,B正确;
C.氯气密度大于空气,则丙中气体长进短出,可作氯气气体收集装置,C正确;
D.氨气极易溶于水,容易倒吸,没有防倒吸装置,D错误;
故选D。
16.(2024·广东·高考真题)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A.烧瓶壁会变冷,说明存在的反应
B.试纸会变蓝,说明有生成,产氨过程熵增
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有升华
D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
【答案】B
【详解】A.烧瓶壁变冷说明八水氢氧化钡与氯化铵的反应是焓变大于0的吸热反应,故A错误;
B.试纸会变蓝,说明八水氢氧化钡与氯化铵反应时有氨气生成,该反应是熵增的反应,故B正确;
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生是因为浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵,与氯化铵的升华无关,故C错误;
D.八水氢氧化钡与氯化铵生成氯化钡和一水合氨的反应是焓变大于0的吸热反应,烧瓶中温度降低、气体压强会减小会导致气球变小,后因为一水合氨分解生成氨气导致气体压强增大,气球会变大,滴入盐酸后,浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵,导致气体压强变小,则实验过程中,气球先变小、后增大,加入盐酸后又变小,故D错误;
故选B。
17.(2024·湖南·高考真题)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
【答案】C
【详解】A.金属铜与稀硝酸不会产生钝化。开始反应速率较慢,可能的原因是反应温度较低,故A项说法错误;
B.由于装置内有空气,铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2,产生的NO2浓度逐渐增加,气体颜色逐渐变深,故B项说法错误;
C.装置内氧气逐渐被消耗,生成的NO2量逐渐达到最大值,同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,气体颜色变浅,故C项说法正确;
D.由于该装置为密闭体系,生成的NO无法排出,逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗,铜丝与液面脱离接触,反应停止,故D项说法错误;
答案选C。
18.(2024·湖北·高考真题)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是
A.碱石灰有利于逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用
D.双口烧瓶中发生的变化是
【答案】C
【分析】本题利用Li和液氨反应制备;碱石灰可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,使浓氨水受热分解产生氨气;利用集气瓶收集氨气;过量的氨气进入双口烧瓶中在冷却体系中发生反应生成;最后的球形干燥管中可装,除掉过量的氨气,同时防止空气的水进入引起副反应。
【详解】A.碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物,可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,有利于逸出,A正确;
B.锂片表面有Li2O,Li2O会阻碍Li和液氨的接触,所以必须打磨出新鲜表面,B正确;
C.第一个干燥管目的是干燥氨气,为酸性干燥剂能与氨气反应,所以不能用,而装置末端的干燥管作用为吸收过量的氨气,可用,C错误;
D.双口烧瓶中发生的变化是,D正确;
故选C。
19.(2023·江苏·高考真题)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
B.工业制硝酸过程中的物质转化:
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:
D.实验室制备少量的原理:
【答案】B
【详解】A.Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO,NO与氧气发生反应生成NO2,A正确;
B.氮气与氧气在高温条件下生成NO,但NO无法与水发生化学反应,B错误;
C.汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体,故该反应方程式为,C正确;
D.实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量,化学方程式为,D正确。
故选B。
20.(2023·广东·高考真题)1827年,英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是
A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥 C.图3:收集 D.图4:制备
【答案】B
【详解】A.极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,故A可以达到预期;
B.P2O5为酸性氧化物,具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥,故B不可以达到预期;
C.的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到预期;
D.CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使挥发,可用此装置制备,故D可以达到预期;
故选B。
21.(2022·重庆·高考真题)工业上用N2和H2合成NH3,NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.消耗14gN2生成NH3分子数为2 NA
B.消耗1molH2,生成N-H键数为2 NA
C.生成标准状况下22.4LNH3,电子转移数为2 NA
D.氧化1molNH3生成NO,需O2分子数为2 NA
【答案】B
【详解】A.由方程式可知,消耗14g氮气生成氨气的分子数为×2×NAmol—1=NA,故A错误;
B.由方程式可知,消耗1mol氢气生成N-H键数为1mol××3×NAmol—1=2NA,故B正确;
C.由方程式可知,生成标准状况下22.4L氨气,反应电子转移数为×3×NAmol—1=3NA,故C错误;
D.由得失电子数目守恒可知,1mol氨气与氧气反应生成一氧化氮,需氧气分子数为1mol××NAmol—1=1.25NA,故D错误;
故选B。
22.(2022·江苏·高考真题)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.自然固氮、人工固氮都是将转化为
B.侯氏制碱法以、、、为原料制备和
C.工业上通过催化氧化等反应过程生产
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
【答案】A
【详解】A.自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,比如大气固氮是将N2会转化为NO,A错误;
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,B正确;
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3,相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3,C正确;
D.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”,D正确;
故选A。
23.(2022·山东·高考真题)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.含N分子参与的反应一定有电子转移
B.由NO生成的反应历程有2种
C.增大NO的量,的平衡转化率不变
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
【答案】D
【详解】A.根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项正确;
B.根据图示,由NO生成HONO的反应历程有2种,B项正确;
C.NO是催化剂,增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变,C项正确;
D.无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项错误;
答案选D。
24.(2022·浙江·高考真题)亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计
现象和结论
A
先加入少量溶液,再加溶液和足量稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
B
加到少量溶液中,再加硫酸酸化,振荡
若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠
C
先加到少量溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡
若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠
D
先加入少量溶液,再加入溶液和稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.样品若为NaCl,依然会出现白色沉淀,A错误;
B.氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化,而使其褪色,B错误;
C.亚硝酸有氧化性,可以把二价铁氧化为三价铁,溶液变为黄色,C正确;
D.稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉淀,D错误;
故选C。
25.(2020·北京·高考真题)某同学进行如下实验:
实验步骤
实验现象
I
将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
II
将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是
A.根据I中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.I中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的
D.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
【答案】C
【分析】实验I中对NH4Cl固体试管加热,湿润的pH试纸黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2),说明加热过程中生成了氨气,氨气遇水形成一水合氨,一水合氨为弱碱,使试纸变蓝,同时产生了氯化氢气体,氯化氢极易溶于水形成盐酸,中和了一水合氨恢复到黄色,最后变为红色,该过程可证明氯化铵受热发生分解生成氨气和氯化氢气体,试纸先变蓝后变红,说明氨气扩散的速度比氯化氢快;试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中由化合生成氯化铵;
实验II中将氯化铵溶液滴在pH试纸上,试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5),说明氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性,据此分析解答。
【详解】A.氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,会使湿润的pH试纸变红,根据I中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应,故A正确;
B.根据分析,根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快,故B正确;
C.根据分析,I中试纸变成红色,是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的,故C错误;
D.根据分析,根据试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中由化合生成氯化铵,则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,故D正确;
答案选C。
(2021·江苏·高考真题)N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成NO,NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将水体中的NO3-转化为N2。
26.下列有关NH3、NH、NO的说法正确的是
A.NH3能形成分子间氢键 B.NO的空间构型为三角锥形
C.NH3与NH中的键角相等 D.NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键
27.在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.NO(g)HNO3(aq) B.稀HNO3(aq)NO2(g)
C.NO(g)N2(g) D.NO(aq)N2(g)
28.对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列说法正确的是
A.该反应的ΔH<0,ΔS<0 B.反应的平衡常数可表示为K=
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变 D.其他条件相同,增大,NO的转化率下降
【答案】26.A 27.C 28.A
【详解】26.A.NH3能形成分子间氢键,氨分子是一个极性分子,氮原子带有部分负电荷,氢原子带有部分正电荷,当氨分子互相靠近时,由于取向力的作用,带有部分正电荷的氢原子与另外一个氨分子中的带有部分负电荷的氮原子发生异性电荷的吸引进一步靠拢,A正确;
B.硝酸根离子的空间构型是个标准的正三角形,N在中间,O位于三角形顶点,N和O都是sp2杂化,B错误;
C.NH3和NH都是sp3杂化,但NH3中存在一个孤电子对,是三角锥结构,而NH为标准的正四面体,所以键角是不一样的,NH3中每两个N—H键之间夹角为107°18',正四面体为109°28',C错误;
D.N-H为σ键,配位键也为σ键,则[Ag(NH3)2]+中含有8个σ键,2个配位键,D错误;
答案选A。
27.A.NO不溶于水也不与水反应,A错误;
B.稀HNO3与Cu反应得到硝酸铜、水和NO,得不到NO2,B错误;
C.NO有氧化性,CO有还原性,在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无毒的N2和CO2,C正确;
D.O3有强氧化性,不能作还原剂将硝酸根离子还原,D错误;
答案选C。
28.A.2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1,反应气体物质的量减少,ΔS<0,故A正确;
B.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应的平衡常数可表示为K=,故B错误;
C.使用高效催化剂,反应的焓变不变,故C错误;
D.其他条件相同,增大,NO的转化率增大,故D错误;
选A。
29.(2017·北京·高考真题)下述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.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应
C.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
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】D
【分析】浓硝酸不稳定,易分解为二氧化氮、水和氧气。
【详解】A.①中的红棕色气体是NO2,N元素化合价降低,根据氧化还原反应规律,一定有元素化合价升高,推断产生的气体中还一定有O2,故A正确;
B.浓硝酸受热易分解,②中的红棕色气体可能是硝酸分解产生,不能说明木炭与浓硝酸发生了反应,故B正确;
C.硝酸中N元素化合价为+5价,生成二氧化氮中N元素化合价为+4价,化合价降低,所以生成的红棕色气体为还原产物,故C正确;
D.③的气体产物中检测出CO2,CO2可能是C和氧气反应生成的产物,故D错误;
选D。
考点02 氮及其化合物的综合应用
1.(2026·湖南·高考真题)氨硼烷(NH3BH3)是一种潜在的固体储氢材料,常温下稳定。实验室以NH3和B2H6为原料制备NH3BH3,实验步骤:
①按图Ⅰ组装好仪器,______。
②通入N2,排尽图Ⅰ装置中的空气。
③先通入N2和NH3的混合气,再缓慢通入N2和B2H6的混合气,反应过程中保持NH3过量,控制温度,得到粗产品。
④纯化,得NH3BH3。
已知:①电负性:N>H>B。
②B2H6是一种强还原性的有毒气体,遇水剧烈反应,在空气中可自燃。
回答下列问题:
(1)图Ⅰ中仪器M的名称是______。
(2)补全实验步骤①:______。
(3)实验室制得的NH3中含有水,下列试剂中可用于干燥NH3的是______(填标号)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.P2O5
(4)实验过程中,NH3保持过量的原因是______。
(5)粗产品中可能有B2H6·2NH3(结构为),则B2H6·2NH3中含有的化学键的类型有______(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.氢键
(6)在酸性条件下,NH3BH3与水反应生成H3BO3和H2并放热,该反应的离子方程式为______。利用图Ⅱ装置测定H2的体积,反应结束后,下列操作会导致所测H2体积偏大的是______(填标号)。
a.读数时,气体未冷却至室温
b.读数时,水准管液面高于量气管液面
c.计算时,未减去注入硫酸的体积
(7)NH3BH3的晶胞如图所示,则一个晶胞中含有______个氢原子。
【答案】(1)三颈烧瓶(或三颈瓶)
(2)检查装置的气密性
(3)b
(4)提高的转化率,且防止有毒的逸出污染环境
(5)ab
(6) ac
(7)12
【分析】氨硼烷是潜在固体储氢材料,常温稳定。实验以和为原料制备NH3BH3,步骤①:按图Ⅰ组装好仪器,检查装置气密性,防止气体泄漏影响反应或引发危险。步骤②:通 N2 排空气,避免与氧气接触自燃,同时减少杂质干扰。步骤③控制反应物比例与温度,先通入N2和NH3的混合气,再缓慢通入N2和的混合气,反应过程中保持NH3过量,控制温度,得到粗产品;步骤④:粗产品需进一步纯化,得到纯净的。
【详解】(1)图Ⅰ中仪器M的名称是三颈烧瓶。
(2)该实验涉及气体的通入和反应,因此在组装好仪器后、装入药品和通入气体前,必须先检查装置的气密性。
(3)是碱性气体。浓硫酸(选项a)和(选项c)均显酸性,会与发生反应,不能用于干燥;碱石灰(选项b)呈碱性,不与反应,可用于干燥。
(4)根据题干已知信息,是一种强还原性的有毒气体。保持过量,一方面可以使充分反应,提高其转化率;另一方面可以防止未反应的有毒气体逸出,避免污染环境。
(5)的结构为,该物质由阳离子和阴离子构成,阴阳离子之间存在离子键;在阴、阳离子内部,B-H、N-H以及B-N之间均存在共价键;氢键属于特殊的分子间作用力,不属于化学键。故选ab。
(6)已知电负性 ,故在中,与B相连的H显-1价。在酸性条件下,-1价的H与水或酸中的+1价H发生归中反应生成,N原子结合生成,B原子转化为。根据电子转移和原子守恒,离子方程式为 。
a.反应放热,读数时气体未冷却至室温,气体受热膨胀,导致测定体积偏大,a正确;
b.水准管液面高于量气管液面,说明量气管内气体压强大于外界大气压,气体被压缩,导致测定体积偏小,b错误;
c.注入的稀硫酸占据了烧瓶内的部分空间,排出了等体积的气体,计算时若未减去注入硫酸的体积,会导致算出的
体积偏大,c正确;
故选ac。
(7)观察晶胞结构图可知,分子位于晶胞的8个顶点和1个体心。利用均摊法计算,一个晶胞中含有的分子数为 个。每个分子中含有6个H原子,因此一个晶胞中含有的H原子总数为 个。
2.(2024·北京·高考真题)是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。
(1)方法一:早期以硝石(含)为氮源制备,反应的化学方程式为:。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和_______。
(2)方法二:以为氮源催化氧化制备,反应原理分三步进行。
①第I步反应的化学方程式为_______。
②针对第Ⅱ步反应进行研究:在容积可变的密闭容器中,充入和进行反应。在不同压强下(、),反应达到平衡时,测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因_______。
(3)方法三:研究表明可以用电解法以为氮源直接制备,其原理示意图如下。
①电极a表面生成的电极反应式:_______。
②研究发现:转化可能的途径为。电极a表面还发生iii.。iii的存在,有利于途径ii,原因是_______。
(4)人工固氮是高能耗的过程,结合分子结构解释原因_______。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。
【答案】(1)难挥发性
(2) x、y点转化率相同,故气体总物质的量相同,y点温度T更高、压强p更大,且压强增大对容积的影响超过了温度升高对容积的影响
(3) iii产生的参与ⅱ中NO的氧化
(4)分子中存在氮氮三键,键能大,破坏它需要较大的能量
【详解】(1)浓硫酸难挥发,产物为气体,有利于复分解反应进行,体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。
(2)①第I步反应为氨气的催化氧化,化学方程式为;
②第Ⅱ步的反应为2NO+O22NO2,是气体分子数减少的反应,压强越大NO平衡转化率越高,相同温度下的NO转化率大于,因此;y点温度比x点高、压强比x点的大,两点NO转化率均为60%,气体总物质的量相同,根据阿伏伽德罗定律的推论,y点温度T更高、压强p更大,且压强增大对容积的影响超过了温度升高对容积的影响,最终y点容器容积小于x点。
(3)①由电极a上的物质转化可知,氮元素化合价升高,发生氧化反应,电极a为阳极,电极反应式为;
②反应iii生成,将氧化成,更易转化成。
(4)分子中存在氮氮三键,键能大,破坏它需要较大的能量,故人工固氮是高能耗的过程。
3.(2023·江苏·高考真题)催化剂能催化脱除烟气中的NO,反应为 。
(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的粉末置于80℃的水中,在搅拌下加入一定量的溶液,经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状催化剂。在水溶液中水解为沉淀的离子方程式为___________;反应选用溶液而不选用溶液的原因是___________。
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、、(其余为)气体匀速通过装有催化剂的反应器,测得NO的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在320~360℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是___________;反应温度高于380℃,NO转化率下降,除因为进入反应器的NO被还原的量减少外,还有___________(用化学方程式表示)。
(3)废催化剂的回收。回收废催化剂并制备的过程可表示为
①酸浸时,加料完成后,以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有___________。
②通过萃取可分离钒和钨,在得到的钒酸中含有。已知具有八元环结构,其结构式可表示为___________。
③向pH=8的溶液中加入过量的溶液,生成沉淀。已知:,加过量溶液的目的是___________。
【答案】(1) 或 制得的催化剂中不含Na+
(2) 在该温度范围内,催化剂活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消
(3) 提高反应温度、延长浸出时间 或 促进充分沉淀
【详解】(1)在水溶液中水解为沉淀的离子方程式为,另水解会促进水解,故在水溶液中水解为沉淀的离子方程式也可写成为;反应选用溶液而不选用溶液的原因是制得的催化剂中不含Na+;
(2)反应温度在320~360℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是此温度范围内,催化剂活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消。反应温度高于380℃,NO转化率下降,有可能体系产生了NO,如。
(3)
提高钒元素浸出率的方法还有提高反应温度、延长浸出时间,已知具有八元环结构,且V连有五根共价键,结构式可表示为 或。饱和溶液中存在溶解平衡,加过量溶液有利于增加铵根离子浓度,促进平衡向析出沉淀的方向移动,提高的含量,促进充分沉淀。
4.(2022·海南·高考真题)磷酸氢二铵[]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题:
(1)实验室用和制备氨气的化学方程式为_______。
(2)现有浓质量分数为85%,密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7mol/L的溶液,则需浓_______mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞的作用为_______。实验过程中,当出现_______现象时,应及时关闭,打开。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通,即可制得溶液。若继续通入,当时,溶液中、_______和_______(填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用_______作指示剂,当溶液颜色由_______变为_______时,停止通。
【答案】(1)
(2)11.5
(3) 平衡气压防倒吸 倒吸
(4)
(5) 酚酞 无 浅红
【分析】本实验的实验目的为制备磷酸二氢铵[(NH4)2HPO4],实验原理为2NH3+H3PO4=[(NH4)2HPO4],结合相关实验基础知识分析解答问题。
【详解】(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;
(2)根据公式可得,浓H3PO4的浓度,溶液稀释前后溶质的物质的量不变,因此配制100mL 1.7mol/L的H3PO4溶液,需要浓H3PO4的体积V=;
(3)由于NH3极易溶于水,因此可选择打开活塞K2以平衡气压,防止发生倒吸,所以实验过程中,当出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2;
(4)继续通入NH3,(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4,当pH>10.0时,溶液中OH-、、的浓度明显增加;
(5)由(4)小问可知,当pH为8.0~9.0时,可制得(NH4)2HPO4,说明(NH4)2HPO4溶液显碱性,因此若不选用pH传感器,还可以选用酚酞作指示剂,当溶液颜色由无色变为浅红时,停止通入NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。
5.(2022·浙江·高考真题)氨基钠()是重要的化学试剂,实验室可用下图装置(夹持、搅拌、尾气处理装置已省略)制备。
简要步骤如下:
Ⅰ.在瓶A中加入液氨和,通入氨气排尽密闭体系中空气,搅拌。
Ⅱ.加入5g钠粒,反应,得粒状沉积物。
Ⅲ.除去液氨,得产品。
已知:几乎不溶于液氨,易与水、氧气等反应。
请回答:
(1)的作用是_______;装置B的作用是_______。
(2)步骤Ⅰ,为判断密闭体系中空气是否排尽,请设计方案_______。
(3)步骤Ⅱ,反应速率应保持在液氨微沸为宜。为防止速率偏大,可采取的措施有_______。
(4)下列说法不正确的是_______。
A.步骤Ⅰ中,搅拌的目的是使均匀地分散在液氨中
B.步骤Ⅱ中,为判断反应是否已完成,可在N处点火,如无火焰,则反应已完成
C.步骤Ⅲ中,为避免污染,应在通风橱内抽滤除去液氨,得到产品
D.产品应密封保存于充满干燥氮气的瓶中
(5)产品分析:假设是产品的唯一杂质,可采用如下方法测定产品纯度。从下列选项中选择最佳操作并排序_______。
准确称取产品计算
a.准确加入过量的水
b.准确加入过量的标准溶液
c.准确加入过量的标准溶液
d.滴加甲基红指示剂(变色的范围4.4~6.2)
e.滴加石蕊指示剂(变色的范围4.5~8.3)
f.滴加酚酞指示剂(变色的范围8.2~10.0)
g.用标准溶液滴定
h.用标准溶液滴定
i.用标准溶液滴定
【答案】(1) 催化 防止氧气、水进入密闭体系
(2)试管中加满水倒扣于水槽中,M处通入氨气,将N处排出的气体导入试管内。如试管底部出现气泡,则空气尚未排尽,如未出现气泡,则说明空气已排尽
(3)分批少量加入钠粒;降低冷却液温度;适当增加液氨量(任写一种即可)
(4)BC
(5)bdg
【分析】在硝酸铁催化下钠与液氨的反应来生成NaNH2和氢气,该反应是放热反应,为保证液氨处于微沸状态,需要用冷却液控制一定的温度。NaNH2易与水和氧气发生反应,所以装置B中Hg可防止氧气、水进入密闭体系,导气口N与尾气处理连接装置再处理氨气等,据此结合实验原理分析解答。
【详解】(1)结合实验原理,根据实验操作中加入Fe(NO3)39H2O的用料很少,可推知,Fe(NO3)39H2O在反应中作催化剂,加快反应速率;结合已知信息可知,制备得到的NaNH2易与水和氧气发生反应,所以装置B中Hg可防止氧气、水进入密闭体系,干扰NaNH2的制备,
故答案为:催化;防止氧气、水进入密闭体系;
(2)结合氨气极易溶于水,空气中的氮气难溶于水,氧气不易溶于水的物理性质,所以为判断密封体系中空气是否排尽,可设计方案如下:试管中加满水倒扣于水槽中,M处通入氨气,将N处排出的气体导入试管内。如试管底部出现气泡,则空气尚未排尽,如未出现气泡,则说明空气已排尽;
(3)上述化学反应中,反应物的浓度、温度均可影响化学反应速率,所以为防止反应速率偏大,可实施的措施有:分批少量加入钠粒;降低冷却液温度;适当增加液氨量(任写一种即可);
(4)A.步骤I中,搅拌可使液体混合均匀,所以搅拌可使少量的催化剂Fe(NO3)39H2O均匀分散在液氨中,A正确;
B.步骤II中,由于液氨处于微沸状态,故生成的氢气中混有一定量的氨气;氢气虽然是可燃性气体,由于氨气在空气中不能被点燃,当氨气中只有少量氢气时,则也不能被点燃、不会产生火焰,且对易气体点火有安全隐患,B错误;
C.步骤II中得到的粒状沉积物,颗粒较小,颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层密实的沉淀,溶液不易透过,所以不适宜选用抽滤装置进行过滤,C错误;
D.因为制备的产品NaNH2易与水和氧气发生反应,所以可密封保存于充满干燥氮气的瓶中,D正确;
故选BC;
(5)题干信息中提到假设产品NaNH2的唯一杂质为NaOH,因为产品溶于水生成氢氧化钠和氨气,所以可设计利用盐酸标准溶液进行滴定,因滴定终点时,溶液中含氯化钠和氯化铵,所以需选用酸性条件下的酸碱指示剂判断滴定终点,过量的盐酸再利用氢氧化钠标准液反滴定,最终利用所测数据计算得出产品中NaNH2的纯度,故涉及的操作步骤为:准确称取产品xg 加入过量盐酸标准溶液加入滴加甲基红指示剂用氢氧化钠标准溶液进行滴定,根据实验所测数据,计算产品纯度,故答案为:bdg。
6.(2021·海南·高考真题)亚硝酰氯可作为有机合成试剂。
已知:①
②沸点:为-6℃,为-34℃,为-152℃。
③易水解,能与反应。
某研究小组用和在如图所示装置中制备,并分离回收未反应的原料。
回答问题:
(1)通入和前先通入氩气,作用是___________;仪器的名称是___________。
(2)将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管中,目的是___________。
(3)实验所需的可用和溶液在稀中反应制得,离子反应方程式为___________。
(4)为分离产物和未反应的原料,低温浴槽A的温度区间应控制在___________,仪器C收集的物质是___________。
(5)无色的尾气若遇到空气会变为红棕色,原因是___________。
【答案】(1) 排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解 干燥管
(2)增大与气体的接触面积,加快反应速率
(3)
(4) 或
(5)与空气中O2的反应产生红棕色的NO2
【分析】通过实验原理可知,进气端为和,经过催化剂使其反应制备;经过低温浴槽A降温,使冷凝,得到产品;再经过低温浴槽B降温,使冷凝,防止逸出,污染空气;剩下NO经过无水氯化钙干燥后,进行回收,据此分析作答。
【详解】(1)通入和前先通入氩气,作用是排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解;仪器的名称干燥管,故答案为:排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解;干燥管;
(2)将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管中,目的是增大与气体的接触面积,加快反应速率,故答案为:增大与气体的接触面积,加快反应速率;
(3)实验所需的可用和溶液在稀中反应制得,则亚铁离子会被氧化为铁离子,离子反应方程式为:,故答案为:;
(4)为分离产物和未反应的原料,低温浴槽A使冷凝,得到产品,则温度区间应控制在或;再经过低温浴槽B降温,使冷凝,防止逸出,污染空气,仪器C收集的物质是,故答案为:或;;
(5)剩下的气体为NO,则无色的尾气若遇到空气会变为红棕色,原因是与空气中的氧气反应产生红棕色的NO2,故答案为:与空气中的氧气反应产生红棕色的NO2。
7.(2020·北京·高考真题)用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金),Ag和Cu。
已知:①浓硝酸不能单独将Au溶解。②HAuCl4=H++AuCl
(1)酸溶后经____操作,将混合物分离。
(2)浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同,写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式:____。
(3)HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸):V(浓盐酸)=1:3溶金原理相同。
①将溶金反应的化学方程式补充完整:
Au+____NaCl+____HNO3=HAuCl4+____+____+____NaNO3
②关于溶金的下列说法正确的是____。
A.用到了HNO3的氧化性
B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解
(4)若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是____mol。
(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。
试剂1是____,物质2是____。
【答案】 过滤 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 4 5 NO 2H2O 4 AC 2 NaCl溶液 Fe、Cu
【分析】废旧CPU中的单质Au(金),Ag和Cu,加入硝酸酸化后,金不反应,Ag和Cu转化为铜离子和银离子的混合溶液,含金的固体中加入硝酸和氯化钠的混合溶液,金转化为HAuCl4,HAuCl4经锌粉还原分离得到金,由此分析。
【详解】(1) Au(金),Ag和Cu经酸溶后得到金、铜离子和银离子的混合溶液,将固体和液体分开的操作是过滤,将混合物分离;
(2)铜与稀硝酸反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O;溶解1molCu消耗HNO3的物质的量为mol;铜与浓硝酸反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,溶解1molCu消耗HNO3的物质的量为4mol;消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式为铜与稀硝酸的反应,化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(3)①根据化合价的变化规律可知,金的化合价从0价升高到+3价,作还原剂,硝酸作氧化剂,从+5价降低到+2价,产物有一氧化氮生成,根据质量守恒,生成物中还有水,化学方程式为:Au+4NaCl+5HNO3=HAuCl4+2H2O+NO↑+4NaNO3;
②A.溶金过程中硝酸的化合价降低,作氧化剂,具有强氧化性,用到了HNO3的氧化性,故A正确;
B.王水中V(浓硝酸):V(浓盐酸)=1:3,王水中浓盐酸的主要作用是提供氯离子,形成稳定的配离子四氯合金离子,促进金与硝酸的反应,故B错误;
C.HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸):V(浓盐酸)=1:3溶金原理相同,则用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解,故C正确;
答案选AC;
(4)由于HAuCl4=H++AuCl,若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原,HAuCl4中金的化合价为+3价,被锌还原为0价,锌的化合价从0价升高到+2价,参加反应的Zn的物质的量x,锌的化合价从0价升高到+2价,根据得失电子守恒可知:2x=3,x=1.5mol,同时Zn+2H+=Zn2++H2↑,与氢离子反应的Zn的物质的量为0.5mol,则参加反应的Zn的物质的量是2mol;
(5) 根据图中信息可知,含有铜离子和银离子的溶液加入试剂1后得到的是物质1和物质3,物质3加入试剂3后得到的是二氨合银离子,试剂3是氨水,物质3是氯化银,试剂1是NaCl溶液,物质1是氯化铜,氯化铜加入过量铁粉得到物质2:铜和过量铁,经过试剂2,过滤后得到铜单质,试剂2是盐酸,除去过量的铁粉,二氨合银离子经过还原可以得到银单质,实现了铜和银的分离,试剂1是NaCl溶液,物质2是Fe、Cu。
【点睛】浓硝酸不能单独将Au溶解,将浓硝酸中加入浓盐酸,利于生成四氯合金离子,利于金与硝酸的反应,主要作用增强硝酸的氧化性,为易错点。
8.(2019·江苏·高考真题)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH−=2+H2O
2NO2+2OH−=++H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有________(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是________(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl−和,其离子方程式为________。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是________。
【答案】 2NH3+2O2N2O+3H2O BC NaNO3 NO 3HClO+2NO+H2O=3Cl−+2+5H+ 溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
【详解】(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O,根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成,配平化学方程式为:2NH3+2O2N2O+3H2O,
故答案为2NH3+2O2N2O+3H2O;
(2)①A.加快通入尾气的速率,不能提高尾气中NO和NO2的去除率,不选A;
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气液充分接触,能提高尾气中NO和NO2的去除率,选B;
C.定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中NO和NO2的去除率,选C。
故答案为BC;
②由吸收反应:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知,反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液,经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体,因此得到的NaNO2混有NaNO3;由吸收反应可知,若NO和NO2的物质的量之比大于1:1,NO不能被吸收,因此,吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO,
故答案为NaNO3;NO;
(3)①在酸性的NaClO溶液中,次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO,HClO和NO发生氧化还原反应生成NO3-和Cl-,根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒,配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+,
故答案为2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+;
②在相同条件下,氧化剂的浓度越大,氧化能力越强,由反应2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+可知,溶液pH越小,溶液中HClO浓度越大,氧化NO的能力越强,
故答案为溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强。
试卷第1页,共3页
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专题16 氮及其化合物
考点分类
十年考情(2017-2026)
命题规律
考点1
氮及其化合物的性质
2026:北京、重庆、云南、河北、四川、浙江
2025:广西、贵州、四川、湖北、广东、云南、江苏
2024:重庆、广东、湖南、湖北
2023:江苏、广东2022:重庆、江苏、山东、浙江
2021:江苏
2020:北京
2017:北京:
1.题型特点:高频主干考点,以综合考查为主,很少单独大题,主要分布:选择题、实验大题、化工流程题,偶尔结合氧化还原、离子反应、化学平衡、滴定计算。
(1)情境化载体高频:酸雨、燃煤脱硫、葡萄酒二氧化硫、硫酸盐、硫铁矿冶炼、石膏、焦亚硫酸钠、脱硫工艺、含硫废水处理。
(2)核心思路:价‑类二维转化。
2.难度特点:选择题(基础送分 + 中档辨析);非选择题难度大(区分度核心)。
· 3.核心考向:
(1)选择题(正误判断、离子检验、物质鉴别),高频考点:
①二氧化硫的多重性质:酸性氧化物通性、还原性、弱氧化性、漂白性(可逆,不能漂白指示剂)。
②浓硫酸四大特性:强氧化性、吸水性、脱水性、难挥发性;钝化条件(Fe、Al 常温遇浓硫酸)。
③硫酸根离子的检验。
④物质鉴别:二氧化硫与二氧化碳的鉴别。
⑤环境:酸雨形成(pH<5.6)、燃煤脱硫。
(2)化学实验综合题(高频)。
(3)工艺流程题(高考热点)。
常见载体:硫铁矿烧渣、烟气脱硫、焦亚硫酸钠制备、硫代硫酸钠制备、含硫废水处理、石膏制备。
考点2
氮及其化合物的综合应用
2026:湖南
2024:北京
2023:江苏
2022:海南、浙江2020:北京
2019:江苏
考点01 氮及其化合物的性质
1.(2026·北京·高考真题)我国科研团队在催化合成氨领域取得了最新进展。将金属锂原子电化学沉积在金属钌表面,构建了具有高活性界面的新型催化剂,相比传统高温、高压条件下的合成氨工艺,实现了在温和条件下与高效合成氨。下列说法不正确的是
A.元素位于元素周期表第族
B.高温是为了提高的平衡转化率
C.能降低合成氨反应的活化能
D.实现了温和条件下氮的固定
2.(2026·重庆·高考真题)氯化钇()是制备某特种合金的前驱体。为实现资源的有效利用,制备时,生成的可用于制备硝酸,其实验装置如图所示。
反应1
反应2
下列叙述错误的是
A.a中可填充碱石灰 B.b中气体变为无色时反应2已结束
C.c中盛水可得到硝酸 D.反应结束时先停止通气后停止加热
3.(2026·云南·高考真题)合成氨工艺沿革,诠释科学精神传承。几种固氮方式如图,下列说法正确的是
A.NO是红棕色、有刺激性气味的气体
B.NH4HCO3易溶于水,其电离方程式为
C.合成氨工业中采用循环操作主要是为了提高N2和H2的利用率
D.新型催化剂能降低N2生成的反应热
4.(2026·河北·高考真题)化学在推动社会发展和进步中发挥着重要作用。下列相关化学方程式错误的是
A.工业合成氨:
B.氯碱工业:
C.氨脱硫法脱除烟气中少量二氧化硫:
D.生产可降解高分子聚乳酸:
5.(2026·四川·高考真题)下列实验中所涉及反应的离子方程式正确的是
A.碘化银浊液中滴入硫化钠溶液:
B.碳酸氢钠溶液中滴入稀硫酸:
C.铜粉中滴入稀硝酸:
D.银氨溶液中滴入稀盐酸:
6.(2026·北京·高考真题)下列物质的制备实验中,选用的试剂和反应条件均正确的是
物质
试剂
反应条件
和浓硫酸
常温
固体
加热
银氨溶液
溶液和氨水
常温
固体和稀盐酸
加热
A.A B.B C.C D.D
7.(2026·浙江·高考真题)下列有关的说法中,不正确的是
A.是弱电解质 B.水溶液呈酸性
C.实验室用于制 D.HCl和反应制
8.(2025·广西·高考真题)为探究不同浓度被还原的产物,进行如下实验。下列说法错误的是
装置
实验
溶液的浓度
步骤与现象
①
铁丝表面有气泡产生,溶液变为黄色;取出铁丝
液面上方出现红棕色气体
②
试管口出现红棕色气体
③
无明显红棕色气体;取少量上层溶液,加入足量溶液,加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体
A.①中溶液变为黄色,可能是溶于溶液
B.“试管口出现红棕色气体”说明②中的被还原为
C.③中无明显红棕色气体,可能是生成了
D.“石蕊试纸变蓝”说明③中有被还原为
9.(2025·贵州·高考真题)NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气中的,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.NaOH的电子式:
B.NO和在一定条件下可以相互转化
C.标准状况下,11.2 L 和混合物中原子总数为
D.尾气处理中涉及的反应有:
10.(2025·四川·高考真题)下列实验装置使用正确的是
A.实验室制取氨气
B.实验室制取氯气
C.实验室制备乙酸乙酯
D.实验室制备溴乙烷
A.A B.B C.C D.D
11.(2025·湖北·高考真题)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是
A.在C的水溶液中加入少量固体A,溶液升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
12.(2025·广东·高考真题)按如图组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当c中红色褪去时,将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是
A.a中有化合反应发生,并有颜色变化
B.b中气体变红棕色时,所含氮氧化物至少有两种
C.c中溶液红色刚好褪去时,恰好完全反应
D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,则c中溶液颜色会褪去
13.(2025·云南·高考真题)某化学兴趣小组设计如下实验装置,通过测定反应前后质量的变化,验证固体在酒精灯加热条件下,受热分解的气态产物。
实验步骤:先缓慢通入Ar气,排尽装置内空气;关闭Ⅰ左侧阀门,点燃酒精灯;一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,熄灭酒精灯甲;再次缓慢通入Ar气……
下列说法错误的是
A.实验步骤中,点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙
B.整个过程中,若Ⅲ中灼热的铜网未变黑,则说明生成的在Ⅱ中反应完全
C.实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量,则分解的气态产物只有
D.应远离热源、可燃物,并与还原性物质分开存放
14.(2025·江苏·高考真题)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是
A.工业合成氨 B.湿法炼铜 C.高炉炼铁 D.接触法制硫酸
15.(2024·重庆·高考真题)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A.若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C.若制取,则丙可作气体收集装置
D.若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
16.(2024·广东·高考真题)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A.烧瓶壁会变冷,说明存在的反应
B.试纸会变蓝,说明有生成,产氨过程熵增
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有升华
D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
17.(2024·湖南·高考真题)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
18.(2024·湖北·高考真题)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是
A.碱石灰有利于逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用
D.双口烧瓶中发生的变化是
19.(2023·江苏·高考真题)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
B.工业制硝酸过程中的物质转化:
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:
D.实验室制备少量的原理:
20.(2023·广东·高考真题)1827年,英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是
A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥 C.图3:收集 D.图4:制备
21.(2022·重庆·高考真题)工业上用N2和H2合成NH3,NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.消耗14gN2生成NH3分子数为2 NA
B.消耗1molH2,生成N-H键数为2 NA
C.生成标准状况下22.4LNH3,电子转移数为2 NA
D.氧化1molNH3生成NO,需O2分子数为2 NA
22.(2022·江苏·高考真题)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.自然固氮、人工固氮都是将转化为
B.侯氏制碱法以、、、为原料制备和
C.工业上通过催化氧化等反应过程生产
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
23.(2022·山东·高考真题)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.含N分子参与的反应一定有电子转移
B.由NO生成的反应历程有2种
C.增大NO的量,的平衡转化率不变
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
24.(2022·浙江·高考真题)亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计
现象和结论
A
先加入少量溶液,再加溶液和足量稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
B
加到少量溶液中,再加硫酸酸化,振荡
若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠
C
先加到少量溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡
若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠
D
先加入少量溶液,再加入溶液和稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
A.A B.B C.C D.D
25.(2020·北京·高考真题)某同学进行如下实验:
实验步骤
实验现象
I
将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
II
将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是
A.根据I中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.I中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的
D.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
(2021·江苏·高考真题)N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成NO,NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将水体中的NO3-转化为N2。
26.下列有关NH3、NH、NO的说法正确的是
A.NH3能形成分子间氢键 B.NO的空间构型为三角锥形
C.NH3与NH中的键角相等 D.NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键
27.在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.NO(g)HNO3(aq) B.稀HNO3(aq)NO2(g)
C.NO(g)N2(g) D.NO(aq)N2(g)
28.对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列说法正确的是
A.该反应的ΔH<0,ΔS<0 B.反应的平衡常数可表示为K=
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变 D.其他条件相同,增大,NO的转化率下降
29.(2017·北京·高考真题)下述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.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应
C.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
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
考点02 氮及其化合物的综合应用
1.(2026·湖南·高考真题)氨硼烷(NH3BH3)是一种潜在的固体储氢材料,常温下稳定。实验室以NH3和B2H6为原料制备NH3BH3,实验步骤:
①按图Ⅰ组装好仪器,______。
②通入N2,排尽图Ⅰ装置中的空气。
③先通入N2和NH3的混合气,再缓慢通入N2和B2H6的混合气,反应过程中保持NH3过量,控制温度,得到粗产品。
④纯化,得NH3BH3。
已知:①电负性:N>H>B。
②B2H6是一种强还原性的有毒气体,遇水剧烈反应,在空气中可自燃。
回答下列问题:
(1)图Ⅰ中仪器M的名称是______。
(2)补全实验步骤①:______。
(3)实验室制得的NH3中含有水,下列试剂中可用于干燥NH3的是______(填标号)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.P2O5
(4)实验过程中,NH3保持过量的原因是______。
(5)粗产品中可能有B2H6·2NH3(结构为),则B2H6·2NH3中含有的化学键的类型有______(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.氢键
(6)在酸性条件下,NH3BH3与水反应生成H3BO3和H2并放热,该反应的离子方程式为______。利用图Ⅱ装置测定H2的体积,反应结束后,下列操作会导致所测H2体积偏大的是______(填标号)。
a.读数时,气体未冷却至室温
b.读数时,水准管液面高于量气管液面
c.计算时,未减去注入硫酸的体积
(7)NH3BH3的晶胞如图所示,则一个晶胞中含有______个氢原子。
2.(2024·北京·高考真题)是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。
(1)方法一:早期以硝石(含)为氮源制备,反应的化学方程式为:。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和_______。
(2)方法二:以为氮源催化氧化制备,反应原理分三步进行。
①第I步反应的化学方程式为_______。
②针对第Ⅱ步反应进行研究:在容积可变的密闭容器中,充入和进行反应。在不同压强下(、),反应达到平衡时,测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因_______。
(3)方法三:研究表明可以用电解法以为氮源直接制备,其原理示意图如下。
①电极a表面生成的电极反应式:_______。
②研究发现:转化可能的途径为。电极a表面还发生iii.。iii的存在,有利于途径ii,原因是_______。
(4)人工固氮是高能耗的过程,结合分子结构解释原因_______。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。
3.(2023·江苏·高考真题)催化剂能催化脱除烟气中的NO,反应为 。
(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的粉末置于80℃的水中,在搅拌下加入一定量的溶液,经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状催化剂。在水溶液中水解为沉淀的离子方程式为___________;反应选用溶液而不选用溶液的原因是___________。
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、、(其余为)气体匀速通过装有催化剂的反应器,测得NO的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在320~360℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是___________;反应温度高于380℃,NO转化率下降,除因为进入反应器的NO被还原的量减少外,还有___________(用化学方程式表示)。
(3)废催化剂的回收。回收废催化剂并制备的过程可表示为
①酸浸时,加料完成后,以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有___________。
②通过萃取可分离钒和钨,在得到的钒酸中含有。已知具有八元环结构,其结构式可表示为___________。
③向pH=8的溶液中加入过量的溶液,生成沉淀。已知:,加过量溶液的目的是___________。
4.(2022·海南·高考真题)磷酸氢二铵[]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题:
(1)实验室用和制备氨气的化学方程式为_______。
(2)现有浓质量分数为85%,密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7mol/L的溶液,则需浓_______mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞的作用为_______。实验过程中,当出现_______现象时,应及时关闭,打开。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通,即可制得溶液。若继续通入,当时,溶液中、_______和_______(填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用_______作指示剂,当溶液颜色由_______变为_______时,停止通。
5.(2022·浙江·高考真题)氨基钠()是重要的化学试剂,实验室可用下图装置(夹持、搅拌、尾气处理装置已省略)制备。
简要步骤如下:
Ⅰ.在瓶A中加入液氨和,通入氨气排尽密闭体系中空气,搅拌。
Ⅱ.加入5g钠粒,反应,得粒状沉积物。
Ⅲ.除去液氨,得产品。
已知:几乎不溶于液氨,易与水、氧气等反应。
请回答:
(1)的作用是_______;装置B的作用是_______。
(2)步骤Ⅰ,为判断密闭体系中空气是否排尽,请设计方案_______。
(3)步骤Ⅱ,反应速率应保持在液氨微沸为宜。为防止速率偏大,可采取的措施有_______。
(4)下列说法不正确的是_______。
A.步骤Ⅰ中,搅拌的目的是使均匀地分散在液氨中
B.步骤Ⅱ中,为判断反应是否已完成,可在N处点火,如无火焰,则反应已完成
C.步骤Ⅲ中,为避免污染,应在通风橱内抽滤除去液氨,得到产品
D.产品应密封保存于充满干燥氮气的瓶中
(5)产品分析:假设是产品的唯一杂质,可采用如下方法测定产品纯度。从下列选项中选择最佳操作并排序_______。
准确称取产品计算
a.准确加入过量的水
b.准确加入过量的标准溶液
c.准确加入过量的标准溶液
d.滴加甲基红指示剂(变色的范围4.4~6.2)
e.滴加石蕊指示剂(变色的范围4.5~8.3)
f.滴加酚酞指示剂(变色的范围8.2~10.0)
g.用标准溶液滴定
h.用标准溶液滴定
i.用标准溶液滴定
6.(2021·海南·高考真题)亚硝酰氯可作为有机合成试剂。
已知:①
②沸点:为-6℃,为-34℃,为-152℃。
③易水解,能与反应。
某研究小组用和在如图所示装置中制备,并分离回收未反应的原料。
回答问题:
(1)通入和前先通入氩气,作用是___________;仪器的名称是___________。
(2)将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管中,目的是___________。
(3)实验所需的可用和溶液在稀中反应制得,离子反应方程式为___________。
(4)为分离产物和未反应的原料,低温浴槽A的温度区间应控制在___________,仪器C收集的物质是___________。
(5)无色的尾气若遇到空气会变为红棕色,原因是___________。
7.(2020·北京·高考真题)用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金),Ag和Cu。
已知:①浓硝酸不能单独将Au溶解。②HAuCl4=H++AuCl
(1)酸溶后经____操作,将混合物分离。
(2)浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同,写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式:____。
(3)HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸):V(浓盐酸)=1:3溶金原理相同。
①将溶金反应的化学方程式补充完整:
Au+____NaCl+____HNO3=HAuCl4+____+____+____NaNO3
②关于溶金的下列说法正确的是____。
A.用到了HNO3的氧化性
B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解
(4)若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是____mol。
(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。
试剂1是____,物质2是____。
8.(2019·江苏·高考真题)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH−=2+H2O
2NO2+2OH−=++H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有________(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是________(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl−和,其离子方程式为________。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是________。
试卷第1页,共3页
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