内容正文:
优化探究
大单元二 元素及其化合物
第四章 非金属及其化合物
热点强化15 氮及其重要化合物的转化
【讲·热点归纳】
1.氮元素的“价—类”二维图
氮元素有多种可变化合价,物质的种类较多,在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。
2.含氮元素物质之间的转化关系
(1)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。
如3NO2+H2O===2HNO3+NO、2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。
(2)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。
如6NO+4NH35N2+6H2O、NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O。
【练·热点突破】
1.(2025·湖北卷)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pH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
A
解析:由题目信息“气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝”,可推出气体C为NH3,结合转化关系可知,E为NO,F为NO2,G为HNO3,符合题目信息“G是一种强酸”。C和HCl反应生成A(NH4Cl),同时H常用作钡餐,推出H为BaSO4,A和B反应得到D,则D为BaCl2,再由题目信息固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌反应时温度迅速下降,知A(NH4Cl)和B反应吸热,确定B为Ba(OH)2·8H2O。A.在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固体A(NH4Cl),N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。
2.(2022·天津卷)燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。如图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是( )
A.甲是空气中体积分数最大的成分
B.乙是引起温室效应的气体之一
C.反应(Ⅰ)在常温下容易发生
D.反应(Ⅱ)中NO是氧化剂
C
解析:甲和氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和乙,由元素守恒及转化关系可知,甲为氮气,乙为二氧化碳。A.甲是氮气,氮气是空气中体积分数最大的成分,故A正确;B.乙是二氧化碳,则乙是引起温室效应的气体之一,故B正确;C.由于氮气含有氮氮三键,因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生,在高温或放电条件下发生,故C错误;D.一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳,一氧化氮中氮元素化合价降低,因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂,故D正确。
3.(2023·北京卷)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图所示,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是( )
A.a、c分别是HCl、NH3
B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生
D.等压条件下,反应①、②的反应热之和小于氯化铵直接分解的反应热
C
解析:NH4Cl分解的产物是NH3和HCl,分解得到的HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl,Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO,则a为NH3,b为Mg(OH)Cl,c为HCl,d为MgO,A、B项错误;MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl,通入水蒸气可以减少MgCl2的生成,C项正确;反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应,由盖斯定律可知,等压条件下,反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热,D项错误。
4. (双选) (2026·山东淄博模拟)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是( )
A.①和②均属于氮的固定
B.氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C.④中每生成1 mol N,消耗1 mol O2
D.③和⑤过程中氮元素分别被还原和被氧化
CD
解析:氮的固定指将N2转化为氮的化合物的过程,①将N2转化为NO,属于氮的固定,②属于自然固氮,A正确;由图示知,氮循环过程中涉及氢、氧元素,B正确;④是O2将NH3氧化为N,N元素化合价由-3价升高到+5价,生成1 mol N失去8 mol电子,失去的电子被O2得到,根据转移电子关系O2~
4e-可知,转移8 mol电子需要消耗2 mol O2,C错误;③中NO被氧化为N,⑤中N被还原为N2,D错误。
5.合成氨及其相关工业中,部分物质间的转化关系如图,下列说法不正确的是( )
A.甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素
B.甲、乙、丙在反应中均作还原剂
C.反应Ⅳ的另一种产物可循环使用
D.反应Ⅴ,N元素化合价未发生改变
B
解析:甲为N2,反应Ⅰ为N2+3H2 2NH3,反应Ⅱ为4NH3+5O2
4NO+6H2O,乙为NO,Ⅲ为2NO+O2===2NO2,丙为NO2,Ⅳ为3NO2+H2O===2HNO3+NO,Ⅴ为NH3+HNO3===NH4NO3。A项,由分析可知,甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素,A正确;B项,甲为N2,在反应中作氧化剂,乙为NO,在反应中作还原剂,丙为NO2,在反应中既作氧化剂也作还原剂,B错误;C项,反应Ⅳ的另一种产物NO可循环使用,C正确;D项,反应Ⅴ为NH3+HNO3===NH4NO3,N元素化合价未发生改变,D正确。
6. (双选) (2026·山东德州模拟)自然界中氮的部分循环过程如图,下列有关说法正确的是( )
A.过程①和②均属于自然固氮
B.X―→Y发生化合反应
C.NH3―→N发生氧化还原反应
D.若为硫循环,X在空气中点燃不能得到Y
BD
解析:依据自然界中氮的部分循环过程图可知,X为NO,Y为NO2,Z为HNO3,
M为硝酸盐,N为铵盐。过程①可能是自然固氮,但过程②不是,A错误;X
―→Y发生的反应为2NO+O2===2NO2,是化合反应,B正确;NH3―→ N的过程元素化合价没有改变,所以不是氧化还原反应,C错误;若为硫循环,X为SO2,Y为SO3,X―→ Y的反应为2SO2+O2 2SO3,X在空气中点燃不能得到Y,D正确。
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