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第四章 非金属及其化合物
第14讲 氮及其化合物（精练）
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 Na23
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2021·北京高三一模）“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，关于如图所示三个“封
管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是
A．加热时，①中上部汇集了固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
【答案】A
【解析】A．加热氯化铵分解，在上方HCl与氨气化合生成氯化铵，则①中封管内固体由下方转移到上方，
A正确；B．氨气的水溶液显碱性，加热时氨气逸出，酚酞溶液褪色，冷却时氨气溶于酚酞溶液，溶液显红
色，B错误；C．二氧化硫可使品红褪色，化合生成无色物质，加热可分解，则加热时，③中溶液变红，冷
却后红色褪去，C错误；D．可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不
是可逆反应，D错误；综上所述答案为A。
2．（2021·河北唐山市·高三三模）工业上利用 对烟道气进行脱硝(除氮氧化物)的 技术具有效
率高、性能可靠的优势。 技术的原理为 和 在催化剂( )表面转化为 和 ，反
应进程中的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是A．总反应方程式为
B． 是脱硝反应的催化剂
C．升高温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度
D．决定反应速率的步骤是“ 的转化”
【答案】A
【解析】A．由已知SCR技术的原理为NH 和NO在催化剂(MnO)表面转化为N 和HO，可知总反应的方程式
3 2 2 2
为6NO+4NH 5N+6HO，A正确； B．观察相对能量-反应进程曲线知，NH 吸附在催化剂表面后，经
3 2 2 3
过一定的反应形成了NHNO，NHNO又经过反应得到N 和HO，所以NHNO是脱硝反应的活性中间体，B错误；
2 2 2 2 2
C．起始相对能量高于终态，说明这是一个放热反应，升高温度平衡会逆向移动，所以升高温度后，脱硝
反应的正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，C错误；D．相对能量-反应进程曲线表明，
全过程只有H的移除过程势能升高，这是一个需要吸收能量越过能垒的反应，其速率是全过程几个反应中
最慢的，决定了反应的速率，是总反应的速控步骤，D错误；故答案为：D。
3．（2021·江苏盐城市·高三三模）氮是生命的基础，氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。工业
上用氨的催化氧化生产硝酸，其热化学方程式为4NH(g)+5O(g)=4NO(g)+6HO(g)△H=-904kJ·mol-1。生产
3 2 2
硝酸的尾气中主要含有NO、NO 等大气污染物，可用石灰浆等碱性溶液吸收处理，并得到Ca(NO)、
2 3 2
Ca(NO) 等化工产品。下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
2 2
A．N 不溶于水，可用作保护气
2
B．NH 具有还原性，可用作制冷剂
3
C．KNO 具有氧化性，可用于制黑火药
3D．NHCl受热易分解，可用于制造化肥
4
【答案】C
【解析】A．N 化学性质比较稳定，可用作保护气，选项中性质与用途不具有对应关系，A不符题意；B．
2
NH 易液化，液氨挥发吸收大量的热，可作制冷剂，选项中性质与用途不具有对应关系，B不符题意；C．
3
黑火药发生爆炸发生的反应为S+2KNO+3C=KS+N↑+3CO↑，N元素化合价降低，被还原，KNO 作氧化剂，
3 2 2 2 3
即KNO 具有氧化性，可用于制黑火药，选项中性质与用途具有对应关系，C符题意；D．氮元素是农作物生
3
长必须元素，铵根离子容易被植物吸收，因此NHCl可用于制造化肥，选项中性质与用途不具有对应关系，
4
D不符题意；答案选C。
4．（2021·山东日照市·高三三模）用下图所示装置探究某浓度浓硝酸与铁的反应。装置①中Fe表面产
生红棕色气泡，过一会儿停止；装置②插入铜连接导线一段时间后，Fe表面产生红棕色气泡，而后停止；
随即又产生红棕色气泡，而后停止，……，如此往复多次；Cu表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是
A．①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化为FeO
2 3
B．②中连接导线后，体系形成了原电池，Cu始终为负极
C．②中Fe表面产生红棕色气泡时，Fe为负极
D．Cu表面发生的反应只有：Cu+4HNO(浓)=Cu(NO) +2NO↑+2HO、NO +2H++e-=NO↑+HO
3 3 2 2 2 2 2
【答案】C
【解析】由题给信息可知，图②中的铁刚开始就覆盖着钝化生成的氧化膜，插入铜连接导线后，由于铁表
面已钝化，此时铜为负极，铁为正极，随着铁表面的氧化物被还原溶解后，铁重新为负极，铜为正极，然
后铁表面再次发生钝化，如此往复多次。A．①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化，形成的
致密氧化膜成分复杂，不能仅用FeO 表示，故A错误；B．②中连接导线后，体系形成了原电池，当铁表
2 3
面无红棕色气体时，铁为负极，Cu为正极，故B错误；C．②中Fe表面产生红棕色气泡时，说明氧化层逐
渐被还原而溶解后，使Fe与浓硝酸接触，Fe失电子作负极，故C正确；D．Cu作正极时，Cu表面电极反应
式为：NO +2H++e-=NO↑+HO，Cu作负极时，Cu表面电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，电池总反应为：
2 2
Cu+4HNO(浓)=Cu(NO) +2NO↑+2HO，
3 3 2 2 2
故D错误；故选C。5．（2021·河北石家庄市·高三二模）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1molNO ，消耗2molO
2
D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
【答案】D
【解析】A．氮的固定指将N 转化为氮的化合物，反应①将N 转化为NO，属于氮的固定，反应②属于植物
2 2
固氮，A正确；B．由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；C．反应④是O 将NH 氧化为 ，
2 3
N元素化合价由-3价升高到+5价，失去8个电子，即1 mol 生成失去电子8 mol，失去的电子被O 得
2
到，根据转移电子关系O~4e-，知得8 mol电子需要2 mol O，C正确；D．反应③中NO被氧化为 ，
2 2
氮元素被氧化，反应⑤中 被还原为N，氮元素被还原，D错误；故答案选D。
2
6．（2021·江苏南京市·高三三模）已知 .图中装置不能达到相应实
验目的的是
A B C D生成NO 收集NO 吸收NO 尾气 使NO 充分转化为HNO
2 2 2 2 3
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A．浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、水和NO，A正确；B．NO 的密度比空气大，应用向上排空气法
2 2
收集，即长进短出，B错误；C．根据题目所给信息可知NO 可以和NaOH溶液反应得到可溶性盐，所以可以
2
用NaOH溶液处理尾气，C正确；D．试管中发生反应：4NO+O+2HO=4HNO，可以使使NO 充分转化为HNO，
2 2 2 3 2 3
D正确；综上所述答案为B。
7．（2021·辽宁高三一模）氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室
探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。下列说法错误的是
A．甲装置中的固体可以是NaOH或CaO
B．乙装置中的干燥剂可以是碱石灰
C．丙中发生的反应是4NH＋5O 4NO＋6HO
3 2 2
D．若戊中观察到紫色溶液变红，则说明已制得HNO
3
【答案】A【解析】甲中浓氨水用于制备氨气，经过干燥后在丙中发生氨气的催化氧化，因此甲中需要同时提供氨气
和氧气，则X为过氧化钠，丙中氨气、氧气在催化作用下发生反应生成一氧化氮，一氧化氮可生成二氧化
氮，过量的氧气与二氧化氮在戊中可生成硝酸，己为尾气吸收装置。A．甲装置需要提供氨气和氧气，如
果甲装置中的固体是NaOH或CaO ，只能提供氨气，不能提供氧气，X应为过氧化钠等，故A错误；B．乙
用于干燥氨气、氧气，可用碱石灰干燥，故B正确；C．加热条件下，氨气与氧气在催化条件下反应生成一
氧化氮，反应的化学方程式为4NH +5O 4NO+6HO，故C正确；D．戊中观察到紫色溶液变红，说明
３ 2 2
生成了酸性物质，可以说明二氧化氮、氧气与水反应生成了硝酸，故D正确；故选A。
8．（2021·河南郑州市·高三一模）图是某元素M的价类二维图，其中X是一种强碱，A为正盐，通常条
件下Z是无色液体，D的相对分子质量比E小16，图中呈现了各物质的转化关系。下列说法正确的是
A．A中只含有离子键
B．B物质可以和Y反应直接转化为E
C．D，E均可以用向上排空气法收集
D．通过氢氧化钠溶液可以除去D中含有的少量E
【答案】D
【解析】A为正盐，X是一种强碱，二者反应生成氢化物B，则A为铵盐，B为NH；B连续与Y反应得到氧
3
化物D与氧化物E，E的相对分子质量比D大16，则Y为O、C为N、D为NO、E为NO，通常条件下Z是无
2 2 2
色液体，E与Z反应得到含氧酸F，则Z为HO、F为HNO，F与X发生酸碱中和反应得到G为硝酸盐。A．A
2 3
为铵盐，属于离子化合物，含有离子键，铵根离子中还含有N-H共价键，故A错误；B．B为NH，Y为O，
3 2
E为NO，氨气与氧气反应生成NO，不会直接生成NO，故B错误；C．D为NO，NO能够与氧气反应，不能用
2 2
排空气法收集，故C错误；D．一氧化氮不与NaOH溶液反应，二氧化氮与氢氧化钠溶液反应，通过氢氧化
钠溶液可以除去NO中含有的少量NO，故D正确；故选D。
2
9．（2021·天津高三一模）实验室制取并收集氨气。下列装置能达到实验目的的是A．制取NH B．干燥NH
3 3
C．收集NH D．吸收NH
3 3
【答案】B
【解析】A．利用NHCl和Ca(OH) 固体混合加热制氨气，大试管管口应向下倾斜，故A错误；B．氨气是碱
4 2
性气体，干燥时可用碱石灰干燥，故B正确；C．氨气的密度比空气小，用 装置收集氨气时，
气体流向是导管短进长出，故C错误；D．氨气极易溶于水，为防止倒吸，倒置的三角漏斗口略低于液面，
不能完全浸入液面下，故D错误；故答案为B。
10．（2021·江苏高三零模）氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制
药等工业；合成氨反应为N(g)+3H(g) 2NH(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。实验室用加热NHCl和Ca(OH)
2 2 3 4 2
固体混合物的方法制取少量氨气。下列有关氨的说法正确的是
A．NH 的空间构型为平面三角形 B．NH 与HO能形成分子间氢键
3 3 2
C．NH 的水溶液不能导电 D．氨催化氧化制硝酸是利用了NH 的氧化性
3 3
【答案】B
【解析】A．NH 的孤电子对数为1，价层电子对数为4，空间构型为三角锥形，故A错误；B．N和O的电负
3
性比较大，半径比较小， NH 与HO之间存在分子间氢键，也存在同种分子间氢键，故B正确；C．NH 溶于
3 2 3
水得到氨水，氨水中存在自由移动的铵根离子和氢氧根离子，即可导电，故C错误；D．氨催化氧化制硝酸，
NH 中N元素的化合价为-3，硝酸中N元素化合价为+5，化合价升高，做还原剂，利用的是NH 的还原性，
3 3
故D错误；故答案为B。
11．（2020·河南信阳市·调研）60 mL NO 和 O 的混合气体通入到倒立在水槽中盛满水的玻璃筒(带刻
2 2
度)中，充分反应后，筒内剩余 10 mL 气体，则原混合气体中的 NO 与 O 的体积比可能为
2 2
A．3:1 B．6:1 C．9:1 D．12:1【答案】C
【解析】可能发生的反应为：4NO + O + 2HO = 4HNO，3NO + HO = 2HNO + NO，试管中O 和NO 气体按
2 2 2 3 2 2 3 2 2
体积比1:4混合全部溶解，液体充满试管。由题意知，充分反应后，筒内剩余 10 mL 气体，则剩余的气体
可能为O 或NO。
2
若剩余的气体为氧气，则参加反应的气体为60 mL – 10 mL = 50 mL，根据4NO + O + 2HO = 4HNO，可
2 2 2 3
知参加此反应的NO 的体积为50 ml× = 40 mL，参加反应的O 的体积为50 mL – 40 mL = 10 mL，原混
2 2
合气体中O 的体积为10 mL + 10 mL = 20 mL，则原混合气体中的 NO 与 O 的体积比为40 mL : 20 mL =
2 2 2
2:1；
若剩余气体为NO气体，根据3NO + HO = 2HNO + NO，可知过量的NO 的体积为3×10 mL = 30 mL，反应
2 2 3 2
4NO + O + 2HO = 4HNO 消耗的气体总体积为60 mL – 30 mL = 30 mL，则反应消耗的氧气为30 mL× =
2 2 2 3
6 mL，消耗的NO 的体积为30 mL – 6 mL = 24 mL，所以原混合气体中NO 的体积为30 mL + 24 mL = 54
2 2
mL，则原混合气体中的 NO 与 O 的体积比为54 mL : 6 mL = 9:1；故选：C。
2 2
12．（2020·张家口市宣化第一中学高三月考）肼(HN－NH)和偏二甲肼 [ HN－N(CH) ] 均可用作
2 2 2 3 2
火箭燃料。查阅资料得知，肼是一种良好的极性溶剂，沿肼分子球棍模型的氮、氮键方向观察，看到的平
面图如下图所示。下列说法不正确的是
A．肼分子中的氮原子采用sp3杂化
B．肼分子中既有极性键又有非极性键
C．肼分子是非极性分子
D．肼与偏二甲肼互称同系物
【答案】C
【解析】A选项，肼分子中的每个氮原子都有三个δ键，还有一对孤对电子，因此电子对有四对，因此采
用sp3杂化，故A正确；B选项，肼分子中既有N—H极性键又有N—N非极性键，故B正确；C选项，肼分
子不是中心对称，因此是极性分子，故C错误；D选项，肼与偏二甲肼结构相似，组成相差两个—CH—结
2
构，因此互称同系物，故D正确。综上所述，答案为C。二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2021·上海高三一模）（12分）氮循环是自然界中一种重要的物质循环方式，主要有以下 2 种方
式：
①N→NO→NO→HNO→ (硝酸盐) N
2 2 3 2
②N NH N
2 3 2
(1)通常我们把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为氮的固定，主要有 3 种途径。如上①
N→NO 称为大气固氮，② N NH 称为_______，还有 1 种是工业固氮，其反应的化学方程
2 2 3
式是_______。
(2)在自然界中第①种循环是很少的，主要是第一步 N→NO 的反应很难发生，请结合 N 的结构说明
2 2
N→NO 的反应很难发生的原因_______。
2
(3)写出氮循环①中 NO→HNO 的化学方程式_______。
2 3
(4)写出氮循环②中 NH 的电子式_______，其空间构型是_______。写出 NH 的检验方法_______。
3
(5)P 和N 属于周期表的_______族，非金属性较强的是_______(用元素符号表示)，举一个能证明该结论
的实验事实_______。
【答案】（除标注外，每空1分）(1)生物固氮 N+3H 2NH
2 2 3
(2)化学反应的实质是先断键，后成键，N 和N 之间有三根共价键，键能很大，很难断开，所以反应很难
进行（2分）
(3)3NO+HO = 2HNO+NO
2 2 3
(4) 三角锥形 取样，滴加氢氧化钠溶液并加热， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，
说明有 （2分）
(5)ⅤA N 酸性：HNO＞HPO
3 3 4
【解析】(1)根据题意N NH 是生物将游离态的氮气转变为化合态的氮，称为生物固态，还
2 3
有1 种是工业固氮，是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，其反应的化学方程式是N+3H
2 22NH。
3
(2)在自然界中第①种循环是很少的，主要是第一步 N→NO 的反应很难发生，请结合 N 的结构说明
2 2
N→NO 的反应很难发生的原因化学反应的实质是先断键，后成键，氮氮之间有三根共价键，键能很大，很
2
难断开，所以反应很难进行；故答案为：化学反应的实质是先断键，后成键，N 和N 之间有三根共价键，
键能很大，很难断开，所以反应很难进行。
(3)氮循环①中 NO→HNO 是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，其化学方程式3NO+HO = 2HNO+NO；
2 3 2 2 3
故答案为：3NO+HO = 2HNO+NO。
2 2 3
(4)氮循环②中 NH 的电子式 ，其空间构型是三角锥形。NH 的检验方法取样，滴加氢氧化钠溶液
3
并加热， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明有 ；故答案为： ；三角锥形；取样，
滴加氢氧化钠溶液并加热， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明有 。
(5)P 和N 属于周期表的ⅤA族，根据同主族，从上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性较强的是N，通
过最高价氧化物对应水化物酸性强弱证明，即酸性：HNO＞HPO；故答案为：ⅤA；N；酸性：HNO＞
3 3 4 3
HPO。
3 4
14．（2021·河北张家口市·高三三模）（12分）硫氰化铵( )可以作为聚合反应和过氧化氢生
产的催化剂，某化学实验小组在实验室条件下模拟制备少量样品，常压下的制备原理为：
。
步骤1：将装置Ⅰ中药品A以恒定的速度滴入装有药品B的烧瓶中，确保有稳定的氨气缓慢通入装置Ⅱ；
步骤2：装置Ⅱ加热至95°C，发生反应，观察到装置Ⅱ下层液体逐渐减少，直至近乎消失时停止通入氨气。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为___________。装置Ⅰ中所盛装的药品A、B分别为___________。(2)装置Ⅱ中加入 的目的是___________。
(3)反应开始后，为加快反应速率同时控制反应温度，装置Ⅱ可以采用的加热方式是___________。
(4)装置Ⅲ中盛放的溶液可以是___________，发生反应的离子方程式为___________。
(5)该实验小组同学为检验生成的产物，设计了如下实验探究。
①取少量Ⅱ中反应后的溶液于试管中，滴加___________溶液，振荡，出现现象___________，得出结论产
物中含有 。
②设计实验证明产物中存在 ：___________(简述实验操作及现象)。
【答案】（除标注外，每空1分）(1)分液漏斗 浓氨水、碱石灰
(2)液封,提高NH 的利用率（2分）
3
(3)水浴加热
(4)NaOH溶液 [或CuSO 溶液 或酸性高锰酸钾溶液
4
]（2分）
(5)①FeCl 溶液变成血红色 ②取少量Ⅱ中反应后的溶液于试管，滴加适量浓
3
NaOH溶液，加热，在试管口放置一张湿润的红色石蕊试纸，红色石蕊试纸变蓝（2分）
【解析】装置Ⅰ加入浓氨水、碱石灰用于制备原料气：NH，NH 经过装有碱石灰的干燥管进入装置Ⅱ发生
3 3
核心反应： ，反应温度为95°C，可用水浴加热的方式加热，产生的HS有
2
毒，需要尾气处理，可用氢氧化钠溶液吸收。
(1)由图可知仪器a的名称为分液漏斗，装置Ⅰ制备氨气没有加热，可用浓氨水与碱石灰常温下反应制备，
所以药品A、B分别为浓氨水、碱石灰。
(2)加入HO的目的是液封，吸收NH，提高NH 的利用率。
2 3 3
(3)反应温度为95°C，所以装置Ⅱ可以采用的加热方式是水浴加热。
(4)装置Ⅲ用于吸收反应生成的酸性有毒气体HS，所以可以用NaOH溶液来吸收，发生反应的离子方程式为
2
，也可以用CuSO 溶液离子方程式为：HS+Cu2+=CuS↓+2H+，或酸性高锰酸钾溶
4 2
液氧化：(5)①Fe3+与 反应使溶液变成血红色，可滴加FeCl 溶液验证产物中含有 ，若有 ，则遇
3
到Fe3+溶液会变红。
② 检验时需要将其转化为NH，然后用湿润的红色石蕊试纸检验是否产生氨气，所以答案为：取少量
3
Ⅱ中反应后的溶液于试管，滴加适量浓NaOH溶液，加热，在试管口放置一张湿润的红色石蕊试纸，红色石
蕊试纸变蓝。
15．（2020·首都师范大学附属中学高三三模）（16分）含氮化合物是重要的化工原料。存在如下转化关
系：
(1)转化Ⅱ中发生的系列反应，在工业上可以用来制备硝酸，写出①中反应的化学方程式为
___________________________________ 。
(2)①工业上常用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，若泄露可看到白烟，用方程式解释检验原理
_______________________________________。
②向固体氧化钙中滴加浓氨水，可用于实验室制取少量氨气，请结合化学用语简述原理
______________________________________________。
(3)现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱。
①向一水合氨中通入过量的 CO，该反应的离子方程式为 __________________。
2
②某工业纯碱样品中含少量 NaCl 和 NaHCO，为测定该样品中 NaHCO 的质量分数， 某同学设计方案如
3 3
下：准确称取 100.00g 样品，反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体质量几乎不变为止， 此时所得
固体的质量为 99.38g 。样品中 NaHCO 的质量分数为 ___________________________。
3
(4)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2一)燃料电池，具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点。工作
原理如图所示：①固体氧化物电池工作的电解质，O2一移向___________________(填字母)。
A．电极a B．电极b
②该电池工作时， 电极a上发生的电极反应为 ______________________ 。
【答案】（除标注外，每空2分）(1)4NH+5O 4NO+6HO
3 2 2
(2)①8NH+3Cl =N+6NHCl ②氧化钙与水反应放热，生成氢氧化钙溶于水增大了OH－离子浓度，氨水
3 2 2 4
中的离子平衡向左移动，使氨气挥发出来（3分）
(3)①NH·HO+CO= + ②1.68% （3分）
3 2 2
(4)①A ②2NH+3O2－- 6e－=N+ 3HO
3 2 2
【解析】(1)转化Ⅱ反应①是氨气发生催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为4NH+5O
3 2
4NO+6HO；
2
(2)①工业上常用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，氨气和氯气反应生成氯化铵和氮气，若泄露可看到白烟，
反应方程式是8NH+3Cl =N+6NHCl；
3 2 2 4
②氧化钙与水反应放热，生成氢氧化钙溶于水增大了OH－离子浓度，氨水中的
平衡向左移动，使氨气挥发出来；
(3)①向一水合氨中通入过量的 CO 生成碳酸氢铵，该反应的离子方程式为NH·HO+CO= + ；
2 3 2 2
②设样品中NaHCO 的质量为xg；
3x=1.68g
样品中 NaHCO 的质量分数为 1.68%
3
(4)①以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2一)燃料电池，电极a氨气失电子生成氮气，a是负极，原电池中
阴离子移向负极，固体氧化物电池工作时，O2一移向电极a，选A；
②该电池工作时，电极a氨气失电子生成氮气和水，发生的电极反应为2NH+3O2－- 6e－=N+ 3HO；
3 2 2
