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第十七讲 氮及其化合物
【基础巩固】
1．自然界的氮循环如图所示，下列说法正确的是( )
A．①中N 与O 反应生成NO 是自然固氮
2 2 2
B．②中合成氨属于人工固氮
C．③中的氮元素被氧化
D．氮循环过程中没有氧元素参加
2.（2023·天津和平·耀华中学校考一模）固氮是将游离态的氮转变为氮的化合物，一种新型人工固氮的原理
如图所示。下列叙述正确的是
A．转化过程中所涉及的元素均呈现了两种价态
B．反应①②③均为氧化还原反应
C．Li是催化剂，只有 是中间产物
D．整个过程的总反应可表示为
3.(2023·重庆缙云教育联盟质检)如图是氮元素的价类图。下列有关说法正确的是( )
A.甲可以用浓硫酸干燥
B.乙合成NO 的过程属于氮的固定
2
C.丙转化为丁的反应是氧化还原反应
D.常温下可用铁制容器盛装丁的浓溶液
4．(2022·北京，12)某MOFs的多孔材料刚好可将NO“固定”，实现了NO 与NO 分离并制备HNO ，如
2 4 2 2 4 3图所示：
已知：2NO (g)N O(g) ΔH＜0
2 2 4
下列说法不正确的是( )
A．气体温度升高后，不利于NO 的固定
2 4
B．NO 被固定后，平衡正移，有利于NO 的去除
2 4 2
C．制备HNO 的原理为：2NO＋O＋2HO===4HNO
3 2 4 2 2 3
D．每制备0.4 mol HNO ，转移电子数约为6.02×1022
3
5.(2022·成都适应性考试)下列有关制取气体的设计方案正确的是( )
所选药品
选项 制取气体 收集装置
① ②
A NH 浓氨水 氧化钙 ④
3
B SO 浓硫酸 亚硫酸钠 ④
2
C CO 醋酸溶液 石灰石 ③
2
D Cl 浓盐酸 二氧化锰 ③
2
6．硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质对应不准
确的一组是( )
A．硝酸能与FeO反应——酸性和氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
7．已知2NO ＋2OH－===NO＋NO＋HO，下列装置或操作不能达到相应实验目的的是( )
2 2
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
8．（2023·山东东营·东营市第一中学校考二模，双选）下列关于氮及其化合物性质探究，实验结论正确的
是
选 操作和现象 结论项
A 将灼热木炭伸入浓硝酸中，木炭燃烧，产生大量红棕色气体 木炭和硝酸反应生成了 和
先将注射器充满 气体，然后将活塞往里推，注射器内气 证明加压平衡向生成 气体的方
B
体颜色加深 向移动
反应结束后溶液中的溶质是
向含有等物质的量 和 的混酸稀溶液加入过量铜
C
粉，生成气体，溶液变蓝色 和
将 粉加入强碱性的 溶液，微热，产生气体使湿润红
D 在强碱性溶液中也能显氧化性
色石蕊试纸变蓝
A．A B．B C．C D．D
9.工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是( )
A.生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH＋2O===NO＋2H＋＋HO
2 2
B.长期过量使用NH Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化
4
C.检验NH所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D.微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH
10．某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N(同时生成FeO)。下列说法不正确的是( )
2
已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO ，不吸收NO。
2
A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe=====2FeO＋N
2
C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO
2
D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入装置E中干扰反应
11．现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识
喷泉实验的原理(如图所示)，并测定电离平衡常数K 。
b(1)实验室可用浓氨水和X固体制取NH ，X固体可以是________(填字母)。
3
A．生石灰 B．无水氯化钙 C．五氧化二磷 D．碱石灰
(2)检验三颈烧瓶集满NH 的方法是________________________________________________________。
3
(3)关闭a，将带有装满水的胶头滴管的橡皮塞塞紧c口，______________________，
引发喷泉实验，电脑绘制三颈烧瓶内气压变化曲线如图所示。图中________点时喷泉最剧烈。
(4)从三颈烧瓶中用________(填仪器名称)量取20.00 mL氨水至锥形瓶中，用0.050 00 mol·
L－1 HCl滴定。用pH计采集数据、电脑绘制滴定曲线并测定电离平衡常数K 。
b
12．(2022·四川泸县第二中学模拟)氮和氮的化合物与人类有密切关系。
(1)下列属于氮的固定的是________(填序号)。
①工业上N 和H 合成NH ②N 和O 放电条件下生成NO ③NH 催化氧化生成NO
2 2 3 2 2 3
写 出 反 应 ③ 的 化 学 方 程 式 ：
____________________________________________________________________。
(2)①治理NO污染通常是在氧化剂作用下，将NO氧化成溶解度高的NO ，然后用水或碱液吸收脱氮。下
2
列物质可以用于氧化NO的是________(填字母)。
A．NaCl溶液 B．KCr O 溶液 C．NaCO 溶液 D．KMnO 溶液
2 2 7 2 3 4
②NO 也可用 NaClO 碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥，写出该反应的离子方程式：
_______________________________________________________________________________________。
③目前处理柴油车尾气中NO 和PM 等的方法之一是用车用尿素[CO(NH)]溶液在选择性催化还原系统中
x 2.5 2 2
将 NO 无 害 化 处 理 ， 写 出 该 系 统 无 害 化 处 理 NO 的 化 学 方 程 式 ：
x
_______________________________________。
(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应，用 Rh做催化剂时该
反应的过程示意图如下：
过程Ⅰ为________(填“吸热”或“放热”)过程。该反应中氧化产物为________，当生成1 mol N 时，转移电子________mol。
2
【拔高练习】
1．清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出：“鼻冲水，……贮以玻璃瓶，紧塞其
口，勿使泄气，则药力不减……唯以此水瓶口对鼻吸其气，即遍身麻颤出汗而愈，虚弱者忌之。宜外用，
勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是( )
A．鼻冲水是弱电解质
B．鼻冲水滴入酚酞溶液中，溶液变红色
C．鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种
D．存在平衡：NH ＋HONH·H ONH＋OH－
3 2 3 2
2．（2023·河北·高三专题练习）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。生产硝
3 2 2
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 极易溶于水，可用作制冷剂
3
C．NO 具有强氧化性，可用作火箭燃料推进剂
2
D．HNO 具有易挥发性，可用来制备硝酸纤维
3
3．（2023·河北·高三专题练习）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)+6H O(g) △H=-904kJ·mol-1。生产硝
3 2 2
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。实验室采用下列装置制取氨气，正确的是
2 2
A．装置甲生成NH B．装置乙干燥NH
3 3
C．装置丙收集NH 并验满 D．装置丁吸收多余NH
3 3
4．（2023春·河北石家庄·高三校联考期中）氮的化合物对人类生存和社会发展意义重大，下列说法错误的
是A．基态氮原子核外有5种空间运动状态不同的电子
B．同周期元素中第一电离能比N大的有两种
C．含氨基( )的有机物分子间易形成氢键
D．将含氮气体转化为固体化合物的过程被称之为固氮
5.(2023·河南TOP二十名校摸底)用如图所示装置进行实验(①②③是浸有相应试剂的棉花)，下列分析错误
的是( )
A.铜丝与浓硝酸反应，具支试管中充满红棕色气体
B.①处浸有紫色石蕊试液的棉花变红
C.②处棉花颜色变深体现了NO 的氧化性
2
D.NaOH吸收尾气是氧化还原反应
6.(2023·沈阳二中段测)为了防止NO、NO 、NO 对大气的污染，常用 氢
2 2 4
氧化钠溶液进行吸收处理，现有由a mol NO、b mol NO 、c mol N O 组成的混合气体，能被1.0 mol·L－1
2 2 4
的氢氧化钠溶液完全吸收，则消耗氢氧化钠溶液的体积最小为( )
A.(a＋b＋c) L B.(a＋b＋2c) L C.2(a＋b＋c) L D.3(a＋b＋c) L
7．(2022·宝鸡模拟)为探究氨及铵盐性质，将NH Cl晶体装入如图所示T形三通管两端，进行微型实验。
4
下列说法错误的是( )
A．轻轻挤压任一乳胶头，若蒸馏水中有气泡冒出，则装置气密性良好
B．同时点燃两个酒精灯后，两端湿润的pH试纸均变蓝
C．实验过程中竖直支管上方会出现白烟
D．停止加热后可以交替挤压两边乳胶头，使气体更充分吸收，减少污染
8．(2023·咸阳检测)某学习小组设计实验制备Ca(NO ) ，实验装置如图所示(夹持装置已略去)。已知：2NO
2 2
＋CaO===Ca(NO)；2NO ＋CaO===Ca(NO)。下列说法不正确的是( )
2 2 2 2 2 3 2
A．通入N 是为了排尽装置中的空气
2B．装置B、D中的试剂可分别为水和浓硫酸
C．将铜片换成木炭也可以制备纯净的亚硝酸钙
D．借助装置A及氢氧化钠溶液和稀硫酸可以分离CO 和CO
2
9．(2022·武汉市汉阳一中高三模拟)用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
主要实验操作 实验现象
①A 中有红棕色气体产生，一段时间
打开弹簧夹，通入一段时间CO 后，滴入浓
2
后，气体颜色逐渐变浅；反应停止后，
硝酸后无明显现象，加热三颈烧瓶，反应开
A 中无固体剩余；
始后停止加热
②B 中溶液变棕色
取少量A 中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰
③溶液变为红色
化钾溶液
④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸
取少量 B 中溶液，加热
出，且在空气中变为红棕色
已知：FeSO ＋NO[Fe(NO)]SO (棕色) ΔH<0 。
4 4
下列说法正确的是( )
A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是温度低，反应速率太慢
B．实验现象③说明反应后A 中溶液含有 Fe2＋
C．实验现象④说明 A 中有 NO 生成
D．可用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有 NH
10.足量铜溶于一定量浓硝酸，产生NO 、NO 、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O (标准状况)混合
2 2 4 2
后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L－1 HSO 溶液100 mL，则继续溶解的Cu
2 4
的质量为( )
A．6.4 g B．9.6 g C．19.2 g D．24 g
11．(2022·石家庄二中模拟)氮化钙(Ca N)是一种重要的试剂，常温下为棕色固体，在空气中会被氧化，遇
3 2
水强烈水解，产生刺激性气味气体。实验室设计如下装置用Ca与N 反应制备Ca N ，并对Ca N 纯度进行
2 3 2 3 2
测定。回答下列问题：
Ⅰ.Ca N 的制备
3 2(1)仪器a的名称为________，E装置的主要作用是________。
(2) 实 验 开 始 时 应 首 先 点 燃 ________( 填 “ A” 或 “ C”) 处 酒 精 灯 ， 当 观 察 到
________________________________________________________________________时点燃另一处酒精灯。
Ⅱ.Ca N 纯度的测定(已知所含的杂质不与水反应产生气体)
3 2
(3)方案一：①按图1所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。②测定虚线框内装置及试剂的质量 m；
1
③关闭________(填“K”或“K”，下同)，打开________，用分液漏斗加入足量水，至不再产生气体；
1 2
④________；⑤再次测定虚线框内装置及试剂的质量m。则产品中Ca N 的质量分数表达式为________。
2 3 2
(4)方案二：按图2所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。打开分液漏斗活塞向三颈烧瓶中加入蒸馏
水，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，并用100 mL 1.00 mol·L－1的稀硫酸标准溶液完全吸收
(液体体积变化忽略不计)，从烧杯中量取10.00 mL的吸收液注入锥形瓶中，用1.00 mol·L－1 NaOH标准溶
液滴定过量的稀硫酸，到终点时消耗12.60 mL NaOH溶液。则产品中Ca N 的质量分数为________%(结果
3 2
保留一位小数)。
12．某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO )、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该
2
工厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图所示：
(1)装置A中放置无碱玻璃棉，其目的是除去______________________________________。
为保证检测的准确性，装置C中盛放的化学试剂可以是________(填字母，下同)。
a．碱石灰 b．浓硫酸 c．五水合硫酸铜(CuSO ·5H O)
4 2
(2)装置D中主要发生：2NaOH＋2NO ===NaNO ＋NaNO ＋HO；2NaOH＋NO＋NO ===2NaNO ＋HO
2 2 3 2 2 2 2
①若反应后尾气无残留，则参加反应的NO 、NO物质的量的比值________。
2
a．≥1 b．≤1 c．任意值
②可使用适量酸性 HO 溶液，将溶液中的 NO 全部氧化为 NO，发生反应的离子方程式是
2 2
_______________________________________________________________________________________。(3)溶液中NO直接排放在水体中也会造成污染，现用活泼金属将溶液中的 NO转化为N ，实现氮元素的脱
2
除，具体步骤如下：
步骤一 取适量(2)中HO 处理后的溶液，调节pH至中性，蒸发浓缩，得到c(NO)为
2 2
0.100 mol·L－1的溶液甲。
步骤二 取三份50 mL溶液甲，分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45 ℃、惰性气体氛围中对溶液甲进
行氮脱除。
步骤三 重复实验2～3次，溶液中NO的残留情况与反应时间的关系如图所示。
①金属铝和金属铁在 0～3 h 内，NO 的脱除效率均很低，几乎没被脱除，其可能的原因是
___________________________________________________________________________________________。
②0 ～ 3 h 内 铝 铁 合 金 的 氮 脱 除 效 率 比 金 属 铝 、 金 属 铁 大 得 多 ， 其 可 能 的 原 因 是
__________________________________________________________________________________________。
(4)气囊用来储存处理后的气体，其中可能含少量NO气体，可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO
生成NO和Cl－，发生反应的离子方程式是_______________________________________________________。
