新高考化学复习讲义+练习+练习 第14讲 氮及其化合物（讲义）（原卷版+解析）

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完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 S 32
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5分）
1．（2023·北京朝阳·统考一模）用圆底烧瓶收集后进行喷泉实验。下列说法不正确的是
A．和都是极性分子
B．和分子中的共价键都是键
C．分子的键角小于分子的键角
D．烧瓶中溶液颜色变红的原因：
2．（2023·贵州·统考三模）氮是自然界中各种生命体生命活动不可缺少的重要元素，广泛存在于大气、土壤和动植物体内。读自然界中氮循环示意图。
根据氮循环示意图，下列说法错误的是
A．图中共表示了两条固氮的途径
B．人类活动对氮循环产生影响
C．硝酸盐参与到多条氮循环线路中
D．动植物体内氮主要存在于蛋白质中
3．（2023·广东·统考二模）下列有关含氮化合物的反应中，对应的离子方程式书写正确的是
A．将过量SO2通入冷氨水中：NH3•H2O+SO2=HSO+NH
B．室温下用稀硝酸溶解铜：Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O
C．NO2溶于水制硝酸：2NO2+2H2O=H++NO+NO
D．等体积、等浓度的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-=NH3•H2O
4．（2023·广东惠州·统考一模）氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是

A．合成塔内发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的生成
B．氧化炉内发生的反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4
C．使用溶液吸收尾气中的氮氧化物，和是酸性氧化物
D．向吸收塔中通入的作用是氧化
5．（2023·辽宁·校联考模拟预测）利用下列装置以熟石灰和氯化铵为原料制备、收集并完成喷泉实验，不能达到实验目的的是

A．选择装置①制备氨气B．选择装置②干燥和收集氨气
C．选择装置③完成喷泉实验D．选择装置④除去氯化钙中残余的氯化铵
6.（2023·天津河北·统考二模）氨是一种重要的化工原料，根据下图转化判断下列有关表述正确的是

A．浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放且用胶塞密封
B．戊与丁反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．实验室中可以采取加热甲物质的方法制取氨气
D．向饱和NaCl溶液中依次通入过量的和，然后过滤可制得乙
7．（2023·上海杨浦·统考二模）室温下，将充满的试管倒立于水中，充分反应，如图所示，下列分析错误的是
A．不能用排水法收集
B．剩余的无色气体约占试管体积的
C．试管中的溶液能使石蕊试液变红色
D．向试管中缓慢通入，液面上升但不可能充满试管
8．（2023·上海静安·统考二模）下列含氮物质的性质与用途具有对应关系的是
A．N2难溶于水，可用作粮食保护气
B．NH3具有还原性，液氨可作制冷剂
C．HNO3具有挥发性，可用于制造化肥
D．NH4Cl溶液呈酸性，可用于去除铁锈
9．（2023·广东茂名·统考二模）研究氮及其化合物的性质，与人类生存环境息息相关，结合下图氮及其化合物的价类二维图，下列说法不正确的是
A．实验室可通过加热i的溶液制取cB．在水溶液中，c能被氧化成f
C．自然固氮可实现b→c的转化D．利用a和f反应可生产氮肥
10．（2023·河北张家口·统考二模）某催化固氮机理如图所示。下列说法正确的是
A．固氮过程是将气态含氮物质转化为固态含氮物质
B．整个过程中涉及到非极性键的断裂和形成
C．三步反应均为氧化还原反应
D．步骤Ⅲ可能为ΔH>0，ΔS<0的反应
11．（2023·江苏南京·统考二模）下列有关实验室制取、收集并制备的实验原理和装置正确的是
A．用装置甲制取B．用装置乙收集
C．用装置丙吸收D．用装置丁蒸干溶液获得
12．（2023·安徽·校联考三模）NH3可用作脱硝剂。某科研小组为了探究NO2能否被NH3还原，设计的装置如图所示(夹持、加热装置已略去，K1、K2为止水夹)：

下列说法正确的是
A．固体X可以是无水CaCl2
B．甲、乙试剂均可以是P2O5
C．实验时宜先通入NO2，再通入NH3有利于减少空气对实验的干扰
D．生成NO2的反应中n(还原剂)：n(氧化剂)=1：4
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（13分）（2023·新疆乌鲁木齐·统考一模）下图是氮在生态系统中的循环。细菌和电催化可促使含氮物质进行氧化还原反应。
(1)写出N在周期表中的位置_______。中N元素的化合价为_______。
(2)依据图中所示的氮循环，写出自然界中固氮的一种途径_______。
(3)氮肥是水体中铵态氮的主要来源之一、实验室中检验可以用_______溶液，产生气体使湿润的_______色石蕊试纸变色。
(4)硝化过程中，含氮物质发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。
(5)铵态氮()与亚硝态氮()可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中，当产生氮气时，转移电子的物质的量为_______。
(6)由于过度的人为干预，水体中的硝酸盐水平正在增加。硝酸盐转化为无害氮的反硝化作用，可以通过电催化法来实现，写出在中性介质中硝酸盐转化为氮气的阴极电极反应式_______。
14．（14分）（2023·上海浦东新·统考二模）法可用于吸收燃煤发电厂的，同时获得产品。反应的原理为：。实验室根据上述反应原理，模拟生产硫酸铵。完成下列填空：
(1)搭建如图装置，先通入。通入的仪器采用干燥管替代长导管的目的是_______；然后通入，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验，此时溶液的pH范围为_______，不继续通入直至过量的可能原因是_______。
(2)已知的溶解度曲线如图。将反应后的混合液进行如下实验：过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤烘干。两次过滤依次得到的物质分别为_______和_______；实验时，烘干温度不易过高，其原因为_______。
(3)实验所得的量较少，为提高其产量，工业上可采取的措施是_______。(任写一条即可)
为了测定样品中的纯度，进行实验。取1.500g硫酸铵在碱性溶液中反应，蒸馏出生成的氨气，用硫酸标准液吸收，再用氢氧化钠标准溶液滴定吸收氨气后过量的硫酸。
(4)若滴定时消耗了的NaOH溶液20.00mL，则该硫酸铵产品的纯度为_______%。
(5)若蒸馏出的氨气中含有较多水蒸气，则实验结果将_______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
15．（13分）（2023·北京海淀·清华附中校考三模）某小组同学探究铜和浓硝酸的反应，进行如下实验：
实验1：分别取浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应，铜粉完全溶解，溶液颜色如下表：
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式：___________。
(2)小组同学认为溶液显绿色的可能原因是：
猜想1：硝酸铜浓度较高，溶液呈绿色;猜想2：溶解在混合溶液中，溶液呈绿色。
依据实验1中的现象，判断猜想1是否合理，并说明理由：___________。
(3)取⑤中溶液，___________(填操作和现象)，证实猜想2成立。
小组同学进行如下实验也证实了猜想2成立。
实验2：向①中溶液以相同流速分别通入和空气，观察现象。
(4)结合上述实验现象，下列推测合理的是___________(填字母序号)。
a．①中溶液通入时，被缓慢氧化为
b．①中溶液里某还原性微粒与绿色有关，通入空气时较快被氧化
c．空气小的溶于水显酸性，促进了溶液变蓝色
d．加热溶液①后，可能观察到溶液变蓝的现象
(5)小组同学继续探究实验2中现象的差异，并查阅文献：
ⅰ.“可溶性铜盐中溶解亚硝酸”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因
ⅱ.在溶液中存在
反应l：(慢)
反应2：(快)
解释实验2中“通入氮气变蓝慢，通入空气变蓝快”的原因___________。
小组同学为确认亚硝酸参与了形成绿色溶液的过程，继续进行实验。
实验3：取3份等体积的①中绿色溶液，分别加入不同物质，观察现象。
(6)实验中加入的固体物质是___________(填化学式)。加入后溶液迅速变蓝可能的原因是(用化学方程式表示)：，___________，___________。
1．（2023·湖南·统考高考真题）是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。

下列说法错误的是
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强
B．M中的化合价为
C．该过程有非极性键的形成
D．该过程的总反应式：
2．（2023·湖北·统考高考真题）利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下：

下列操作错误的是
A．红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B．将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气
C．从a口通入冷凝水，升温使红磷转化
D．冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集
3．（2022·北京·高考真题）某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”，能高选择性吸附。废气中的被吸附后，经处理能全部转化为。原理示意图如下。
已知：
下列说法不正确的是
A．温度升高时不利于吸附
B．多孔材料“固定”，促进平衡正向移动
C．转化为的反应是
D．每获得时，转移电子的数目为
4．（2022·天津·统考高考真题）利用反应可制备N2H4。下列叙述正确的是
A．NH3分子有孤电子对，可做配体
B．NaCl晶体可以导电
C．一个N2H4分子中有4个σ键
D．NaClO和NaCl均为离子化合物，他们所含的化学键类型相同
5．（2022·天津·统考高考真题）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下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
6．（2023·全国·统考高考真题）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
(1)根据图1数据计算反应的_______。
(2)研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为)使用前经还原，生成包裹的。已知属于立方晶系，晶胞参数，密度为，则晶胞中含有的原子数为_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。
(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：)
①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。
②进料组成中含有惰性气体的图是_______。
③图3中，当、时，氮气的转化率_______。该温度时，反应的平衡常数_______(化为最简式)。
第14讲 氮及其化合物
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 S 32
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5分）
1．（2023·北京朝阳·统考一模）用圆底烧瓶收集后进行喷泉实验。下列说法不正确的是
A．和都是极性分子
B．和分子中的共价键都是键
C．分子的键角小于分子的键角
D．烧瓶中溶液颜色变红的原因：
【答案】C
【解析】A．是三角锥形，是V形，两者的正负电荷中心都不重合，都是极性分子，故A正确；B．和分子中中心原子都是杂化类型，配原子都是H原子只有s轨道电子，所以共价键都是键，故B正确;C．两者中心原子都是杂化，有两对孤电子对，有一对孤电子对，孤电子对越多对成键电子对的排斥力就越大，所形成的的键角就越小，所以分子的键角大于分子的键角，故C错误;D．烧杯中烧瓶中溶液遇酚酞颜色变红说明溶液显碱性，其原因：，故D正确;故选C。
2．（2023·贵州·统考三模）氮是自然界中各种生命体生命活动不可缺少的重要元素，广泛存在于大气、土壤和动植物体内。读自然界中氮循环示意图。
根据氮循环示意图，下列说法错误的是
A．图中共表示了两条固氮的途径
B．人类活动对氮循环产生影响
C．硝酸盐参与到多条氮循环线路中
D．动植物体内氮主要存在于蛋白质中
【答案】A
【解析】A．氮的固定是指将单质氮转化为含氮化合物的过程，如图，氮的固定有雷电作用、人工固氮、生物固氮(豆科植物的根瘤)共3种固氮途径，故A错误;B．人类在生产和生活中排放和消耗了大量含氮化合物，如摄取蛋白质，排放氮氧化合物等，所以人类活动对氮循环产生影响，故B正确;C．如图，硝酸盐参与了蛋白质的制造和被细菌分解进入大气中，也通过人工固氮和生物固氮合成硝酸盐等，故C正确;D．经过氮的固定，经部分植物合成蛋白质，最后被动物摄食也能在体内分解，重新合成氨基酸，所以动植物体内氮主要存在于蛋白质中，故D正确;故选A。
3．（2023·广东·统考二模）下列有关含氮化合物的反应中，对应的离子方程式书写正确的是
A．将过量SO2通入冷氨水中：NH3•H2O+SO2=HSO+NH
B．室温下用稀硝酸溶解铜：Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O
C．NO2溶于水制硝酸：2NO2+2H2O=H++NO+NO
D．等体积、等浓度的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-=NH3•H2O
【答案】A
【解析】A．过量SO2通入冷氨水，生成和，离子方程式为NH3•H2O+SO2=HSO+NH，A正确;B．稀硝酸与铜反应生成NO而不是NO2，离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，B错误;C．NO2溶于水生成HNO3和NO，离子方程式为3NO2+H2O=2H++2+NO，C错误;D．等体积、等浓度的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合，离子方程式为H++OH-=H2O，D错误;故答案选A。
4．（2023·广东惠州·统考一模）氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是

A．合成塔内发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的生成
B．氧化炉内发生的反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4
C．使用溶液吸收尾气中的氮氧化物，和是酸性氧化物
D．向吸收塔中通入的作用是氧化
【答案】C
【解析】氮气和氢气和成氨气，氨气和氧气反应生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮。据此解答。
A．合成塔内为氮气和氢气反应生成氨气，有氮气和氢气中的非极性键的断裂，和氨气中的极性键的形成，A正确;B．氧化炉内的反应为4NH3+5O24NO+6H2O，氨气为还原剂，氧气Wie氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量比为5:4，B正确;C．一氧化氮和二氧化氮都不是酸性氧化物，C错误;D．吸收塔中通入氧气是为了使一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，促进氮的吸收为硝酸，D正确;故选C。
5．（2023·辽宁·校联考模拟预测）利用下列装置以熟石灰和氯化铵为原料制备、收集并完成喷泉实验，不能达到实验目的的是

A．选择装置①制备氨气B．选择装置②干燥和收集氨气
C．选择装置③完成喷泉实验D．选择装置④除去氯化钙中残余的氯化铵
【答案】B
【解析】A．装置①可以用于氯化铵和氢氧化钙制备氨气，A正确;B．氨气用碱石灰干燥，氯化钙能吸收氨气生成，氨气密度小于空气，采用向下排空气法收集氨气，B错误;C．氨气易溶于水，可用装置③完成喷泉实验，C正确;D．氯化钙受热不挥发，装置④可用于除去中的，D正确;故答案为：B。
6.（2023·天津河北·统考二模）氨是一种重要的化工原料，根据下图转化判断下列有关表述正确的是

A．浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放且用胶塞密封
B．戊与丁反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．实验室中可以采取加热甲物质的方法制取氨气
D．向饱和NaCl溶液中依次通入过量的和，然后过滤可制得乙
【答案】B
【分析】氨气发生催化氧化生成NO和水，丙是NO、丁是H2O；NO和氧气反应生成NO2，戊是NO2；NO2和水反应生成硝酸和NO；氨气和氯化氢反应生成氯化铵，甲是NH4Cl；氨气、氯化钠、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，乙是碳酸氢钠。
【解析】A．浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放，浓硝酸具有强氧化性，不能用胶塞密封，故A错误;B．NO2和水反应生成硝酸和NO，氮元素化合价由+4升高为+5、氮元素化合价由+4降低为+2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2，故B正确;C．甲是NH4Cl，NH4Cl受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合生成氯化铵，不能采取加热甲物质的方法制取氨气，故C错误;D．氨气极易溶于水，二氧化碳在碱性溶液中溶解度增大，向饱和NaCl溶液中先通入过量的NH3，再通入CO2生成碳酸氢钠沉淀，故D错误;故选B。
7．（2023·上海杨浦·统考二模）室温下，将充满的试管倒立于水中，充分反应，如图所示，下列分析错误的是
A．不能用排水法收集
B．剩余的无色气体约占试管体积的
C．试管中的溶液能使石蕊试液变红色
D．向试管中缓慢通入，液面上升但不可能充满试管
【答案】D
【分析】二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，则将充满二氧化氮的试管倒立于水中，反应生成的一氧化氮气体约占试管体积的。
【解析】A．由分析可知，二氧化氮易溶于水，与水发生反应，不能用排水法收集，故A正确;B．由分析可知，将充满二氧化氮的试管倒立于水中，反应生成的一氧化氮气体约占试管体积的，故B正确;C．由分析可知，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应生成的硝酸能使石蕊试液变红色，故C正确;D．由分析可知，将充满二氧化氮的试管倒立于水中，反应生成的一氧化氮气体约占试管体积的，向试管中缓慢通入氧气，氧气与一氧化氮反应生成二氧化氮、二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，所以试管中液面上升，若通入的氧气与一氧化氮的体积比为3：4，一氧化氮和氧气、水恰好反应生成硝酸，液面能充满试管，故D错误;故选D。
8．（2023·上海静安·统考二模）下列含氮物质的性质与用途具有对应关系的是
A．N2难溶于水，可用作粮食保护气
B．NH3具有还原性，液氨可作制冷剂
C．HNO3具有挥发性，可用于制造化肥
D．NH4Cl溶液呈酸性，可用于去除铁锈
【答案】D
【解析】A．N2非常稳定，常温下不易发生化学反应而可作为保护气，A项没有关联性;B．液氨变为气体吸收热量从而可作为制冷剂，B项没有关联性;C．HNO3中含有氮元素可被植物吸收利用而作为制造氮肥原料，C项没有关联性;D．NH4Cl为强酸弱碱盐水解呈酸性，可与铁锈发生反应，D项有关联性;故选D。
9．（2023·广东茂名·统考二模）研究氮及其化合物的性质，与人类生存环境息息相关，结合下图氮及其化合物的价类二维图，下列说法不正确的是
A．实验室可通过加热i的溶液制取cB．在水溶液中，c能被氧化成f
C．自然固氮可实现b→c的转化D．利用a和f反应可生产氮肥
【答案】A
【解析】A．由物质价态及物质类别可知，i为铵盐，c为一氧化氮，无法通过加热铵盐溶液制备一氧化氮，A错误;B．c为一氧化氮，f为硝酸，由元素价态可知一氧化氮在溶液中可被氧化为硝酸，B正确;C．b为氮气，c为一氧化氮，氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮，自然界中的氮气可在闪电作用下转化为一氧化氮，实现氮的固定，C正确;D．a为氨气，f为硝酸，二者反应生成硝酸铵，可作氮肥，D正确;故选A。
10．（2023·河北张家口·统考二模）某催化固氮机理如图所示。下列说法正确的是
A．固氮过程是将气态含氮物质转化为固态含氮物质
B．整个过程中涉及到非极性键的断裂和形成
C．三步反应均为氧化还原反应
D．步骤Ⅲ可能为ΔH>0，ΔS<0的反应
【答案】B
【解析】A．固氮过程是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，选项A错误;B．整个过程中涉及到非极性键的断裂(N)和形成(O)，选项B正确;C．第Ⅱ步反应为非氧化还原反应，选项C错误;D．步骤Ⅲ为熵增过程，△S>0，选项D错误;答案选B。
11．（2023·江苏南京·统考二模）下列有关实验室制取、收集并制备的实验原理和装置正确的是
A．用装置甲制取B．用装置乙收集
C．用装置丙吸收D．用装置丁蒸干溶液获得
【答案】C
【解析】A．稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，不可能生成二氧化氮，故A错误;B．二氧化氮的密度大于空气，应从长导气管通入，故B错误;C．二氧化氮与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，则用氢氧化钠溶液能吸收二氧化氮，防止污染空气，故C正确;D．硝酸铜是强酸弱碱盐，溶液蒸干时铜离子水解、硝酸挥发和分解导致无法制得六水硝酸铜，而得到氧化铜，故D错误;故选C。
12．（2023·安徽·校联考三模）NH3可用作脱硝剂。某科研小组为了探究NO2能否被NH3还原，设计的装置如图所示(夹持、加热装置已略去，K1、K2为止水夹)：

下列说法正确的是
A．固体X可以是无水CaCl2
B．甲、乙试剂均可以是P2O5
C．实验时宜先通入NO2，再通入NH3有利于减少空气对实验的干扰
D．生成NO2的反应中n(还原剂)：n(氧化剂)=1：4
【答案】C
【分析】由实验装置图可知，装置A中浓氨水与碱石灰或氧化钙反应制备氨气，装置B中盛有的碱石灰用于干燥氨气；装置E中浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，装置D中盛有的五氧化二磷或硅胶用于干燥二氧化氮，装置C中氨气与二氧化氮做催化剂作用下反应生成氮气和水。
【解析】A．由分析可知，固体X为碱石灰或氧化钙，不可能是无水氯化钙，因为无水氯化钙吸收氨气会生成八氨氯化钙，故A错误;B．由分析可知，甲为用于干燥氨气的碱石灰，不可能是能与氨气反应的五氧化二磷，故B错误;C．二氧化氮的密度比空气大，所以实验时先通入二氧化氮排尽装置中的空气，有利于氨气充分与二氧化氮反应，可以减少空气对实验的干扰，故C正确;D．由得失电子数目守恒可知，浓硝酸与铜反应时，还原剂铜与氧化剂浓硝酸的物质的量比为1：2，故D错误;故选C。
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（13分）（2023·新疆乌鲁木齐·统考一模）下图是氮在生态系统中的循环。细菌和电催化可促使含氮物质进行氧化还原反应。
(1)写出N在周期表中的位置_______。中N元素的化合价为_______。
(2)依据图中所示的氮循环，写出自然界中固氮的一种途径_______。
(3)氮肥是水体中铵态氮的主要来源之一、实验室中检验可以用_______溶液，产生气体使湿润的_______色石蕊试纸变色。
(4)硝化过程中，含氮物质发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。
(5)铵态氮()与亚硝态氮()可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中，当产生氮气时，转移电子的物质的量为_______。
(6)由于过度的人为干预，水体中的硝酸盐水平正在增加。硝酸盐转化为无害氮的反硝化作用，可以通过电催化法来实现，写出在中性介质中硝酸盐转化为氮气的阴极电极反应式_______。
【答案】(1)第二周期第VA族(2分) +3(1分)
(2)生物固氮(或闪电作用)(2分)
(3)浓氢氧化钠(1分) 红(1分)
(4)氧化(2分)
(5)0.06(2分)
(6)2NO +10e- + 6H2O = N2↑ + 12OH-(2分)
【解析】（1）N是7号元素，在周期表中的位置是第二周期第VA族；设中N元素的化合价为x，x-2×2=-1，x=+3。
（2）自然界中固氮的途径主要为生物固氮或闪电作用;（3）根据+OH-NH3↑+H2O，检验可以用浓氢氧化钠溶液，氨气是碱性气体，产生气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
（4）硝化过程中，N元素化合价升高，含氮物质发生氧化反应。
（5）与反应生成氮气，中N元素化合价由-3升高为0、中N元素化合价由+3降低为0，根据得失电子守恒，配平反应的离子方程式为+=N2↑+2H2O，生成1ml氮气转移3ml电子，当产生氮气时，转移电子的物质的量为0.06。
（6）在中性介质中在阴极得电子生成氮气，阴极电极反应式2NO +10e- + 6H2O = N2↑ + 12OH-。
14．（14分）（2023·上海浦东新·统考二模）法可用于吸收燃煤发电厂的，同时获得产品。反应的原理为：。实验室根据上述反应原理，模拟生产硫酸铵。完成下列填空：
(1)搭建如图装置，先通入。通入的仪器采用干燥管替代长导管的目的是_______；然后通入，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验，此时溶液的pH范围为_______，不继续通入直至过量的可能原因是_______。
(2)已知的溶解度曲线如图。将反应后的混合液进行如下实验：过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤烘干。两次过滤依次得到的物质分别为_______和_______；实验时，烘干温度不易过高，其原因为_______。
(3)实验所得的量较少，为提高其产量，工业上可采取的措施是_______。(任写一条即可)
为了测定样品中的纯度，进行实验。取1.500g硫酸铵在碱性溶液中反应，蒸馏出生成的氨气，用硫酸标准液吸收，再用氢氧化钠标准溶液滴定吸收氨气后过量的硫酸。
(4)若滴定时消耗了的NaOH溶液20.00mL，则该硫酸铵产品的纯度为_______%。
(5)若蒸馏出的氨气中含有较多水蒸气，则实验结果将_______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)防倒吸(1分) 8.2-10.0 (1分) 防止碳酸钙生成碳酸氢钙，使硫酸铵难以分离(2分)
(2)CaCO3(1分) (1分) 防止分解(2分)
(3)通入过量的氨气(答案合理即可)(2分)
(4)92.4(2分)
(5)无影响(2分)
【解析】（1）氨气极易溶于水，氨气溶于水易发生倒吸，通入的仪器采用干燥管替代长导管的目的是防倒吸；然后通入，当液体由红色变为浅红色时，立即停止实验，酚酞在pH为8.2—10.0时呈粉红色，所以此时溶液的pH范围为8.2—10.0；碳酸钙和过量二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙，不继续通入直至过量的可能原因是防止碳酸钙生成碳酸氢钙，使硫酸铵难以分离。
（2）将反应后的混合液中含有碳酸钙沉淀，第一次过滤得到CaCO3沉淀，硫酸铵的溶解度随温度降低而减小，硫酸铵溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体，过滤出；铵盐受热易分解，烘干温度不易过高，其原因为防止分解。
（3）为提高的产量，工业上可采取的措施是通入过量的氨气;（4）氨气、氢氧化钠共消耗硫酸的物质的量n(H2SO4)= ，若滴定时消耗了的NaOH溶液20.00mL，则说明硫酸吸收氨气的物质的量n(NH3)=，硫酸铵的物质的量为0.0105ml，则该硫酸铵产品的纯度为。
（5）水蒸气与硫酸、氢氧化钠都不反应，若蒸馏出的氨气中含有较多水蒸气，实验结果将无影响。
15．（13分）（2023·北京海淀·清华附中校考三模）某小组同学探究铜和浓硝酸的反应，进行如下实验：
实验1：分别取浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应，铜粉完全溶解，溶液颜色如下表：
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式：___________。
(2)小组同学认为溶液显绿色的可能原因是：
猜想1：硝酸铜浓度较高，溶液呈绿色;猜想2：溶解在混合溶液中，溶液呈绿色。
依据实验1中的现象，判断猜想1是否合理，并说明理由：___________。
(3)取⑤中溶液，___________(填操作和现象)，证实猜想2成立。
小组同学进行如下实验也证实了猜想2成立。
实验2：向①中溶液以相同流速分别通入和空气，观察现象。
(4)结合上述实验现象，下列推测合理的是___________(填字母序号)。
a．①中溶液通入时，被缓慢氧化为
b．①中溶液里某还原性微粒与绿色有关，通入空气时较快被氧化
c．空气小的溶于水显酸性，促进了溶液变蓝色
d．加热溶液①后，可能观察到溶液变蓝的现象
(5)小组同学继续探究实验2中现象的差异，并查阅文献：
ⅰ.“可溶性铜盐中溶解亚硝酸”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因
ⅱ.在溶液中存在
反应l：(慢)
反应2：(快)
解释实验2中“通入氮气变蓝慢，通入空气变蓝快”的原因___________。
小组同学为确认亚硝酸参与了形成绿色溶液的过程，继续进行实验。
实验3：取3份等体积的①中绿色溶液，分别加入不同物质，观察现象。
(6)实验中加入的固体物质是___________(填化学式)。加入后溶液迅速变蓝可能的原因是(用化学方程式表示)：，___________，___________。
【答案】(1)Cu+4H++=2NO2↑+2H2O(2分)
(2)不合理，实验编号①~⑤中铜粉均溶解，随着硝酸铜浓度的增大，溶液颜色反而由绿色变为蓝色，与假设不符(2分)
(3)通入NO2气体，溶液颜色变绿(2分)
(4)bd(2分)
(5)通入氮气时，二氧化氮和一氧化氮气体被吹出，由于反应1较慢，亚硝酸浓度下降较慢；通入空气时，一氧化氮与空气中的氧气发生反应，溶液中一氧化氮浓度降低，对溶液颜色变化影响程度较大的反应2快速向正反应方向移动，亚硝酸浓度降低快，溶液颜色变化快。(2分)
(6)NaNO2（或其他亚硝酸盐）(1分) (1分) (1分)
【分析】通过设计实验推测铜与硝酸反应产物的颜色原因。
【解析】（1）铜和浓硝酸反应生成NO2气体和水，。
（2）根据题意，铜粉完全溶解，则随着铜粉质量的增加，溶液中硝酸铜的浓度浓度不断增大，但溶液颜色有绿色逐渐变为蓝色，与假设不符，故假设1不合理。
（3）猜想2认为，溶解在混合溶液中使溶液呈绿色，故向⑤中溶液通入NO2若溶液变为绿色，则猜想2成立。
（4）实验2证明，向①中溶液通入氮气溶液较慢变为蓝色，通入空气溶液较快变为蓝色； 化学性质稳定，在上述溶液中不能被氧化为 ，a错误；①中溶液里某还原性微粒与绿色有关，通入空气时较快被氧化，空气中的氧气具有氧化性，能够氧化溶液中的还原性微粒，b正确；酸性物质不能促进溶液变为蓝色，c错误；加热溶液①，加快反应速率，可能观察到溶液变蓝的现象，d正确；故选择bd两项。
（5）向溶液中通入N2时，NO2和NO气体被吹出，由于反应1进行较慢，亚硝酸的浓度下降较慢；通入空气时，NO与空气中的氧气发生反应，溶液中NO的浓度降低，对溶液颜色变化影响程度较大的反应2快速向正反应方向移动，亚硝酸浓度降低快，溶液颜色变化快。
（6）根据实验2可知，亚硝酸参与了绿色的形成过程，故向①的溶液中加入亚硝酸盐能够使溶液绿色变深；加入过氧化氢后，溶液迅速不变蓝，说明过氧化氢能够与亚硝酸发生反应，使溶液中亚硝酸浓度降低，亚硝酸具有还原性，过氧化氢具有氧化性，故过氧化氢将亚硝酸氧化为硝酸：，同时溶液中的一氧化氮也被过氧化氢氧化为硝酸：。
1．（2023·湖南·统考高考真题）是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。

下列说法错误的是
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强
B．M中的化合价为
C．该过程有非极性键的形成
D．该过程的总反应式：
【答案】B
【解析】A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的带有更多的正电荷，其与N原子成键后，吸引电子的能力比(Ⅱ)强，这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂，因此其失去质子（）的能力增强，A说法正确；B．(Ⅱ)中的化合价为+2，当其变为(Ⅲ)后，的化合价变为+3，(Ⅲ)失去2个质子后，N原子产生了1个孤电子对，的化合价不变；M为，当变为M时，N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给1个电子，其中的化合价变为，因此，B说法不正确；C．该过程M变为时，有键形成，是非极性键，C说法正确；D．从整个过程来看， 4个失去了2个电子后生成了1个和2个，(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式为，D说法正确；综上所述，本题选B。
2．（2023·湖北·统考高考真题）利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下：

下列操作错误的是
A．红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B．将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气
C．从a口通入冷凝水，升温使红磷转化
D．冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集
【答案】C
【解析】A．红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水，因此红磷在使用前应洗涤，A正确；B．真空环境可以降低物质的熔沸点，有利于将红磷转化为白磷，但是由于抽真空时不能将水气和氧气完全除去，还需要对装置外管进行加热，这时可以保证反应环境无水无氧，B正确；C．若从a口通入冷凝水，则冷凝水无法充满整个冷凝管，冷凝效果不好，需要用b口通入，此时可以将冷凝水充满冷凝管，C错误；D．白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛的条件下收集白磷，D正确；故答案选C。
3．（2022·北京·高考真题）某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”，能高选择性吸附。废气中的被吸附后，经处理能全部转化为。原理示意图如下。
已知：
下列说法不正确的是
A．温度升高时不利于吸附
B．多孔材料“固定”，促进平衡正向移动
C．转化为的反应是
D．每获得时，转移电子的数目为
【答案】D
【分析】废气经过MOFs材料之后，NO2转化成N2O4被吸附，进而与氧气和水反应生成硝酸，从该过程中我们知道，NO2转化为N2O4的程度，决定了整个废气处理的效率。
【解析】A．从可以看出，这个是一个放热反应，升高温度之后，平衡逆向移动，导致生成的N2O4减少，不利于NO2的吸附，A正确；B．多孔材料“固定”，从而促进平衡正向移动，B正确；C．N2O4和氧气、水反应生成硝酸，其方程式为，C正确；D．在方程式中，转移的电子数为4e-，则每获得，转移的电子数为0.4ml，即个数为，D错误；故选D。
4．（2022·天津·统考高考真题）利用反应可制备N2H4。下列叙述正确的是
A．NH3分子有孤电子对，可做配体
B．NaCl晶体可以导电
C．一个N2H4分子中有4个σ键
D．NaClO和NaCl均为离子化合物，他们所含的化学键类型相同
【答案】A
【解析】A．NH3中N原子的孤电子对数＝＝1，可以提供1对孤电子对，可以做配体，A正确；B．导电需要物质中有可自由移动的离子或电子，NaCl晶体中没有自由移动的电子或者离子，故不能导电，B错误；C．单键属于σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，三键中含有1个σ键和2个π键；N2H4的结构式为 ，分子中含有5个σ键，C错误；D．NaClO含有离子键和共价键，NaCl只含有离子键，都是离子化合物，但所含的化学键类型不同，D错误；故选A。
5．（2022·天津·统考高考真题）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下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
【答案】C
【分析】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二氧化碳，再根据元素守恒，则甲为氮气。
【解析】A．甲是氮气，氮气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，一氧化氮中氮化合价降低，因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂，故D正确。综上所述，答案为C。
6．（2023·全国·统考高考真题）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
(1)根据图1数据计算反应的_______。
(2)研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为)使用前经还原，生成包裹的。已知属于立方晶系，晶胞参数，密度为，则晶胞中含有的原子数为_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。
(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：)
①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。
②进料组成中含有惰性气体的图是_______。
③图3中，当、时，氮气的转化率_______。该温度时，反应的平衡常数_______(化为最简式)。
【答案】(1)
(2)(ⅱ)在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)
(3)
(4) 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 图4
【解析】（1）在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应的。
（2）由图1中信息可知，的，则的键能为；的，则H-H键的键能为。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。
（3）已知属于立方晶系，晶胞参数，密度为，设其晶胞中含有的原子数为，则晶体密度，解之得，即晶胞中含有的原子数为。
（4）①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数，因此，图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。
②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体的图是图4。
③图3中，进料组成为两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3ml和1ml，达到平衡时氮气的变化量为x ml，则有：
当、时，，解之得，则氮气的转化率，平衡时、、的物质的量分别为、2、，其物质的量分数分别为、、，则该温度下因此，该温度时，反应的平衡常数。
编号
①
②
③
④
⑤
铜粉质量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
溶液颜色
绿色
草绿色
蓝绿色偏绿
蓝绿色偏蓝
蓝色
通入气体
氮气
空气
现象
液面上方出现明显的红棕色气体
后溶液变为蓝色
液面上方出现明显的红棕色气体
后溶液变为蓝色
加入物质
___________固体
3滴30％溶液
3滴水
现象
溶液绿色变深
溶液迅速变为蓝色
溶液颜色几乎不变
编号
①
②
③
④
⑤
铜粉质量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
溶液颜色
绿色
草绿色
蓝绿色偏绿
蓝绿色偏蓝
蓝色
通入气体
氮气
空气
现象
液面上方出现明显的红棕色气体
后溶液变为蓝色
液面上方出现明显的红棕色气体
后溶液变为蓝色
加入物质
___________固体
3滴30％溶液
3滴水
现象
溶液绿色变深
溶液迅速变为蓝色
溶液颜色几乎不变