資源簡介

(共50張PPT)
第24講
氮及其化合物的轉化關系
1.能從物質類別、氮的化合價變化理解氮及其化合物的轉化關系。
2.能從含氮物質的性質和轉化的視角解釋生產、生活中的相關現象。
復
習
目
標
1.在氮及其化合物的“價—類”二維圖中填充N2、NH3、NH3·H2O、NH4Cl、NO、NO2、N2O4、HNO3、Cu(NO3)2。
HNO3
Cu(NO3)2
NO2
N2O4
NO
N2
NH3·
H2O
NH3
NH4Cl
2.完成圖中序號對應的化學方程式(合理即可)。
①_____________________；
②____________________________；
③_________________________；
④__________________________________________；
⑤_________________________________________；
⑥___________________；
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
NH3＋HCl===NH4Cl
⑦__________________________________________；
⑧______________________________；
⑨________________________；
⑩_________________________。
CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
N2＋3H2 2NH3
8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2
3.常見無機物A、B、C、D存在如圖轉化關系：
(1)若A是一種堿性氣體，常用作制冷劑，B是汽車尾
氣之一，遇空氣會變色，則反應①的化學方程式為
____________________________。
(2)若A為常見揮發性強酸，D是生產生活中用量最大、
用途最廣的金屬單質，則B的化學式是_________。
Fe(NO3)3　
由題意知，A是硝酸，B是硝酸鐵，C是硝酸亞鐵，則B的化學式為Fe(NO3)3。
(3)若A、C、D都是常見氣體，C是形成酸雨的主要氣
體，則A的電子式是__________。
由題意知，C是二氧化硫，A是硫化氫，D是氧氣，B是S，A的電子式是 。
(4)若A、B、C的水溶液均顯堿性，焰色試驗均為黃色，
D為CO2，舉出C的一種用途：_____________________
_________________________________________。
治療胃酸過多、作發酵粉、用于泡沫滅火器等(任答其中一種即可)
若A、B、C的水溶液均顯堿性，焰色試驗均為黃色，說明都含有Na元素，D為CO2，A為NaOH，B是碳酸鈉，C為碳酸氫鈉。
1.空氣中的氮氣可通過人工固氮獲得氨氣，氨氣是重要的化工原料，通過氨氧化法可制得硝酸，反應過程如下：
硝酸是一種強氧化性酸，制硝酸工業產生的尾氣中含有氮氧化物，應處理后才能排放。
下列說法不正確的是
A.常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中
B.BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體
C.工業上，當轉化①的反應達到平衡時，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反
應的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率
D.轉化④中，當V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時，理論上NO2可全部轉化為HNO3
√
硝酸是強氧化性酸，BaSO3固體能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸鋇，硝酸被還原生成NO，B錯誤。
2.(2023·河北衡水中學一模)水合肼又稱水合聯氨，廣泛用作還原劑、抗氧化劑、發泡劑等。其制備原理為NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。用如圖裝置制取水合肼的有關分析正確的是
A.裝置的連接順序是f→a→b→d→c→e
B.e所在裝置的漏斗可以沒入水面以下
C.f所在裝置可以快速制備氨氣
D.操作過程中要快速滴加NaClO溶液
√
制備水合肼時需先制備氨氣，并將其通入
NaClO溶液中，氨氣極易溶于水，在兩裝
置中間需要連接安全瓶用于防倒吸，為有
利于氨氣與NaClO溶液反應，制備水合肼
時氨氣應從c口進入裝置，最后用e所在裝
置進行尾氣處理，則裝置的連接順序應是
f→a→b→c→d→e(a、b順序可互換)，故A錯誤；
由題干信息可知，水合肼具有還原性，而NaClO具有強氧化性，若滴加NaClO溶液過快，過量的NaClO能氧化水合肼，降低產率，故D錯誤。
3.氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NO2反應進行了探究。回答下列問題：
(1)氨氣的制備
①氨氣的發生裝置可以選擇上圖中的_______，反應的化學方程式為____________________
_________________________________________________________。
A(或B)
2NH4Cl＋Ca(OH)2
(或NH3·H2O NH3↑＋H2O)
CaCl2＋2H2O＋2NH3↑
②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為發生裝置→_________
(按氣流方向，用小寫字母表示)。
dcfedci
氨氣是堿性氣體，可用堿石灰干燥，
其密度小于空氣，應采用向下排空
氣法收集，氨氣極易溶于水，尾氣
處理時應防止倒吸，則要收集一瓶
干燥的氨氣，儀器的連接順序為發生裝置→dcfedci。
(2)氨氣與二氧化氮的反應
將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。
操作步驟 實驗現象 解釋原因
打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中 ①Y管中_________________ ______ ②反應的化學方程式：
______________________
_________
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫 Y管中有少量水珠 生成的氣態水凝聚
打開K2 ③_______________________ ④_____________________
_______________________
紅棕色氣體顏色慢
慢變淺
＋12H2O
Z中NaOH溶液產生倒吸現象
反應后氣體分子數減少，Y管中壓強小于外界壓強
打開K1，推動注射器活塞將氨氣緩慢通入
Y管中，在一定溫度和催化劑的作用下發
生反應：6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O，
隨著反應的發生Y管中紅棕色氣體顏色變淺；反應生成的水蒸氣液化后，NO2和NH3反應后氣體的物質的量減小，反應容器中的壓強減小，打開K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。
課時精練
1.氮循環是生態系統物質循環的重要組成部分，人類活動影響了氮循環中的物質轉化，如圖所示。下列說法不正確的是
A.工業合成氨屬于人工固氮過程
B.硝化過程中氮元素被還原
C.含氮無機物與含氮有機化合物可相互轉化
D.反硝化過程有助于穩定N2在大氣中的含量
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2.(2021·廣東1月適應性測試，10)部分含氮物質的分類與相應氮元素的化合價關系如圖所示。下列說法錯誤的是
A.a可經催化氧化生成b
B.b為紅棕色，可轉化為c
C.密閉體系中，c存在2NO2 N2O4
D.d的溶液與Cu反應可生成b或c
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由題中信息知，a為NH3，b為NO，NH3可經催化氧化生
成NO，A說法正確；
b為NO，為無色氣體，與氧氣反應可轉化為c(NO2)，B
說法錯誤；
c存在2NO2 N2O4，C說法正確；
d為硝酸，Cu與稀硝酸反應生成NO，與濃硝酸反應生成
NO2，D說法正確。
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3.(2023·天津河東模擬)自然界中時刻存在著氮的轉化。如圖為N2分子在催化劑作用下發生一系列轉化示意圖。
下列敘述正確的是
A.N2→NH3，NH3→NO均屬于氮的固定
B.使用催化劑a、b均可以提高單位時間
內生成物的產量
C.催化劑a、b表面均發生了極性共價鍵的斷裂
D.在催化劑a作用下，氮原子發生了氧化反應
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N2→NH3屬于氮的固定，NH3→NO不屬于
氮的固定，A錯誤；
催化劑可以提高化學反應速率，可以提高
單位時間內生成物的產量，B正確；
催化劑a作用下，N2→NH3，斷裂N≡N非極性共價鍵；催化劑b作用下，NH3→NO，斷裂N—H極性共價鍵，C錯誤；
催化劑a作用下，N2→NH3，氮原子化合價從0價降低至－3價，發生了還原反應，D錯誤。
4.(2023·重慶高三檢測)已知X、Y、Z、E、F五種常見物質含有同一元素M，在一定條件下它們有如下轉化，Z是NO，下列推斷不合理的是
A.X可能是一種氫化物
B.Y生成Z一定是化合反應
C.E可能是一種有色氣體
D.F中M元素的化合價可能為＋5
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如果X是水，分解可生成O2，O2與N2反應生成
NO，X可能是一種氫化物，故A正確；
Z為NO，如果Y是O2，那么NH3與O2在催化劑的條件下可以生成NO，所以Y生成Z不一定是化合反應，故B錯誤；
Z是NO，NO與O2反應產生紅棕色的NO2氣體，所以E可能是紅棕色NO2，故C正確；
F可以是HNO3，M元素的化合價可能為＋5，故D正確。
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同位素是指同種元素的不同原子的互稱，N4與N2為兩種單質，故A錯誤；
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6.(2023·遼寧撫順高三聯考)含N元素的氣體a可發生如圖所示轉化。下列說法正確的是
A.c生成d屬于自然固氮
B.b可用于檢驗氯氣管道是否泄漏
C.x中陰離子的空間結構為V形
D.d為酸性氧化物
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由圖示轉化關系可知，a為NH3，b為N2，
c為NO，d為NO2，x為NaNO2，y為NaNO3。
NO生成NO2不屬于自然固氮，故A錯誤；
氨氣可與氯氣反應出現白煙，可用于檢驗
氯氣管道是否泄漏，故B錯誤；
x中陰離子為 ，它的價層電子對數為3，有1個孤電子對，它的空間結構為V形，故C正確；
NO2與NaOH溶液發生歧化反應，生成兩種鹽和水，不是酸性氧化物，故D錯誤。
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生物硝化法處理廢水會使水體呈酸性，可以加入石灰石與H＋反應來調節水體的pH，D項正確。
8.(2024·福州模擬)以天然氣為原料合成氨是新的生產氮肥的方法，其工藝流程如下。下列說法正確的是
A.反應①使用催化劑可提高反應速率和
甲烷的平衡轉化率
B.反應②的原子利用率為100%
C.生成1.0 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4
D.反應③理論上當n(NH3)∶n(O2)＝4∶3時，恰好完全反應
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反應①使用催化劑可以提高反應速率，但不能提高甲烷的平衡轉化率，A錯誤；
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反應③的化學方程式為2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，則理論上當n(NH3)∶n(O2)＝1∶1時，恰好完全反應，D錯誤。
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9.某興趣小組設計用鐵粉將NO還原為N2(同時生成FeO)。下列說法不正確的是
已知：①濃硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收
NO2，不吸收NO。
A.裝置的連接順序為a→f→e→j→i→h→g(或g→h)
→b→c→d
B.裝置E中發生反應的化學方程式為2NO＋2Fe
2FeO＋N2
C.裝置D的作用是吸收揮發出來的硝酸和產生的NO2
D.裝置B的作用是干燥，防止水蒸氣進入裝置E中干擾反應
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根據實驗原理“NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時生成FeO”，所以首先利用銅與稀硝酸反應生成NO，由于硝酸具有揮發性，所以制得的NO中會混有硝酸蒸氣和產生的NO2，故先通過裝置D除去揮發出的HNO3和產生的NO2，再通過裝置F干燥，得到純凈干燥的NO，然后進入裝置E中與鐵粉反應，最后處理多余的NO，
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由于NaOH溶液不與NO反應，而濃硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通過裝置B氧化NO，再通過裝置C吸收尾氣，故上述裝置的連接順序為a→f→e→j→i→h
→g(或g→h)→b→c→d，A正確。
10.某學習小組設計實驗探究NO與銅粉的反應并檢驗NO，實驗裝置如圖所示(夾持裝置略)。實驗開始前，向裝置中通入一段時間的N2，排盡裝置內的空氣。
已知：在溶液中FeSO4＋NO [Fe(NO)]SO4(棕色)，該反應可用于檢驗NO。
下列說法不正確的是
A.裝置F、I中的試劑依次為水、硫酸亞鐵
溶液
B.若觀察到裝置H中紅色粉末變黑色，則
NO與Cu發生了反應
C.實驗結束后，先熄滅酒精燈，再關閉分液漏斗的活塞
D.裝置J收集的氣體中一定不含NO
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稀硝酸與銅反應生成一氧化氮，一氧
化氮能夠被氧氣氧化，因此實驗前需
要通入氮氣，排盡裝置中的空氣，硝
酸具有揮發性，生成的一氧化氮中混
有少量硝酸蒸氣，可以通過水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在裝置H中與銅粉發生反應，未反應的NO可以利用硫酸亞鐵溶液檢驗。裝置F、I中的試劑依次為水、硫酸亞鐵溶液，A項正確；
實驗結束后，為了防止倒吸，需要先熄滅酒精燈，再關閉分液漏斗的活塞，C項正確；
由于FeSO4＋NO [Fe(NO)]SO4(棕色)為可逆反應，裝置J收集的氣體中可能含有NO，D項錯誤。
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11.(2023·鄭州模擬)某學習小組設計實驗制備Ca(NO2)2，實驗裝置如圖所示(夾持裝置已略去)。已知：2NO＋CaO2===Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2===Ca(NO3)2。下列說法不正確的是
A.裝置E中酸性K2Cr2O7溶液的作用是吸收多
余的、未反應的氮氧化物
B.裝置B、D中的試劑可分別為水和濃硫酸
C.將銅片換成木炭也可以制備純凈的亞硝酸鈣
D.借助裝置A及氫氧化鈉溶液和稀硫酸可以分離CO2和CO
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由于硝酸具有揮發性，所以在A中生成的
NO氣體中會含有少量HNO3蒸氣，可用裝
置B中的水除去，為防止CaO2與水反應，
用裝置C中的濃硫酸對NO氣體進行干燥，
故B正確；
將銅片換成木炭，由于木炭與稀硝酸不能反應，所以得不到要制備的產物，故C錯誤；
裝置A中盛氫氧化鈉溶液，通入CO2和CO的混合氣體，CO2被NaOH吸收后生成Na2CO3，在出氣管口即可收集到CO，然后將分液漏斗中的稀硫酸滴入A中，與生成的Na2CO3反應再釋放出CO2，達到分離的目的，故D正確。
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12.(2023·天津一模)合成氨及其衍生工業是化工生產的重要門類，請結合圖示判斷下列說法不正確的是
A.合成氨采用400～500 ℃是為了提高
原料轉化率和反應速率
B.濕潤的淀粉-KI試紙不可以鑒別氣體
2和溴蒸氣
C.生成固體1的化學方程式為NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
D.1 L氣體1、2的混合氣與1 L NH3在一定條件下轉化為對環境無害的物質，混合氣
中二者的體積比為1∶1
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合成氨反應為放熱反應，溫度降
低，平衡正向移動，原料的轉化
率升高，所以400～500 ℃不利于
提高原料的轉化率，故A錯誤；
氣體2為NO2氣體，NO2氣體和溴蒸氣都能使淀粉-KI試紙變藍，故B正確；
氣體1為NO，氣體2為NO2,1 L NO、NO2的混合氣與1 L NH3在一定條件下轉化為
對環境無害的物質，反應的化學方程式為2NH3＋NO＋NO2 2N2＋3H2O，
NO、NO2的體積比等于化學計量數之比，為1∶1，故D正確。
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13.氮元素形成的化合物種類十分豐富。請根據以下工業制硝酸的原理示意圖回答問題：
(1)下列有關NH3的說法不正確的是____(填字母)。
A.工業合成NH3需要在高溫、高壓、催化劑下進行
B.NH3可用來生產碳銨和尿素等化肥
C.NH3可用濃硫酸或無水氯化鈣干燥
D.NH3受熱易分解，須置于冷暗處保存
(2)NH3易溶于水，標準狀況下，用充滿NH3的燒瓶做噴泉實驗，水充滿整個燒瓶后
所形成溶液的物質的量濃度為_____________ mol·L－1。
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CD
(3)氨氣燃燒的化學方程式為__________________________。
(4)HNO3是一種重要的化工原料，工廠
生產出的濃硝酸可用鋁槽車或鐵槽車來
運輸。在常溫下能使鋁、鐵鈍化，說明
濃硝酸具有很強的_____性。
(5)“吸收塔” 尾部會有含NO、NO2等氮氧化物的尾氣排出，為消除它們對環境的污染，通常用以下兩種方法處理：
①純堿溶液吸收法。純堿溶液與NO2的反應原理為Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋_______＋CO2(完成化學方程式)。
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氧化
NaNO2
②氨轉化法。已知7 mol氨恰好能將含NO和NO2共6 mol的混合氣體完全轉化為N2，則混合氣體中NO和NO2的物質的量之比為_____，若用通式NOx表示氮氧化物，則每
摩爾氨可將____ mol的NOx轉化為N2。
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7 mol氨失去21 mol電子，根據題意和得失電子守恒可得n(NO)＋n(NO2)＝6 mol,
2n(NO)＋4n(NO2)＝21 mol，解得n(NO)＝1.5 mol，n(NO2)＝4.5 mol，則混合氣體中NO和NO2的物質的量之比為1∶3，若用通式NOx表示氮氧化物，反應過程中NOx分子得到2x e－，則每摩爾氨可將 mol的NOx轉化為N2。
1∶3
14.(2023·安徽淮南一模)某化學實驗小組為了探究氨氣的性質設計了如下實驗方案。
實驗一：探究氨氣的溶解性
氨氣具有強刺激性氣味，會污染空氣。實驗小組經過
多次嘗試，最終將氨氣的制備、收集、檢驗和噴泉實
驗組裝在一起，設計出如圖裝置。
(1)寫出氣體發生裝置儀器A中產生氨氣的化學方程式：
________________________________。
(2)儀器B的名稱為____________，為了保證噴泉實驗的良好效果，B中可以放入的試劑是_______。
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CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑
球形干燥管
堿石灰
(3)實驗時，打開K2，關閉K3，打開K1，將注射器中
的濃氨水注入A中開始制備和收集氨氣。已知儀器C
中放入的是滴有酚酞溶液的濕棉花，則儀器C的作用
是_______________________________________。在
不拆除裝置的前提下，引發噴泉的操作是_________
___________。
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吸收并檢驗氨氣，防止氨氣直接排入空氣中
關閉K1和
K2，打開K3
實驗二：探究氨氣的還原性
已知：Cu2O為紅色固體，在酸性溶液中不
穩定：Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O。
(4)裝置G用于制備氨氣，儀器的連接順序
為e→f→___________→i，裝置H的作用為
_______________。實驗開始前應先通一段
時間的N2，其目的是___________________________。
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abcdgh
安全瓶、防倒吸
排盡裝置內的空氣(合理即可)
分析實驗裝置，裝置G用于制備氨氣，然后E用于干燥氨氣，氨氣和CuO在F中發生反應，然后接H，起到安全瓶的作用，最后用I進行尾氣吸收。
(5)反應結束后裝置F中的氧化銅完全反應生成紅色固體，為了探究紅色固體的成分，進行了如下實驗：取15.6 g紅色固體于燒杯中，加入足量稀硫酸充分攪拌、靜置、過濾、洗滌、干燥、稱重，得固體9.6 g，則紅色固體的成分及物質的量為____________________________。
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Cu2O 0.075 mol、Cu 0.075 mol
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141．氮循環是生態系統物質循環的重要組成部分，人類活動影響了氮循環中的物質轉化，如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．工業合成氨屬于人工固氮過程
B．硝化過程中氮元素被還原
C．含氮無機物與含氮有機化合物可相互轉化
D．反硝化過程有助于穩定N2在大氣中的含量
2．(2021·廣東1月適應性測試，10)部分含氮物質的分類與相應氮元素的化合價關系如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．a可經催化氧化生成b
B．b為紅棕色，可轉化為c
C．密閉體系中，c存在2NO2??N2O4
D．d的溶液與Cu反應可生成b或c
3．(2023·天津河東模擬)自然界中時刻存在著氮的轉化。如圖為N2分子在催化劑作用下發生一系列轉化示意圖。
下列敘述正確的是(　　)
A．N2→NH3，NH3→NO均屬于氮的固定
B．使用催化劑a、b均可以提高單位時間內生成物的產量
C．催化劑a、b表面均發生了極性共價鍵的斷裂
D．在催化劑a作用下，氮原子發生了氧化反應
4．(2023·重慶高三檢測)已知X、Y、Z、E、F五種常見物質含有同一元素M，在一定條件下它們有如下轉化，Z是NO，下列推斷不合理的是(　　)
A．X可能是一種氫化物
B．Y生成Z一定是化合反應
C．E可能是一種有色氣體
D．F中M元素的化合價可能為＋5
5．科學家從化肥廠生產的(NH4)2SO4中檢出化學式為N4H4(SO4)2的物質，該物質的晶體中含有SO和N4H兩種離子，當N4H遇到堿性溶液時，會生成N4分子。下列說法正確的是(　　)
A．14N、N4與N2互為同位素
B．N4H4(SO4)2的電離方程式為N4H4(SO4)2??N4H＋2SO
C．N4H4(SO4)2不能與草木灰、K3PO4等化肥混合施用
D．N4H4(SO4)2中只含共價鍵，不含離子鍵
6．(2023·遼寧撫順高三聯考)含N元素的氣體a可發生如圖所示轉化。下列說法正確的是(　　)
A．c生成d屬于自然固氮
B．b可用于檢驗氯氣管道是否泄漏
C．x中陰離子的空間結構為V形
D．d為酸性氧化物
7．工業上常采用生物硝化法將NH轉化為NO來處理氨氮廢水，工藝流程如圖，下列說法錯誤的是(　　)
A．生物硝化法處理廢水，會導致水體pH逐漸下降：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O
B．長期過量施用NH4Cl等銨態化肥，易導致土壤酸化，水體富營養化
C．檢驗NH所需的試劑是濃NaOH溶液、濕潤的藍色石蕊試紙
D．微生物保持活性的pH范圍為7～9，可以加入石灰石來調節水體的pH
8．(2024·福州模擬)以天然氣為原料合成氨是新的生產氮肥的方法，其工藝流程如下。下列說法正確的是(　　)
A．反應①使用催化劑可提高反應速率和甲烷的平衡轉化率
B．反應②的原子利用率為100%
C．生成1.0 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4
D．反應③理論上當n(NH3)∶n(O2)＝4∶3時，恰好完全反應
9．某興趣小組設計用鐵粉將NO還原為N2(同時生成FeO)。下列說法不正確的是(　　)
已知：①濃硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
A．裝置的連接順序為a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B．裝置E中發生反應的化學方程式為2NO＋2Fe2FeO＋N2
C．裝置D的作用是吸收揮發出來的硝酸和產生的NO2
D．裝置B的作用是干燥，防止水蒸氣進入裝置E中干擾反應
10．某學習小組設計實驗探究NO與銅粉的反應并檢驗NO，實驗裝置如圖所示(夾持裝置略)。實驗開始前，向裝置中通入一段時間的N2，排盡裝置內的空氣。
已知：在溶液中FeSO4＋NO?? [Fe(NO)]SO4(棕色)，該反應可用于檢驗NO。
下列說法不正確的是(　　)
A．裝置F、I中的試劑依次為水、硫酸亞鐵溶液
B．若觀察到裝置H中紅色粉末變黑色，則NO與Cu發生了反應
C．實驗結束后，先熄滅酒精燈，再關閉分液漏斗的活塞
D．裝置J收集的氣體中一定不含NO
11．(2023·鄭州模擬)某學習小組設計實驗制備Ca(NO2)2，實驗裝置如圖所示(夾持裝置已略去)。已知：2NO＋CaO2===Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2===Ca(NO3)2。下列說法不正確的是(　　)
A．裝置E中酸性K2Cr2O7溶液的作用是吸收多余的、未反應的氮氧化物
B．裝置B、D中的試劑可分別為水和濃硫酸
C．將銅片換成木炭也可以制備純凈的亞硝酸鈣
D．借助裝置A及氫氧化鈉溶液和稀硫酸可以分離CO2和CO
12．(2023·天津一模)合成氨及其衍生工業是化工生產的重要門類，請結合圖示判斷下列說法不正確的是(　　)
A．合成氨采用400～500 ℃是為了提高原料轉化率和反應速率
B．濕潤的淀粉-KI試紙不可以鑒別氣體2和溴蒸氣
C．生成固體1的化學方程式為NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
D．1 L氣體1、2的混合氣與1 L NH3在一定條件下轉化為對環境無害的物質，混合氣中二者的體積比為1∶1
13．氮元素形成的化合物種類十分豐富。請根據以下工業制硝酸的原理示意圖回答問題：
(1)下列有關NH3的說法不正確的是________(填字母)。
A．工業合成NH3需要在高溫、高壓、催化劑下進行
B．NH3可用來生產碳銨和尿素等化肥
C．NH3可用濃硫酸或無水氯化鈣干燥
D．NH3受熱易分解，須置于冷暗處保存
(2)NH3易溶于水，標準狀況下，用充滿NH3的燒瓶做噴泉實驗，水充滿整個燒瓶后所形成溶液的物質的量濃度為______ mol·L－1。
(3)氨氣燃燒的化學方程式為______________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)HNO3是一種重要的化工原料，工廠生產出的濃硝酸可用鋁槽車或鐵槽車來運輸。在常溫下能使鋁、鐵鈍化，說明濃硝酸具有很強的________性。
(5)“吸收塔” 尾部會有含NO、NO2等氮氧化物的尾氣排出，為消除它們對環境的污染，通常用以下兩種方法處理：
①純堿溶液吸收法。純堿溶液與NO2的反應原理為Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋__________＋CO2(完成化學方程式)。
②氨轉化法。已知7 mol氨恰好能將含NO和NO2共6 mol的混合氣體完全轉化為N2，則混合氣體中NO和NO2的物質的量之比為________，若用通式NOx表示氮氧化物，則每摩爾氨可將________ mol的NOx轉化為N2。
14．(2023·安徽淮南一模)某化學實驗小組為了探究氨氣的性質設計了如下實驗方案。
實驗一：探究氨氣的溶解性
氨氣具有強刺激性氣味，會污染空氣。實驗小組經過多次嘗試，最終將氨氣的制備、收集、檢驗和噴泉實驗組裝在一起，設計出如圖裝置。
(1)寫出氣體發生裝置儀器A中產生氨氣的化學方程式：_____________________________。
(2)儀器B的名稱為______________，為了保證噴泉實驗的良好效果，B中可以放入的試劑是__________。
(3)實驗時，打開K2，關閉K3，打開K1，將注射器中的濃氨水注入A中開始制備和收集氨氣。已知儀器C中放入的是滴有酚酞溶液的濕棉花，則儀器C的作用是____________________
______________________________________________________________________________。
在不拆除裝置的前提下，引發噴泉的操作是________________________________________
______________________________________________________________________________。
實驗二：探究氨氣的還原性
已知：Cu2O為紅色固體，在酸性溶液中不穩定：Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O。
(4)裝置G用于制備氨氣，儀器的連接順序為e→f→__________________→i，裝置H的作用為________________。實驗開始前應先通一段時間的N2，其目的是______________________。
(5)反應結束后裝置F中的氧化銅完全反應生成紅色固體，為了探究紅色固體的成分，進行了如下實驗：取15.6 g紅色固體于燒杯中，加入足量稀硫酸充分攪拌、靜置、過濾、洗滌、干燥、稱重，得固體9.6 g，則紅色固體的成分及物質的量為___________________________。
1．B　2.B
3．B　[N2→NH3屬于氮的固定，NH3→NO不屬于氮的固定，A錯誤；催化劑可以提高化學反應速率，可以提高單位時間內生成物的產量，B正確；催化劑a作用下，N2→NH3，斷裂N≡N非極性共價鍵；催化劑b作用下，NH3→NO，斷裂N—H極性共價鍵，C錯誤；催化劑a作用下，N2→NH3，氮原子化合價從0價降低至－3價，發生了還原反應，D錯誤。]
4．B　[如果X是水，分解可生成O2，O2與N2反應生成NO，X可能是一種氫化物，故A正確；Z為NO，如果Y是O2，那么NH3與O2在催化劑的條件下可以生成NO，所以Y生成Z不一定是化合反應，故B錯誤；Z是NO，NO與O2反應產生紅棕色的NO2氣體，所以E可能是紅棕色NO2，故C正確；F可以是HNO3，M元素的化合價可能為＋5，故D正確。]
5．C　6.C　7.C　
8．C　[反應①使用催化劑可以提高反應速率，但不能提高甲烷的平衡轉化率，A錯誤；反應②的化學方程式為CO2＋2NH3CO(NH2)2＋H2O，則該反應的原子利用率小于100%，B錯誤；由天然氣經過各步轉化，最終生成NH4NO3涉及的化學反應有CH4＋2H2OCO2＋4H2，N2＋3H22NH3,2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，則有NH4NO3～2NH3～3H2～CH4，故生成1.0 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4，C正確；反應③的化學方程式為2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，則理論上當n(NH3)∶n(O2)＝1∶1時，恰好完全反應，D錯誤。]
9．D　[根據實驗原理“NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時生成FeO”，所以首先利用銅與稀硝酸反應生成NO，由于硝酸具有揮發性，所以制得的NO中會混有硝酸蒸氣和產生的NO2，故先通過裝置D除去揮發出的HNO3和產生的NO2，再通過裝置F干燥，得到純凈干燥的NO，然后進入裝置E中與鐵粉反應，最后處理多余的NO，由于NaOH溶液不與NO反應，而濃硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通過裝置B氧化NO，再通過裝置C吸收尾氣，故上述裝置的連接順序為a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正確。]
10．D　11.C　
12．A　[合成氨反應為放熱反應，溫度降低，平衡正向移動，原料的轉化率升高，所以400～500 ℃不利于提高原料的轉化率，故A錯誤；氣體2為NO2氣體，NO2氣體和溴蒸氣都能使淀粉-KI試紙變藍，故B正確；氣體1為NO，氣體2為NO2,1 L NO、NO2的混合氣與1 L NH3在一定條件下轉化為對環境無害的物質，反應的化學方程式為2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，NO、NO2的體積比等于化學計量數之比，為1∶1，故D正確。]
13．(1)CD　(2)(或0.045)　(3)4NH3＋3O22N2＋6H2O　(4)氧化　(5)①NaNO2　②1∶3　
解析　(5)②7 mol氨失去21 mol電子，根據題意和得失電子守恒可得n(NO)＋n(NO2)＝6 mol,2n(NO)＋4n(NO2)＝21 mol，解得n(NO)＝1.5 mol，n(NO2)＝4.5 mol，則混合氣體中NO和NO2的物質的量之比為1∶3，若用通式NOx表示氮氧化物，反應過程中NOx分子得到2x e－，則每摩爾氨可將 mol的NOx轉化為N2。
14．(1)CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑　(2)球形干燥管　堿石灰　(3)吸收并檢驗氨氣，防止氨氣直接排入空氣中　關閉K1和K2，打開K3　(4)abcdgh　安全瓶、防倒吸　排盡裝置內的空氣(合理即可)　(5)Cu2O 0.075 mol、Cu 0.075 mol第24講　氮及其化合物的轉化關系
[復習目標]　1.能從物質類別、氮的化合價變化理解氮及其化合物的轉化關系。2.能從含氮物質的性質和轉化的視角解釋生產、生活中的相關現象。
1．在氮及其化合物的“價—類”二維圖中填充N2、NH3、NH3·H2O、NH4Cl、NO、NO2、N2O4、HNO3、Cu(NO3)2。
2．完成圖中序號對應的化學方程式(合理即可)。
①N2＋O22NO；
②4NH3＋5O24NO＋6H2O；
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；
④3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
⑤Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；
⑥NH3＋HCl===NH4Cl；
⑦2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
⑧CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O；
⑨N2＋3H22NH3；
⑩8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2。
3．常見無機物A、B、C、D存在如圖轉化關系：
(1)若A是一種堿性氣體，常用作制冷劑，B是汽車尾氣之一，遇空氣會變色，則反應①的化學方程式為____________________________________________________________________。
(2)若A為常見揮發性強酸，D是生產生活中用量最大、用途最廣的金屬單質，則B的化學式是__________________。
(3)若A、C、D都是常見氣體，C是形成酸雨的主要氣體，則A的電子式是_____________。
(4)若A、B、C的水溶液均顯堿性，焰色試驗均為黃色，D為CO2，舉出C的一種用途：_________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(2)Fe(NO3)3　(3)　(4)治療胃酸過多、作發酵粉、用于泡沫滅火器等(任答其中一種即可)
解析　(1)由題意知，A為氨氣，B是NO，D是氧氣，C是二氧化氮，反應①的化學方程式為4NH3＋5O24NO＋6H2O。(2)由題意知，A是硝酸，B是硝酸鐵，C是硝酸亞鐵，則B的化學式為Fe(NO3)3。(3)由題意知，C是二氧化硫，A是硫化氫，D是氧氣，B是S，A的電子式是。(4)若A、B、C的水溶液均顯堿性，焰色試驗均為黃色，說明都含有Na元素，D為CO2，A為NaOH，B是碳酸鈉，C為碳酸氫鈉。
1．空氣中的氮氣可通過人工固氮獲得氨氣，氨氣是重要的化工原料，通過氨氧化法可制得硝酸，反應過程如下：
N2NH3NONO2HNO3
硝酸是一種強氧化性酸，制硝酸工業產生的尾氣中含有氮氧化物，應處理后才能排放。下列說法不正確的是(　　)
A．常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中
B．BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體
C．工業上，當轉化①的反應達到平衡時，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率
D．轉化④中，當V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時，理論上NO2可全部轉化為HNO3
答案　B
解析　硝酸是強氧化性酸，BaSO3固體能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸鋇，硝酸被還原生成NO，B錯誤。
2．(2023·河北衡水中學一模)水合肼又稱水合聯氨，廣泛用作還原劑、抗氧化劑、發泡劑等。其制備原理為NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。用如圖裝置制取水合肼的有關分析正確的是(　　)
A．裝置的連接順序是f→a→b→d→c→e
B．e所在裝置的漏斗可以沒入水面以下
C．f所在裝置可以快速制備氨氣
D．操作過程中要快速滴加NaClO溶液
答案　C
解析　制備水合肼時需先制備氨氣，并將其通入NaClO溶液中，氨氣極易溶于水，在兩裝置中間需要連接安全瓶用于防倒吸，為有利于氨氣與NaClO溶液反應，制備水合肼時氨氣應從c口進入裝置，最后用e所在裝置進行尾氣處理，則裝置的連接順序應是f→a→b→c→d→e(a、b順序可互換)，故A錯誤；由題干信息可知，水合肼具有還原性，而NaClO具有強氧化性，若滴加NaClO溶液過快，過量的NaClO能氧化水合肼，降低產率，故D錯誤。
3．氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NO2反應進行了探究。回答下列問題：
(1)氨氣的制備
①氨氣的發生裝置可以選擇上圖中的________，反應的化學方程式為____________________。
②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為發生裝置→________(按氣流方向，用小寫字母表示)。
(2)氨氣與二氧化氮的反應
將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。
操作步驟 實驗現象 解釋原因
打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中 ①Y管中______________ ②反應的化學方程式：________________
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫 Y管中有少量水珠 生成的氣態水凝聚
打開K2 ③__________ ④__________
答案　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　②dcfedci　(2)①紅棕色氣體顏色慢慢變淺　②6NO2＋8NH37N2＋12H2O　③Z中NaOH溶液產生倒吸現象　④反應后氣體分子數減少，Y管中壓強小于外界壓強
解析　(1)②氨氣是堿性氣體，可用堿石灰干燥，其密度小于空氣，應采用向下排空氣法收集，氨氣極易溶于水，尾氣處理時應防止倒吸，則要收集一瓶干燥的氨氣，儀器的連接順序為發生裝置→dcfedci。
(2)打開K1，推動注射器活塞將氨氣緩慢通入Y管中，在一定溫度和催化劑的作用下發生反應：6NO2＋8NH37N2＋12H2O，隨著反應的發生Y管中紅棕色氣體顏色變淺；反應生成的水蒸氣液化后，NO2和NH3反應后氣體的物質的量減小，反應容器中的壓強減小，打開K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。
課時精練
1．氮循環是生態系統物質循環的重要組成部分，人類活動影響了氮循環中的物質轉化，如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．工業合成氨屬于人工固氮過程
B．硝化過程中氮元素被還原
C．含氮無機物與含氮有機化合物可相互轉化
D．反硝化過程有助于穩定N2在大氣中的含量
答案　B
2．(2021·廣東1月適應性測試，10)部分含氮物質的分類與相應氮元素的化合價關系如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．a可經催化氧化生成b
B．b為紅棕色，可轉化為c
C．密閉體系中，c存在2NO2??N2O4
D．d的溶液與Cu反應可生成b或c
答案　B
解析　由題中信息知，a為NH3，b為NO，NH3可經催化氧化生成NO，A說法正確；b為NO，為無色氣體，與氧氣反應可轉化為c(NO2)，B說法錯誤；c存在2NO2??N2O4，C說法正確；d為硝酸，Cu與稀硝酸反應生成NO，與濃硝酸反應生成NO2，D說法正確。
3．(2023·天津河東模擬)自然界中時刻存在著氮的轉化。如圖為N2分子在催化劑作用下發生一系列轉化示意圖。
下列敘述正確的是(　　)
A．N2→NH3，NH3→NO均屬于氮的固定
B．使用催化劑a、b均可以提高單位時間內生成物的產量
C．催化劑a、b表面均發生了極性共價鍵的斷裂
D．在催化劑a作用下，氮原子發生了氧化反應
答案　B
解析　N2→NH3屬于氮的固定，NH3→NO不屬于氮的固定，A錯誤；催化劑可以提高化學反應速率，可以提高單位時間內生成物的產量，B正確；催化劑a作用下，N2→NH3，斷裂N≡N非極性共價鍵；催化劑b作用下，NH3→NO，斷裂N—H極性共價鍵，C錯誤；催化劑a作用下，N2→NH3，氮原子化合價從0價降低至－3價，發生了還原反應，D錯誤。
4．(2023·重慶高三檢測)已知X、Y、Z、E、F五種常見物質含有同一元素M，在一定條件下它們有如下轉化，Z是NO，下列推斷不合理的是(　　)
A．X可能是一種氫化物
B．Y生成Z一定是化合反應
C．E可能是一種有色氣體
D．F中M元素的化合價可能為＋5
答案　B
解析　如果X是水，分解可生成O2，O2與N2反應生成NO，X可能是一種氫化物，故A正確；Z為NO，如果Y是O2，那么NH3與O2在催化劑的條件下可以生成NO，所以Y生成Z不一定是化合反應，故B錯誤；Z是NO，NO與O2反應產生紅棕色的NO2氣體，所以E可能是紅棕色NO2，故C正確；F可以是HNO3，M元素的化合價可能為＋5，故D正確。
5．科學家從化肥廠生產的(NH4)2SO4中檢出化學式為N4H4(SO4)2的物質，該物質的晶體中含有SO和N4H兩種離子，當N4H遇到堿性溶液時，會生成N4分子。下列說法正確的是(　　)
A．14N、N4與N2互為同位素
B．N4H4(SO4)2的電離方程式為N4H4(SO4)2??N4H＋2SO
C．N4H4(SO4)2不能與草木灰、K3PO4等化肥混合施用
D．N4H4(SO4)2中只含共價鍵，不含離子鍵
答案　C
解析　同位素是指同種元素的不同原子的互稱，N4與N2為兩種單質，故A錯誤；N4H4(SO4)2的晶體中含有SO和N4H，可知該物質為離子化合物，含離子鍵，完全電離，電離方程式為N4H4(SO4)2===N4H＋2SO，故B、D錯誤；草木灰、K3PO4等化肥顯堿性，根據題給信息N4H遇到堿性溶液時，會生成N4分子判斷，混用會使肥效降低，故C正確。
6．(2023·遼寧撫順高三聯考)含N元素的氣體a可發生如圖所示轉化。下列說法正確的是(　　)
A．c生成d屬于自然固氮
B．b可用于檢驗氯氣管道是否泄漏
C．x中陰離子的空間結構為V形
D．d為酸性氧化物
答案　C
解析　由圖示轉化關系可知，a為NH3，b為N2，c為NO，d為NO2，x為NaNO2，y為NaNO3。NO生成NO2不屬于自然固氮，故A錯誤；氨氣可與氯氣反應出現白煙，可用于檢驗氯氣管道是否泄漏，故B錯誤；x中陰離子為NO，它的價層電子對數為3，有1個孤電子對，它的空間結構為V形，故C正確；NO2與NaOH溶液發生歧化反應，生成兩種鹽和水，不是酸性氧化物，故D錯誤。
7．工業上常采用生物硝化法將NH轉化為NO來處理氨氮廢水，工藝流程如圖，下列說法錯誤的是(　　)
A．生物硝化法處理廢水，會導致水體pH逐漸下降：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O
B．長期過量施用NH4Cl等銨態化肥，易導致土壤酸化，水體富營養化
C．檢驗NH所需的試劑是濃NaOH溶液、濕潤的藍色石蕊試紙
D．微生物保持活性的pH范圍為7～9，可以加入石灰石來調節水體的pH
答案　C
解析　生物硝化法處理廢水會使水體呈酸性，可以加入石灰石與H＋反應來調節水體的pH，D項正確。
8．(2024·福州模擬)以天然氣為原料合成氨是新的生產氮肥的方法，其工藝流程如下。下列說法正確的是(　　)
A．反應①使用催化劑可提高反應速率和甲烷的平衡轉化率
B．反應②的原子利用率為100%
C．生成1.0 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4
D．反應③理論上當n(NH3)∶n(O2)＝4∶3時，恰好完全反應
答案　C
解析　反應①使用催化劑可以提高反應速率，但不能提高甲烷的平衡轉化率，A錯誤；反應②的化學方程式為CO2＋2NH3CO(NH2)2＋H2O，則該反應的原子利用率小于100%，B錯誤；由天然氣經過各步轉化，最終生成NH4NO3涉及的化學反應有CH4＋2H2OCO2＋4H2，N2＋3H22NH3,2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，則有NH4NO3～2NH3～3H2～CH4，故生成1.0 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4，C正確；反應③的化學方程式為2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，則理論上當n(NH3)∶n(O2)＝1∶1時，恰好完全反應，D錯誤。
9．某興趣小組設計用鐵粉將NO還原為N2(同時生成FeO)。下列說法不正確的是(　　)
已知：①濃硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
A．裝置的連接順序為a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B．裝置E中發生反應的化學方程式為2NO＋2Fe2FeO＋N2
C．裝置D的作用是吸收揮發出來的硝酸和產生的NO2
D．裝置B的作用是干燥，防止水蒸氣進入裝置E中干擾反應
答案　D
解析　根據實驗原理“NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時生成FeO”，所以首先利用銅與稀硝酸反應生成NO，由于硝酸具有揮發性，所以制得的NO中會混有硝酸蒸氣和產生的NO2，故先通過裝置D除去揮發出的HNO3和產生的NO2，再通過裝置F干燥，得到純凈干燥的NO，然后進入裝置E中與鐵粉反應，最后處理多余的NO，由于NaOH溶液不與NO反應，而濃硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通過裝置B氧化NO，再通過裝置C吸收尾氣，故上述裝置的連接順序為a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正確。
10．某學習小組設計實驗探究NO與銅粉的反應并檢驗NO，實驗裝置如圖所示(夾持裝置略)。實驗開始前，向裝置中通入一段時間的N2，排盡裝置內的空氣。
已知：在溶液中FeSO4＋NO?? [Fe(NO)]SO4(棕色)，該反應可用于檢驗NO。
下列說法不正確的是(　　)
A．裝置F、I中的試劑依次為水、硫酸亞鐵溶液
B．若觀察到裝置H中紅色粉末變黑色，則NO與Cu發生了反應
C．實驗結束后，先熄滅酒精燈，再關閉分液漏斗的活塞
D．裝置J收集的氣體中一定不含NO
答案　D
解析　稀硝酸與銅反應生成一氧化氮，一氧化氮能夠被氧氣氧化，因此實驗前需要通入氮氣，排盡裝置中的空氣，硝酸具有揮發性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸氣，可以通過水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在裝置H中與銅粉發生反應，未反應的NO可以利用硫酸亞鐵溶液檢驗。裝置F、I中的試劑依次為水、硫酸亞鐵溶液，A項正確；實驗結束后，為了防止倒吸，需要先熄滅酒精燈，再關閉分液漏斗的活塞，C項正確；由于FeSO4＋NO??[Fe(NO)]SO4(棕色)為可逆反應，裝置J收集的氣體中可能含有NO，D項錯誤。
11．(2023·鄭州模擬)某學習小組設計實驗制備Ca(NO2)2，實驗裝置如圖所示(夾持裝置已略去)。已知：2NO＋CaO2===Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2===Ca(NO3)2。下列說法不正確的是(　　)
A．裝置E中酸性K2Cr2O7溶液的作用是吸收多余的、未反應的氮氧化物
B．裝置B、D中的試劑可分別為水和濃硫酸
C．將銅片換成木炭也可以制備純凈的亞硝酸鈣
D．借助裝置A及氫氧化鈉溶液和稀硫酸可以分離CO2和CO
答案　C
解析　由于硝酸具有揮發性，所以在A中生成的NO氣體中會含有少量HNO3蒸氣，可用裝置B中的水除去，為防止CaO2與水反應，用裝置C中的濃硫酸對NO氣體進行干燥，故B正確；將銅片換成木炭，由于木炭與稀硝酸不能反應，所以得不到要制備的產物，故C錯誤；裝置A中盛氫氧化鈉溶液，通入CO2和CO的混合氣體，CO2被NaOH吸收后生成Na2CO3，在出氣管口即可收集到CO，然后將分液漏斗中的稀硫酸滴入A中，與生成的Na2CO3反應再釋放出CO2，達到分離的目的，故D正確。
12．(2023·天津一模)合成氨及其衍生工業是化工生產的重要門類，請結合圖示判斷下列說法不正確的是(　　)
A．合成氨采用400～500 ℃是為了提高原料轉化率和反應速率
B．濕潤的淀粉-KI試紙不可以鑒別氣體2和溴蒸氣
C．生成固體1的化學方程式為NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
D．1 L氣體1、2的混合氣與1 L NH3在一定條件下轉化為對環境無害的物質，混合氣中二者的體積比為1∶1
答案　A
解析　合成氨反應為放熱反應，溫度降低，平衡正向移動，原料的轉化率升高，所以400～500 ℃不利于提高原料的轉化率，故A錯誤；氣體2為NO2氣體，NO2氣體和溴蒸氣都能使淀粉-KI試紙變藍，故B正確；氣體1為NO，氣體2為NO2,1 L NO、NO2的混合氣與1 L NH3在一定條件下轉化為對環境無害的物質，反應的化學方程式為2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，NO、NO2的體積比等于化學計量數之比，為1∶1，故D正確。
13．氮元素形成的化合物種類十分豐富。請根據以下工業制硝酸的原理示意圖回答問題：
(1)下列有關NH3的說法不正確的是________(填字母)。
A．工業合成NH3需要在高溫、高壓、催化劑下進行
B．NH3可用來生產碳銨和尿素等化肥
C．NH3可用濃硫酸或無水氯化鈣干燥
D．NH3受熱易分解，須置于冷暗處保存
(2)NH3易溶于水，標準狀況下，用充滿NH3的燒瓶做噴泉實驗，水充滿整個燒瓶后所形成溶液的物質的量濃度為______ mol·L－1。
(3)氨氣燃燒的化學方程式為____________________________________________________。
(4)HNO3是一種重要的化工原料，工廠生產出的濃硝酸可用鋁槽車或鐵槽車來運輸。在常溫下能使鋁、鐵鈍化，說明濃硝酸具有很強的________性。
(5)“吸收塔” 尾部會有含NO、NO2等氮氧化物的尾氣排出，為消除它們對環境的污染，通常用以下兩種方法處理：
①純堿溶液吸收法。純堿溶液與NO2的反應原理為Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋__________＋CO2(完成化學方程式)。
②氨轉化法。已知7 mol氨恰好能將含NO和NO2共6 mol的混合氣體完全轉化為N2，則混合氣體中NO和NO2的物質的量之比為________，若用通式NOx表示氮氧化物，則每摩爾氨可將________ mol的NOx轉化為N2。
答案　(1)CD　(2)(或0.045)　(3)4NH3＋3O22N2＋6H2O　(4)氧化　(5)①NaNO2　②1∶3　
解析　(5)②7 mol氨失去21 mol電子，根據題意和得失電子守恒可得n(NO)＋n(NO2)＝6 mol,2n(NO)＋4n(NO2)＝21 mol，解得n(NO)＝1.5 mol，n(NO2)＝4.5 mol，則混合氣體中NO和NO2的物質的量之比為1∶3，若用通式NOx表示氮氧化物，反應過程中NOx分子得到2x e－，則每摩爾氨可將 mol的NOx轉化為N2。
14．(2023·安徽淮南一模)某化學實驗小組為了探究氨氣的性質設計了如下實驗方案。
實驗一：探究氨氣的溶解性
氨氣具有強刺激性氣味，會污染空氣。實驗小組經過多次嘗試，最終將氨氣的制備、收集、檢驗和噴泉實驗組裝在一起，設計出如圖裝置。
(1)寫出氣體發生裝置儀器A中產生氨氣的化學方程式：_____________________________。
(2)儀器B的名稱為__________，為了保證噴泉實驗的良好效果，B中可以放入的試劑是__________。
(3)實驗時，打開K2，關閉K3，打開K1，將注射器中的濃氨水注入A中開始制備和收集氨氣。已知儀器C中放入的是滴有酚酞溶液的濕棉花，則儀器C的作用是______________________。
在不拆除裝置的前提下，引發噴泉的操作是__________________________________________
_______________________________________________________________________________。
實驗二：探究氨氣的還原性
已知：Cu2O為紅色固體，在酸性溶液中不穩定：Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O。
(4)裝置G用于制備氨氣，儀器的連接順序為e→f→________→i，裝置H的作用為_______________________________________________________________________________。
實驗開始前應先通一段時間的N2，其目的是_________________________________________。
(5)反應結束后裝置F中的氧化銅完全反應生成紅色固體，為了探究紅色固體的成分，進行了如下實驗：取15.6 g紅色固體于燒杯中，加入足量稀硫酸充分攪拌、靜置、過濾、洗滌、干燥、稱重，得固體9.6 g，則紅色固體的成分及物質的量為____________________________。
答案　(1)CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑　(2)球形干燥管　堿石灰　(3)吸收并檢驗氨氣，防止氨氣直接排入空氣中　關閉K1和K2，打開K3　(4)abcdgh　安全瓶、防倒吸　排盡裝置內的空氣(合理即可)　(5)Cu2O 0.075 mol、Cu 0.075 mol
解析　(4)分析實驗裝置，裝置G用于制備氨氣，然后E用于干燥氨氣，氨氣和CuO在F中發生反應，然后接H，起到安全瓶的作用，最后用I進行尾氣吸收。(5)所得固體為Cu，物質的量為＝0.15 mol；過程中發生反應為Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O，每摩爾Cu2O與酸反應前后質量損失為80 g，根據反應前后質量損失為15.6 g－9.6 g＝6 g，則參加反應的Cu2O為＝0.075 mol，則生成Cu的物質的量為0.075 mol，所以原固體中Cu2O的物質的量為0.075 mol，Cu物質的量為＝0.075 mol，故紅色固體的成分及物質的量為Cu2O 0.075 mol、Cu 0.075 mol。第24講　氮及其化合物的轉化關系
[復習目標]　1.能從物質類別、氮的化合價變化理解氮及其化合物的轉化關系。2.能從含氮物質的性質和轉化的視角解釋生產、生活中的相關現象。
1．在氮及其化合物的“價—類”二維圖中填充N2、NH3、NH3·H2O、NH4Cl、NO、NO2、N2O4、HNO3、Cu(NO3)2。
2．完成圖中序號對應的化學方程式(合理即可)。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________；
⑥________________________________________________________________________；
⑦________________________________________________________________________；
⑧________________________________________________________________________；
⑨________________________________________________________________________；
⑩________________________________________________________________________。
3．常見無機物A、B、C、D存在如圖轉化關系：
(1)若A是一種堿性氣體，常用作制冷劑，B是汽車尾氣之一，遇空氣會變色，則反應①的化學方程式為_____________________________________________________________________。
(2)若A為常見揮發性強酸，D是生產生活中用量最大、用途最廣的金屬單質，則B的化學式是__________________。
(3)若A、C、D都是常見氣體，C是形成酸雨的主要氣體，則A的電子式是_______________________________________________________________________________。
(4)若A、B、C的水溶液均顯堿性，焰色試驗均為黃色，D為CO2，舉出C的一種用途：_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
1．空氣中的氮氣可通過人工固氮獲得氨氣，氨氣是重要的化工原料，通過氨氧化法可制得硝酸，反應過程如下：
N2NH3NONO2HNO3
硝酸是一種強氧化性酸，制硝酸工業產生的尾氣中含有氮氧化物，應處理后才能排放。下列說法不正確的是(　　)
A．常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中
B．BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體
C．工業上，當轉化①的反應達到平衡時，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率
D．轉化④中，當V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時，理論上NO2可全部轉化為HNO3
2．(2023·河北衡水中學一模)水合肼又稱水合聯氨，廣泛用作還原劑、抗氧化劑、發泡劑等。其制備原理為NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。用如圖裝置制取水合肼的有關分析正確的是(　　)
A．裝置的連接順序是f→a→b→d→c→e
B．e所在裝置的漏斗可以沒入水面以下
C．f所在裝置可以快速制備氨氣
D．操作過程中要快速滴加NaClO溶液
3．氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NO2反應進行了探究。回答下列問題：
(1)氨氣的制備
①氨氣的發生裝置可以選擇上圖中的______，反應的化學方程式為____________________
______________________________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為發生裝置→______________________________________________________________________________
(按氣流方向，用小寫字母表示)。
(2)氨氣與二氧化氮的反應
將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。
操作步驟 實驗現象 解釋原因
打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中 ①Y管中_______________ ______________________________________________ ②反應的化學方程式：__________________________________________
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫 Y管中有少量水珠 生成的氣態水凝聚
打開K2 ③____________________ ④__________________

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