2024年江苏高考化学一轮复习 第12讲　氮及其化合物 课时练（含解析）

第12讲　氮及其化合物

氮气　氮的氧化物

1.  (2021·南通一模) 氮是各种生物体生命活动中不可缺少的重要元素，氮的循环为生物体提供氮元素。将游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定。下列过程属于氮的固定的是(　　)

A.  工业利用氮气和氢气合成氨气

B.  氨气和硫酸反应制取铵态氮肥

C.  氨基酸合成人体所需的蛋白质

D.  硝酸盐在细菌作用下生成氮气

2. 海洋生物参与氮循环过程如图所示(其他含氮物质不参与反应)。下列说法不正确的是(　　)

A. 以上六种含氮微粒，一共呈现了氮的五种价态

B. 反应①～⑤中有4个氧化还原反应

C. 反应③中若N2H4与O2反应，则N2H4作还原剂

D. 反应③和⑤若生成等质量的N2，反应③转移的电子数多

3. (2021·盐城三模)下列选项所述措施均能减少大气中NOx含量的是(　　)

① 减少化石燃料的使用

② 烟气催化脱硝处理　

③ 使用强氧化剂氧化脱氮

④ 用生石灰改良酸性土壤

A.  ①②③  B.  ①③④

C.  ②③④  D.  ①②④

4. (2022·连云港二模)反应NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O可用于吸收硝酸厂尾气中的氮氧化物。下列说法正确的是(　　)

A. NO和NO2都属于酸性氧化物

B. N的价层电子排布式为

C. NaOH的电子式为NaH

D. NaNO2中存在离子键和共价键

5. (2022·前黄中学、姜堰中学、如东中学联考)已知2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O。下列装置不能达到相应实验目的的是(　　)

甲　乙　丙　丁

A.  装置甲生成NO2

B.  装置乙收集NO2

C.  装置丙吸收NO2尾气

D.  装置丁使NO2充分转化为HNO3

6. 某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。下列说法不正确的是(　　)

已知：① 浓硝酸可氧化NO。

②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。

A.  装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d

B.  装置戊中发生反应的化学方程式：2NO＋2Fe2FeO＋N2

C.  装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2

D.  装置乙的作用是干燥，防止水蒸气进入戊中干扰反应

7. (2022·常州模拟)明代《徐光启手迹》中记载了硝酸的制备方法，其主要物质转化流程如下：

下列有关说法不正确的是(　　)

A.  若煅烧时隔绝空气，得到的气体X可能为SO2

B.  上述转化流程中依次发生分解反应、化合反应和复分解反应

C.  由蒸馏过程发生的反应可推测H2SO4的酸性比HNO3的强

D.  现代工业上常在吸收塔顶喷淋H2O吸收NO2制备硝酸，提高产率

8.  (2022·淮安模拟)下列说法正确的是(　　)

A. NH4NO3中既含有离子键，又含有共价键

B.  NO2与NO中的键角相同

C.  NO2易溶于水是因NO2能与H2O形成分子间氢键

D.  配位离子[Fe(NO)]2＋中NO提供空轨道

9.  (2021·江苏模拟)下列指定反应的离子方程式正确的是(　　)

A.  NO2与水反应的离子方程式：

3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO

B.  将少量SO2通入冷氨水中：

SO2＋NH3·H2O===HSO＋NH

C.  NO2与NaOH溶液反应：

2OH－＋2NO2===NO＋NO↑＋H2O

D.  向NH4HCO3溶液中加入过量的NaOH溶液并加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O

10.  (2022·常州期中)燃煤烟气中90%以上的NOx是NO，脱硝技术主要就是指NO的脱除技术。

Ⅰ. 络合脱硝法

六氨合钴溶液中的[Co(NH3)6]2＋能络合烟气中的NO和O2，形成的两种络合物在溶液中极易发生反应，实现NO的脱除。在吸收液中加入活性炭可有效催化[Co(NH3)6]2＋的再生，维持溶液脱除NO的能力，原理如图1所示。

,图1)

(1) 写出上述络合脱硝法总反应的离子方程式：__________________________________________。

(2) 在不同温度下，将含0.01 mol/L [Co(NH3)6]3＋的溶液以一定流速通过装有活性炭的催化器，[Co(NH3)6]3＋的转化率随温度升高而增大，其原因可能是__________________________________。

Ⅱ. 氧化脱硝法

ClO2溶液常用于氧化脱除烟气中的NO、SO2等污染物。

(3) 隔膜电解NaClO3制备ClO2的装置如图2所示。制备时先在NaClO3溶液中通入少量ClO2气体，结合电极反应简述ClO2的制备过程：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

图2

(4) ClO2氧化脱硝过程发生的反应如下：

5NO＋2ClO2＋H2O===5NO2＋2HCl

2NO2＋H2O===HNO2＋HNO3

随着ClO2溶液初始浓度的增加，脱硝时从溶液中逸出的NO2却随之增加。研究表明，溶液中的ClO2不能吸收NO2，且在一定程度上阻碍水对NO2的吸收。

①设计实验验证ClO2对NO2的吸收有抑制作用： _______________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(NO2的浓度可由仪器直接测定)。

图3

②其他条件相同，当NO烟气中含有SO2时，用ClO2溶液处理烟气的实验结果如图3所示。脱硝处理含SO2的NO烟气时逸出的NO2明显减少，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

氮及其化合物综合

1.  (2022·启东期中)肼(N2H4)又称为联氨，熔、沸点分别为1.4 ℃、113.5 ℃，可用如下方法制备肼：CO(NH2)2＋ClO－＋2OH－===N2H4＋Cl－＋CO＋H2O。下列有关说法正确的是(　　)

A. N2H4中只存在极性键

B. CO的空间结构为三角锥形

C. CO(NH2)2中C、N、O三种元素第一电离能大小顺序：C＜N＜O

D. 肼的相对分子质量与乙烯接近，但沸点远高于乙烯的原因是能形成分子间氢键

2. 下列物质转化不正确的是(　　)

A.  NH3NO

B.  NH3NH4Cl(aq)

C.  NOHNO3

D.  N2H4(aq)NH3(g)

3.  (2022·江苏模拟)下列说法正确的是(　　)

A. N2H4中氮原子采取sp3杂化

B.  [Ni(NH3)6]SO4是一种配合物，向其中滴加BaCl2溶液不会生成沉淀

C.  N2O4制取HNO3是利用了N2O4的氧化性

D.  常温下可用铝制容器盛装稀硝酸

4. (2022·江苏模拟)下列离子方程式书写正确的是(　　)

A. 向莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]溶液中加入过量氢氧化钠溶液：

NH＋Fe2＋＋3OH－===NH3·H2O＋Fe(OH)2↓

B.  铜片与稀硝酸反应：

3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

C.  用稀硝酸除去试管内壁的银镜：

Ag＋4H＋＋NO===Ag＋＋NO↑＋2H2O

D.  向Fe(NO3)2稀溶液中滴加足量氢碘酸：

3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O

5.  下列离子方程式正确的是(　　)

A.  Fe(OH)2与足量稀硝酸反应：

Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O

B.  硫酸氢铵溶液中滴加少量氢氧化钠溶液：

NH＋OH－===NH3·H2O＋H2O

C.  用氨水溶解氯化银沉淀：

Ag＋＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋2H2O

D.  酸性KMnO4溶液与NaNO2溶液反应：2MnO＋5NO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O

6. (2022·泰州期末改编)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)

A. NH4Cl溶液具有酸性，可用于除铁锈

B. 氨催化氧化制硝酸是利用了NH3的氧化性

C. N2H4具有氧化性，可用于将AgNO3还原为单质Ag

D. NH3易溶于水，可用作制冷剂

7. (2022·海门期末改编)下列说法正确的是(　　)

A. NH中含有配位键

B. [Cu(NH3)4]＋中含有离子键、配位键

C. NO的空间结构为直线形

D.  氨气易溶于水的原因是氨气分子间存在氢键

8. (2021·扬州四模)下列关于氨和铵盐的说法正确的是[已知：Ka(HF)＝6.3×10－4，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5](　　)

A.  氨气易溶于水，是因为氨分子间能形成氢键

B.  NH3和NH中氮原子的轨道杂化类型不同

C.  25  ℃，0.1 mol/L NH4F溶液的pH＜7

D.  25  ℃，NH3与HNO3反应生成N2和H2O

9.  (2022·常州模拟)实验室用如图所示装置(夹持装置已略去)进行NH3制备及性质实验。下列说法正确的是(　　)

A.  在甲的烧瓶中加入浓硫酸制备干燥NH3

B.  乙中的集气瓶内应a导管长、b导管短

C.  若将丙中的CCl4换成苯，仍能防止倒吸

D.  向收集的NH3中通入少量Cl2，出现白烟

第12讲　氮及其化合物

氮气　氮的氧化物

1. A　【解析】 氮的固定必须是氮气生成化合物的过程，而氨气、氨基酸、硝酸盐都是氮的化合物，A符合题意。

2. D　【解析】 NH3、N2H4、NH2OH、N2、NO中氮元素化合价分别为－3、－2、－1、0、＋3，一共呈现了氮的五种价态，A正确；反应①～⑤中只有反应①中氮元素的化合价没变，属于非氧化还原反应，其他4个反应氮元素的化合价均发生改变，属于氧化还原反应，B正确；反应③中N2H4生成N2，氮元素的化合价从－2升高到0，N2H4作还原剂，被氧气氧化，C正确；生成等量N2(取1 mol)时，反应③中N2H4生成N2，失去电子的物质的量为1 mol×[0－(－2)]×2＝4 mol，而反应⑤中NO生成N2，得到电子的物质的量为1 mol×[(＋3)－0]×2＝6 mol，反应⑤转移的电子数比反应③多，D错误。

3. A　【解析】 化石燃料的燃烧能产生NOx，故①能减少；烟气催化脱硝以及使用强氧化剂脱硝，能减少NOx的含量，②③均能减少；使用生石灰改良酸性土壤，只是将酸中和，对大气中的NOx无影响，④不能减少，A正确。

4. D　【解析】 酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，NO不与碱反应，A错误；N的价层电子排布式为，B错误；NaOH为离子化合物，其电子式为Na＋[H]－，C错误；NaNO2是盐，是强电解质，含离子键和共价键，Na＋和NO之间是离子键，N和O之间是共价键，D正确。

5. B　【解析】 浓硝酸和铜反应生成NO2，A正确；NO2的密度比空气大，且不与空气反应，应该用向上排空气法收集，即长进短出，B错误；根据题目信息可知NO2可以和碱反应生成可溶性盐，所以可以用NaOH溶液吸收尾气，C正确；通入氧气，可以发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，使NO2充分转化为HNO3，D正确。

6. D　【解析】 根据实验原理利用NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，所以首先应用装置甲制备纯净干燥的NO，利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸和水蒸气，则先通过装置丁除去挥发出的HNO3，然后再通过装置己干燥，纯净干燥的NO进入装置戊中与铁粉反应，最后处理多余的NO，又因为NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以最终先通过乙装置氧化NO，后再通过丙装置吸收，A正确；装置戊中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，B正确；装置丁盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3，C正确；装置乙盛放的是浓硝酸，作用是氧化NO，便于被NaOH溶液吸收，D错误。

7. C　【解析】 若隔绝空气煅烧，铁元素化合价从＋2上升到＋3，依据氧化还原反应“有升必有降”原则，硫元素的化合价必然要下降，从而得到SO2，A正确；转化流程中，隔绝氧气煅烧的反应为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，为分解反应；吸收SO3的反应为SO3＋H2O===H2SO4，为化合反应；最后加KNO3蒸馏的反应为H2SO4(浓)＋KNO3KHSO4＋HNO3↑，为复分解反应，B正确；蒸馏过程利用的是高沸点酸制备低沸点酸，只能说明H2SO4的沸点比HNO3高，并不能比较两者的酸性强弱，C错误；喷淋H2O，增大了H2O与NO2的接触面积，加快了吸收速率，缩短了制备HNO3的时间，相当于在一定的时间范围内提高了HNO3产率，D正确。

8. A　【解析】 NO2中心N原子价层电子对数＝2＋(5－2×2)＝2＋＝2.5，NO中心N原子价层电子对数＝2＋(5＋1－2×2)＝2＋1＝3，σ键数目相同，而孤电子对数目不同，所以键角不同，B错误；NO2易溶于水，是因为NO2能与H2O反应，化学方程式为3NO2＋H2O===NO＋2HNO3，C错误；在配位化合物中，一般由金属原子或金属离子提供空轨道，而含有孤电子对的原子提供孤电子对，上述配位离子中NO提供孤电子对，D错误。

9. A　【解析】 将少量SO2通入冷氨水中生成SO，B错误；NO2与NaOH溶液反应的离子方程式为2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O，C错误；NaOH溶液过量，NH4HCO3中NH和HCO都与OH－反应，D错误。

10. (1)  2NO＋O2＋2OH－===NO＋NO＋H2O　(2)  温度升高，反应速率加快，提高[Co(NH3)6]3＋的转化率(答案合理即可)　(3)  首先在阴极上ClO2发生反应，电极反应式为ClO2＋e－===ClO，产生的ClO在溶液中再与ClO发生反应，即ClO＋ClO＋2H＋===2ClO2↑＋H2O，生成的ClO2部分逸出，部分继续循环反应　(4)  ①分别取等体积的蒸馏水和一定浓度的ClO2溶液，在相同时间内以相同的流速向两份溶液中通入NO2，比较逸出NO2的浓度，若通过蒸馏水逸出的NO2的浓度较小，则说明ClO2对NO2的吸收有抑制作用　②ClO2溶液中的部分ClO2与SO2发生反应，溶液中剩余的ClO2浓度减小，减弱了水对NO2吸收的阻碍作用

【解析】  (2)  [Co(NH3)6]3＋的转化率随温度升高而增大，其原因可能是温度升高，反应速率加快，提高[Co(NH3)6]3＋的转化率；或是温度升高，O2在水中溶解度下降，有利于[Co(NH3)6]3＋的还原；或是温度升高，促进[Co(NH3)6]3＋离解为Co3＋，从而有利于三价钴的还原(任意答一点即可)。

氮及其化合物综合

1. D

2. D　【解析】 N2H4中氮元素为－2价，具有强还原性，Cl2具有强氧化性，两者发生氧化还原反应，氮元素化合价升高，不会得到氮元素为－3价的NH3，D错误。

3. A　【解析】 [Ni(NH3)6]SO4电离产生SO和[Ni(NH3)6]2＋，加入BaCl2溶液后会产生BaSO4沉淀，B错误；N2O4中氮元素为＋4价，而HNO3中氮元素为＋5价，故N2O4制取HNO3是利用了N2O4的还原性，C错误；铝和稀硝酸在常温下能反应，不可用铝制容器盛放稀硝酸，D错误。

4. B　【解析】 向莫尔盐溶液中加入过量氢氧化钠溶液：2NH＋Fe2＋＋4OH－===2NH3·H2O＋Fe(OH)2↓，A错误；Ag和稀硝酸反应的离子方程式：3Ag＋4H＋＋NO===3Ag＋＋2H2O＋NO↑，C错误；向Fe(NO3)2稀溶液中滴加足量氢碘酸，相当于溶液中有硝酸，硝酸既能氧化Fe2＋，也能氧化I－，因为还原性Fe2＋>I－，所以会有反应：4H＋＋NO＋3Fe2＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2NO＋8H＋＋6I－===2NO↑＋3I2＋4H2O，D错误。

5. D　【解析】 Fe(OH)2能被HNO3氧化成Fe3＋，A错误；加入少量NaOH时，OH－先与H＋反应，B错误；AgCl难溶于水，离子方程式中不能拆写为离子，C错误。

6. A　【解析】 氧化铁易溶于酸性溶液，NH4Cl溶液呈酸性，可用于除铁锈，A正确；氨催化氧化制硝酸，利用的是NH3的还原性，B错误；N2H4具有还原性，能将AgNO3还原为Ag单质，C错误；NH3可用作制冷剂，是因为NH3易液化，D错误。

7. A　【解析】 NH的N上有1个孤电子对，氢离子有空轨道，则 NH中有1个配位键，A正确；[Cu(NH3)4]＋中含有配位键和极性共价键，不含离子键，B错误；NO中氮原子价层电子对数为2＋×(5＋1－2×2)＝3，含有1个孤电子对，空间结构为V形，C错误；氨气易溶于水的原因是氨气分子与水分子之间能形成氢键，D错误。

8. C　【解析】 NH3易溶于水是因为NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键，A错误；NH3与NH中N原子都采用sp3杂化，B错误；根据题干中Ka(HF)＝6.3×10－4、Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5，可推知水解平衡常数：F－＜NH，故NH4F溶液显酸性，C正确；25 ℃，NH3与HNO3反应生成NH4NO3，D错误。

9. D　【解析】 浓硫酸和NH3反应生成硫酸铵或硫酸氢铵，在甲的烧瓶中加入生石灰或氢氧化钠固体可制备干燥NH3，A错误；氨气密度比空气小，乙中的集气瓶内应a导管短、b导管长，B错误；CCl4的密度大于水，苯的密度小于水，若将丙中的CCl4换成苯，氨气直接导入水中会引起倒吸，C错误；向收集的NH3中通入少量Cl2，生成氮气和氯化铵，则出现白烟，D正确。