第28练　氮及其化合物的转化关系 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习

这是一份第28练　氮及其化合物的转化关系 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习，共10页。试卷主要包含了下列说法正确的是，自然界中时刻存在着氮的转化等内容，欢迎下载使用。

A．NO(g)eq \(――→,\s\up7(H2O))HNO3(aq)
B．稀HNO3(aq)eq \(――→,\s\up7(Cu))NO2(g)
C．NO(g)eq \(――――――→,\s\up7(CO),\s\d5(高温，催化剂))N2(g)
D．NOeq \\al(－,3)(aq)eq \(――→,\s\up7(O3))N2(g)
2．(2024·南京金陵中学高三检测)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．常温下可用铝质容器盛装稀硝酸
3．(2023·连云港模拟)自然界中时刻存在着氮的转化。如图为N2分子在催化剂作用下发生一系列转化示意图。
下列叙述正确的是( )
A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定
B．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量
C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D．在催化剂a作用下，氮原子发生了氧化反应
4．(2023·徐州高三检测)已知X、Y、Z、E、F五种常见物质含有同一元素M，在一定条件下它们有如下转化，Z是NO，下列推断不合理的是( )
A．X可能是一种氢化物
B．Y生成Z一定是化合反应
C．E可能是一种有色气体
D．F中M元素的化合价可能为＋5
5．(2023·盐城中学高三月考)关于反应Cu(NO3)2·3H2Oeq \(――→,\s\up7(△))CuO＋NO2↑＋O2↑＋H2O↑(反应未配平)，下列说法正确的是( )
A．氧化产物与还原产物的物质的量之比为4∶1
B．生成22.4 L O2时，反应转移电子数为4NA
C．将充分分解后所得的气体收集于一密闭容器中，充分静置反应，所得溶液中硝酸与水的物质的量之比为1∶1
D．Cu(NO3)2·3H2O中的铜元素被氧化
6．(2023·宿迁高三联考)含N元素的气体a可发生如图所示转化。下列说法正确的是( )
A．c生成d属于自然固氮
B．b可用于检验氯气管道是否泄漏
C．x中阴离子的空间结构为V形
D．d为酸性氧化物
7．工业上常采用生物硝化法将NHeq \\al(＋,4)转化为NOeq \\al(－,3)来处理氨氮废水，工艺流程如图，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：NHeq \\al(＋,4)＋2O2===NOeq \\al(－,3)＋2H＋＋H2O
B．长期过量施用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化
C．检验NHeq \\al(＋,4)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
8．(2024·镇江模拟)以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，其工艺流程如下。下列说法正确的是( )
A．反应①使用催化剂可提高反应速率和甲烷的平衡转化率
B．反应②的原子利用率为100%
C．生成1.0 ml NH4NO3至少需要0.75 ml CH4
D．反应③理论上当n(NH3)∶n(O2)＝4∶3时，恰好完全反应
9．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E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Feeq \(=====,\s\up7(△))2FeO＋N2
C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
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
10．某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。
已知：在溶液中FeSO4＋NO [Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。
下列说法不正确的是( )
A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应
C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞
D．装置J收集的气体中一定不含NO
11．(2023·南通模拟)某学习小组设计实验制备Ca(NO2)2，实验装置如图所示(夹持装置已略去)。已知：2NO＋CaO2===Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2===Ca(NO3)2。下列说法不正确的是( )
A．装置E中酸性K2Cr2O7溶液的作用是吸收多余的、未反应的氮氧化物
B．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CO2和CO
12．(2023·连云港高三调研)合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是( )
A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉-KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气
C．生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1
13．工业上以原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)、A、水为原料按如下流程制取B、C。
请回答：
(1)写出氧化炉中生成NO反应的化学方程式：________________________________。
(2)下列关于该流程的说法正确的是__________(填字母)。
A．A是空气
B．尾气中的NO2可以用纯碱溶液处理
C．化合物C是一种无机酸酯
D．制备的工业浓硝酸通常略显黄色是由于含有Fe3＋
(3)液氮有类似于水的性质，能发生自耦电离、氨解反应。已知：SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl，写出SOCl2在液氨中的氨解反应的化学方程式：_____________________________________。
(4)设计实验验证无色晶体B是NH4NO3：___________________________________________。
写出实验过程中涉及阴离子检验的主要反应的离子方程式：__________________________。
14．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[C(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[C(NH3)6]2＋的再生，维持溶液脱除NO的能力，原理如图1所示。
(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 ml·L－1[C(NH3)6]3＋的溶液以一定流速通过装有活性炭的催化器，[C(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
(3)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的抑制作用：__________________________________(NO2的浓度可由仪器直接测定)。
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2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_________________________。
第28练 氮及其化合物的转化关系
1．C [NO不溶于水也不与水反应，A错误；稀HNO3与Cu反应得到硝酸铜、水和NO，得不到NO2，B错误；NO有氧化性，CO有还原性，在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无毒的N2和CO2，C正确；O3有强氧化性，不能作还原剂将硝酸根离子还原，D错误。]
2．A [[Ni(NH3)6]SO4电离产生SOeq \\al(2－,4)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，不可用铝质容器盛装稀硝酸，D错误。]
3．B [N2→NH3属于氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，A错误；催化剂可以提高化学反应速率，可以提高单位时间内生成物的产量，B正确；催化剂a作用下，N2→NH3，断裂N≡N非极性共价键；催化剂b作用下，NH3→NO，断裂N—H极性共价键，C错误；催化剂a作用下，N2→NH3，氮原子化合价从0价降低至－3价，发生了还原反应，D错误。]
4．B [如果X是水，分解可生成O2，O2与N2反应生成NO，X可能是一种氢化物，故A正确；Z为NO，如果Y是O2，那么NH3与O2在催化剂的条件下可以生成NO，所以Y生成Z不一定是化合反应，故B错误；Z是NO，NO与O2反应产生红棕色的NO2气体，所以E可能是红棕色NO2，故C正确；F可以是HNO3，M元素的化合价可能为＋5，故D正确。]
5．C [反应中氮元素的化合价降低被还原，二氧化氮为还原产物，氧元素的化合价升高被氧化，氧气是氧化产物，反应的化学方程式为2Cu(NO3)2·3H2Oeq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋4NO2↑＋O2↑＋6H2O↑，氧化产物氧气与还原产物二氧化氮的物质的量之比为1∶4，故A项错误；未标明标准状况，无法计算22.4 L氧气的物质的量和反应转移的电子数目，故B项错误；由分析可知，硝酸铜晶体分解生成4 ml二氧化氮时，生成1 ml氧气和6 ml水，二氧化氮、氧气和水能反应生成硝酸：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，由方程式可知，所得溶液中硝酸与水的物质的量之比为4 ml∶(6－2) ml＝1∶1，故C项正确；由方程式可知，反应中铜元素的化合价没有发生变化，故D项错误。]
6．C [由图示转化关系可知，a为NH3，b为N2，c为NO，d为NO2，x为NaNO2，y为NaNO3。NO生成NO2不属于自然固氮，故A错误；氨气可与氯气反应出现白烟，可用于检验氯气管道是否泄漏，故B错误；x中阴离子为NOeq \\al(－,2)，它的价层电子对数为3，有1个孤电子对，它的空间结构为V形，故C正确；NO2与NaOH溶液发生歧化反应，生成两种盐和水，不是酸性氧化物，故D错误。]
7．C [生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H＋反应来调节水体的pH，D项正确。]
8．C [反应①使用催化剂可以提高反应速率，但不能提高甲烷的平衡转化率，A错误；反应②的化学方程式为CO2＋2NH3eq \(=====,\s\up7(一定条件))CO(NH2)2＋H2O，则该反应的原子利用率小于100%，B错误；由天然气经过各步转化，最终生成NH4NO3涉及的化学反应有CH4＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(催化剂))CO2＋4H2，N2＋3H2eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3,2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，则有NH4NO3～2NH3～3H2～eq \f(3,4)CH4，故生成1.0 ml NH4NO3至少需要0.75 ml CH4，C正确；反应③的化学方程式为2NH3＋2O2===NH4NO3＋H2O，则理论上当n(NH3)∶n(O2)＝1∶1时，恰好完全反应，D错误。]
9．D [根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先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中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3和产生的NO2，再通过装置F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入装置E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过装置B氧化NO，再通过装置C吸收尾气，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正确。]
10．D [稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜粉发生反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液，A项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项正确；由于FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错误。]
11．C [由于硝酸具有挥发性，所以在A中生成的NO气体中会含有少量HNO3蒸气，可用装置B中的水除去，为防止CaO2与水反应，用装置C中的浓硫酸对NO气体进行干燥，故B正确；将铜片换成木炭，由于木炭与稀硝酸不能反应，所以得不到要制备的产物，故C错误；装置A中盛氢氧化钠溶液，通入CO2和CO的混合气体，CO2被NaOH吸收后生成Na2CO3，在出气管口即可收集到CO，然后将分液漏斗中的稀硫酸滴入A中，与生成的Na2CO3反应再释放出CO2，达到分离的目的，故D正确。]
12．A [合成氨反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，原料的转化率升高，所以400～500 ℃不利于提高原料的转化率，故A错误；气体2为NO2气体，NO2气体和溴蒸气都能使淀粉-KI试纸变蓝，故B正确；气体1为NO，气体2为NO2,1 L NO、NO2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应的化学方程式为2NH3＋NO＋NO2eq \(=====,\s\up7(催化剂))2N2＋3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，故D正确。]
13．(1)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
(2)ABC (3)SOCl2＋4NH3===SO(NH2)2＋2NH4Cl (4)取少量该无色晶体B于试管中，加水溶解，再将溶液分成两份，向其中一支试管中加入适量浓NaOH溶液，加热，并在试管口处放置湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则说明该晶体含有NHeq \\al(＋,4)；再向另一支试管中滴加稀硫酸，无明显现象，加入少量铜片，在试管口有红棕色气体产生，则说明该晶体中含有NOeq \\al(－,3)，由此可证明该晶体为NH4NO3 3Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
14．(1)2NO＋O2＋2OH－===NOeq \\al(－,2)＋NOeq \\al(－,3)＋H2O (2)温度升高，反应速率加快，提高[C(NH3)6]3＋的转化率
(3)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)[C(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[C(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[C(NH3)6]3＋的还原，或是温度升高，促进[C(NH3)6]3＋离解为C3＋，从而有利于C3＋的还原(任意答一点即可)。