2025年高考化学精品教案第四章非金属及其化合物第6讲氮及其氧化物、氢化物和铵盐

这是一份2025年高考化学精品教案第四章非金属及其化合物第6讲氮及其氧化物、氢化物和铵盐，共30页。


考点1 氮及氮的氧化物
1.氮元素在自然界中的存在形式和氮的固定
2.氮气
3.氮的氧化物
（1）氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物：N2O（笑气，有麻醉作用）、NO、N2O3（亚硝酸的酸酐）、NO2（主要的大气污染物）、N2O4、N2O5（硝酸的酸酐）等。
（2）NO与NO2的比较
注意 1.制备NO时，不能用排空气法收集，必须在通风橱中操作，尾气通入O2后用碱液吸收，以免污染大气。
2.制备NO2时，必须在通风橱中操作，尾气用碱液吸收，以免污染大气。
（3）氮氧化物的污染
1.易错辨析。
（1）自然界中固氮反应均为游离态氮的氧化反应。（ ✕ ）
（2）文物馆将贵重文物保存在氮气中是利用了氮气的稳定性。（ √ ）
（3）医疗上，液氮常作冷冻剂，是利用氮气的沸点低，液氮易汽化，且汽化时吸收热量。（ √ ）
（4）用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。（ ✕ ）
（5）可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。（ ✕ ）
（6）N2与O2在放电条件下直接化合生成NO2。（ ✕ ）
（7）制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。（ ✕ ）
（8）利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气。（ √ ）
（9）NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。（ ✕ ）
2.写出N2的电子式： ∶N︙︙N∶ ，从电子云重叠方式角度指出N2分子中共价键的个数及类型 N2分子中含有1个σ键、2个π键 。
3.氮化镁遇水易发生水解反应，生成沉淀并放出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，写出其水解方程式： Mg3N2＋6H2O 3Mg（OH）2＋2NH3↑ 。
4.在有氧条件下，某新型催化剂能催化NH3与NOx反应生成N2。写出NH3与NO2反应的化学方程式： 8NH3＋6NO2 催化剂 7N2＋12H2O 。当生成1 ml N2时，转移电子的物质的量为 247 ml。
5.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
（1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式： 3NO2＋H2O 2HNO3＋NO 。
（2）在汽车尾气系统中装上催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式： 2CO＋2NO 催化剂 N2＋2CO2 。
命题点1 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算
1.常温下，将共计4.8 mL的NO和O2同时通入倒立于水槽中的盛满水的试管中，反应停止后试管内剩余2 mL无色气体。
（1）若剩余的气体是 O2 ，则NO、O2的体积分别是 1.6 mL、3.2 mL 。
（2）若剩余的气体是 NO ，则NO、O2的体积分别是 3.6 mL、1.2 mL 。
解析 方法一：依据反应方程式计算
整个过程的总反应为4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3。首先分析2 mL 无色气体是何种气体，然后分情况进行计算。
（1）剩余2 mL O2，NO完全转化为硝酸，则反应消耗的气体体积为4.8 mL－2 mL＝2.8 mL，NO和O2发生反应4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3，由反应方程式可知，V（NO）＝2.8 mL×47＝1.6 mL，则V（O2）＝4.8 mL－1.6 mL＝3.2 mL。
（2）剩余的2 mL气体为NO，O2完全反应，则反应消耗的气体体积为4.8 mL－2 mL＝2.8 mL，NO和O2发生反应4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3，由反应方程式可知，V（O2）＝2.8 mL×37＝1.2 mL，则V（NO）＝4.8 mL－1.2 mL＝3.6 mL。
方法二：利用溶于水的氮原子数与氧原子数之比为2∶5计算
反应4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3中，（4NO2＋O2）～2N2O5、（4NO＋3O2）～2N2O5，上述两个反应相当于2N2O5＋2H2O 4HNO3，即N2O5＋H2O 2HNO3，由此推得参加反应的气体中N、O原子的个数之比或物质的量之比为2∶5，可利用此技巧计算。有2.8 mL气体溶于水生成HNO3，设原混合气体中O2的体积为x mL，NO的体积为y mL。
（1）剩余2 mL O2时，则x＋y＝4.8 ①，yy+2x－4＝25 ②，联立两式可得V（O2）＝x mL＝3.2 mL，V（NO）＝y mL＝1.6 mL。
（2）剩余2 mL NO时，则x＋y＝4.8 ①，y－2y－2+2x＝25 ②，联立两式可得V（O2）＝x mL＝1.2 mL，V（NO）＝y mL＝3.6 mL。
命题点2 结合环保问题考查氮的氧化物的性质及应用
2.[北京高考]SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
（1）SCR（选择性催化还原）工作原理：
①尿素[CO（NH2）2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式： CO（NH2）2＋H2O △ CO2＋2NH3 。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式： 8NH3＋6NO2 催化剂 7N2＋12H2O 。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成（NH4）2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示（NH4）2SO4的形成： 2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O 2（NH4）2SO4 。
④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M＝60 g·ml－1）含量的方法如下：取 a g 尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 ml·L－1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 ml·L－1NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是 3（2c1v1－c2v2）100a 。
（2）NSR（NOx储存还原）工作原理：
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
图a
①通过BaO和Ba（NO3）2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是 BaO 。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba（NO3）2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba（NO3）2的物质的量之比是 8∶1 。
图b
解析 （1）①根据题意，反应物为H2O和CO（NH2）2，生成物为NH3和CO2，反应条件为加热，结合原子守恒可写出该反应的化学方程式。②根据题意，反应物为NH3和NO2，生成物为N2和H2O，反应需在催化剂作用下进行。③根据题意，NH3、SO2、O2和H2O反应生成（NH4）2SO4。④根据题意，加入硫酸的总物质的量为c1v1×10－3 ml，NaOH消耗的硫酸的物质的量为c2v2×10－32 ml，因此与NH3反应的硫酸的物质的量为（c1v1×10－3－c2v2×10－32） ml，根据关系式CO（NH2）2～2NH3～H2SO4得n[CO（NH2）2]＝（c1v1×10－3－c2v2×10－32） ml，因此尿素溶液中溶质的质量分数为（c1v1×10－3－c2v2×10－32）×60gag×100％＝3（2c1v1－c2v2）100a。（2）①由题中图a可以看出NOx在BaO中储存，在Ba（NO3）2中还原，因此储存NOx的物质为BaO。②由题中图b可知，Ba（NO3）2在第一步反应中被H2还原为NH3，根据得失电子守恒，1 ml Ba（NO3）2转化成NH3得到2 ml×8＝16 ml电子，1 ml氢气失去2 ml电子，因此消耗的氢气与硝酸钡的物质的量之比为8∶1。
命题拓展
工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。（1）NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为1∶1，写出该反应的化学方程式： 2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O 。
（2）NO与NO2按物质的量之比为1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是 NaNO2 。
命题点3 易水解的氮化物制备
3.氮化铝（AlN）是一种性能优异的新型材料，在许多领域有广泛应用。某化学小组模拟工业制氮化铝原理，欲在实验室制备氮化铝。查阅资料：
①实验室用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液共热制N2：NaNO2＋NH4Cl △ NaCl＋N2↑＋2H2O。
②工业制氮化铝：Al2O3＋3C＋N2 高温 2AlN＋3CO，氮化铝在高温下能水解。
③AlN与饱和NaOH溶液反应：AlN＋NaOH＋3H2O Na[Al（OH）4]＋NH3↑。
（1）实验中使用的装置如图所示，请按照氮气气流方向将各仪器接口连接e→c→d→ f（g）→g（f）→a→b →i。
（2）B装置内的X液体可能是 浓硫酸 ；E装置内氯化钯溶液的作用可能是 吸收CO，防止污染空气 。
（3）写出AlN水解的化学方程式： AlN＋3H2O Al（OH）3＋NH3↑ 。
解析 实验室用饱和NaNO2与NH4Cl溶液共热制N2： NaNO2＋NH4Cl △ NaCl＋N2↑＋2H2O，可以选C装置制备氮气，生成的氮气经过干燥后与Al2O3和C在D装置中反应生成AlN和CO，CO会污染空气，可以通过氯化钯溶液吸收，氮化铝在高温下能水解，需要防止外界水蒸气进入D装置。（1）按照氮气气流方向，各仪器接口连接顺序为e→c→d→f（g） →g（f） →a→b→i。（2）根据上述分析，B装置内的X液体可以是浓硫酸；E装置内氯化钯溶液的作用是吸收CO，防止污染空气。（3）AlN水解的化学方程式为AlN＋3H2O Al（OH）3＋NH3↑。
考点2 氨、N2H4及铵盐
1.氨
（1）氨的电子式和物理性质
（2）从物质类别、元素价态角度认识NH3的化学性质
（3）氨的实验室制法
①加热固态铵盐和碱的混合物
②实验室制取氨的其他三种简易方法
2.铵盐及NH4＋的检验
（1）铵盐的物理性质
大多数铵盐是白色固体，易溶于水。
（2）铵盐的化学性质
（3）NH4＋的检验
3.N2H4
1.易错辨析。
（1）浓氨水可检验氯气管道是否漏气。（ √ ）
（2）由于NH3易溶于水，故其可用作制冷剂。（ ✕ ）
（3）液氨制冷、碘的升华、NH4Cl气化都不涉及化学变化。（ ✕ ）
（4）现有1 ml·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 ml·L－1。（ ✕ ）
（5）[2022重庆改编]工业上用N2和H2合成NH3，生成标准状况下22.4 L NH3，电子转移数为2NA。（ ✕ ）
2.氨溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是（ A ）
A.“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类不同
B.“两水”都能导电，因此NH3和Cl2都是电解质
C.氨水与FeCl2反应的离子方程式为2OH－＋Fe2＋ Fe（OH）2↓，新制氯水与FeCl2反应的离子方程式为 2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－
D.“两水”长时间放置后都会因为相同的原理变质
3.氨分子的空间结构是 三角锥形 ，氮原子的杂化类型为 sp3 ，氨极易溶于水和氨易液化都与 氢键 有关。
4.从结构上看，NH3、—NH2显碱性的本质原因是 氮原子上的孤电子对能与氢离子形成配位键 。
5.NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的 红 色石蕊试纸变 蓝 。
6.[山东高考改编]NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 NH3＞AsH3＞PH3 （填化学式，下同），还原性由强到弱的顺序为 AsH3＞PH3＞NH3 。
7.易错辨析。
（1）能用加热法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl为强酸弱碱盐。（ ✕ ）
（2）施肥时，草木灰（有效成分为K2CO3）不能与NH4Cl混合使用。（ √ ）
（3）铵盐加热均易分解产生NH3。（ ✕ ）
（4）[2021山东改编]N2H4的空间结构为平面形。（ ✕ ）
（5）[浙江高考改编]H2N—NH2易溶于水，其水溶液呈碱性。（ √ ）
8.收集氨气的试管口塞一团棉花的作用是 减小NH3与空气的对流，便于收集到较纯净的NH3 。
9.（1）在饱和NH4Cl溶液中滴加Na[Al（OH）4]溶液，产生刺激性气味的气体和白色沉淀，用离子方程式解释其现象： NH4＋＋[Al（OH）4]－ Al（OH）3↓＋NH3↑＋H2O ，体现NH4＋水解呈 酸性 （填“酸性”或“碱性”）。
（2）实验室常用饱和氯化铵（NH4Cl）溶液与亚硝酸钠（NaNO2）溶液加热来制取氮气，写出发生反应的化学方程式： NH4Cl＋NaNO2 △ NaCl＋N2↑＋2H2O ，体现NH4＋的 还原性 （填“氧化性”或“还原性”）。
10.写出铵盐下列用途的化学方程式（溶液中的反应写离子方程式）。
（1）实验室用氯化铵与熟石灰反应制取氨气： 2NH4Cl＋Ca（OH）2 △ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O 。
（2）检验某溶液中是否含有铵根离子： NH4＋＋OH－ △ NH3↑＋H2O 。
（3）医疗上用氯化铵作尿液酸化剂： NH4＋＋H2O⇌NH3·H2O＋H＋ 。
（4）硝酸铵受热分解产物均为空气的成分：2NH4NO3撞击（或受热） 2N2↑＋O2↑＋4H2O 。
命题点1 氨、N2H4的性质
1.[2023宿迁模拟]利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。表中对实验现象所作的解释正确的是（ A ）
解析 NH3能与HCl发生化合反应，生成NH4Cl白色固体，A正确；NH3能与H2SO4发生化合反应，生成NH4HSO4或（NH4）2SO4，B错误；NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等，C错误；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O属于碱，NH3不属于碱，D错误。
2.[全国Ⅱ高考]联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
（1）联氨分子的电子式为 ，其中氮的化合价为 －2 。
（2）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为 2NH3＋NaClO N2H4＋NaCl＋H2O 。
（3）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 8.7×10－7 （已知：N2H4＋H＋⇌N2H5＋的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14）。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 N2H6（HSO4）2 。
（4）联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是 固体逐渐变黑，并有气泡产生 。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2 1 kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是 N2H4的用量少，不产生其他杂质（产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4） 。
解析 （1）N2H4中原子间以共价键结合，其电子式为H∶∶∶H。N2H4中H为＋1价，由化合物中各元素化合价代数和为0，可确定N为－2价。（2）反应中NaClO和NH3分别作氧化剂和还原剂，根据得失电子守恒和原子守恒可写出并配平相应的化学方程式。（3）N2H4的第一步电离方程式为N2H4＋H2O⇌N2H5＋＋OH－，则电离常数Kb＝c（N2H5＋）·c（OH－）c（N2H4）＝c（N2H5＋）·c（OH－）·c（H＋）c（N2H4）·c（H＋）＝c（N2H5＋）·Kwc（N2H4）·c（H＋）＝K·Kw＝8.7×107×1.0×10－14＝8.7×10－7。联氨是二元弱碱，其与硫酸形成的酸式盐为 N2H6（HSO4）2。（4）联氨具有还原性，能将AgBr中的Ag＋还原为Ag，可看到固体逐渐变黑，联氨被氧化为N2，可看到溶液中有气泡产生。1 ml联氨在反应中失去4 ml 电子，而1 ml O2能得到4 ml电子，且联氨与O2的相对分子质量相等，故参加反应的联氨与O2的物质的量和质量均相等，即1 kg 的联氨可除去水中溶解的O2的质量为1 kg。使用联氨处理水中溶解的O2，消耗联氨的质量少，且产物为N2和H2O，对环境无污染，而用Na2SO3处理水中溶解的O2时，Na2SO3被氧化为Na2SO4，产生新杂质。
命题点2 氨的制备实验探究
3.为了在实验室制取干燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示三套实验装置：
甲 乙 丙
（1）写出实验室制氨气的化学方程式： Ca（OH）2＋2NH4Cl △ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O 。
（2）实验装置和所用药品都正确的是 丙 （填“甲”“乙”或“丙”）。
（3）检验试管里是否收集满氨气的方法是 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明氨气已收集满[或用玻璃棒蘸取浓盐酸（或浓硝酸）放在试管口，若产生白烟，则证明氨气已收集满] 。
（4）上述装置中肯定收集不到氨气的是 乙 （填“甲”“乙”或“丙”），其原因是 2NH3＋H2SO4 （NH4）2SO4（或NH3＋H2SO4 NH4HSO4） （用化学方程式表示）。
（5）尾气处理时，下列装置不可以用于处理氨气的是 C （填标号）。
A B C D
（6）氨的催化氧化是工业制硝酸的基础反应，写出该反应的化学方程式： 4NH3＋5O2 催化剂 △ 4NO＋6H2O 。
解析 （1）氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为Ca（OH）2＋2NH4Cl △ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。（2）甲中没有干燥装置，得到的氨气中含有水蒸气；乙中浓硫酸能够与氨气发生反应；丙中碱石灰与氨气不反应，能够干燥氨气。（4）氨气为碱性气体，可与浓硫酸反应，反应的化学方程式为2NH3＋H2SO4 （NH4）2SO4（氨过量）或NH3＋H2SO4 NH4HSO4（氨少量），故乙装置肯定收集不到氨气。（5）由于氨气极易溶于水，所以处理氨气时应防止倒吸，A中的漏斗、D中的球形干燥管可防止倒吸，B中氨气没有与水直接接触，可防止倒吸，而C会引起倒吸。（6）氨催化氧化可生成一氧化氮和水，该反应的化学方程式为4NH3＋5O2 催化剂 △4NO＋6H2O。
命题拓展
[装置拓展]实验室采用下列装置制取氨气，正确的是（ D ）
A.生成NH3B.干燥NH3
C.收集NH3并验满D.吸收多余NH3
命题点3 铵盐的性质和NH4＋的检验
4.下列说法正确的是（ B ）
A.[江苏高考改编]由于NH4HCO3受热易分解，故其可用作化肥
B.[江苏高考]NH4Cl与Ca（OH）2混合加热可生成NH3
C.[全国Ⅱ高考改编]加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性
D.[天津高考改编]用NaOH溶液和湿润的蓝色石蕊试纸可检验溶液中的NH4＋
解析 NH4HCO3受热易分解和其可用作化肥无关，NH4HCO3可用作化肥是因为其含有氮元素，A项错误；NH4Cl与Ca（OH）2混合加热可生成NH3、CaCl2和H2O，B项正确；NH4HCO3受热分解产生的NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，只能说明NH3为碱性气体，不能说明NH4HCO3显碱性，C项错误；检验NH4＋应用NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸，D项错误。
命题拓展
[变式拓展]工业上常采用生物硝化法将NH4＋转化为NO3－来处理氨氮废水，工业流程如图所示。
（1）生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降，试用离子方程式表示： NH4＋＋2O2 NO3－＋2H＋＋H2O 。
（2）微生物保持活性的pH范围为7～8，可以加入 石灰石（合理即可） 来调节溶液的pH。
热点6 喷泉实验的拓展应用
命题特点：利用物质的溶解性，使装置内外形成压强差→发散思维：仪器流程型实验中，可通过改变装置中气体压强，将溶液从一个装置转移至另一个装置中，进一步实现溶液的混合。
1.形成喷泉的原理
形成喷泉最根本的原因是容器内外存在较大的压强差。在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，形成喷泉。
2.常见喷泉的类型
①容器内气体极易溶于水（或容器内气体易与溶液反应），使容器内压强迅速降低引发的喷泉（容器内压强小于外界大气压）。图1中打开[1] 止水夹 ，挤出[2] 胶头滴管中的水 ，氨气极易溶于水，烧瓶内压强迅速[3] 减小 ，即产生喷泉。图2中打开[4] 止水夹 ，用手（或热毛巾等）[5] 将烧瓶捂热 ，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，与水接触，即产生喷泉。
②容器内的液体由于受热或发生化学反应产生了大量的气体，使容器内的压强增大引发的喷泉（容器内压强大于外界大气压）。
图3的锥形瓶中盛放“碳酸氢铵与稀盐酸”或“过氧化钠与水”等均能形成喷泉。城市喷泉装置的原理与图3所示装置相同，属于正压喷泉。
3.常见的能形成喷泉的气体和吸收剂
4.常见的装置
装置Ⅰ：打开[6] 止水夹 ，挤压胶头滴管的[7] 胶头 ，使少量水进入[8] 烧瓶 ，导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅱ：挤压[9] 气球 ，即可使少量的酚酞溶液沿导管进入[10] 烧瓶 ，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生[11] 红 色喷泉。
装置Ⅲ：打开[12] 止水夹 ，用手（或热毛巾等）[13] 捂热烧瓶 ，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水）。
装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显[14] 增大 ，将液体压入烧瓶而产生喷泉。
装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强[15] 增大 而产生喷泉。
装置Ⅵ：向烧瓶中通入H2S（或SO2），然后通入SO2（或H2S），有[16] 淡黄 色粉末状物质生成，烧瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。
装置Ⅶ：向烧瓶中通入HCl，使HCl进入烧瓶中与NH3反应，导致烧瓶中压强[17] 减小 ，NaOH溶液喷到烧瓶内。
5.喷泉实验产物的浓度计算
关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度：
（1）HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时，所得溶液的物质的量浓度为122.4 ml·L－1。
（2）当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c（HNO3）＝128 ml·L－1。
1.[全国Ⅲ高考]喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体－溶液，能出现喷泉现象的是（ B ）
解析 H2S与稀盐酸不反应，且在稀盐酸中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量稀盐酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，A项错误；HCl能与稀氨水反应，向圆底烧瓶中挤入少量稀氨水会造成圆底烧瓶内气压明显减小，B项正确；NO与稀硫酸不反应，在稀硫酸中溶解度非常小，向圆底烧瓶中挤入稀硫酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，C项错误；CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入饱和NaHCO3溶液，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，D项错误。
2.喷泉实验是一种常见的现象，其产生原因是存在压强差。试根据下图，回答下列问题：
（1）甲装置为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中盛有液体。下列组合不可能产生喷泉的是 B （填标号，下同）。
A.HCl和H2OB.O2和H2O
C.NH3和H2OD.CO2和NaOH溶液
（2）在乙装置的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是 D 。
A.Cu与稀盐酸B.NaHCO3与NaOH溶液
C.石灰石与稀硫酸D.NH4HCO3与稀盐酸
（3）在乙装置的锥形瓶外放一水槽，锥形瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质不可能是 C 。
A.浓硫酸B.生石灰
C.硝酸铵D.烧碱
（4）城市中常见的人造喷泉的原理与上述 乙 装置的原理相似。
（5）如果只提供丙（烧瓶内充满NH3）装置，引发喷泉的操作是 打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热（或在烧瓶上覆盖冷毛巾或淋洒冷水或在烧瓶上涂抹无水乙醇）（其他合理答案也可） 。
（6）丁装置能不能喷烟或产生双喷泉呢？实验前a、b、c活塞均关闭，提前在烧杯中的水中滴加几滴紫色石蕊溶液。
①若要使该装置中产生喷烟现象，该怎样操作？ 挤压胶头滴管，然后打开a、c活塞 。
②若要使该装置中产生双喷泉现象，该怎样操作？ 在①的基础上打开b活塞 。
（7）某同学在烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度（假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散）。
①若用HCl气体，则c（HCl）＝ 122.4 ml·L－1 。
②若用NO2气体，则c（HNO3）＝ 122.4 ml·L－1 。
③若用n（NO2）∶n（O2）＝4∶1的混合气体，则c（HNO3）＝ 128 ml·L－1 。
解析 （1）A项，HCl在水中溶解度很大，能形成喷泉；B项，O2在水中溶解度很小，不能形成喷泉；C项，NH3在水中溶解度很大，能形成喷泉；D项，CO2和NaOH溶液可发生反应且不产生气体，能形成喷泉。（2）能在锥形瓶内反应产生气体，使锥形瓶内的压强大于圆底烧瓶内的压强，即可产生喷泉，故应选NH4HCO3与稀盐酸。A项，Cu与稀盐酸不反应；B项，NaHCO3与NaOH反应没有气体生成；C项，CaCO3与稀硫酸反应生成微溶物CaSO4，附着在CaCO3表面，阻止反应继续进行，产生气体的量较少。（3）浓硫酸溶于水放出大量的热，生石灰与水反应放出大量的热，烧碱溶于水放出大量的热，都能使锥形瓶内的酒精汽化而引发喷泉。（4）城市中常见的人造喷泉的原理是通过增大喷泉下面的压强而产生压强差，所以选乙装置。（5）如果只提供丙（烧瓶内充满NH3）装置，引发喷泉的方法是打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热，压强增大，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，引发喷泉；或在烧瓶上覆盖冷毛巾或淋洒冷水，使烧瓶内温度降低，压强减小，从而引发喷泉；或在烧瓶上涂抹无水乙醇，由于乙醇挥发带走热量使烧瓶内温度降低，压强减小，引发喷泉。（6）①挤压胶头滴管，滴管中的水溶解右边烧瓶中的部分NH3使烧瓶内压强减小，打开a、c活塞，左边烧瓶中的HCl进入右边烧瓶生成NH4Cl固体而产生喷烟现象。②在①的基础上，打开b活塞，则烧杯内的水会被压入左右两个烧瓶中，在左边烧瓶中产生红色喷泉，在右边烧瓶中产生蓝色喷泉。
素养6 热力学、动力学视角——氮氧化物污染气体的处理
命题特点：氮氧化物污染气体处理中涉及的氧化还原、电化学、热力学、动力学等反应原理。价态观→提供的还原剂或生成的产物；催化观→重视温度、pH和催化剂四大性质（选择性、活性、中毒和专一性）的影响；速率观→动力学产物；平衡观→热力学产物。
人为活动排放的氮氧化物主要来自机动车尾气排放、化石燃料燃烧、硝酸生产加工、金属冶炼等，排放的氮氧化物超过环境自净承受能力，对环境的损害极大。氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾、消耗臭氧的主要物质之一。采用新方法将氮氧化物转化为氮气是消除氮氧化物污染的主要措施。
1.[2023河北邯郸模拟]汽车尾气的治理是减轻空气污染的有效途径。科学家研究发现含TiO2的混凝土或沥青可以适度消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下。下列关于“消除”过程的叙述错误的是（ D ）
A.部分光能转变为化学能
B.消除总反应为：4NOx＋（5－2x）O2＋2H2O 光 TiO24HNO3
C.使用纳米TiO2，产生的光生电子和空穴更多，NOx消除效率更高
D.1 ml O2－比1 ml·OH多9NA个电子（NA为阿伏加德罗常数的值）
解析 由图可知，在TiO2的催化作用下，紫外线提供能量，发生反应4NOx＋（5－2x）O2＋2H2O 光 TiO24HNO3，即有部分光能转化为化学能，故A正确；根据流程分析可知，消除总反应为4NOx＋（5－2x）O2＋2H2O 光 TiO24HNO3，故B正确；纳米TiO2与紫外线接触面积更大，将产生更多的光生电子和空穴，从而消除更多的NOx，故C正确；1 ml O2－含有17 ml电子，1 ml·OH含有9 ml电子，即1 ml O2－比1 ml·OH多8NA个电子，故D错误。
2.[2023河南洛阳模拟]工业上利用NH3对烟道气进行脱硝的SCR技术具有效率高、性能可靠的优势。SCR技术的原理为NH3和NO在催化剂（MnO2）表面转化为N2和H2O，反应进程中相关物质的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是（ A ）
A.总反应为6NO＋4NH3 MnO2 5N2＋6H2O
B.NH2NO是脱硝反应的催化剂
C.升高温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度
D.决定总反应速率的步骤是“NH2NO的转化”
解析 由“SCR技术的原理为NH3和NO在催化剂（MnO2）表面转化为N2和H2O”，可知总反应的化学方程式为6NO＋4NH3 MnO2 5N2＋6H2O，A正确；NH3吸附在催化剂表面后，经过反应形成了NH2NO，NH2NO又经过反应得到N2和H2O，所以NH2NO是脱硝反应的中间产物，B错误；由题图知生成物的总相对能量比反应物的总相对能量小，该反应为放热反应，ΔH＜0，对于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，所以升高温度脱硝反应的正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，C错误；由题图知，整个反应进程中“H的移除”过程的能垒最大，其速率是全过程几个反应中最小的，决定了总反应的速率，D错误。
3.[江苏高考]N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
（1）N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 2NH3＋2O2 催化剂 △N2O＋3H2O 。
（2）NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为
NO＋NO2＋2OH－ 2NO2－＋H2O
2NO2＋2OH－ NO2－＋NO3－＋H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 BC （填字母）。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是 NaNO3 （填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 NO （填化学式）。
（3）NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO3－的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO3－，其离子方程式为 3HClO＋2NO＋H2O 3Cl－＋2NO3－＋5H＋ 。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是 溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强 。
解析 （1）NH3被O2氧化生成N2O，N元素从－3价升至＋1价，1 ml NH3失去4 ml e－，O元素从0价降至－2价，1 ml O2得到4 ml e－，根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。（2）①A项，通入尾气速率过快时，尾气吸收不充分，错误；B项，采用气、液逆流的方式吸收尾气时，尾气吸收会更充分，正确；C项，补充NaOH溶液，c（OH－）增大，能更充分吸收尾气，正确。②NO2与NaOH反应可生成NaNO2、NaNO3和水，所以NaNO2晶体中会混有NaNO3杂质。由吸收尾气的主要反应可知，NO2吸收更充分，故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。（3）①HClO氧化NO生成NO3－，自身被还原为Cl－，根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HClO，NaClO在酸性条件下会生成HClO，所以pH越小，溶液中HClO的浓度越大，NO转化率越高。
1.[2022天津]燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。如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（ C ）
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
解析 反应（Ⅰ）为N2＋O2 高温 2NO，反应（Ⅱ）为2NO＋2CO 催化剂 N2＋2CO2，则甲为N2，乙为CO2。N2是空气中体积分数最大的气体，A项正确；CO2是引起温室效应的气体之一，B项正确；反应（Ⅰ）在高温条件下发生，常温下不发生，C项错误；反应（Ⅱ）中氮元素化合价降低，NO作氧化剂，D项正确。
2.[物质性质推测][2021浙江]关于化合物ClONO2的性质，下列推测不合理的是（ D ）
A.具有强氧化性
B.与NaOH溶液反应可生成两种钠盐
C.与盐酸作用能产生氯气
D.水解生成盐酸和硝酸
解析 ClONO2可改写为ClNO3，有类似HNO3的组成，其中Cl为＋1价。化合物ClONO2中Cl为＋1价、N处于最高价态，具有强氧化性，A项正确；ClONO2与NaOH反应生成NaClO和NaNO3两种钠盐，B项正确；ClONO2与盐酸作用能发生归中反应产生Cl2，C项正确；ClONO2水解时，与水反应生成HClO和HNO3，D项错误。
3.[2021海南]关于NH3性质的解释合理的是（ C ）
解析 NH3分子间可形成氢键，使分子间的相互作用力增大，熔、沸点升高，所以NH3比PH3易液化，A、B项错误；NH3中氮原子有孤电子对，所以能与Ag＋形成配位键，C项正确；NH3·H2O是共价化合物，D项错误。

1.[2024南京六校调研]下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是（ D ）
A.N2分子内含有键，N2具有氧化性
B.NH3极易溶于水，液氨可用作制冷剂
C.NH3分子之间形成氢键，NH3（g）的热稳定性比PH3（g）的高
D.N2H4具有还原性，可用作喷气式发动机的燃料
解析 N2具有氧化性是因为其中的N为0价，未处于最低价态，与N2分子中含有氮氮三键无关，A不符合题意；液氨可用作制冷剂是因为液氨汽化时吸热，与NH3极易溶于水无关，B不符合题意；氢键影响的是物质的熔沸点，与物质的热稳定性无关，C不符合题意；N2H4具有还原性，可被氧气氧化，因此可用作喷气式发动机的燃料，D符合题意。
2.[2023苏锡常镇调研]下列化学反应表示正确的是（ B ）
A.用水吸收二氧化氮制硝酸：2NO2＋H2O HNO3＋NO
B.用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气：NO＋NO2＋2OH－ 2NO2－＋H2O
C.雷雨天气空气中的氮气和氧气反应：N2＋2O2 放电 2NO2
D.氨水吸收少量SO2尾气：NH3·H2O＋SO2 NH4＋＋HSO3－
解析 A项，H、O原子数目不守恒，错误；C项，N2与O2在放电条件下生成NO，错误；D项，氨水吸收少量SO2尾气，生成SO32－，离子方程式为2NH3·H2O＋SO2 2NH4＋＋SO32－＋H2O，错误。
3.[2023黑龙江齐齐哈尔八校考试]室温下，将充满NO2的试管倒立在水中，实验现象如图。下列分析错误的是（ B ）
A.NO2易溶于水，不能用排水法收集
B.试管中剩余的无色气体是未溶解的NO2
C.取试管中的溶液，滴加紫色石蕊溶液，溶液显红色，是因为NO2与H2O反应的生成物中有酸
D.向试管中再缓缓通入一定量的O2，试管中的液面上升
解析 从题图中可以看出，水约占试管体积的23，表明NO2易溶于水，不能用排水法收集，A项正确；NO2呈红棕色，而试管中剩余气体呈无色，所以试管中剩余气体不是NO2，B项错误；紫色石蕊溶液显红色，表明溶液显酸性，从而表明NO2与H2O反应生成了酸等物质，C项正确；试管中剩余气体为NO，通入一定量的O2，发生反应4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3，NO气体转化为HNO3，所以试管中的液面上升，D项正确。
4.[2023湖南长沙雅礼中学检测]一种新型的合成氨的方法如图所示。下列说法正确的是（ C ）
A.反应①中N2发生了氧化反应
B.反应①和②均属于氮的固定
C.反应③为4LiOH 通电 4Li＋2H2O＋O2↑
D.三步循环的总结果为N2＋3H2⇌ 2NH3
解析 由反应①和②可知，氮气和水是该循环过程的反应物，氨气是产物，由反应③可知氧气和水是产物。反应①中氮气得电子，发生还原反应，A错误；氮的固定是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，反应①属于氮的固定，反应②不属于氮的固定，B错误；反应③是LiOH在通电条件下生成Li、O2和H2O，反应方程式为4LiOH 通电 4Li＋2H2O＋O2↑，C正确；该合成氨反应中没有氢气参与，氢元素来源于水，且伴有氧气生成，三步循环的总结果为2N2＋6H2O 4NH3＋3O2，D错误。
5.[2023南京二模]下列有关实验室制取、收集NO2并制备Cu（NO3）2·6H2O的实验原理和装置正确的是（ C ）
A.用装置甲制取NO2
B.用装置乙收集NO2
C.用装置丙吸收NO2
D.用装置丁蒸干溶液获得Cu（NO3）2·6H2O
解析 Cu与稀硝酸反应生成NO，A错误；应用向上排空气法收集NO2，B错误；NO2和NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2和H2O，C正确；蒸干溶液不能获得含结晶水的Cu（NO3）2·6H2O，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，D错误。
6.[2023南京六校联考]实验室制取并收集少量NH3，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是（ B ）
A.用装置甲制取NH3
B.用装置乙干燥NH3
C.用装置丙收集NH3
D.用装置丁吸收NH3
解析 A项，浓氨水中存在平衡NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH4＋＋OH－，浓氨水遇CaO后，一方面CaO与水发生反应CaO＋H2O Ca（OH）2，消耗了水，生成了OH－，使上述平衡逆向移动，有利于NH3生成，另一方面，CaO和水反应放出大量热，有利于NH3逸出，能达到实验目的；B项，氨气可与浓硫酸反应，应用碱石灰干燥氨气，不能达到实验目的；C项，氨气密度小于空气，可用向下排空气法收集氨气，能达到实验目的；D项，氨气极易溶于水，不溶于四氯化碳，氨气通入四氯化碳后逸出再被水吸收可防止倒吸，能达到实验目的。
7.[2024沈阳联考]如图是课外活动小组的同学设计的四个喷泉实验方案，下列有关操作不可能形成喷泉的是（ A ）
A.挤压装置①的胶头滴管使胶头滴管中的NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使AgNO3溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
解析 NO与NaOH溶液不反应，所以烧瓶中的气体压强不会有明显变化，不能形成喷泉，故A符合题意；HCl气体能够和AgNO3溶液反应，挤压装置②的胶头滴管使AgNO3溶液全部进入烧瓶，使烧瓶中气体压强减少，能形成喷泉，故B不符合题意；用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气，导致锥形瓶中压强增大，促使水进入烧瓶中，氨气极易溶于水，烧瓶中的气体压强减小，能形成喷泉，故C不符合题意；浓硫酸溶于水时放热，使得浓氨水受热分解产生氨气，使锥形瓶中压强增大，促进浓氨水进入烧瓶，浓氨水和氯化氢气体反应，烧瓶中的气体压强减小，能形成喷泉，故D不符合题意。
8.[2023江西六校联考]某化学兴趣小组设计利用工业废气（含N2、NO、CO2、CO、SO2）处理含NH4＋的工业废水X，设计思路如下：
下列说法正确的是（ C ）
A.反应①属于氧化还原反应
B.反应②中应该通入过量的空气
C.反应④的离子方程式为NH4＋＋NO2－ N2↑＋2H2O
D.捕获产物d为酸性氧化物
解析 反应①是石灰乳吸收工业废气中CO2、SO2生成CaCO3和CaSO3的反应，属于复分解反应，A错误；空气少量时反应为4NO＋O2＋4NaOH 4NaNO2＋2H2O，空气过量时反应为 4NO＋3O2＋4NaOH 4NaNO3＋2H2O，由于反应②的产物是NaNO2，所以通入的空气不宜过量，B错误；根据试题提供的信息可知，NH4＋与NO2－发生氧化还原反应生成无污染的N2，则反应的离子方程式为NH4＋＋NO2－ N2↑＋2H2O，C正确；根据题意，可以得出捕获产物d为CO，CO不属于酸性氧化物，D错误。
9.[2023鄂东南示范高中联考]已知氨气在空气中不能燃烧，为了探究在催化剂存在时氨气能否被空气中的氧气氧化，采用如图所示的装置进行实验。下列说法错误的是（ D ）
A.通入空气的目的是提供反应所需的空气与氨气的混合气
B.实验时应先加热硬质玻璃管至三氧化二铬红热，再鼓入空气
C.停止加热后继续鼓入空气，三氧化二铬保持红热，说明反应放热
D.实验时圆底烧瓶内可以看到红色的喷泉，溶液中可生成NH4NO3
解析 本实验是为了探究氨气能否被空气中的氧气催化氧化，空气可以带走浓氨水挥发产生的NH3，A项正确；实验时应先加热硬质玻璃管至三氧化二铬红热，即发挥催化剂活性，再鼓入空气，B项正确；停止加热后继续鼓入空气，三氧化二铬保持红热，说明该反应为放热反应，C项正确；实验中若NH3被氧气氧化为NO，NO被氧气氧化为NO2，烧瓶中有NO2、NH3、N2等，NH3溶于水显碱性，不会形成红色喷泉，但会产生硝酸铵，D项错误。
10.[工业尾气吸收处理][2024福州检测]用NaOH溶液和含Ce4＋的溶液吸收工业尾气中的SO2和NO，通过一系列反应获得Na2S2O4和NH4NO3产品的工艺流程如下。
下列说法错误的是（ D ）
A.装置Ⅰ加入NaOH溶液是为了吸收SO2
B.装置Ⅱ中反应后溶液pH减小
C.装置Ⅲ中阴极反应式为2HSO3－＋2e－＋2H＋ S2O42－＋2H2O
D.装置Ⅳ中反应的条件是高温、高压、催化剂
解析 SO2可与NaOH溶液反应，NO不与NaOH溶液反应，故向装置Ⅰ中加入NaOH溶液可以吸收SO2，A项正确；装置Ⅱ中Ce4＋将NO氧化为NO3－和NO2－，自身被还原为Ce3＋，离子方程式分别为NO＋3Ce4＋＋2H2O NO3－＋3Ce3＋＋4H＋、NO＋Ce4＋＋H2O NO2－＋ Ce3＋＋2H＋，所以反应后溶液pH减小，B项正确；装置Ⅲ为电解槽，由题图知，阴极反应为HSO3－得电子生成S2O42－，C项正确；高温条件下NH4NO3易分解，D项错误。
11.[2023辽宁朝阳检测]氨可以与灼热的氧化铜发生反应生成氮气和铜，某小组同学设计了如图1所示的装置进行该反应的验证。回答下列问题。

图1 图2
（1）A中反应的化学方程式为 2NH4Cl＋Ca（OH）2 △ CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 。如图2装置能用于快速制取氨气，其中固体粉末X为 CaO（或NaOH等强碱） （填化学式）。
（2）①下列物质可用作B中盛装试剂的是 A （填标号）。
A.碱石灰B.浓硫酸
C.五氧化二磷D.氢氧化钠溶液
②大烧杯中冰水的作用是 冷凝水蒸气及收集未反应的NH3 。
（3）C中发生反应的化学方程式为 2NH3＋3CuO △ N2＋3Cu＋3H2O 。能证明有铜生成的实验现象是 C中的固体由黑色逐渐变成红色 。
（4）E中收集的氮气中可能存在少量一氧化氮，可采取简单的实验方法检验：向E中通入氧气， 气体立即变为红棕色 （填实验现象），证明E中含有一氧化氮。
（5）实验完成后，取出C中Cu和CuO的混合物，称得其质量为11.2 g，向其中加入一定量的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，同时收集到标准状况下的NO 2.24 L，则该混合物中Cu和CuO的物质的量之比为 15∶2 。
解析 （1）A中NH4Cl和Ca（OH）2在加热条件下反应生成氨气。题图2中，在浓氨水中加强碱或生石灰，放出大量的热，促进NH3·H2O分解放出氨气。（2）①NH4Cl和Ca（OH）2反应生成的氨气中含有水蒸气，B的作用是除去氨气中的水蒸气，且不能与氨气反应，因此不能使用酸性干燥剂，排除浓硫酸和五氧化二磷，NaOH溶液不能用于干燥气体，故只有A项符合题意。②大烧杯中冰水的作用是将反应生成的水蒸气冷凝及收集未反应的NH3形成氨水收集在试管中。（3）根据题意可知，氨可以与灼热的氧化铜发生反应生成氮气和铜，结合原子守恒可知还有水生成，反应的化学方程式为2NH3＋3CuO △ N2＋3Cu＋3H2O。能证明有铜生成的实验现象是C中的固体由黑色逐渐变成红色。（4）常温下，一氧化氮与氧气混合可直接反应生成红棕色的二氧化氮。（5）Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋2NO3－＋8H＋ 3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，n（NO）＝2.24 L22.4 L·ml－1＝0.1 ml；n（Cu）＝32n（NO）＝0.15 ml，混合物中Cu的质量为0.15 ml×64 g·ml－1＝9.6 g；则混合物中CuO的质量为11.2 g－9.6 g＝1.6 g，CuO的物质的量为1.6 g80 g·ml－1＝0.02 ml，因此该混合物中Cu和CuO的物质的量之比为 0.15 ml∶0.02 ml＝15∶2。
12.[2023天津河东区二模]某实验小组拟在实验室模拟工业合成氨，并进行氨的催化氧化。
Ⅰ.实验室模拟合成氨的流程如下：
已知：实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液在加热条件下反应制取氮气。
（1）图中制取氮气的装置是 a （填标号）；制取氢气的装置是 b （填标号）。
（2）氮气和氢气通过装置甲，装置甲的作用除了将气体混合外，还有 干燥气体 、 根据气泡产生速度控制氢气和氮气的流速 。
（3）原料气通入合成装置合成氨反应的化学方程式是 N2＋3H22NH3 。
Ⅱ.氨的催化氧化
（4）将从合成器流出并经冷却后的气体连续通入装置乙的水中进行吸收， 不会 （填“会”或“不会”）发生倒吸，原因是 有大量的氮气和氢气未能转化为氨，这样会缓解氨气极易溶于水产生的压强差，不会发生倒吸 。
（5）用装置乙吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入装置乙的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是 反应放热 ，锥形瓶中还可观察到的现象是 有红棕色气体生成，有白烟生成 。
（6）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、 NH4＋ 、 NO3－ （填离子符号）。
解析 （1）结合题给信息氮气的实验室制法可得，制取N2的装置为液、液加热装置，故选装置a；可用锌和稀硫酸反应制取氢气，属于固、液不加热类型，故选用装置b。（2）氮气和氢气通过盛有浓硫酸的装置甲，装置甲的作用是将氮气、氢气混合并干燥气体，通过观察气泡产生速度控制氢气和氮气的流速。（3）合成氨反应的化学方程式为N2＋3H22NH3。（4）合成氨的反应是可逆反应，工业合成氨中有大量的氮气和氢气未能转化为氨，这样会缓解氨气极易溶于水产生的压强差，不会发生倒吸。（5）氨的催化氧化反应4NH3＋5O2 催化剂 △4NO＋6H2O是一个放热反应，将经加热的铂丝插入装置乙的锥形瓶内，能使铂丝保持红热，且反应生成的NO遇到空气中的氧气会生成红棕色的二氧化氮。（6）氨的催化氧化反应生成的NO继续和空气中的氧气反应生成红棕色的NO2气体，NO2和水反应生成HNO3，HNO3和NH3反应生成NH4NO3，反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子为H＋、OH－、NH4＋、NO3－。
13.[结合反应历程图示考查氮及其化合物]NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图所示：
下列说法正确的是（ D ）
A.增大NH3浓度会影响催化剂对其他气体的吸附
B.总反应的化学方程式为4NH3＋2O2＋2NO催化剂 3N2＋6H2O
C.反应过程中催化剂本身未发生价态的变化
D.当消耗标准状况下11.2 L O2时，整个过程转移 6 ml 电子
解析 由图给反应历程可知反应物有NH3、NO、O2，生成物有N2、H2O，且反应物NH3、O2、NO的物质的量之比为4∶1∶4，则总反应的化学方程式为4NH3＋O2＋4NO催化剂 4N2＋6H2O，根据题图可知，反应1为快反应，故增大NH3浓度不会影响催化剂对其他气体的吸附，A、B错误。反应过程中，根据元素V所形成的化学键的变化特点，可以得出催化剂在转化过程中发生了价态的变化，C错误。标准状况下11.2 L O2的物质的量为11.2 L22.4 L·ml－1＝0.5 ml，根据总反应的化学方程式可知，消耗1 ml O2时转移12 ml电子，则消耗0.5 ml O2时转移6 ml电子，D正确。
14.[微观示意图＋电化学][2024四川绵阳南山中学考试]氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理，NH3在某电极表面的氧化过程的微观示意图如图（另一电极上通入O2）。下列说法不正确的是（ B ）
A.该催化氧化法的总反应为4NH3＋3O2 2N2＋6H2O
B.参与上述氧化过程的10电子微粒有OH－、NH3、NH2－、NH2－、N3－
C.过程①～③中有极性键断裂，过程④中存在非极性键形成
D.使用该方法处理氨氮废水时，两个电极材料不可能均为铁
解析 根据题意及题图，结合原子守恒知，氨气在电化学催化氧化处理中生成氮气和水，A项正确；NH2－、NH2－、N3－中氮元素均为－3价，氨气在失电子的过程中N化合价应逐渐升高，不可能生成NH2－、NH2－、N3－，B项错误；①②③中均有极性键N—H的断裂，④中有非极性键NN的形成，C项正确；若铁作阳极，则阳极Fe失去电子而非NH3失去电子，D项正确。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质。
2.认识氮及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
3.结合实例认识氮及其化合物的多样性
氮及氮的
氧化物
2023广东，T12；2023重庆，T2、T5；2023江苏，T8；2022天津，T5；2022山东，T10；2022年1月浙江，T13；2021北京，T5；2021河北，T4；2020全国Ⅰ，T9；2020全国Ⅲ，T10；2020北京，T3；2020江苏，T7；2020山东，T2；2019江苏，T16
1.宏观辨识与微观探析：能记住氮气及氮的主要氧化物、氨和铵盐的主要性质；能用化学方程式、离子方程式正确表示氮及其化合物的主要化学性质并描述典型的实验现象。
2.证据推理与模型认知：能结合生产、生活实际了解氮气、氨的性质和用途，并建立物质性质与用途之间的联系。
3.科学态度与社会责任：主动关心与氮的氧化物有关的环境保护、资源开发等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念
氨、N2H4
及铵盐
2023上海，T5；2023年6月浙江，T5；2023广东，T4；2023海南，T3、T6；2023江苏，T7；2023辽宁，T3；2021全国甲，T9；2021年6月浙江，T10；2021海南，T11；2021福建，T11；2020北京，T14；2020海南，T7；2020上海，T14；2020山东，T17；2020年7月浙江，T16；2019全国Ⅱ，T9；2019江苏，T19
命题分析预测
1.选择题常从宏观辨识与微观探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用，具有一定的创新性；非选择题常结合工艺流程、实验、化学反应原理考查氨气、铵盐等物质的性质，具有一定的综合性，要关注守恒法在化学计算中的应用。
2.2025年高考可能会结合生产、生活实际，以与氮相关的新材料为信息，综合考查物质制备、性质探究等；也可能会结合环境保护来命题，以凸显对科学态度与社会责任化学学科核心素养的考查
氮的氧化物
NO
NO2
物理性质
无色、不溶于水的气体
[6] 红棕 色、有刺激性气味、易溶于水的气体
学性质
2NO＋O2 2NO2
4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3
4NH3＋6NO 催化剂 5N2＋6H2O
4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3
2NO2⇌N2O4（无色）
8NH3＋6NO2 催化剂 7N2＋12H2O
毒性
有毒
有毒
制法
3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3（浓） Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
转化
3NO2＋H2O [7] 2HNO3＋NO
污染
类型
光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应所产生的一种有毒的烟雾
酸雨：NOx排入大气后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨、雪降到地面
破坏臭氧层：NO、NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加
处理
方法
①碱液吸收法：NO2、NO的混合气体能被足量的烧碱溶液完全吸收的条件是n（NO2）≥n（NO），一般适用于工业尾气中NOx的处理。2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O，
NO2＋NO＋2NaOH 2NaNO2＋H2O。
②催化转化：在催化剂条件下，NOx可与氨反应转化为无毒气体（N2）和H2O或与CO反应转化为无毒气体（N2和CO2）。一般适用于汽车尾气的处理
电子式
密度
气味
水溶性
[1]H×·N·×··×·HH
比空气[2] 小
强烈[3] 刺激 性气味
极易溶于水（1∶700）
方法
化学方程式（或原理）
发生装置
加热浓氨水
NH3·H2O △ [10] NH3↑＋H2O
浓氨水＋NaOH固体
NaOH固体溶于水放热，促使一水合氨分解，且OH－浓度增大促进平衡NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH4＋＋OH－左移，利于氨气的逸出
浓氨水＋CaO固体
CaO与水反应生成Ca（OH）2，并放出热量，温度升高促使一水合氨分解，且OH－浓度增大促进平衡NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌ NH4＋＋OH－左移，利于氨气的逸出
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸挥发出的HCl气体反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2
（体积比为4∶3）
NO2、O2
（体积比为4∶1）
吸收剂
水、碱
溶液
水、酸
溶液
碱溶液
水、碱
溶液
水、碱
溶液
水、碱
溶液
气体
溶液
A
H2S
稀盐酸
B
HCl
稀氨水
C
NO
稀H2SO4
D
CO2
饱和NaHCO3溶液
选项
性质
解释
A
比PH3容易液化
NH3分子间的范德华力更大
B
熔点高于PH3
N—H键的键能比P—H大
C
能与Ag＋以配位键结合
NH3中氮原子有孤电子对
D
氨水中存在NH4＋
NH3·H2O是离子化合物