專題十一氮及其化合物

1、下列反應屬于氮的固定作用的是（）

A.N?和不肯定條件下反應制取NH3

B.硝酸工廠用NHs氧化制取NO

C.NO遇空氣轉化為N02

D.由NH,制碳酸氫鏤和硫酸氨

2、利用下列試驗裝置進行相應的試驗，不能達到試驗目的的是（）

A.利用圖甲裝置,可快速制取氨氣

B.利用圖乙裝置,用飽和碳酸鈉溶液分別CH3CH2OH和CH3COOC2H5混合液

C.利用圖丙裝置,可制取乙烯并驗證其易被酸性KMnO&溶液氧化

D.利用圖丁裝置，可說明濃H2s0,具有脫水性、強氧化性,SO?具有漂白性、還原性

3、下圖所示為工業合成氨的流程圖。有關說法錯誤的是（）

乂"］位/例叵而斥?回祇化反應|回麗…:

乩」I干燥IPa）|k500c.「化刑吩』

|⑤N,和

I再循環I

I■■

A.步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒

B.步驟②中“加壓”既可以提高原料的轉化率，又可以加快反應速率

C.步驟③、④、⑤均有利于提高原料的轉化率

D.產品液氨除可生產化肥外，還可用作制冷劑

4、汽車尾氣的治理是減輕空氣污染的有效途徑。科學家探討發覺TiO2的混凝土或瀝青可以

適度消退汽車尾氣中的氮氧化物，其原理如下。下列關于“消退”過程的敘述錯誤的是（）

紫外線I

A.部分光能轉變為化學能光

光

B.消退總反應為：4NOX+（5-2X）O2+2H2O====4HNC）3

C.運用納米TiO2,產生的光生電子和空穴更多，NO,消退效率更高

D.1mol02比1mol羥基（一0H）多9必個電子（治為阿伏加德羅常數）

5、一種新型的合成氨的方法如圖所示，下列說法正確的是（）

A.反應①屬于“氮的固定”B.反應②屬于氧化還原反應

C.反應③可通過電解LiOH水溶液實現D.上述三步循環的總結果為：N2+3H2=2NH3

6、肯定條件下，下列各組物質能一步實現'一”,~~^=￥轉化關系的是（）

選項XYzW

ANO

NH3N2NO2

BCOC02Na2co3NaHCO3

CHS

2so2S03H2SO4

A12O3

DAlNaA102Al(OH)3

A.AB.BC.CD.D

7、利用SCR技術可有效降低柴油發動機NO*排放。SCR工作原理為尿素［CO（NH3］水溶液熱

分解為NK和C02,再利用N&轉化N0x,裝置如圖所示。下列說法不正確的是（）

尿素水溶液

?____

尾氣（N（）.）—?.⑼E確云f——*M、H,0

尿索熱分解7"

SCR催化咕化器

A.尿素水溶液熱分解反應不屬于氧化還原反應

B.轉化器工作過程中，當轉移0.6mol電子時,會消耗4.48LNH3

C.該裝置轉化N0時,還原劑與氧化劑的物質的量之比為2:3

D.轉化NO2過程的化學方程式為8NH3+6N02M^7N2+12H20

8、工業廢氣中的氮氧化物（如NO、NO?等,用通式NO,表示）是主要的大氣污染物之一。

為了愛護環境,工業上常通入氨氣與之發生如下反應：NO'+NHjfNz+H?。來消退污

染。有關此反應，下列說法中錯誤的是（）

A.N2既是氧化產物又是還原產物

B.當尸1時,每生成2.5molN2,被氧化的氣體有3mol

C.當JF2時,有Imol氣體被還原,轉移電子4mol

D.反應通式配平表示為：6NO^.+4XNH3=（3+2x）N2+6xH2O

9、已知飽和氯化鏤溶液與亞硝酸鈉晶體混合加熱可制備氮氣。利用如下裝置制取氮氣，并

用氮氣制備C@3N2,CasNz遇水發生水解反應。下列說法錯誤的是（）

①

A.①中發生的化學反應為NaNOz+NHEl^^NaCl+Nzf+2壓0

B.④、⑥中依次盛裝的試劑可以是濃H2s0,、堿石灰

C.③中盛放的試劑是NaOH溶液

D.試驗結束，取⑤中的少量產物于試管中，加適量蒸儲水，可以使試管口潮濕的紅色石蕊

試紙變藍

10、如圖裝置中,容器甲內充入0.ImolNO氣體。干燥管內裝有肯定量NaQ,從A處緩慢通

入C02氣體。恒溫下容器甲中活塞緩慢由D處向左移動，移至C處時容器體積縮至最小，為原

體積9/10,干燥管中物質的質量增加了2.24go隨著CO?的接著通入，活塞又漸漸向右移動。

下列說法中正確的是()

A.活塞從D處移動到C處的過程中,通入的C02氣體為2.24L(標準狀況)

B.NO2轉化為N204的轉化率為20%

C.容器甲中NO已反應完

D.活塞移至C處后,接著通入amolCO2,此時活塞恰好回至D處,則a小于0.01

11、2017年5月4日《光明日報》報道稱，中科院大連化學物理探討所的探討團隊利用多功

能催化劑首次實現了C02干脆加氫制汽油的過程。其轉化過程如圖所示。

lb凡

m卷&)co/(CHA(品1⑤汽油

下列說法正確的是()

A.反應①的產物中含有水

B.反應②為化合反應

C.所制得汽油的主要成分是炫和煌的含氧衍生物

D.這種人造汽油用作汽車的燃料時,汽車尾氣中不含氮氧化物

12、足量銅與肯定量的濃硝酸反應后得到硝酸銅溶液和N0?、沖0八NO的混合氣體，這些氣體

與1.68L0式標準狀況下)混合后通入水中,全部氣體完全被水汲取生成硝酸。若向所得硝酸

銅溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu"恰好完全沉淀,則消耗NaOH溶液的體積是()

A.60mLB.45mL

C.30mLD.15mL

13、氨為重要的化工原料，有廣泛川途。

(1)合成氨中的氫氣可由下列反應制取：

1

a.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)AH1=+216.4kJ-mol

1

b.CO(g)+H2O(g).CO2(g)+4H2(g)AH2=-41.2kJ-mol

則反應CH4（g）+2H2O（g）CO2（g）+4H2（g）AH,=。

（2）起始時投人氮氣和氫氣的物質的量分別為Imol、3mol,在不同溫度和壓強下合

成氨。平衡時混合物中氨的體積分數與溫度的關系如圖。

①恒壓時，反應肯定達到平衡狀態的標記是（填序號）。

A.N?和HZ的轉化率相等

B.反應體密度保持不變

C.c（Hz）/c（NH3）保持不變

D.c（NH3）/c（N2）=2

②Pi—（填“>”、“〈”、"=”或“不確定”，下同）p2;反應的平衡常數：B點D點。

③C點的轉化率為；在A、B兩點條件下，該反應從起先到平衡時生成

氨氣的平均速率v（A）v（B）o

⑶N2H4可作火箭推動劑，NH3和NaClO在肯定條件下反應可生成

N2H40

①寫出NH3和NaQO反應生成N2H4的化學方程式。

+

②已知25℃時的水溶液呈弱堿性：N2H4+H2ON2HS+HK]=lxl（T

+b

N2H>H2ON2H^+OHK2=lxlO-,25℃時，向N2H4水溶液中加入H2sO,欲使

c（N2H；）>c（N2H4）,同時?網2虱）>《2琮+）,應控制溶液pH的范圍為

（用含a、b的式子表示）。

14某探討小組設計如下所示試驗裝置（夾持裝置已略去）分別探究NO與銅粉、Na2O2

的反應。

已知：①NO與Na2。？廠可發生反應2NO+Na2O2=2NaNO2。

②NO能被酸性高錦酸鉀溶液氧化為NO-

③在溶液中存在平衡FeSO4+NO?Fe(NO)SO4(棕色)

I.關閉K3,打開除，探究NO與銅粉的反應并檢驗NO。

(1)反應起先前，打開K廣通入一段時間N?其目的是

(2)裝置B中盛放的試劑為水，其作用是。

(3)裝置F中的試驗現象為?裝置H中收集的氣體為(填化學式)。

II.關閉K2,打開K3,探究NO與Na?。?的反應并制備NaNO?。

(4)裝置G的作用是。

(5)若省略裝置C,則進入裝置G中的氣體除N?、NO夕卜，可能還有(填化學式)。

(6)測定反應后裝置E中NaNO2的含量。已知：在酸性條件下，NO1可將MnO；還原

為M!?+,為測定樣品中亞硝酸鈉的含量，該小組同學稱取ag樣品溶于水配制成

250mL溶液，取25.00mL所得溶液于錐形瓶中，用0.100mol的酸性KMnO4溶

液滴定至終點時，消耗bmL酸性KMnC>4溶液。

①滴定過程中發生反應的離子方程式為。

②滴定過程中酸性KMnO4溶液的作

用,=

③樣品中NaNO2的質量分數為(用含有a、b的代數式表示)

15、氮的氧化物（NOJ是大氣污染物之一,為消退它們對環境的破壞作用，可以用以下兩種方

法處理：

1.在肯定溫度和催化劑條件下用NHs將NO,還原生成N2O某同學在試驗室中對NL與NO?反應

進行了探究。

⑴NHs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,其連接依次為:發生裝置一（按氣

流方向，用小寫字母表示）

（2）Nft與NO2的反應將收集到的NL充入注射器X中，硬質玻璃管Y中加入少量催化劑,充入

NO?（兩端用夾子K、及夾好），在肯定溫度下按圖示裝置進行試驗。

打開Kb推動注射器活塞,使X中的氣體緩慢充入Y管中,Y管中的試驗現象為,反

應的化學方程式_______________

2.用氫氧化鈉溶液可以汲取廢氣中的氮氧化物,反應的化學方程式如下:

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

（3）現用『L某濃度的NaOH溶液能完全汲取〃molNO?和mmolNO組成的大氣污染物。

①所用燒堿溶液的物質的量濃度至少為mol?L'

②若所得溶液中c（NO］）:c（NO$）=l:9,則原混合氣體中NO?和NO的物質的量之比

n:m=

答案以及解析

1答案及解析：

答案：A

解析：

2答案及解析：

答案：C

解析：

3答案及解析：

答案：C

解析：A.為防止催化劑中毒，反應前的混合氣體氮氣和氫氣混合氣體須要除雜凈化，

故A正確；B.工業合成氨的反應是氣體體積減小的反應，增大壓強加快反應速率，

平衡正向進行，能增大反應物轉化率，故B正確；C.步驟③催化劑不改變更學平衡，

反應物轉化率不變，反應為放熱反應。升溫平衡逆向進行，轉化率減小，④液化氨

氣平衡正向進行，反應物轉化率增大，⑤氮氣和氫氣循環運用有利于提高原料的轉

化率，故C錯誤；D.氨氣是工業重要的原料和酸反應生成鍍鹽可生產化肥外，氨氣

易液化，變為氣體時汲取四周熱量可用作制冷劑，故D正確。

4答案及解析：

答案：D

解析：A.由圖可知，在TiO?的催化作用下，紫外線供應能量，發生反應

光

4NOX+(5-2X)O2+2H2O===4HNO3,即有部分光能轉化為化學能，故A正確；B.依據流

光

程分析可知，消退總反應為：4NOX+(5-2X)O2+2H2O===4HNO3,故B正確；C.納米

Tic)?與紫外線接觸面積更大，將產生更多的光生電子和空穴更多，從而消退更多的

NOx,故C正確；D.1mol02含有17mol電子，1mol經基(-0H)含有9moi電子，

即1mol02比1mol羥基(一0H)多8治個電子，故D錯誤。

5答案及解析：

答案：A

解析:

6答案及解析：

答案：B

解析：

7答案及解析：

答案：D

解析：尿素分解的化學方程式為CO(NH2)2+H2O^=CO2t+2NH3t,反應過程中沒有元素化合價

發生變更,該反應不是氧化還原反應,A正確;沒有說明溫度和壓強,不能確定NH3的體積,B錯

誤；該裝置轉化NO時,發生的反應為6N0+4NH3建型15岫+6時,還原劑為NH3,氧化劑為NO,其物

質的量之比為2:3,C正確;N02被NH3還原,其反應方程式為8NH3+6NO2型37N2+12H20,D正確。

8答案及解析：

答案：B

解析：A項正確，只有氮元素化合價發生變更,產物只有N2中有N元素;B項錯誤,此時反應

式變為6NO+4NH3=5N2+6H2。，生成2.5molN2,被氧化的氣體有2mol;C項正確，

反應為6NO2+8NH3=7N2+12H2O,有6moi氣體被還原轉移24moi電子;D項正確,依據

化合價變更和原子守恒配平。

9答案及解析：

答案：C

解析:依據題干可知,裝置①為制備氮氣的裝置,飽和氯化鐵溶液與亞硝酸鈉晶體混合加熱生

成氮氣、氯化鈉和水,反應的化學方程式為NaN02+NH￡lANaCl+N2+2H。故A正確;CasL

遇水發生水解反應,所以產生的氮氣須要干燥才能進入玻璃管中反裝置④應為干燥裝置,可

選用濃硫酸作干燥劑;裝置⑥中也應裝有干燥劑，防止空氣中的水蒸氣進人,裝置⑥中可盛

放堿石灰,故B正確:裝置中含有氧氣,可利用裝置③除去裝置中的氧氣,NaOH溶液不能除氧

氣,可改成酸性氯化亞鐵溶液,故C錯誤。試驗結束后,裝置⑤中有生成的Ca3N2,CasNz遇水發

生水解反應,生成NL和Ca(OH)2,NH3可以使潮濕的紅色石蕊試紙變藍,故D正確

10答案及解析：

答案：D

解析：

11答案及解析：

答案：A

解析：

12答案及解析：

答案：A

解析：分析整個過程可知：相當于皿。3中N元素的化合價沒有變更，銅失的電

子全部給了。2。利用電子得失守恒有〃(Cu)義2=〃(。2)X4,可得〃(Cu)=0.15mol,則

,7(NaQH)3mo1

消耗的NaOH為n(NaOH)=O.3mol,V(NaOH)==0-=0.06L(.

c5mol/L

13答案及解析：

答案：(1)+175.2kJ-moU1

(2)BC；<；>；66.7%；<

一定條件

(3)2NH3+NaClO====N2H4+NaCl+H2O

14-b<pH<14-a

1

解析：⑴已知a.CH4(g)+H2O(g).CO(g)+3H2(g)AH1=+216.4kJ-mol,b.

1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+4H2(g)AH2=-41.2kJ-mol,依據蓋斯定律由a+b可得反應：

111

CH4(g)+H2O(g).CO?(g)+4H?(g)AHj=+216.4kJ-mol+(-41.2kJ-mol)=+175.2kJ-mol

(2)①A.氮氣和氫氣的初始物質的量之比為1:3,由反應方程式

N2+3H,2NH3可得，氮氣和氫氣按物質的量之比1：3反應，所以N,和H,

的轉化率始終是相等的，與是否達到平衡狀態無關，故A不選；B.該反應是一個氣

體分子數變更的反應，恒壓時只要不平衡，氣體體積就會發生變更，因為氣體總質

量不變，所以密度就會不斷變更，當密度不變時，說明達到平衡狀態，故B選；C.

氮氣是反應物，氨氣是生成物，若氫氣削減，則氨氣必增多，其比值c(H2)/c(NHj就

會變更，當比值不變時說明已經處于平衡狀態，故C選；D.氫氣是反應物，氨氣是

生成物，只要不平衡，若氫氣削減，則氨氣必增多.其比值c(H2)/c(NH3)就會變更，

當比值不變時說明已經處于平衡狀態，但當比值為2時，不肯定說明不再變更，所

以不肯定是平衡狀態，故D不選。②合成氨反應是一個氣體分子數減小的反應，增

大壓強有利于平衡正向移動，由圖可知，溫度相同時，壓強為耳時平衡混合物中氨

的體枳分數小于壓強為巳時，所以P1<Pz；合成氨正反應為放熱反應，溫度越高，平

衡常數越小，D點溫度高于B點溫度，所以平衡常數：B>Do

③設C點H2a(H2)

初始(mol)

轉化(mol)a(H2)3a(H2)2a(H2)

平衡(mol)l-aXH?)3-3或凡)2a(H2)

因為平衡混合物中氨的體積分數為50%同溫同壓下氣體體積分數與物質的

量分數相等，所以2a(H2)/[l-a(H2)+3-3a(H2)+2a(H2)]xl00%=50%,解得儀凡尸

66.7%；A、B兩點平衡混合物中氨的體積分數相同，B點溫度和壓強均高于A點溫度

和壓強，則在A、B兩點條件下，該反應從起先到平衡時生成氨氣的平均

速率：V(A)<v(B)。

(3)①NH：與NaClO肯定條件下發生氧化還原反應可得到脫(N2H口、氟化鈉和水，

NaClO作氧化劑，被還原為NaCl,所以該反應的化學方程式為：

一定條件

2NH3+NaClO====N2H斗+NaCl+H2O

②K]=c(N2H)c(OH)/c(N2H4)=lxlOY,所以c(N?H；)=c(N2HJ時，

-a+(14a)+

c(OH)=lxlO,c(H)=Kw/c(OH)=10',pH=-lgc(H)<14-a,

bb

長可用腐時(1)c(2；)=xlO,所以C(N2H；)=C(N2H：+)時，c(OH)=lxlO,

+(14-b)+

c(H)=KW/c(OH-)=10,pH=-lgc(H)=14-b,則c(N2n)>c(N?H；+)時，

b+(14-b)+

c(OH)>lxlO,c(H)=KW/c(OH-)<10,pH=-lgc(H)>14-b

欲使c(N2H；)>c(N2H4),同時c(N2H；)>c(N2H3,應限制溶液pH的范圍為

(14-b,14-a)

14答案及解析：

答案：(1)排盡裝置中的空氣，防止NO被空氣中的氧氣氧化為二氧化氮

(2)汲取揮發出的硝酸

⑶溶液由淺綠色變為棕色NO、N2

(4)汲取未參加反應的NO,防止污染空氣

(5)NO2和02

2+

(6)5NO2+2MnC>4+6H+===5NC>3+2Mn+3H2O；作氧化劑和滴定劑；17.25b/a%

解析：(1)N