备考2025届高考化学一轮复习分层练习第四章非金属及其化合物第8讲含氮化合物之间的转化

第8讲含氮化合物之间的转化1.[2024南昌调研]在给定条件下，下列物质间所示的转化不能实现的是（D）A.NH3NO2高温，催化剂B.NO2CaOH2（aq）Ca（NOC.NO2O3N2OD.NH3CO2、NaCl（aq）解析A项，NH3中N为－3价，NO2中N为＋4价，两者发生归中反应生成N2，正确；B项，NO2可与Ca（OH）2反应生成Ca（NO2）2、Ca（NO3）2和H2O，正确；C项，NO2可被O3氧化生成N2O5，正确；D项，依据侯氏制碱法的原理（NH3＋CO2＋H2O＋NaClNaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3△Na2CO3＋CO2↑＋H2O）知由NH3、CO2、NaCl（aq）反应不能一步制得Na2CO3，错误。2.[2024南京、盐城一模]氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法正确的是（B）A.栽种豆科植物作“绿肥”属于人工固氮B.尿素[CO（NH2）2]属于含氮量较高的固态氮肥C.自然界“氮循环”中不存在“NO3－→蛋白质D.工业上利用反应2NaCl＋2NH3＋CO2＋11H2ONa2CO3·10H2O↓＋2NH4Cl生产纯碱解析栽种豆科植物作“绿肥”属于自然固氮，A项错误；尿素中氮元素的质量分数为46.7％，尿素属于含氮量较高的固态氮肥，B项正确；自然界“氮循环”中存在植物吸取土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮转化成植物体内的蛋白质等有机氮的过程，C项错误；工业制取纯碱是利用反应NaCl＋H2O＋CO2＋NH3NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3△Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D项错误。3.[2024沈阳联考]如图是某元素的“价—类”二维图。其中正盐g与熟石灰共热发生反应可生成f，d的相对分子质量比c大16，下列说法正确的是（A）A.试验室制备f时，可以将其浓溶液滴入碱石灰中进行制取B.c和d都可用排水法收集C.b的浓溶液具有吸水性，可用来干燥气体D.f可经催化氧化生成d解析正盐g能与熟石灰反应生成f，f为氢化物，则正盐g是铵盐，f是氨气，e是氮气，d的相对分子质量比c大16，d是二氧化氮，c是一氧化氮，b是硝酸，a是硝酸盐。试验室制备氨气时，可以将其浓溶液滴入碱石灰中进行制取，利用碱石灰溶于水放热使一水合氨受热分解生成氨气，故A正确；NO2不能用排水法收集，故B错误；b的浓溶液为浓硝酸，不具有吸水性，不能用来干燥气体，故C错误；氨气可经催化氧化生成NO，故D错误。4.[2024湖南]油画创作通常须要用到多种无机颜料。探讨发觉，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄（As2S3）褪色的主要缘由是发生了以下两种化学反应：下列说法正确的是（D）A.S2O32－和B.反应Ⅰ和Ⅱ中，元素As和S都被氧化C.反应Ⅰ和Ⅱ中，参与反应的n（O2）D.反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化1molAs2S3转移的电子数之比为3∶7解析SO42－的中心原子S的价层电子对数为4＋12×（6＋2－2×4）＝4，且无孤电子对，空间结构为正四面体形，S2O32－与SO42－互为等电子体，S2O32－相当于S取代SO42－中的一个非羟基氧原子，存在硫硫键，其空间结构为四面体形，A项错误；由图示转化可知，反应Ⅰ中只有S元素被氧化，反应Ⅱ中As、S元素均被氧化，B项错误；依据反应物和产物及氧化还原反应规律可知，反应Ⅰ为2As2S3＋6O2＋3H2O2As2O3＋3H2S2O3，反应Ⅱ为As2S3＋7O2＋6H2O2H3AsO4＋3H2SO4，则参与反应的n（O2）n（H2O）：Ⅰ＞Ⅱ5.[2024琼海模拟]水生生物参与氮循环过程的示意图如图所示。下列说法正确的是（D）A.NH2OH分子与N2H4分子中的共价键类型完全相同B.反应②③⑥中N均被氧化C.等量NO2－参与反应，反应④转移的电子数比反应⑤多D.水生生物参与的氮循环，既可以为其他生物供应养分物质，又可以减轻水体富养分化解析NH2OH的结构式为，只含有极性键，N2H4的结构式为，含有极性键和非极性键，二者共价键类型不完全相同，A错误。反应③中，N由－1价降低到－2价，被还原，B错误。若有1molNO2－参与反应④，转移4mol电子，若有1molNO2－参与反应⑤，转移3mol电子，反应④比反应⑤多转移1mol电子，但等量并不意味着NO2－的物质的量为1mol，C错误。水生生物参与的氮循环，既可以合成蛋白质，为其他生物供应养分物质，又可以将NO2－、NO3－6.[2024泉州质检]不同价态含氮物质的转化可用下图表示。下列说法正确的是（D）A.①的转化属于置换反应B.②的转化属于氮的固定C.③的转化方程式：2NO2＋H2O2HNO3D.运用CuO作氧化剂可以实现④的转化解析①的转化是氨的催化氧化反应：4NH3＋5O2催化剂△4NO＋6H2O，该反应不属于置换反应，A错误；氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，②的转化为2NO＋O22NO2，不属于氮的固定，B错误；③的转化方程式应为3NO2＋H2O2HNO3＋NO，C错误；3CuO＋2NH3△3Cu＋N2＋3H2O，D正确。7.[2024湖南株洲检测]磷化氢（PH3）是一种在空气中能自燃的剧毒气体，可通过以下流程制取：下列说法错误的是（A）A.NaH2PO2既能与酸反应又能与碱反应B.流程中有两处涉及氧化还原反应C.该过程须要在无氧条件下进行D.分解反应生成H3PO4和PH3的物质的量之比为1∶1解析H3PO2为一元弱酸，NaH2PO2为正盐，只能与酸反应，A错误；白磷与氢氧化钠溶液反应生成PH3和NaH2PO2、H3PO2分解生成PH3和H3PO4，这两个反应中P元素化合价发生变更，是氧化还原反应，B正确；PH3在空气中能自燃，制取过程中有PH3生成，故须要在无氧条件下进行，C正确；H3PO2中P为＋1价，H3PO4和PH3中P分别为＋5价和－3价，依据得失电子守恒可知，反应生成H3PO4和PH3的物质的量之比为1∶1，D正确。8.[2024沈阳联考]细菌可以促使含铁、氮的物质发生氧化还原反应，实现铁、氮两种元素的循环。部分转化如图，下列说法正确的是（D）A.①和硝化过程都属于氮的固定B.反硝化过程中含氮物质发生氧化反应C.亚硝态氮只能通过反硝化过程转化为氮气D.土壤中的铁循环可将氮元素从水体中还原除去解析氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程，由题图可知硝化过程不属于氮的固定，故A错误；反硝化过程中氮元素化合价均降低，含氮物质发生还原反应，故B错误；由题图可知亚硝态氮与NH4＋可在氨氧化细菌作用下生成氮气，故C错误；由题图可知Fe2＋可与NO3－反应生成氮气，Fe3＋可与N9.[2024长沙适应性考试]试验室可在硝酸铁晶体的催化下，用液氨与钠制备氨基钠（NaNH2）。装置如图（夹持、搅拌、尾气处理装置已省略）。已知：NaNH2几乎不溶于液氨，易与水、氧气等反应。下列说法正确的是（B）A.加入钠之前向装置A中通入氨气的目的是增大液氨的量，提高钠的转化率B.装置B可以防止外界氧气和水蒸气进入装置C.钠与液氨反应的化学方程式为Na＋2NH3催化剂NaNH2＋H2↑D.反应后从A中的混合物中提纯氨基钠的操作方法是蒸发结晶解析加Na之前通入NH3是为了赶走A中的空气，防止Na及产物被氧化，A项错误；装置B用Hg液封，可防止外界O2和水蒸气进入A中与Na及产物反应，B项正确；由题干信息可得Na与液氨反应的化学方程式为2Na＋2NH3催化剂2NaNH2＋H2↑，C项错误；NaNH2几乎不溶于液氨，可通过过滤获得，D项错误。10.[2024江西名校联考]氮的氧化物的回收和利用是环境科学的热点课题之一。（1）锌和稀硝酸反应，还原产物可能是N2O，也可能是NH4NO3。若两个反应中分别生成等物质的量的N2O、NH4NO3，则作氧化剂的HNO3的质量之比为2∶1。（2）在铂原子表面H2还原NO的历程如图所示。①在铂催化剂作用下，NO和H2反应的产物中除N2O、H2O和NH3外，还有N2（填化学式）。在Pt－HY界面上生成N2O的化学方程式为2NO2＋6HN2O＋3H2O。②上述方法的主要缺点是有两种气体NO2、N2O（填化学式）排入空气中，会污染环境。（3）向空气中排放NO2会破坏臭氧层，同时NO2转化成N2O5并放出O2，还原产物是N2O5（填化学式）。（4）NaNO2常作火腿肠等腌制食品的保鲜剂。在加热条件下，NO和烧碱固体反应可生成NaNO2，氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2，则该反应的化学方程式为6NO＋4NaOH△4NaNO2＋N2＋2H2O。解析（1）由题意知，两个反应分别为4Zn＋10HNO34Zn（NO3）2＋N2O↑＋5H2O、4Zn＋10HNO34Zn（NO3）2＋NH4NO3＋3H2O。生成1molN2O时氧化剂为2molHNO3，生成1molNH4NO3时氧化剂为1molHNO3。（2）①依据题图可知，产物还有N2。Pt－HY界面上NO2和H原子反应生成N2O和H2O。②依据题图，部分NO2、N2O排入空气中，会污染环境。（3）由题意知，O3和NO2反应生成N2O5和O2，化学方程式为2NO2＋O3N2O5＋O2，还原产物是N2O5。（4）依据氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2可知，还原产物为N2，则该反应的化学方程式为6NO＋4NaOH△4NaNO2＋N2＋2H2O。11.[2024安徽师大附中测试]利用NO、O2和Na2CO3溶液反应制备NaNO2的装置如图所示（夹持装置略），下列关于该装置的说法错误的是（A）A.装置A分液漏斗中药品选用不当，应选用稀HNO3B.装置B可除去装置A中挥发出的HNO3蒸气C.装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O24NaNO2＋2CO2D.尾气不行以通过点燃的方法处理解析装置A分液漏斗中运用浓HNO3，反应速率加快，且产生的NO2可以在装置B中转化为NO，所以可选用浓硝酸，故A错误；装置B既可将装置A中挥发出的HNO3蒸气吸取，又可将NO2转化为NO，故B正确；装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3＋4NO＋O24NaNO2＋2CO2，故C正确；氮氧化物不行燃，尾气中NO2、NO等不行以用点燃的方法处理，故D正确。12.氮化钡（Ba3N2）是一种棕色粉末，在空气中易被氧化，遇水会发生猛烈水解，试验室常用Ba与N2在加热条件下反应制得Ba3N2。某试验小组设计如图所示装置（夹持装置略）制备氮化钡。回答下列问题：（1）仪器a的名称为恒压滴液漏斗。装置A中发生反应的化学方程式为CaO＋NH3·H2ONH3↑＋Ca（OH）2。（2）若装置B和装置F处可选用的试剂有碱石灰和无水CaCl2，则无水CaCl2应放置在装置F（填“B”或“F”）处，装置F的作用为防止空气中的水蒸气进入装置E中。（3）试验视察到装置D中气泡明显削减（填写详细现象），证明装置C中CuO完全反应。（4）产品中Ba3N2的纯度的测定（假设产品中杂质只有未反应完的Ba）：称取14.54g所得产品，先用无水乙醇进行处理，待充分反应后，加入足量稀硫酸充分反应，过滤、洗涤、干燥。①加入无水乙醇时发生反应的化学方程式为2CH3CH2OH＋Ba（CH3CH2O）2Ba＋H2↑。②洗涤时，接受稀硫酸代替蒸馏水，其目的是削减硫酸钡溶解损失。③若最终干燥得到23.30g沉淀，则产品中Ba3N2的纯度为90.58％（结果保留四位有效数字）。解析（1）仪器a为恒压滴液漏斗；装置A（固液不加热装置）中浓氨水与生石灰反应生成NH3和Ca（OH）2，反应的化学方程式为CaO＋NH3·H2ONH3↑＋Ca（OH）2。（2）依据试验装置分析可知，装置B主要是为了除去氨气中的水蒸气，装置F主要是为了防止空气中的水蒸气进入装置E中，由于无水CaCl2能吸取氨气，则无水CaCl2应放置在装置F处。（3）装置C（气固加热装置）中发生的反应为2NH3＋3CuO△N2＋3H2O＋3Cu，装置C中现象为黑色固体变为红色，若CuO完全反应，则NH3干脆进入装置D中，由于NH3能被浓硫酸吸取，则装置D中试验现象为气泡明显削减。（4）①依据无水乙醇与钠反应可类比得到无水乙醇与Ba反应的化学方程式为2CH3CH2OH＋Ba（CH3CH2O）2Ba＋H2↑。②依据沉淀溶解平衡BaSO4（s）⇌Ba2＋（aq）＋SO42－（aq）可知，接受稀硫酸代替蒸馏水洗涤，可抑制硫酸钡的溶解，削减损失，使测定结果更精确。③由题意知，最终干燥得到的沉淀是BaSO4，依据质量守恒可知，n（Ba3N2）×439g/mol＋n（Ba）×137g/mol＝14.54g，依据原子守恒可知，3n（Ba3N2）＋n（Ba）＝23.30g233g/mol，联立两式可得n（Ba3N2）＝0.03mol，n（Ba）＝0.01mol，则产品中Ba3N2的纯度为0.13.[2024江苏南京调研改编]用零价铁（Fe）去除含氮废水中的硝酸盐（NO3－）是环境修复的重要方法。一种去除N（1）Ⅱ中充分反应后，分别混合物的方法是过滤。（2）Ⅱ中反应的离子方程式是3Fe＋NO3－＋2H＋＋H2OFe3O4＋NH4（3）试验发觉，在Ⅱ中补充确定量的Fe2＋可以明显提高NO3－的去除率。向两份含氮废水[n（NO3－）＝8.1×10－5mol]中均加入足量试验序号ⅰⅱ所加试剂Fe粉Fe粉、FeCl2（3.6×10－5mol）NO3≈50％≈100％分析ⅱ中NO3－的去除率提高的a.Fe2＋干脆还原NO3通过计算说明电子得、失数量关系还原NO3－所需电子为3.24×10－4mol，Fe2＋最多供应的电子为3.6×10－5mol。Fe2＋失去的电子数明显小于NO3－所需电子数b.探讨发觉：Fe3O4（导电）覆盖在铁粉表面；随着反应的进行，产生FeO（OH）（不导电），它覆盖在Fe3O4表面，形成钝化层，阻碍电子传输。c.Fe2＋能与FeO（OH）反应生成Fe3O4。用57FeCl2做同位素示踪试验，证明该缘由合理。d.Cl－破坏钝化层。将ⅱ中的FeCl2替换为7.2×10－5molNaCl，NO3－的去除率约为50％，证明该（4）ⅰ、ⅱ中均能发生Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑。该反应明显有助于ⅰ中NO3－的去除，结合方程式说明缘由：Fe2＋＋2FeO（OH）Fe3O4＋2H＋，Fe2＋破坏了钝化层。（5）测定NO3步骤1.取VmL含氮（NO3－）水样，加入催化剂、V1mLc1mol·L－1FeSO4标准溶液（过量），再加入稀H2SO步骤2.用c2mol·L－1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋（Cr2O72－被还原为Cr3＋），滴定终点时消耗V2mLK2Cr2已知：3Fe2＋＋NO3－＋4H＋NO↑＋3Fe3＋＋2H2①水样中NO3－的含量为c1V1②溶液中O2影响测定。向步骤1中加入适量NaHCO3，产生CO2驱除O2，否则会使测定结果偏大（填“偏大”或“偏小”）。解析（1）Ⅱ中充分反应后，得到固体Fe3O4和含NH4＋的溶液，故分别混合物的方法是过滤。（3