【考点微专题】考向12 氮及其化合物

学而优教有方考向12氮及其化合物【2022湖南卷】科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如a、b和c)，能将海洋中的转化为进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是A．过程Ⅰ中发生氧化反应B．a和b中转移的数目相等C．过程Ⅱ中参与反应的D．过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为【答案】C【解析】A．由图示可知，过程I中NO转化为NO，氮元素化合价由+3价降低到+2价，NO作氧化剂，被还原，发生还原反应，A错误；B．由图示可知，过程I为NO在酶1的作用下转化为NO和H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：NO+2H++e-NO+H2O，生成1molNO，a过程转移1mole-，过程II为NO和NH在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：2NO+8NH2H2O+5N2H4+8H+，消耗1molNO，b过程转移4mole-，转移电子数目不相等，B错误；C．由图示可知，过程II发生反应的参与反应的离子方程式为：2NO+8NH2H2O+5N2H4+8H+，n(NO):n(NH)=1:4，C正确；D．由图示可知，过程III为N2H4转化为N2和4H+、4e-，反应的离子方程式为：N2H4=N2+4H++4e-，过程I-III的总反应为：2NO+8NH=5N2↑+4H2O+24H++18e-，D错误；答案选C。知识点一氮气及氮的氧化物1．氮的存在和氮的固定2．氮气(1)物理性质：eq\a\vs4\al(无)色eq\a\vs4\al(无)味气体，密度比空气略小，eq\a\vs4\al(难)溶于水。(2)化学性质写出有关化学方程式：①3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2；②N2＋3H2eq\o(,\s\up11(高温、高压),\s\do4(催化剂))2NH3；③N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电或高温))2NO。[名师点拨](1)N2到NO2不能一步转化完成。(2)Mg3N2只能干态制取，遇水强烈反应，生成氢氧化镁沉淀，放出氨气。3．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2性质的比较NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化学性质与O2反应2NO＋O2=2NO2—能与H2O反应—3NO2＋H2O=2HNO3＋NO[名师点拨](1)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的相对分子质量总大于46。(2)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。(3)NO与血红蛋白结合使人中毒。4．氮氧化物对环境的污染及防治(1)常见的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，产生一种有毒的烟雾酸雨NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面破坏臭氧层NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加(2)常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)，一般适合于工业尾气中NOx的处理。②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)，一般适用于汽车尾气的处理。知识点二氨和铵盐1．氨的分子结构与物理性质电子式密度气味水溶性(常温)比空气小刺激性气味极易溶于水(体积比约1∶700)2．氨的化学性质(1)氨气与水的反应NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))＋OH－，氨气溶于水得氨水。①氨水中含有的微粒：NH3·H2O、NH3、H2O、NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))、OH－、H＋。②NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。(2)氨气与酸的反应蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式：HCl＋NH3=NH4Cl、NH3＋HNO3=NH4NO3。(3)氨气与盐溶液的反应如过量氨气与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3＋3H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))。(4)氨气的还原性性质化学方程式催化氧化4NH3＋5O2eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O被CuO氧化2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O被氯气氧化2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl被氮氧化物氧化6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))5N2＋6H2O6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O3．氨气的实验室制法(1)常规方法：固＋固eq\o(→,\s\up7(△))氨气(2)其他方法方法化学方程式(或原理)发生装置加热浓氨水NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O浓氨水＋NaOH(s)NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水＋CaO(s)CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式：NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)24．铵盐及NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))的检验(1)铵盐的物理性质铵盐都是eq\a\vs4\al(白)色固体，均易溶于水。(2)铵盐的化学性质(3)NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))的检验eq\x(待检物)eq\o(→,\s\up11(强碱),\s\do4(△))eq\x(无色气体)eq\o(→,\s\up11(湿润的红色),\s\do4(石蕊试纸))eq\x(试纸变蓝色)eq\o(→,\s\up7(结论))eq\x(有NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))知识点三硝酸氮及其化合物的相互转化1．硝酸(1)物理性质：硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。(2)化学性质①不稳定性反应：4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。[名师点拨](1)市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。(2)硝酸要保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。②强氧化性浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。能与金属反应稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O能与非金属反应浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O能与还原性化合物反应可氧化Fe2＋、H2S、SO2、Na2SO3、HI等还原性物质。如与FeSO4溶液反应：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O[名师点拨]常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。(3)工业制法①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O。②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2=2NO2。③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。2．氮及其化合物的转化(1)转化关系(2)化合价变化及规律①歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。如：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。②归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢如：6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up7(△))5N2＋6H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O③含氮物质的连续氧化N2eq\o(→,\s\up7(O2))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3；NH3eq\o(→,\s\up7(O2))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3。1．下列关于氮及其化合物的说法，不正确的是()A．在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧B．氨水可作化肥，氮肥还有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素C．硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解D．亚硝酸钠与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的沉淀2．下列关于物质检验或推断正确的是()A．蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某溶液，观察到白烟，则该溶液为盐酸B．对某物质进行焰色反应，观察到黄绿色的火焰，则该物质为钡盐C．向某溶液中滴加盐酸，能产生无色能使品红溶液褪色的气体，则原溶液中一定存在SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))D．向某溶液中滴加NaOH溶液，加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明原溶液中存在NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))3．某化学兴趣小组进行了有关Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是()A．实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明HNO3被Cu还原为NO2B．实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强C．实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4=4CuSO4＋2NO↑＋4H2OD．由上述实验可得出结论：Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，又可以和稀硫酸反应4．在100mL稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.4mol·L－1。向该溶液中加入足量的铜粉后加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)()A．0.15mol·L－1 B．0.24mol·L－1C．0.30mol·L－1 D．0.36mol·L－15．资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是()1．（2022·江苏扬州·一模）下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是A．性质稳定，可用作某些反应的保护气B．易溶于水，可用作制冷剂C．受热易分解，可用作氮肥D．呈红棕色，可用于制备硝酸2．（2022·江苏省如皋中学三模）氮及其化合物在生产生活中具有广泛的应用。氨气可用于生产氮肥和处理NOx等气体，氨水可用于吸收SO2，NOx可用于制取硝酸，硝酸可洗涤试管上的银镜。NO2能与悬浮在大气中海盐粒子相互作用，反应为2NO2+NaCl=NaNO3+ClNO(ClNO中N为中心原子，各原子均达到8电子稳定结构)。NO能被FeSO4溶液吸收生成[Fe(NO)H2O)5]SO4。在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A．NH3·H2O(aq)NH4HSO3(aq) B．NH3NO2C．NOHNO3 D．AgH23．（2022·辽宁·二模）“价—类”二维图是元素化合物知识系统化的良好工具，氮及其化合物的价类二维图如下图所示。下列说法正确的是A．检验E溶液中阳离子方法为：取适量E溶液于试管中，加热，若管口湿润红色石蕊试纸变蓝则溶液中含有该阳离子B．与足量D的稀溶液完全反应，生成气体C的体积为C．A和C在一定条件下可以反应生成无毒的D．B的分子式为，若将看作二元碱，则其与形成的酸式盐为4．（2022·北京育才学校三模）研究表明，大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物一光化学烟雾，其中某些反应过程如图所示，下列说法不正确的是A．紫外线作用下，NO2中有氮氧键发生断裂B．反应I的的方程式是2NO+O2=2NO2C．反应II中丙烯是还原剂D．经反应III，O2转化为了O35．(2022·北京高三模拟)“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，关于如图所示三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是()A．加热时，①中上部汇集了固体B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应1．（2022北京高考）利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生成的是a中反应b中检测试剂及现象A浓分解生成淀粉溶液变蓝B与浓生成品红溶液褪色C浓与溶液生成酚酞溶液变红D与乙醇溶液生成丙烯溴水褪色2．（2022江苏高考）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是A．自然固氮、人工固氮都是将转化为B．侯氏制碱法以、、、为原料制备和C．工业上通过催化氧化等反应过程生产D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”3.（2020全国一卷）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气体溶液A．H2S稀盐酸B．HCl稀氨水C．NO稀H2SO4D．CO2饱和NaHCO3溶液4.（2016浙江高考真题）为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程：下列说法不正确的是A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．捕获剂所捕获的气体主要是COD．处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为：NH4++NO2-==N2↑+2H2O5.（2015全国高考真题）我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指A．氨水 B．硝酸 C．醋 D．卤水1．【答案】D【解析】光化学烟雾形成的过程中，在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用，生成一种有毒的烟雾，叫作光化学烟雾，据此可知，A正确；氮肥是指以氮(N)为主要成分，施于土壤可提供植物氮素营养的肥料，氮肥按含氮基团可分为氨态氮肥、铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥和酰胺态氮肥(尿素)，B正确；硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解：4HNO3eq\o(=,\s\up7(△或光照))4NO2↑＋2H2O＋O2↑，C正确；亚硝酸钠与硝酸银溶液反应：NaNO2＋AgNO3=AgNO2↓＋NaNO3，生成淡黄色的AgNO2，AgNO2可以与稀硝酸反应，D错误。2．【答案】D【解析】浓硝酸也具有挥发性，可以和氨气反应生成硝酸铵固体，也可以观察到白烟，故A错误；对某物质进行焰色反应，观察到黄绿色的火焰，说明含有钡元素，但不一定是钡盐，也可能是氢氧化钡，故B错误；含有HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的溶液也可以和盐酸反应生成二氧化硫，故C错误；向某溶液中滴加NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明产生了氨气，则原溶液含有NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))，故D正确。3．【答案】C【解析】稀硝酸被Cu还原为NO，故A错误；Cu与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，继续与Cu反应，稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱，故B错误；实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4=4CuSO4＋2NO↑＋4H2O，故C正确；由上述实验可得出结论：Cu在常温下可以和稀硝酸反应，故D错误。4．【答案】B【解析】反应的离子方程式为3Cu＋2NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜足量，由上述反应方程式可知，NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))和H＋的物质的量之比为1∶4时，反应生成的铜离子物质的量最大，设HNO3、H2SO4各为xmol、ymol，则n(NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3)))∶n(H＋)＝x∶(x＋2y)＝1∶4，x＋y＝0.4mol·L－1×0.1L，解得x＝0.016mol、y＝0.024mol，由方程式可知，生成铜离子的物质的量为0.016mol×eq\f(3,2)＝0.024mol，故铜离子的最大浓度为eq\f(0.024mol,0.1L)＝0.24mol·L－1。5．【答案】A【解析】氯化铵分解生成氨和氯化氢，在试管口附近氨和氯化氢相遇又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨，选项A错误；可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应，选项B正确；碱石灰可以干燥氨，选项C正确；氨极易溶于稀硫酸，该装置吸收尾气中的氨可以防止倒吸，选项D正确。1．【答案】A【详解】A．氮气具有稳定性，可用作某些反应的保护气，故A正确；B．液氨汽化吸收大量的热，具有制冷作用，所以可用作制冷剂，故B错误；C．碳酸氢铵含有氮元素，所以可用作氮肥，与其受热分解的性质无关，故C错误；D．二氧化氮可以和水反应生成硝酸，可用于制备硝酸，故D错误；故选A。2．【答案】A【详解】A．一水合氨溶液显碱性，与过量二氧化硫溶液反应生成NH4HSO3，A正确；B．NH3与NO反应，可能发生归中反应生成N2，不可能生成生成NO2，B错误；C．NO不溶于水，不能和水反应生成硝酸，C错误；D．稀硝酸为氧化性酸，与Ag反应生成NO，不会生成氢气，D错误；故选A。3．【答案】C【分析】根据示意图可判断A是氨气，B是N2H4，C是NO，D是硝酸，E是铵盐，据此解答。【详解】A．E为铵盐，铵盐在溶液中不一定都易分解，且产物也不一定产生氨气，所以该实验方法不能检验铵根离子，A错误；B．铁与稀硝酸反应生成NO，但气体所处温度和压强未知，不能计算其体积，B错误；C．氨气和NO在一定条件下发生氧化还原反应，生成氮气和水，C正确；D．若将看作二元碱，则其与形成的酸式盐为，D错误；答案选C。4．【答案】B【详解】A．由分析知，紫外线作用下，NO2反应生成，NO2中有氮氧键发生断裂，故A正确；B．根据图示可知，反应Ⅰ的化学方程式为，故B错误；C．由图示可知，反应Ⅱ发生氧化还原反应，其中是氧化剂，为还原剂，故C正确；D．反应中与氧气结合生成，则反应的方程式为，O2转化为了O3，故D正确；故答案为B。5．【答案】A【解析】加热氯化铵分解，在①中上方HCl与氨气化合生成氯化铵，A正确；氨气的水溶液显碱性，加热时氨气逸出，酚酞溶液褪色，冷却时氨气溶于酚酞溶液，溶液显红色，B错误；二氧化硫可使品红褪色，化合生成无色物质，加热可分解，则加热时，③中溶液变红，冷却后红色褪去，C错误；可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，D错误。1．【答案】A【详解】A．浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成遇淀粉溶液变蓝色的碘，则淀粉碘化钾溶液变蓝色不能说明浓硝酸分解生成二氧化氮，故A符合题意；B．铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，则品红溶液褪色能说明铜与浓硝酸共热反应生成二氧化硫，故B不符合题意；C．浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成能使酚酞溶液变红的氨气，则酚酞溶液变红能说明浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气，故C不符合题意；D．乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不能与溴水反应，则2—溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成能使溴水褪色的丙烯气体，则溴水褪色能说明2—溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯，故D不符合题意；故选A。2．【答案】A【详解】A．自然固氮是将N2转化为含氮化合物，不一定是转化为NH3，比如大气固氮是将N2会转化为NO，A错误；B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl，反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO