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第十四讲 氮及其化合物(一)
1．了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。
知识点一　氮气及氮的氧化物
1．氮气
(1)氮的固定
使空气中________的氮转化为________的过程。
(2)氮气的性质
①物理性质
纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的______。
②结构：电子式为__________，结构式为______，氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。
③化学性质
通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。
a．与H2反应：__________________________________________________________。
b．与O2反应：_________________________________________________________。
2．氮的氧化物
NO NO2
物理性质 颜色
毒性
溶解性
化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2
与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
实验室制法(填化学方程式) 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
与人体、环境的关系 ①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾
特别提示　①氮的氧化物都是大气污染物。
②空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
③空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
④NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝。
知识点二　硝酸
1．硝酸的物理性质
色味态：________________；挥发性：________；水溶性：____________；发烟硝酸：______________。
2．硝酸的化学性质
(1)强酸性
稀硝酸能使紫色石蕊试液变____色，浓硝酸能使石蕊试液先变____色，微热后褪色。
(2)不稳定性：
浓硝酸显黄色，是因为__________________________________________________，
说明浓硝酸具有________性，化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)强氧化性
①与金属的反应
a．除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。
b．Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为：________________________，
________________________________________________________________________。
c．Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生________，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。
②与非金属反应
与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
③与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。
④王水
王水由________与________按体积比1∶3混合所得，具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。
一、氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法
1．关系式法
(1)NO、O2、H2O之间的综合反应式是
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
由此可知当体积比
V(NO)：V(O2)
(2)NO2、O2、H2O之间的综合反应式是
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
由此可知，当体积比
V(NO2)：V(O2)
2．电子守恒法
NO和NO2转化为硝酸时是氧化还原反应，必然遵循电子得失守恒。
二、金属与硝酸反应中的有关计算
1．金属与硝酸反应一般不产生______，且浓HNO3一般被还原为________，稀HNO3被还原为______，随着反应的进行很稀的HNO3有可能被还原为N2O，甚至NH4NO3。硝酸在反应中体现氧化性和酸性。
2．铁与硝酸反应要考虑Fe的用量，若Fe不足则生成__________，若Fe过量则生成__________。
3．铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时HNO3的还原产物为______，随着反应进行浓HNO3变稀，HNO3的还原产物为______，最终应得到__________的混合气体。
4．离子共存判断中的NO若在酸性条件下NO会表现出强氧化性，不能与Fe2＋、S2－、I－、SO、Br－等离子共存。
5．金属与HNO3的反应运用“守恒法”求解，一般类型有
(1)电子守恒
金属失电子数＝________________________________________________________。
(2)物料守恒
耗HNO3的量＝盐中NO的量(表现酸性的HNO3)＋__________________。
(3)电荷守恒
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO)＝c(H＋)＋____________________。
【答案】
1.H2　NO2　NO
2．Fe(NO3)3　Fe(NO3)2
3．NO2　NO　NO2和NO
5．(1)生成气体时HNO3得电子数
(2)气体中的N原子(被还原的HNO3)的量
(3)n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)
【典例】1．我国科研人员发现用电催化氮气与水反应进行固氮时，催化过程机理如下图所示。下列说法正确的是
A．该固氮反应的化学方程式为：2N2+6H2O4NH3+3O2
B．O2在阴极生成，NH3在阳极生成
C．该固氮过程中利用催化剂提高了反应限度
D．①～⑥步过程中，均包含极性键的断裂及非极性键的形成
【典例】2．某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行了如图实验。下列说法不正确的是
A．常温常压下，等体积的NO2和SO2的原子总数相同
B．图2中反应的现象是两气体混合后，颜色逐渐变浅最后消失
C．两气体混合后颜色消失的原因是SO2具有漂白性
D．图3中“有红棕色气体产生”说明NO2和SO2反应的产物中有NO
【典例】3．室温下，将充满NO2的试管倒立在水中，实验现象如图。下列分析不正确的是
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反应生成了酸
D．向试管中再缓缓通入一定量的O2，试管中的液面上升
【典例】4．将15.2g铜和镁组成的混合物加入100mL的浓硝酸中，固体恰好完全溶解，生成的标况下的混合气体NO和NO2共8.96L。向所得溶液中加入2.0LNaOH溶液，此时金属离子恰好沉淀完全，沉淀质量为25.4g，下列说法不正确的是
A．生成的混合气体中，NO和NO2的物质的量之比为1：3
B．浓硝酸的物质的量为浓度为10mol·L-1
C．金属与浓硝酸反应共转移电子数目为0.6NA
D．将生成的混合气体与一定量的O2混合通入水中，如气体完全被吸收，所需标况下的O24.48L
一、氮气和氮的氧化物
1．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”
2．下列“类比”合理的是
A．铁锈的主要成分是，铜锈的主要成分是
B．S在空气中燃烧生成SO2，N2在空气中燃烧生成NO2
C．CO2能溶于水生成碳酸，SiO2能溶于水生成硅酸
D．与溶液反应生成和，与溶液反应生成和
3．下列物质不能通过相应单质一步化合而成的是
A．HCl B．NO C．CuS D．Al2O3
4．下列过程属于人工固氨的是
A．工业合成NH3 B．NH3被催化氧化为NO
C．用NH3和CO2合成尿素 D．浓HNO3与Cu反应生成NO2
5．下列说法正确的是
A．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
B．NO可用于某些疾病的治疗
C．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象
D．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合
6．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：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。常温下存在：2NO2(g) N2O4(g)。N2H4可作还原剂，火箭推进剂。在给定条件下，下列物质间所示的转化能实现的是
A．NH3 NO2 B．N2H4 N2
C．NONaNO2 D．
7．SO2、NOx是重要化工原料，可用于硫酸、硝酸的生产。工业制硫酸时，接触室中主要反应为：2SO2(g)＋O2(g) =2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1，SO2、NOx也是大气主要污染物，NOx可与NH3混合，通过选择性催化剂高温脱除，SO2可通过碱液吸收去除。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A．NO(g)HNO3(aq) B．SO2(g)H2SO4(aq)
C．SO2 NH4HSO3(aq) D．NOxN2(g)
8．某的多孔材料刚好可将“固定”，实现了与分离并制备，如图所示：
己知：
下列说法不正确的是
A．气体温度升高后，不利于的固定
B．被固定后，平衡正移，有利于的去除
C．制备的原理为：
D．每制备，转移电子数约为
9．以和为主的氮氧化物是造成光化学烟雾、雾霾和酸雨的一个重要原因。
Ⅰ．为防止氮的氧化物(、)污染空气，可用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物。
(1)在一定条件下，与反应生成和，反应的化学方程式：。该反应中氧化产物为_______(填化学式)。
Ⅱ．氨气在一定条件下也可以还原氮氧化物，其反应为(未配平)。
(2)下列有关的说法中，错误的是_______(填标号)。
A．工业合成需要在高温、高压、催化剂下进行
B．可用来生产碳铵和尿素等化肥
C．可用浓硫酸或无水氯化钙干燥
(3)硝酸工业排放的废气中常含有、等，为消除它们对环境的破坏作用，工业上可采用氨转化法。已知氨恰好能将含和共的混合气体完全转化为，则混合气体中和的物质的量之比为_______；若用通式表示氮氧化物，则每摩尔氨可将_______的，转化为。
Ⅲ．工业上也常用溶液吸收法处理氮氧化物()。
已知：①不能与溶液反应。
②；。
(4)①当时，被溶液完全吸收后，转移电子的物质的量为_______。
②若用溶质质量分数为21.2%的溶液完全吸收，则需要溶液至少_______g。
③用足量的溶液完全吸收，每产生22.4L(标准状况)(全部逸出)时，吸收液的质量就增加44g，则中的x值为_______。
10．氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中 ①Y管中___________。 ②反应的化学方程式为___________。
将注射器活塞退回原处并同定，待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝 聚
打开K2 ③___________。 ④___________。
二、硝酸
1．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是
① ② ③
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
2．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A． B．稀
C． D．
3．下列离子方程式中正确的是
A．NO2在大气中形成酸雨：
B．实验室制胶体：(胶体)
C．溶液中通入过量：
D．过量Fe溶于稀硝酸：
4．铁与下列足量溶液发生反应，一定有固体剩余的是
A．稀硫酸 B．稀硝酸 C．热的浓硫酸 D．冷的浓硝酸
5．在稀硝酸中加入19.2g铜粉，待充分反应，判断下列说法正确的是(忽略反应前后溶液体积的变化)
A．反应中转移电子的物质的量为0.5NA
B．标准状况下，产生气体的体积为4.48L
C．反应后，的物质的量浓度为1.0mol/L
D．被还原的的物质的量为0.6mol
6．可以与铝反应放出氢气的溶液中，下列离子组一定可以大量共存的是
A．、Na+、ClO-、 B．Ca2+、、Cl-、Na+
C．I-、、Ba2+、Na+ D．K+、Na+、、Cl-
课程标准
基础知识通关
高温 高压
催化剂
规律与方法
经典例题
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第十四讲 氮及其化合物(一)
1．了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。
知识点一　氮气及氮的氧化物
1．氮气
(1)氮的固定
使空气中________的氮转化为________的过程。
(2)氮气的性质
①物理性质
纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的______。
②结构：电子式为__________，结构式为______，氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。
③化学性质
通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。
a．与H2反应：__________________________________________________________。
b．与O2反应：_________________________________________________________。
2．氮的氧化物
NO NO2
物理性质 颜色
毒性
溶解性
化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2
与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
实验室制法(填化学方程式) 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
与人体、环境的关系 ①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾
特别提示　①氮的氧化物都是大气污染物。
②空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
③空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
④NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝。
知识点一
1．(1)游离态　化合态氮
(2)①4/5　②N N　N≡N　③a.N2＋3H22NH3
b．N2＋O22NO
2.
NO NO2
物理性质 颜色 无色 红棕色
毒性 有毒 有毒
溶解性 不溶 能溶
知识点二　硝酸
1．硝酸的物理性质
色味态：________________；挥发性：________；水溶性：____________；发烟硝酸：______________。
2．硝酸的化学性质
(1)强酸性
稀硝酸能使紫色石蕊试液变____色，浓硝酸能使石蕊试液先变____色，微热后褪色。
(2)不稳定性：
浓硝酸显黄色，是因为__________________________________________________，
说明浓硝酸具有________性，化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)强氧化性
①与金属的反应
a．除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。
b．Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为：________________________，
________________________________________________________________________。
c．Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生________，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。
②与非金属反应
与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
③与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。
④王水
王水由________与________按体积比1∶3混合所得，具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。
知识点二
1．无色有刺激性气味的液体　易挥发　与水以任意比互溶　质量分数大于98%的硝酸
2．(1)红　红
(2)HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中　不稳定　4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O
(3)①b.Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
c．钝化
②C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
④浓硝酸　浓盐酸
一、氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法
1．关系式法
(1)NO、O2、H2O之间的综合反应式是
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
由此可知当体积比
V(NO)：V(O2)
(2)NO2、O2、H2O之间的综合反应式是
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
由此可知，当体积比
V(NO2)：V(O2)
2．电子守恒法
NO和NO2转化为硝酸时是氧化还原反应，必然遵循电子得失守恒。
二、金属与硝酸反应中的有关计算
1．金属与硝酸反应一般不产生______，且浓HNO3一般被还原为________，稀HNO3被还原为______，随着反应的进行很稀的HNO3有可能被还原为N2O，甚至NH4NO3。硝酸在反应中体现氧化性和酸性。
2．铁与硝酸反应要考虑Fe的用量，若Fe不足则生成__________，若Fe过量则生成__________。
3．铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时HNO3的还原产物为______，随着反应进行浓HNO3变稀，HNO3的还原产物为______，最终应得到__________的混合气体。
4．离子共存判断中的NO若在酸性条件下NO会表现出强氧化性，不能与Fe2＋、S2－、I－、SO、Br－等离子共存。
5．金属与HNO3的反应运用“守恒法”求解，一般类型有
(1)电子守恒
金属失电子数＝________________________________________________________。
(2)物料守恒
耗HNO3的量＝盐中NO的量(表现酸性的HNO3)＋__________________。
(3)电荷守恒
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO)＝c(H＋)＋____________________。
【答案】
1.H2　NO2　NO
2．Fe(NO3)3　Fe(NO3)2
3．NO2　NO　NO2和NO
5．(1)生成气体时HNO3得电子数
(2)气体中的N原子(被还原的HNO3)的量
(3)n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)
【典例】1．我国科研人员发现用电催化氮气与水反应进行固氮时，催化过程机理如下图所示。下列说法正确的是
A．该固氮反应的化学方程式为：2N2+6H2O4NH3+3O2
B．O2在阴极生成，NH3在阳极生成
C．该固氮过程中利用催化剂提高了反应限度
D．①～⑥步过程中，均包含极性键的断裂及非极性键的形成
【答案】A
【解析】A．用电催化氮气与水反应进行固氮时，根据催化剂机理，氮气不断的接受氢离子生成氨气，根据电子转移及质量守恒原理得到该固氮反应的化学方程式为：2N2+6H2O4NH3+3O2，故A正确；
B．水变为O2，化合价升高，在阳极生成，氮气变为NH3，化合价降低，在阴极生成，故B错误；
C．该固氮过程中利用催化剂提高了反应速率，催化剂不改变平衡移动，因此不能提高反应限度，故C错误；
D．①～⑥步过程中，②③步只有极性键的形成，没有非极性键形成，故D错误。
综上所述，答案为A。
【典例】2．某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行了如图实验。下列说法不正确的是
A．常温常压下，等体积的NO2和SO2的原子总数相同
B．图2中反应的现象是两气体混合后，颜色逐渐变浅最后消失
C．两气体混合后颜色消失的原因是SO2具有漂白性
D．图3中“有红棕色气体产生”说明NO2和SO2反应的产物中有NO
【答案】C
【解析】A．常温常压下，等体积的NO2和SO2的物质的量相同，1mol NO2和SO2原子总数都是3NA，则两者的原子总数相同，A正确；
B．由图2可知，NO2和SO2混合后气体颜色逐渐变浅最后消失，B正确；
C．NO2和SO2发生氧化还原反应而气体颜色消失，不是SO2的漂白性造成的，C错误；
D．由图3中由无色气体产生红棕色气体，为NO被氧气氧化转化为NO2，说明NO2和SO2反应的产物中有NO，D正确；
故选：C。
【典例】3．室温下，将充满NO2的试管倒立在水中，实验现象如图。下列分析不正确的是
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反应生成了酸
D．向试管中再缓缓通入一定量的O2，试管中的液面上升
【答案】B
【解析】A．从图中可以看出，水进入试管约三分之二体积，表明NO2易溶于水，不能用排水法收集，A正确；
B．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不正确；
C．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正确；
D. 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正确；
故选B。
【典例】4．将15.2g铜和镁组成的混合物加入100mL的浓硝酸中，固体恰好完全溶解，生成的标况下的混合气体NO和NO2共8.96L。向所得溶液中加入2.0LNaOH溶液，此时金属离子恰好沉淀完全，沉淀质量为25.4g，下列说法不正确的是
A．生成的混合气体中，NO和NO2的物质的量之比为1：3
B．浓硝酸的物质的量为浓度为10mol·L-1
C．金属与浓硝酸反应共转移电子数目为0.6NA
D．将生成的混合气体与一定量的O2混合通入水中，如气体完全被吸收，所需标况下的O24.48L
【答案】D
【解析】8.96LNO和NO2混合气的物质的量为0.4mol。沉淀为Mg(OH)2和Cu(OH)2，共25.4g，Mg和Cu共15.2g，所以m(OH-)=25.4g-15.2g=10.2g，n(OH-)=0.6mol。根据沉淀的化学式，金属阳离子和OH-的比均为1：2，所以金属的总物质的量为0.3mol，金属和硝酸反应后均转化为+2价，所以转移电子的物质的量为0.6mol，溶液中的n()=0.6mol。
A．设生成的混合气中NO的物质的量为x，则NO2的物质的量为0.4-x，转移电子的物质的量为0.6mol，则3x+0.4-x=0.6，x=0.1mol，所以NO2为0.3mol，则NO和NO2的物质的量之比为1：3，故A正确；
B．硝酸在反应中体现了酸性和强氧化性，体现酸性的硝酸为0.6mol，体现氧化性的硝酸为0.4mol，所以原有硝酸共1mol，所以硝酸的物质的量浓度为10mol/L，故B正确；
C．由以上分析可知，金属与浓硝酸反应共转移电子0.6mol，则金属与浓硝酸反应共转移电子数目为0.6NA，故C正确；
D．将生成的混合气体与一定量的O2混合通入水中，如气体完全被吸收，则生成硝酸，转移电子的物质的量为0.6mol，1molO2参加反应转移4mol电子，所以需要氧气0.15mol，所需标况下的O23.36L，故D错误；
故选D。
一、氮气和氮的氧化物
1．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”
【答案】A
【解析】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=NaHCO3↓+NH4Cl，B正确；
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3，相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，C正确；
D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，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”，D正确；
故选A。
2．下列“类比”合理的是
A．铁锈的主要成分是，铜锈的主要成分是
B．S在空气中燃烧生成SO2，N2在空气中燃烧生成NO2
C．CO2能溶于水生成碳酸，SiO2能溶于水生成硅酸
D．与溶液反应生成和，与溶液反应生成和
【答案】D
【解析】A．铜锈的主要成分是 Cu2(OH)2CO3，故A错误；
B．N2在空气中和氧气在高温或放电条件下生成NO，故B错误；
C．SiO2不能和水反应，故C错误；
D．Cl2 与 NaOH 溶液反应生成 NaCl 和 NaClO 和水， Br2 与 NaOH 溶液反应生成 NaBr 和 NaBrO和水，故D正确；
故选D。
3．下列物质不能通过相应单质一步化合而成的是
A．HCl B．NO C．CuS D．Al2O3
【答案】C
【解析】A．H2在Cl2中燃烧可生成 HCl，A不符合题意，A错误；
B．N2和O2在放电或高温的条件下反应生成NO，B不符合题意，B错误；
C．S与Cu在高温条件下反应生成Cu2S而非CuS，C符合题意，C正确；
D．Al与O2反应可得Al2O3，D不符合题意，D错误；
故选C。
4．下列过程属于人工固氨的是
A．工业合成NH3 B．NH3被催化氧化为NO
C．用NH3和CO2合成尿素 D．浓HNO3与Cu反应生成NO2
【答案】A
【解析】氮的固定是指游离态氮元素到化合态的过程。
A．工业合成氨是N2与H2在一定条件下反应生成，属于人工固氮，A项正确；
B．被催化氧化为和水，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，B项错误；
C．用和合成尿素，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，C项错误；
D．浓与反应生成，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，D项错误；
答案选A。
5．下列说法正确的是
A．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
B．NO可用于某些疾病的治疗
C．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象
D．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合
【答案】B
【解析】A．NO易被氧化为NO2，故A错误；
B．NO的生物学特性有促使血红蛋白和肌球蛋白迅速强力抑制其血管舒张作用，则可用于心血管疾病的治疗，故B正确；
C．NO2通入FeSO4溶液中首先生成HNO3，然后生成的HNO3能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色，故C错误；
D．常温常压下，NO易与空气中的氧气直接化合生成NO2，故D错误；
故选B。
6．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：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。常温下存在：2NO2(g) N2O4(g)。N2H4可作还原剂，火箭推进剂。在给定条件下，下列物质间所示的转化能实现的是
A．NH3 NO2 B．N2H4 N2
C．NONaNO2 D．
【答案】B
【解析】A．NH3中N原子的化合价为-3价，NO2中N原子的化合价为+4价，化合价升高NH3做还原剂，可以与O2发生氧化还原反应，化学方程式为4NH3+5O2=4NO+6H2O，A项错误；
B．N2H4中N原子的化合价为-2价，N2O4中N原子的化合价为+4价，可以发生归中反应生成N2，B项正确；
C．NO为不成盐氧化物不与NaOH反应，C项错误；
D．侯氏制碱法为向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳，化学方程式为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl，D项错误；
答案选B。
7．SO2、NOx是重要化工原料，可用于硫酸、硝酸的生产。工业制硫酸时，接触室中主要反应为：2SO2(g)＋O2(g) =2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1，SO2、NOx也是大气主要污染物，NOx可与NH3混合，通过选择性催化剂高温脱除，SO2可通过碱液吸收去除。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A．NO(g)HNO3(aq) B．SO2(g)H2SO4(aq)
C．SO2 NH4HSO3(aq) D．NOxN2(g)
【答案】D
【解析】A．一氧化氮不溶于水，也不能与水反应生成硝酸，故A错误；
B．二氧化硫与水反应生成亚硫酸，不能生成硫酸，故B错误；
C．二氧化硫与过量的一水合氨反应生成亚硫酸铵，不能生成亚硫酸氢铵，故C错误；
D．在催化剂作用下，氮的氧化物与氨气发生归中反应生成氮气，故D正确；
故选D。
8．某的多孔材料刚好可将“固定”，实现了与分离并制备，如图所示：
己知：
下列说法不正确的是
A．气体温度升高后，不利于的固定
B．被固定后，平衡正移，有利于的去除
C．制备的原理为：
D．每制备，转移电子数约为
【答案】D
【解析】A．二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的浓度减小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正确；
B．四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度减小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正确；
C．由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为，故C正确；
D．四氧化二氮转化为硝酸时，生成1mol硝酸，反应转移1mol电子，则每制备0.4mol硝酸，转移电子数约为0.4mol×6.02×1023=2.408×1023，故D错误；
故选D。
9．以和为主的氮氧化物是造成光化学烟雾、雾霾和酸雨的一个重要原因。
Ⅰ．为防止氮的氧化物(、)污染空气，可用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物。
(1)在一定条件下，与反应生成和，反应的化学方程式：。该反应中氧化产物为_______(填化学式)。
Ⅱ．氨气在一定条件下也可以还原氮氧化物，其反应为(未配平)。
(2)下列有关的说法中，错误的是_______(填标号)。
A．工业合成需要在高温、高压、催化剂下进行
B．可用来生产碳铵和尿素等化肥
C．可用浓硫酸或无水氯化钙干燥
(3)硝酸工业排放的废气中常含有、等，为消除它们对环境的破坏作用，工业上可采用氨转化法。已知氨恰好能将含和共的混合气体完全转化为，则混合气体中和的物质的量之比为_______；若用通式表示氮氧化物，则每摩尔氨可将_______的，转化为。
Ⅲ．工业上也常用溶液吸收法处理氮氧化物()。
已知：①不能与溶液反应。
②；。
(4)①当时，被溶液完全吸收后，转移电子的物质的量为_______。
②若用溶质质量分数为21.2%的溶液完全吸收，则需要溶液至少_______g。
③用足量的溶液完全吸收，每产生22.4L(标准状况)(全部逸出)时，吸收液的质量就增加44g，则中的x值为_______。
【答案】(1)
(2)C
(3) 1∶3
(4) 1 250
【解析】
(1)反应中，碳元素由+2价升高为+4价，氧化产物为(填化学式)。故答案为：；
(2)A．工业合成的反应是气体体积减小的放热可逆反应，需要在高温、高压、催化剂下进行，故A正确；
B．能与二氧化碳、水反应，可用来生产碳铵和尿素等化肥，故B正确；
C．可用浓硫酸或无水氯化钙反应，不可用浓硫酸或无水氯化钙干燥，故C错误；
故答案为：C；
(3)设出NO的体积为XL，NO2的体积为YL，根据混合气体的体积为6L，则有X+Y=6 ①，氨气反应时，NO和NO2得电子，而氨气失电子，根据得失电子数守恒可有：2X+4Y=7×3 ②，将两式联立即可解得X=1.5，Y=4.5，则有X∶Y=1∶3，若用通式NOx表示氧化物，电子守恒得到，2NOx～N2～4xe-，2NH3～N2～6e-，4xNH3～2xN2～6NOx～12xe-，则每摩尔氨可将xmol的NOx转化为N2。故答案为：1∶3；；
(4)①当时，被溶液完全吸收后，由方程式，氮由+2价升1价变为+3价，或二氧化氮中氮由+4价降1价变为+3价，转移电子的物质的量为1。故答案为：1；
②由守恒法可知：反应生成的NaNO3和NaNO2中氮元素与钠元素之比为1∶1，所以1mol NOx被完全吸收至少需碳酸钠0.5mol，质量为53g，所以碳酸钠溶液的质量为=250g，故答案为：250；
③设由NO2和纯碱反应产生CO2为amol，由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为bmol，
a+b=1，48a+32b=44，解得a=0.75mol，b=0.25mol，n（NO2）=0.75mol×2+0.25mol=1.75mol，n（NO）=0.25mol，x= =。故答案为：。
10．氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中 ①Y管中___________。 ②反应的化学方程式为___________。
将注射器活塞退回原处并同定，待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝 聚
打开K2 ③___________。 ④___________。
【答案】 红棕色气体慢慢变浅 Z中NaOH溶液产生倒吸现象 反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界大气压
【解析】在一定温度和催化剂条件下，可用将还原生成，结合实验条件可知，打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅，反应为；反应后气体分子数减少，打开K2，Y管中的压强小于外界大气压，因此产生倒吸现象，故答案为：红棕色气体慢慢变浅；；Z中NaOH溶液产生倒吸现象；反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界大气压。
二、硝酸
1．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是
① ② ③
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】D
【解析】浓硝酸不稳定，易分解为二氧化氮、水和氧气。
A．①中的红棕色气体是NO2，N元素化合价降低，根据氧化还原反应规律，一定有元素化合价升高，推断产生的气体中还一定有O2，故A正确；
B．浓硝酸受热易分解，②中的红棕色气体可能是硝酸分解产生，不能说明木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；
C．硝酸中N元素化合价为+5价，生成二氧化氮中N元素化合价为+4价，化合价降低，所以生成的红棕色气体为还原产物，故C正确；
D．③的气体产物中检测出CO2，CO2可能是C和氧气反应生成的产物，故D错误；
选D。
2．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A． B．稀
C． D．
【答案】C
【解析】A．NO不与H2O反应，A不符合题意；
B．稀HNO3与Cu反应生成NO，3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，B不符合题意；
C． 发生反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O，能实现转化，C符合题意；
D．中的N为最高价+5价，O3为氧化剂，因此不能生成N2，D不符合题意；
故选C。
3．下列离子方程式中正确的是
A．NO2在大气中形成酸雨：
B．实验室制胶体：(胶体)
C．溶液中通入过量：
D．过量Fe溶于稀硝酸：
【答案】A
【解析】A．二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸，离子方程式为：，A正确；
B．实验室将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续煮沸至液体呈红褐色制备氢氧化铁胶体，离子方程式为：，B错误；
C．通入过量生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式为：，C错误；
D．铁过量，生成二价铁，离子方程式为：，D错误；
故选A。
4．铁与下列足量溶液发生反应，一定有固体剩余的是
A．稀硫酸 B．稀硝酸 C．热的浓硫酸 D．冷的浓硝酸
【答案】D
【解析】A．足量稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，无固体剩余，故A不符合；
B．足量稀硝酸与铁反应生成硝酸铁、NO和水，无固体剩余，故B不符合；
C．足量热的浓硫酸与铁反应生成硫酸铁、SO2、和水，无固体剩余，故C不符合；
D．冷的浓硝酸使铁发生钝化，铁表面被氧化生成一层致密的氧化物薄膜，阻止浓硝酸继续与内层金属进一步反应，有固体剩余，故D符合；
故选D。
5．在稀硝酸中加入19.2g铜粉，待充分反应，判断下列说法正确的是(忽略反应前后溶液体积的变化)
A．反应中转移电子的物质的量为0.5NA
B．标准状况下，产生气体的体积为4.48L
C．反应后，的物质的量浓度为1.0mol/L
D．被还原的的物质的量为0.6mol
【答案】C
【解析】n(Cu)===0.3mol，n(HNO3)=cV=0.2L×5mol/L=1mol，据铜与硝酸反应的化学方程式3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，铜不足，故转移电子数、反应消耗的硝酸的量、被还原的硝酸的量，均利用铜计算。
A．1mol的铜参加反应，转移2mol的电子，0.3mol的铜参加反应，转移0.6mol的电子，A项错误；
B．铜与稀硝酸反应产生NO气体，B项错误；
C．根据方程式0.3mol铜消耗0.8mol的硝酸，剩余硝酸0.2mol，剩余硝酸的物质的量浓度为c==1mol/L，H+的物质的量浓度为1.0mol/L，C项正确；
D．根据化学方程式可知，8mol硝酸中只有2mol参与氧化还原反应，故0.8mol硝酸参加反应，被还原的HNO3的物质的量为0.2mol，D项错误；
答案为C。
6．可以与铝反应放出氢气的溶液中，下列离子组一定可以大量共存的是
A．、Na+、ClO-、 B．Ca2+、、Cl-、Na+
C．I-、、Ba2+、Na+ D．K+、Na+、、Cl-
【答案】D
【解析】可以与铝反应放出氢气的溶液可能为强酸性或强碱性，然后逐项分析解答。
A．在酸性溶液中与H+反应产生CO2、H2O，不能大量共存；ClO-与H+反应产生弱酸HClO不能大量共存；在碱性溶液中，与OH-反应产生弱碱NH3·H2O不能大量共存，A不符合题意；
B．Ca2+、反应产生CaSO3沉淀，不能大量共存；在酸性溶液中，与H+反应产生SO2、H2O，不能大量共存；在碱性溶液中Ca2+与OH-会产生微溶性物质Ca(OH)2，也不能大量共存，B不符合题意；
C．在酸性溶液中H+、I-、会发生氧化还原反应并生成NO气体、I2，不能大量共存，C不符合题意；
D．选项离子之间不能发生任何反应，可以大量共存，且选项离子与酸性溶液中的H+或碱性溶液中的OH-之间也不能发生反应，可以大量共存，D符合题意；
故合理选项是D。
课程标准
基础知识通关
高温 高压
催化剂
规律与方法
经典例题
基础通关练
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