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一、氮元素的存在形式
二、自然界中氮的循环
三、氮气的物理性质和化学性质
物理性质 氮气是一种无色无味的气体，难溶于水，密度与空气相近。
化学性质 ①与O2反应：N2 + O22NO 。 ②与H2反应：N2 + 3H2 2NH3。 ③与Mg反应：N2 + 3Mg Mg3N2。
四、氮的固定
1.概念：把空气中游离态的氮转变为氮的化合物的过程。
2.分类：
(1)自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。
(2)人工固氮：如工业合成氨。
五、NO、NO2的性质
1.性质对比
NO NO2
物理性质 无色、有毒气体、不溶于水 红棕色、有刺激性气味、有毒气体、易溶于水
化学性质 常温下易与O2反应：2NO + O2 = 2NO2 与水反应，制硝酸：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
实验探究-NO2溶于水
实验操作 实验现象 实验结论
在一支50 mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 无明显现象 NO不溶于水
打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 无色气体变为红棕色，注射器活塞向左移动 NO与O2反应生成红棕色的NO2
振荡注射器 红棕色气体变为无色，注射器活塞继续向左移动 NO2溶于水生成无色的NO
题型一：氮的固定
1．下列反应属于氮的固定的是
A．用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵 B．NO遇O2转化为NO2
C．硝酸工厂用NH3氧化制NO D．N2和H2在一定条件下反应生成NH3
题型二：氮的循环
2．海洋中无机氮的循环过程可用图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是
A．海洋中不存在游离态的氮
B．海洋中的氮循环起始于氮被氧化
C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
D．向海洋排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量
题型三：氮气的性质
3．下列关于氮气性质的说法中正确的是
A．点燃条件下，N2在氧气中燃烧生成NO
B．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2作还原剂
C．合成氨反应中，N2发生氧化反应
D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合
题型四：一氧化氮和二氧化氮的性质
4．下列关于NO和NO2的说法正确的是
A．NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸，所以属于酸性氧化物
B．NO2不能由N2和O2直接化合得到
C．NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集
D．NO在空气中可以长久的存在
5．用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)可获得Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：
下列说法不正确的是
A．吸收时主要反应的离子方程式为NO+NO2+2OH-=2NO+H2O
B．用石灰乳比用澄清石灰水吸收效果更好
C．采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收
D．若尾气中n(NO2):n(NO)＜1∶1，吸收后排放的气体中NO含量升高
题型五：二氧化氮溶于水的实验
6．探究氮的相关化合物的性质
I.制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。
(1)写出实验室制取氨气的化学方程式 。
(2)收集氨气应使用 法，要得到干燥的氨气可选用 作干燥剂。
(3)只提供如图装置，请说明引发喷泉的方法
II.为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按如图装好实验装置，并检验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(4)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关闭止水夹，首先观察到烧瓶中的现象： ，产生此现象的化学方程式为 。
(5)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为 。产生此现象的化学方程式为 。
题型六：氮及其氧化物的性质
7．如图是某元素的价类二维图。其中X是一种强碱，其焰色试验呈黄色，G为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对原子质量比C小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是
A．E可以是金属也可以是非金属
B．C和D两种大气污染物，都能用排空气法收集
C．B的浓溶液具有吸水性，可用来干燥气体
D．实验室制备F时，可以将其浓溶液滴入碱石灰中进行制取
题型七：尾气处理(氮氧化物)
8．用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)可获得Ca(NO2)2，部分工艺流程如下，下列说法不正确的是
A．吸收时主要反应的离子方程式为NO+NO2+OH-=NO+H2O
B．用石灰乳比用澄清石灰水吸收效果更好
C．采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收
D．尾气中含有的NO不是酸性氧化物
9．下列反应中，不属于氮的固定的是
A．N2和H2在一定条件下合成NH3
B．豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮
C．雷电时，空气中的N2与O2反应生成NO
D．由NH3制碳酸氢铵和尿素
10．下列关于氮的循环，叙述错误的是
A．氮气转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定
B．氮的固定可以通过自然固氮和人工固氮的方式实现
C．人类的生产活动参与了氮的循环过程
D．氮的循环过程中只有氮元素被氧化的过程
11．薯条等膨化食品的袋子里填充的是食品级氮气。下列有关氮及其氧化物的说法正确的是
A．和均为无色气体 B．既具有氧化性，又具有还原性
C．雷雨天，空气中的和反应生成 D．和都可稳定存在于空气中
12．下列关于NO的说法正确的是
A．NO是一种红棕色且难溶于水的气体
B．等物质的量的NO和CO所含电子数相等
C．NO只有氧化性，无还原性
D．NO易与人体血红蛋白结合，使人中毒
13．氮元素的价类二维图如图1所示，请据此回答：
(1)X的化学式为 ；从物质性质上看，X属于 性氧化物(填“酸”或碱)；X转化为HNO3 氧化还原反应(填“是”或“不是”)。
(2)亚硝酸(HNO2)可由如图中的两种气体(已知：X常温下为固体)按一定比例通入水中制得，两种气体分别为 (填化学式)。
(3)工业上以NH3、空气、水为原料通过三步反应生产硝酸：
①NH3→NO，其化学方程式为 。
②NO→NO2，其实验现象为 。
③NO2→HNO3，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)实验室欲制备一瓶干燥的氨气，装置如图2所示：
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ，反应的化学方程式为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→ (按气流方向，用小写字母表示)。
③ C装置的作用是：
④ 氨气的收集方法：
⑤ F装置中的漏斗可以用 装置替代。
14．如图图1为氮元素及其化合物的转化关系，图2为实验室制取某气体的装置。完成下列填空：
(1)图1中X的化学式为 。从化合价上看，X具有 (填“氧化”或“还原”)性。
(2)实验室常用图2中的发生装置制备氨气，该反应化学方程式为 。若要收集一瓶氨气，图2虚框中的连接图应为 (选填编号，气体均从左面导管进入)。
下列试剂不能用于干燥NH3的是 (选填字母)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.NaOH固体 d.无水CaCl2
(3)氨气和氯化氢在空气中相遇时，可以看到的现象是生成大量白烟，方程式为 。
(4)检验氨气已收集满的方法是 。
(5)如制得标准状况下的氨气2.24L，则反应中至少需要熟石灰的物质的量为 。
(6)已知PH3(磷化氢)与NH3的分子结构相似，试写出PH3的结构式 。
(7)汽车排气管上装有催化转换器可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体CO和NO在催化下可相互反应转化为无毒无害气体排放，写出该反应的化学方程式 。工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO与NO2按物质的量之比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 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【分析】氮的固定指的是游离态的氮转化为化合态的氮，以此解题。
【详解】A．NH3、碳酸氢铵和硫酸铵中的N都是化合态，不属于氮的固定，A错误；
B．一氧化氮和二氧化氮都是化合态的氮，不属于氮的固定，B错误；
C．氨气和一氧化氮都是化合态的氮，不属于氮的固定，C错误；
D．氮气是游离态的氮，氮气和氢气反应生成的氨气是化合态的氮，属于氮的固定，D正确；
故选D。
2．D
【详解】A．由图知，空气中的氮气和海洋中的氮气之间存在平衡，则海洋中存在游离态的氮，A错误；
B．由图知，海洋中的氮循环起始于海水中氮气转变为铵根离子，氮的化合价降低，这是氮的还原，B错误；
C．由图知，海洋中的反硝化作用是还原反应，硝酸根离子转变为亚硝酸根离子是降低氧含量的过程、亚硝酸根离子转变为氮气是去氧过程，故理论上没有氧气的参与，C错误；
D．向海洋排放含NO的废水，则硝酸根离子浓度增大，促进反硝化反应，亚硝酸根离子浓度增大，促进反硝化反应，使海洋中氮气浓度增大，促使反应②发生，则会影响海洋中NH的含量，D正确；
答案选D。
3．D
【详解】A．氮气在放电或高温条件下生成一氧化氮，A错误；
B．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2得电子化合价降低作氧化剂，B错误；
C．合成氨反应中，N2得电子化合价降低发生还原反应，C错误；
D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合，键能大，不易断裂，物质化学性质温度，D正确；
故选D。
4．B
【详解】A．NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸和NO，NO2不属于酸性氧化物，故A错误；
B．N2和O2在放电条件下直接化合得到NO，故B正确；
C．NO与氧气反应，NO不能用排空气法收集。NO2能与水反应，NO2不能用排水法收集，故C错误；
D．NO与氧气反应生成NO2，NO不能在空气中可以长久的存在，故D错误；
选B。
5．A
【分析】该工艺中NO和NO2物质的量之比接近1：1，原理为：NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O；若n(NO)：n(NO2)＞1：1，发生反应NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O，多余的NO无法被Ca(OH)2吸收，造成排放气体中NO含量升高；若n(NO)：n(NO2)＜1：1，二氧化氮过量，被Ca(OH)2吸收，则发生了4NO2+2Ca(OH)2═Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O，产品中Ca(NO3)2含量升高，.
【详解】A．根据分析过程，该工艺中NO和NO2物质的量之比接近1：1，可以提高Ca(NO2)2的产率及纯度，石灰乳中氢氧化钙为浊液不能拆开，吸收时主要反应为NO+NO2+Ca(OH)2=Ca2++2NO+H2O，故A错误；
B．石灰乳更利于气体附着，改为澄清石灰水吸收效率将会降低，故B正确；
C．采用气液逆流接触，增大了气体和石灰乳的接触面积，有利于尾气中NO、NO2的充分吸收，故C正确；
D．尾气中n(NO2)∶n(NO)＜1∶1，发生反应NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O，多余的NO无法被Ca(OH)2吸收，造成排放气体中NO含量升高，故D正确；
故选A。
6．(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2) 向下排空气 碱石灰
(3)打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，NH3受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气和水，NH3与水接触，即发生喷泉
(4) 烧瓶内无色气体变为红棕色 2NO +O2 =2NO2
(5) 烧瓶中的气体从红棕色变成无色，烧杯中导管的水位上升 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO
【详解】（1）实验室用熟石灰和氯化铵在加热条件下反应制备氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O；
（2）氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，用向下排空气法收集，氨气为碱性气体，用碱石灰干燥；
（3）加热时烧瓶内压强增大，气体体积膨胀，当氨气与水接触时，因氨气极易溶于水而导致烧瓶内压强迅速减小而形成喷泉；
（4）无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2，发生反应的化学方程式为2NO+O2=2NO2；
（5）轻轻摇动平底烧瓶，使得NO2与水发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以烧杯中红棕色气体又变为无色，由于烧瓶中压强减小，故烧杯中导管水位上升。
7．D
【分析】其中X是一种强碱，其焰色试验呈黄色，则X为NaOH，G和NaOH反应生成氢化物，再结合D的相对原子质量比C小16，可以得出F为氨气，D为，E为氮气，C为，B为，A为。
【详解】A．E是氮气，故A错误；
B．C和D两种大气污染物，NO易与空气中氧气反应，因此NO不能用排空气法收集，故B错误；
C．B为硝酸，其浓溶液具有强氧化性，故C错误；
D．实验室制备氨气时，可以将其浓氨水和碱石灰反应得到，故D正确。
综上所述，答案为D。
8．A
【分析】该工艺中NO和NO2物质的量之比接近1∶1，原理为：NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O；若n(NO)：n(NO2)＞1∶1，发生反应NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O，多余的NO无法被Ca(OH)2吸收，造成排放气体中NO含量升高；若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，二氧化氮过量，被Ca(OH)2吸收，则发生了4NO2+2Ca(OH)2═Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O，产品中Ca(NO3)2含量升高，.
【详解】A．根据分析过程，该工艺中NO和NO2物质的量之比接近1∶1，可以提高Ca(NO2)2的产率及纯度，石灰乳中氢氧化钙为浊液不能拆开，吸收时主要反应为NO+NO2+Ca(OH)2=Ca2++2NO+H2O，故A错误；
B．石灰乳更利于气体附着，改为澄清石灰水吸收效率将会降低，故B正确；
C．采用气液逆流接触，增大了气体和石灰乳的接触面积，有利于尾气中NO、NO2的充分吸收，故C正确；
D．一氧化氮不和碱反应生成盐和水，不是酸性氧化物，故D正确；
故选A。
9．D
【详解】A．氮的固定是指从游离态转化成化合态的过程，N2和H2在一定条件下合成NH3属于氮的固定，故A不选；
B．豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮，该过程中N从游离态转化成化合态，属于氮的固定，故B不选；
C．雷电时，空气中的N2与O2反应生成NO，该过程中N从游离态转化成化合态，属于氮的固定，故C不选；
D．由NH3制碳酸氢铵和尿素，该过程中没由游离态N参与，不属于氮的固定，故D选；
正确答案是D。
10．D
【详解】A．氮气转化为氮的化合物的过程即游离态的氮变为化合态的氮叫做氮的固定，故A正确；
B．氮的固定可以通过自然固氮和人工固氮的方式实现，雷雨生庄稼是自然固氮，合成氨是人工固氮，故B正确；
C．人类的生产活动参与了氮的循环过程，如人工合成氨，氮肥的使用等，故C正确；
D．氮的循环过程中可以是氮元素被氧化，也可以是氮元素被还原，故D错误。
综上所述，答案为D。
11．B
【详解】A．为红棕色气体，A错误；
B．中的N元素为0价，既能升高到+2价，也能降到-3价，故既具有氧化性，又具有还原性，B正确；
C．雷雨天，放电条件下，空气中的和反应生成，C错误；
D．不能稳定存在，易被氧化为，D错误；
答案选B。
12．D
【详解】A．一氧化氮是一种无色且难溶于水的气体，故A错误；
B．1个一氧化氮分子所含电子数为15，1个一氧化碳分子所含电子数为14，则等物质的量的一氧化氮和一氧化碳所含电子数不相等，故B错误；
C．一氧化氮中氮元素的化合价为，氮元素的最高化合价为，则氮元素处于中间价态的一氧化氮既具有还原性也具有氧化性，故C错误；
D．一氧化氮易与人体血红蛋白结合，使人中毒，故D正确；
故选D。
13．(1) N2O5 酸性 不是
(2)NO、NO2
(3) 无色气体变为红棕色 1︰2
(4) A d→c→f→e→i 干燥氨气 向下排空气法 长颈漏斗
【分析】实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，制备的气体中含有水蒸气，氨气为碱性气体，应选择盛有碱石灰干燥管干燥气体，氨气极易溶于水，密度小于空气密度所以应选择向下排空气法收集气体，氨气极易溶于水，尾气可以用水吸收，注意防止倒吸的发生；
【详解】（1）图1分析可知X化合价与硝酸相同为+5价，物质类型为氧化物，X化学式为：N2O5，N2O5为酸性氧化物，N2O5+H2O=2HNO3，反应为非氧化还原反应，故答案为：N2O5；酸性；不是；
（2）NO、NO2按一定比例通入水中可制得HNO2；
（3）①NH3→NO反应是氨气的催化氧化，反应的化学方程式为：；
②NO→NO2实验现象是无色气体变化为红棕色气体，故答案为：无色气体变为红棕色；
③二氧化氮和水反应生成一氧化氮和硝酸，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应中二氧化氮化合价+4价变化为+5价和+2价，氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2，故答案为：1:2；
（4）①实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，反应物状态为固体与固体，反应条件为加热，所以选择A为发生装置，反应方程式为，也可用加热浓氨水的制取氨气，选择装置B，化学方程式为，故答案为：A；；
②实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，制备的气体中含有水蒸气，氨气为碱性气体，应选择盛有碱石灰干燥管干燥气体，氨气极易溶于水，密度小于空气密度所以应选择向下排空气法收集气体，氨气极易溶于水，尾气可以用水吸收，注意防止倒吸的发生，所以正确的连接顺序为：发生装置→d→c→f→e→i，故答案为：d→c→f→e→i；
③碱石灰能吸收氨气中的水蒸气，C装置的作用是干燥氨气；
④氨气密度比空气小且易溶于水，收集方法是向下排空气法；
⑤F装置作用是防倒吸，其中的漏斗可以用长颈漏斗装置代替。
14．(1) N2O5 氧化
(2) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ① ad
(3)NH3+HCl=NH4Cl
(4)将润湿的红色石蕊试纸靠近收集气体的试管口，若试纸变蓝，则已收集满
(5)0.05mol
(6)
(7) 2CO+2NON2+2CO2 NaNO2
【分析】实验室制备氨气的方法是利用固体氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气；固体在大试管中加热会生成水，试管A的管口必须稍向下倾斜，防止水倒流；氨气是极易溶于水的气体，收集时试管必须干燥；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色进行验证；
【详解】（1）X中氮元素化合价是+5，氧化物的化学式为N2O5，氮元素处于最高价，因此X具有氧化性，故答案为：N2O5；氧化；
（2）实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制备氨气，该反应的化学方程式为；氨气极易溶于水，比空气轻，收集方法只能用向下排空气法收集，导气管位置短进长出，气体从左边通入时，应选①；氨气为碱性气体，浓硫酸具有酸性，会与氨气发生反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，碱石灰和NaOH固体均可以吸收水蒸气，且不吸收氨气，可以干燥氨气，无水CaCl2能够吸收氨气，形成配合物，不能用来干燥氨气，故答案为：；①；ad；
（3）氨气和氯化氢反应生成氯化铵，生成固体小颗粒因此产生白烟，反应的化学方程式为NH3+HCl=NH4Cl；
（4）检验氨气已充满试管B的方法是用湿润的红色石蕊试纸靠近B试管口，试纸变蓝证明集满，故答案为：将润湿的红色石蕊试纸靠近收集气体的试管口，若试纸变蓝，则已收集满；
（5）如制得标准状况下的氨气2.24L，物质的量为0.1mol，依据化学方程式定量关系得到需要氢氧化钙物质的量为0.05mol。
（6）根据氨气的结构可以推断出与其结构相似的PH3的结构式为 ，故答案为： ；
（7）汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体(N2、CO2)排放，CO中C的化合价升高2价，NO中N的化合价降低2价，根据化合价升降守恒和原子守恒可知，其化学反应方程式为，NO与NO2按物质的量之比1：1被足量NaOH溶液完全吸收，根据电子守恒，可推断出生成物中N元素的化合价为+3价，故生成的盐为NaNO2，故答案为：；NaNO2。
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