第 13 講氮及其化合物A 組基礎(chǔ)題組1.(2017 北京海淀一模,6)二十四節(jié)氣是中國歷法的獨特創(chuàng)造,四月農(nóng)諺:“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是節(jié)氣谷雨。下列元素在自然界中的轉(zhuǎn)化與“雷雨肥田”有關(guān)的是()A.K B.N C.P D.C2.(2017 北京朝陽期中,6)已知物質(zhì) X、Y、Z 之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系,將裝滿氣體 Z 的試管倒扣在水槽中,溶液最終約充滿試管體積的 2/3。則 X 是()XY       ZA.NaB.S C.CH4D.NH33.(2017 北京順義二模,7)氮元素在海洋中的循環(huán),是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可用下圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是()A.海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化B.海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是C.海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與D.向海洋排放含 N的廢水會影響海洋中 N的含量4.(2017 北京門頭溝一模,8)依據(jù)下圖中氮元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系,判斷下列說法的是()A.X 是 N2O5B.可用排空氣法收集 NO 氣體1C.工業(yè)上以 NH3、空氣、水為原料生產(chǎn)硝酸D.由 NH3N2,從原理上看,NH3 可與 NO2 反應(yīng)實現(xiàn)5.(2017 北京理綜,12)下述實驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對比分析所得結(jié)論不正確的是()A.由中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體B.紅棕色氣體不能表明中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)C.由說明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D.的氣體產(chǎn)物中檢測出 CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)6.(2017 北京西城二模,27)氨氮廢水中的氮元素多以 N和 NH3·H2O 的形式存在。某工廠處理氨氮廢水的流程如下:含 N的廢水低濃度氨氮廢水含余氯廢水達標(biāo)廢水(1)中加入 NaOH 溶液,調(diào) pH=11 并鼓入大量空氣。用離子方程式表示加 NaOH 溶液的作用是;鼓入大量空氣的目的是。(2)中加入適量 NaClO 溶液,控制 pH 在 67,將氨氮轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)。為了完全從廢水中去除氨氮,加入的 NaClO 與水體中 N過程發(fā)生 3 個反應(yīng):的物質(zhì)的量之比最小是         。.ClO-+H+HClO.N+HClONH2Cl+H+H2O(NH2Cl 中 Cl 元素為+1 價). 已知:水體中以+1 價形式存在的氯元素有消毒殺菌的作用,被稱為“余氯”。下圖為 NaClO 加入量與“余氯”含量的關(guān)系示意圖。其中氨氮含量最低的點是 c 點。2b 點表示的溶液中氮元素的主要存在形式是(用化學(xué)式表示);反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(3)中用 Na2SO3 溶液處理含余氯廢水,要求達標(biāo)廢水中剩余 Na2SO3 的含量小于 5 mg·L-1。若含余氯廢水中 NaClO 的含量是 74.5 mg·L-1,則處理 10 m3 含余氯廢水,至多添加 10% Na2SO3 溶液kg(溶液體積變化忽略不計)。B 組提升題組7.(2015 北京理綜,12)在通風(fēng)櫥中進行下列實驗:步驟Fe 表面產(chǎn)生大量無色Fe 表面產(chǎn)生少量紅棕色氣 Fe、Cu 接觸后,其表面均產(chǎn)現(xiàn)象氣泡,液面上方變?yōu)榧t泡后,迅速停止生紅棕色氣泡棕色下列說法不正確的是()A.中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式:2NO+O22NO2B.中的現(xiàn)象說明 Fe 表面形成致密的氧化層,阻止 Fe 進一步反應(yīng)C.對比、中現(xiàn)象,說明稀 HNO3 的氧化性強于濃 HNO3D.針對中現(xiàn)象,在 Fe、Cu 之間連接電流計,可判斷 Fe 是否被氧化8.(2017 北京海淀期中,10)某同學(xué)進行下列實驗:裝置操作現(xiàn)象將盛有濃硝酸的燒杯 A 放 燒杯 A 液體上方立即出現(xiàn)入盛有淀粉 KI 溶液的燒大量紅棕色氣體;一段時杯 C 中,然后將銅片放入間后,紅棕色氣體消失,燒杯 A 后,立即用燒杯 B 罩 燒杯 A 和 C 中的液體都變住成藍色下列說法合理的是()A.燒杯 A 中發(fā)生反應(yīng):3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2OB.紅棕色氣體消失只與 NO2 和燒杯 C 中的 KI 發(fā)生反應(yīng)有關(guān)3C.燒杯 C 中溶液變藍只與 NO2 和 C 中溶液發(fā)生反應(yīng)有關(guān)D.若將銅片換成鐵片,則 C 中的液體也可能變藍9.(2017 北京石景山一模,10)某同學(xué)進行有關(guān)銅、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實驗,實驗過程如圖所示:下列說法正確的是()A.中溶液呈藍色,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生,稀硝酸被還原為 NO2B.中溶液存在:c(Cu2+)+c(H+)=c(N)+c(OH-)C.由上述實驗得出結(jié)論:常溫下,Cu 既可與稀硝酸反應(yīng),也可與稀硫酸反應(yīng)D.中反應(yīng)的化學(xué)方程式:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO+4H2O10.(2017 北京海淀期中,12)合成氨及其相關(guān)工業(yè)中,部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:下列說法不正確的是()A.甲、乙、丙三種物質(zhì)中都含有氮元素B.反應(yīng)、和的氧化劑相同C.的產(chǎn)物可在上述流程中被再次利用D.中發(fā)生反應(yīng):NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl11.(2017 北京理綜,27)SCR 和 NSR 技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的 NOx 排放。(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:尿素CO(NH2)2水溶液熱分解為 NH3 和 CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。反應(yīng)器中 NH3 還原 NO2 的化學(xué)方程式:。4當(dāng)燃油中含硫量較高時,尾氣中 SO2 在 O2 作用下會形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4 的形成:。尿素溶液濃度影響 NO2 的轉(zhuǎn)化,測定溶液中尿素(M=60 g·mol-1)含量的方法如下:取 a g 尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為 NH3,所得 NH3 用過量的 V1 mL c1 mol·L-1 H2SO4 溶液吸收完全,剩余 H2SO4 用 V2 mL c2 mol·L-1NaOH 溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。(2)NSR(NOx 儲存還原)工作原理:NOx 的儲存和還原在不同時段交替進行,如圖 a 所示。圖 a圖 b通過 BaO 和 Ba(NO3)2 的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn) NOx 的儲存和還原。儲存 NOx 的物質(zhì)是。用 H2 模擬尾氣中還原性氣體研究了 Ba(NO3)2 的催化還原過程,該過程分兩步進行,圖 b 表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的 H2 與 Ba(NO3)2 的物質(zhì)的量之比是。還原過程中,有時會產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與 NO 有關(guān)。在有氧條件下,15NO 與 NH3 以一定比例反應(yīng)時,得到的笑氣幾乎都是 15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補充完整:NNO+H2O5答案精解精析A 組基礎(chǔ)題組1.B氮氣和氧氣在閃電的作用下反應(yīng)生成 NO,NO 經(jīng)過一系列的化學(xué)變化,最終轉(zhuǎn)化為植物所需要的氮肥,故選 B。2.D分析可知,Z 是 NO2,故 X 可能是 N2 或 NH3。3.DA 項,由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知,海洋中的氮循環(huán)起始于氮的還原;B 項,屬于固氮作用的是;C 項,反硝化過程中氮元素化合價降低,被還原,故應(yīng)加入還原性物質(zhì),不會有氧氣參與;D 項,硝酸根離子增多,反硝化作用增強,會影響海洋中 N的含量。4.BA 項,X 為+5 價的氮的氧化物,故 X 是 N2O5;B 項,NO 能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮,故不能用排空氣法收集 NO;C 項,氨氣催化氧化生成 NO,NO 被氧氣氧化為 NO2,用水吸收 NO2 可制得硝酸;D 項,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識可知,NH3 可與 NO2 反應(yīng)生成 N2。5. 答案D中的 CO2 可能是空氣中的氧氣與木炭反應(yīng)的產(chǎn)物。6. 答案(1)N(2)32+OH-   NH3·H2O 將 NH3 吹出NH2Cl2NH2Cl+HClO(3)13.1N2+3HCl+H2O解析(1)含 N的廢水中加入 NaOH 溶液,調(diào) pH=11,廢水中的 N  和 NaOH 發(fā)生反應(yīng),離子方程式為N+OH-NH3·H2O;鼓入大量空氣可以將 NH3 吹出;(2)利用得失電子守恒知,加入的 NaClO 與水體中 N的物質(zhì)的量之比最小是 32;觀察圖像判斷出,ab 段發(fā)生的是反應(yīng),故 b 點表示的溶液中氮元素的主要存在形式是NH2Cl;bc 段“余氯”含量減少,說明+1 價的氯元素減少,則反應(yīng)的化學(xué)方程式是 2NH2Cl+HClON2+3HCl+H2O;(3)Na2SO3 溶液與 NaClO 溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na2SO3+NaClONa2SO4+NaCl,則處理 10 m3 含余氯廢水需要 n(Na2SO3)=n(NaClO)=74.5 mg·L-1×(10×103)L×10-3g·mg-1÷74.5 g·mol-1=10 mol,則 m(Na2SO3)=106mol×126 g·mol-1×10-3kg·g-1=1.26 kg;達標(biāo)廢水中最多殘留 Na2SO3 的質(zhì)量為 5mg·L-1×(10×103)L×10-6kg·mg-1=0.05 kg,故至多添加 10% Na2SO3 溶液的質(zhì)量為=13.1 kg。B 組提升題組7. 答案CA 項,Fe 與稀 HNO3 反應(yīng)生成 NO,無色的 NO 易被空氣中的 O2 氧化為紅棕色的 NO2,化學(xué)方程式為 2NO+O22NO2;B 項,中現(xiàn)象說明 Fe 遇到濃 HNO3 易發(fā)生鈍化,表面形成致密的氧化層,阻止 Fe 進一步反應(yīng);C 項,濃 HNO3 的氧化性強于稀 HNO3;D 項,Fe、Cu、濃 HNO3 可構(gòu)成原電池,連接電流計可以判斷 Fe是否被氧化。8.DA 項,Cu 和濃 HNO3 反應(yīng)生成 NO2;B 項,紅棕色氣體消失,也可能是 NO2 和水反應(yīng)所致;C 項,燒杯 C 中溶液變藍也可能是因為揮發(fā)出的硝酸和 C 中溶液發(fā)生了反應(yīng);D 項,濃硝酸具有揮發(fā)性,揮發(fā)出的硝酸也能使 C 中的液體變藍。9.DA 項,銅片與稀硝酸反應(yīng)生成 NO;B 項,中溶液為 Cu(NO3)2 溶液,由電荷守恒知,2c(Cu2+)+c(H+)=c(N3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4)+c(OH-);C 項,常溫下,銅不能與稀硫酸反應(yīng);D 項,中反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CuSO4+2NO+4H2O。10.B從題給的流程圖看,甲為 N2,乙為 NO,丙為 NO2,丁為 NaHCO3。A 項,甲、乙、丙三種物質(zhì)中都含有氮元素;B 項,反應(yīng)和反應(yīng)的氧化劑均為氧氣,反應(yīng)的氧化劑為 NO2;C 項,反應(yīng)為碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水,二氧化碳可再次利用;D 項,反應(yīng)為侯氏制堿法原理,化學(xué)方程式為NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl。11. 答案(1)CO(NH2)2+H2O8NH3+6NO27N2+12H2O2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4(2)BaO81CO2+2NH3415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O解析(1)n(NH3)=2n(H2SO4)-n(NaOH)=2c1V1×10-3 mol-c2V2×10-3mol7nCO(NH2)2= n(NH3)=molmCO(NH2)2=nCO(NH2)2×60 g·mol-1=mol×60 g·mol-1=(6c1V1-3c2V2)×10-2 g則 a g 尿素溶液中尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:×100%=。(2)觀察圖 a 可知 BaO 起到了儲存 NOx 的作用。觀察圖 b 可知,當(dāng) Ba(NO3)2 用 H2 還原時,氮元素開始時轉(zhuǎn)化為 NH3,由得失電子守恒可得消耗的 H2 與 Ba(NO3)2 的物質(zhì)的量之比為 81。分析可知,反應(yīng)物 15NO、NH3 與產(chǎn)物 15NNO 的化學(xué)計量數(shù)應(yīng)是一樣的,然后結(jié)合得失電子守恒及原子守恒可得反應(yīng)的化學(xué)方程式。8