专题7 氮与社会可持续发展 第一单元 氮的固定
第1课时 氮分子的结构 自然固氮
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1氮分子的结构
1.下列气体无毒的是( )
A．Cl2 B．N2
C．CO D．SO2
2．下列关于N2的说法中错误的是( )
A．N2化学性质稳定
B．N2不能支持任何物质的燃烧
C．N2既能做氧化剂又能做还原剂
D．实验室可用排水法收集氮气
3．氮气的用途很广泛，下列不属于氮气用途的是( )
A．合成氨制作氮肥
B．充入灯泡作保护气
C．液氮可作制冷剂
D．医疗上可作为危重病人的急救气
4．关于氮气的性质的说法中，错误的是( )
A．氮在自然界中既以游离态存在，也以化合态形式存在
B．通常条件下，氮气性质很不活泼
C．氮气可在氧气中燃烧生成一氧化氮
D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
5．(双选)下列关于N2的说法错误的是( )
A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气
B．反应N2＋O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C. N2的质量约占空气总质量的
D．在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N2作氧化剂，被氧化
知识点2自然固氮
6.下列关于氮的固定的说法错误的是( )
A．氮的固定包括人工固氮和自然固氮
B．工业合成氨属于人工固氮
C．自然固氮中氮元素被氧化
D．氮的固定中参与元素至少有两种
7．生物固氮是指( )
A．生物从土壤中吸收含氮养料
B．豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质
C．将氨转变成硝酸及其它氮的化合物
D．生物将空气中的氮气转变成含氮化合物
8．下列过程属于化学变化的是( )
A．氮的固定 B．干冰升华
C．海水晒盐 D．氧气液化
9．下列变化中不属于氮的固定的是( )
A．在一定条件下由氨气和二氧化碳合成尿素
B．雷雨闪电时，大气中产生了一氧化氮
C．豆科农作物的根瘤菌使空气中的氮转化为氨
D．镁条在空气中燃烧生成氮化镁
10．(双选)下列过程不属于氮的固定的是( )
A．N2―→NO B．NH3―→NH4NO3
C．NO―→ NO2 D．N2NO
知识点3 氮的氧化物
11.下列关于二氧化氮性质的描述中，不正确的是( )
A．无色气体
B．有刺激性气味
C．相同条件下密度比空气的大
D．能与水反应
12．雷雨时，空气中的氮气和氧气可生成氮的氧化物，该氧化物进一步反应后遇水变成( )
A．NO2 B．HNO3
C．H2SO4 D．NH3·H2O
13．NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是( )
A．NO是一种红棕色气体
B．NO和NO2都属于酸性氧化物
C．NO难溶于水，可以用排水法收集
D．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合
14．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是( )
A．氧气 B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
15．在一大试管中装入10 mL NO倒立于水槽中，然后向其中缓慢通入6 mL O2(气体体积均在相同条件下测定)，下面有关实验最终状态的描述，正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体呈无色，是1 mL NO
C．试管内气体呈无色，是2 mL O2
D．试管内液面上升
16．(双选)下列对于二氧化氮的说法正确的是( )
A．NO2能与水反应生成硝酸，但NO2不是酸性氧化物
B．除去O2中混有的NO2，可将混合气体通入水中，将NO2溶解
C．NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2，得橙色溶液的为溴蒸气
D．NO2是大气污染物之一
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列反应属于氮的固定的是( )
①N2和H2在一定条件下反应生成NH3 ②雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO ③NH3经过催化氧化生成NO ④NH3和HNO3反应生成NH4NO3
A．①③ B．②④
C．③④ D．①②
2．现有等体积混合而成的4组气体：①NO、NO2 ②HCl、N2 ③NO2 、O2 ④Cl2、SO2 将其分别通入体积相同的试管中并立即倒立在足量水中，试管内水面上升的高度关系为( )
A．④＞②＞③＞① B．④＞③＞②＞①
C．②＞③＞①＞④ D．③＞②＞①＞④
3．某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种，将此混合气体通过品红溶液后，溶液褪色，把剩余气体通入装有空气的装置中，很快变为红棕色。对原混合气体成分判断正确的是( )
A．肯定有SO2和NO
B．肯定没有NO2和O2，可能有Cl2
C．可能有Cl2和O2
D．肯定只有NO
4．某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2，则该氮的氧化物是( )
A．N2O B．NO
C．NO2 D．N2O5
5．NO、NO2、O2按照一定比例通入水中，能被完全吸收，无剩余气体，若NO、NO2、O2的气体体积分别为a、b、c、则a∶b∶c可能为( )
A．1∶5∶2 B．2∶5∶1
C．5∶1∶2 D．5∶2∶1
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是( )
①N2―→NO2 ②NO2―→NO ③NO2―→HNO3
④N2―→NO ⑤N2―→NH3
A．① B．②⑤
C．④ D．③④
7．四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒置于盛有水的水槽中，放置一段时间后的现象如图所示。其中原试管充满NO2的是( )
8．电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会发生一系列反应，生成氮的化合物。雷雨时，一般不可能生成的氮的化合物的是( )
①NH3 ②NO ③NO2 ④N2O3 ⑤N2O5 ⑥HNO3
A．①④⑤ B．①③⑤
C．②④⑥ D．②③⑤⑥
9．将盛有25 mL NO2和O2混合气体的量筒倒置于水槽中，一段时间后，气体体积减小到5 mL且不再变化(同温同压下)。则原混合气体中NO2和O2的体积比可能是( )
A．1∶1 B．18∶7
C．16∶9 D．23∶2
三、非选择题
10．如图所示：在B水槽中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL。
(1)将A倒插入B槽中发生反应的化学方程式为________________，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。
(2)通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是________________________________。
(3)当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1(设溶液的体积仍为500 mL)。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．(素养题—证据推理与模型认知)在水体中部分含氮有机物循环如图所示。图中属于氮的固定的是( )
A．③ B．④
C．⑤ D．⑥
2．(素养题—宏观辨识与微观探析)如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体( )
A．可能是N2与NO2的混合气体
B．可能是O2与N2的混合气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
3．(素养题—科学精神与社会责任)在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B．NO 和O2必须在催化剂表面才能反应
C．该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2
D．该催化转化的总反应方程式为：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
4．(素养题—科学探究)NO2是大气污染物之一，实验室拟将NO2与Cl2混合用NaOH溶液吸收的方法消除其污染。回答下列问题：
(1)氯气的制备
①仪器M的名称是________。
②欲用MnO2和浓盐酸制备并收集一瓶纯净干燥的氯气，选择上图中的装置，其连接顺序为________________(按气流方向，用小写字母表示)。
③D在制备装置中的作用是________；装置F的作用是____________________。
(2)用如下图所示装置，探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反应。查阅有关资料可知：HNO2是一种弱酸，且不稳定，易分解生成NO和NO2。
①装置中X和Z的作用是____________________。
②实验时观察到X试剂瓶中有黄绿色气体，Z试剂瓶中有红棕色气体，若通入体积比为1∶2的Cl2和NO2，Y中观察不到气体颜色，反应结束后加入稀硫酸无现象，则Y中发生反应的化学方程式是________________。
第1课时 氮分子的结构 自然固氮
必备知识基础练
1．答案：B
解析：SO2、CO、Cl2都是有毒气体，对人体的呼吸系统、肝肾等都有危害，N2是空气的主要成分之一，无毒，故选B。
2．答案：B
解析：A.N2分子中含有N≡N，键能较大，很难被破坏，因此常温下性质稳定，故A正确； B．金属镁可以在氮气中燃烧，生成二氮化三镁，故B错误； C．N2可以跟活泼金属以及氢气反应，化合价由0价变为－3价，N2做氧化剂，N2还可以和氧气反应生成一氧化氮，化合价由0价变为正二价，化合价升高，N2做还原剂，故C正确； D．N2难溶于水，故实验室可以用排水法收集氮气，故D正确； 故选B。
3．答案：D
解析：A.利用氮气和氢气反应生成氨气的性质，可以用于制作氮肥，故A不符合题意；B.利用氮气的稳定性可以充入灯泡作保护气，故B不符合题意；C.利用氮气液化可以吸收热量的性质，液氮可作制冷剂，故C不符合题意；D.氮气不能供呼吸，医疗上可作为危重病人的急救气是氧气，故D符合题意；故答案选D。
4．答案：C
解析：A、氮在自然界中存在游离态，如空气中的N2，也有化合态，如蛋白质中的氮，故A说法正确；B、氮气分子中两个氮原子之间以三键的形式存在，键能较大，因此通常条件下，氮气的性质很不活泼，故B说法正确；C、在放电或高温条件下，能与氧气反应，故C说法错误；D、大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环，故D说法正确；故答案选C。
5．答案：CD
解析：A.N2可在电焊时作保护气，是利用氮气的稳定性，故A正确；B.汽车尾气造成污染的主要原因之一是N2＋O22NO，故B正确；C.氮气的体积约占空气总体积的，故C错误；D.在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N元素的化合价降低，得电子，即N2作氧化剂，被还原，故D错误；答案为CD。
6．答案：C
解析：A.根据氮的固定条件不同分为人工固氮和自然固氮，故A正确；B.工业合成氨是N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，故B正确；C.自然固氮是游离态氮转化为化合态的氮，氮元素可能被氧化，也可能被还原，故C错误；D.氮的固定是游离态的氮转化为含氮化合物的过程，参与元素至少有两种，故D正确；故选C。
7．答案：D
解析：生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气转化为含氮的化合物的过程。A.土壤中含有的NO、NH，被植物吸收合成植物所需的物质，是氮的化合物转化为氮的化合物，A不符合题意；B.根瘤菌将含氮化合物转化为蛋白质，是氮的化合物转化为氮的化合物，B不符合题意；C.将氨转变成硝酸及其它氮的化合物，是氮的化合物转化为氮的化合物，C不符合题意；D.生物将氮气转化为含氮化合物，符合生物固氮的定义，D符合题意；答案选D。
8．答案：A
解析：A、氮的固定是把游离态的氮转化为化合态的氮的过程，属于化学变化，故A正确；B、干冰升华是把固体的CO2变为气体的CO2，属于物理变化，则B错误；C、海水晒盐是将水蒸发后使氯化钠析出，属于物理变化，故C错误；D、氧气液化是将气体氧变为液体氧的过程，也属于物理变化，即D错误。本题正确答案为A。
9．答案：A
解析：A.工业上用氨和二氧化碳合成尿素，属于不同化合态的氮之间的转化，不属于氮的固定，故A符合题意；B.雷雨闪电时，氮气和氧气合成一氧化氮，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定；C.根瘤菌把氮气转化为氨，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定；D.镁条在空气中燃烧生成氮化镁，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定；故答案为A。
10．答案：BC
解析：氮的固定是将游离态的氮转化为氮的化合物，A、游离态的氮气转化为化合态的一氧化氮，属于氮的固定；B、氨气转化为硝酸铵，是由化合态转化为化合态，不属于氮的固定，选项B符合题意；C、化合态的NO转化为化合态的二氧化氮，由化合态转化为化合态，不属于氮的固定，选项C符合题意；D、游离态的氮气转化为化合态的硝酸或硝酸盐，属于氮的固定。答案选BC。
11．答案：A
解析：A.NO2为红棕色气体，A不正确；B.NO2有刺激性气味，B正确；C.相同条件下，NO2密度比空气的大，C正确；D.NO2能与水反应生成硝酸和NO，D正确。选不正确的，故为A。
12．答案：B
解析：在放电的条件下，氮气可被氧气氧化生成NO，NO继续被氧化即生成NO2，NO2溶于水生成硝酸和NO；答案选B。
13．答案：C
解析：A.NO是一种无色气体，A错误；B.酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，该反应为非氧化还原反应；NO属于不成盐氧化物，NO2和碱发生氧化还原反应，不属于酸性氧化物，B错误；C.NO难溶于水不与水反应，可以用排水法收集，C正确；D.常温常压下，NO能与空气中的氧气直接化合生成NO2，D错误。
14．答案：C
解析：假设3 mol二氧化氮和水反应生成2 mol硝酸和1 mol一氧化氮，2 mol硝酸和小苏打反应生成2 mol二氧化碳，2 mol二氧化碳和过氧化钠反应生成1 mol氧气，1 mol一氧化氮和0.5 mol氧气反应生成1 mol二氧化氮，所以剩余气体有二氧化氮和氧气，选C。
15．答案：D
解析：A.根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知，V(NO)∶V(O2)＞4∶3时，NO有剩余。由题意，V(NO)∶V(O2)＝5∶3可知，NO剩余2 mL，试管内二氧化氮完全被吸收，试管内气体呈无色，故A错误；B.试管内气体呈无色，是2 mL NO，故B错误；C.试管内气体呈无色，是2 mL NO，O2被完全吸收，故C错误；D.10 mL NO和6 mL O2完全和水反应生成硝酸，试管内剩余2 mL NO，试管内液面上升，故D正确。
16．答案：AD
解析：A.NO2与H2O反应除生成HNO3外还生成NO，故NO2不是酸性氧化物，A说法正确；B.除去O2中混有的NO2，将混合气体通入水中，NO2溶解的同时又生成新的杂质NO，且NO又能与O2反应，B说法错误；C.NO2、溴蒸气分别与NaOH溶液作用均得无色溶液，所以用NaOH溶液无法将NO2与溴蒸气区分开，C说法错误；D.NO2可与水蒸气反应生成硝酸，是一种大气污染物，D说法正确。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：①N2和H2在一定条件下反应生成NH3，是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，属于氮的固定，故①正确；②雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO，是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，属于氮的固定，故②正确；③NH3经过催化氧化生成NO是氮的化合态之间的转化，不属于氮的固定，故③错误；④NH3和HNO3反应生成NH4NO3是氮的化合态之间的转化，不属于氮的固定，故④错误。
2．答案：B
解析：①二氧化氮和水能反应生成硝酸和一氧化氮3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，一氧化氮和水不反应，根据方程式知，气体减少的体积是二氧化氮的，二氧化氮占混合气体的，所以试管内气体减少的体积为试管体积的，故水面上升的高度为试管的；②氯化氢极易溶于水，氮气和水不反应，所以混合气体减少的体积为试管体积的，故水面上升的高度为试管的；③二氧化氮和氧气、水能反应生成硝酸4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，根据方程式知，氧气剩余，参加反应的氧气的体积为氧气总体积的，二氧化氮全部参加反应，所以混合气体减少的体积为试管体积的，故水面上升的高度为试管的；④氯气和二氧化硫、水能发生氧化还原反应生成氯化氢和硫酸Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，且这两种物质极易溶于水，根据方程式知，这两种物质完全反应，没有气体剩余，所以水充满整支试管，因此试管内水面上升的高度关系为④＞③＞②＞①，答案选B。
3．答案：A
解析：气体为无色，Cl2为黄绿色气体，NO2为红棕色气体，因此原气体中一定不存在Cl2、NO2，NO与O2反应生成NO2，因此NO与O2只能存在一种，或者都不存在，将此混合气体通过品红溶液后，溶液褪色，说明原气体中一定存在SO2，把剩余气体通入装有空气的装置中，很快变为红棕色，说明原气体中一定含有NO，不含有O2，故选项A正确。
4．答案：B
解析：设氮的氧化物化学式为NxOy，则NxOy＋2CO―→N2＋2CO2，则x∶y＝1∶1，即为NO，应选B。
5．答案：A
解析：发生的反应为4NO2 ＋O2＋2H2O===4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，则根据电子得失守恒可知：A、NO、NO2、O2的气体体积比为1∶5∶2，物质的量之比为1∶5∶2，则1×3＋5＝2×4，A符合；B、NO、NO2、O2的气体体积比为2∶5∶1，物质的量之比为2∶5∶1，则2×3＋5≠1×4，B不符合；C、NO、NO2、O2的气体体积比为5∶1∶2，物质的量之比为5∶1∶2，则5×3＋1≠2×4，C不符合；D、NO、NO2、O2的气体体积比为5∶2∶1，物质的量之比为5∶2∶1，则5×3＋2≠1×4，D不符合。
6．答案：C
解析：(1)必须加入氧化剂；(2)通过一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都是升高，但反应①N2―→NO2不能通过一步反应完成；而反应③NO2―→HNO3虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能完成，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2―→NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。答案选C。
7．答案：B
解析：NO不溶于水，对应D图像，SO2在水中的溶解度为1体积水溶解40体积SO2，对应图像A，根据化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余气体是反应前的，对于图像B，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HClO2HCl＋O2↑，对应图像C，所以其中原试管充满NO2的是B，答案选B。
8．答案：A
解析：雷雨时N2转化成NO，NO与O2反应生成NO2, NO2再与水反应生成HNO3，据此解答：在电闪雷鸣的雨天，空气中发生的化学反应有：① N2＋O22NO；②2NO＋O2===2NO2；③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；结合以上反应可知，反应发生后一般不可能生成的是：NH3，N2O3，N2O5，故A正确。
9．答案：CD
解析：①若混合气体中氧气过量，发生4NO2＋O2＋H2O===4HNO3，剩余5mL气体为氧气，则NO2的体积为(25 mL－5 mL)×＝16 mL，O2的体积为5 mL＋(25 mL－5 mL)×＝9 mL，二者体积比为16∶9；②若二氧化氮过量，则先发生4NO2＋O2＋H2O===4HNO3，后发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余5 mL气体为NO，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知剩余二氧化氮为5 mL×3＝15 mL，则氧气的体积为(25 mL－15 mL)×＝2 mL，则二者体积比为(25 mL－2 mL)∶2 mL＝23∶2；故答案为CD。
10．答案：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1∶2 3∶1 (2)无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体 (3)
解析：(1)将A倒插入B水槽中发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，根据化合价变化判断氧化剂、还原剂及其质量之比；根据气体体积减小量，利用差量法计算二氧化氮的体积，进而计算NO的体积，体积之比等于物质的量之比；(2)剩余NO，持续通入氧气，会发生4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，据此分析实验现象；(3)根据氮元素守恒可知n(HNO3)===n(NO2)＋n(NO)，再根据c＝计算所得硝酸的浓度。
(1)将A倒插入B水槽中，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮气体，反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，该反应中，二氧化氮中＋4价N元素被氧化成＋5价的硝酸，同时被还原成＋2价的一氧化氮，则3mol二氧化氮参与反应，作氧化剂被还原的二氧化氮为1 mol，作还原剂被氧化的为2 mol，因此氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2；充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)试管A倒插入B水槽中，充分反应后试管A中余下气体的体积为0.5a mL，设NO为y mL，NO2为x mL，则
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3 1
x
因此y＋＝0.5a，又因为x＋y＝a，解x＝0.75a，y＝0.25a，相同条件下体积之比是物质的量之比，因此原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为3∶1；
(2)剩余NO，持续通入氧气会发生4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体，因此本题正确答案是：无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体；
(3)根据氮元素守恒可知水槽中生成硝酸的物质的量为n(HNO3)＝n(NO2)＋n(NO)＝a/22 400 mol，故硝酸的浓度为c(HNO3)＝a/22 400 mol÷0.5 L＝a/11 200 mol/L。
学科素养升级练
1．答案：C
解析：将游离态的氮(即氮气)转化为化合态的氮(即氮的化合物)的过程，叫做氮的固定，分析转化关系可知，图中属于氮的固定的是⑤，故选C。
2．答案：C
解析：A.若为N2与NO2的混合气体，则由于N2不溶于水，最后试管内不可能充满水，A不正确；B.若为O2与N2的混合气体，由于两种气体都不易溶于水，试管倒扣在水中后，试管内的水面不可能上升，B不正确；C.若为NO与NO2的混合气体，试管倒扣水中，由于NO2与水反应而使水面上升，再通入O2，发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，最终试管内完全被水充满，C正确；D.若为NO2一种气体，虽然最终气体也能充满试管，但不一定是此唯一可能性，D不正确；故选C。
3．答案：B
解析：A.由上述图中可以看出发生的反应为：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，由方程式知该转化过程中有N、O、C三种元素的化合价发生变化，故A正确；B.NO很不稳定，遇到氧气就被氧化为NO2，故B错误；C.由2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2知该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2，故C正确；D.该催化转化的总反应方程式为：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，故D正确。
4．答案：(1)分液漏斗 b→e→f→g→h→c→d→i 吸收Cl2中的HCl 除去多余的氯气，防止污染空气 (2)观察气泡流速便于控制Cl2和NO2的进入量的比例(控制气体流速，也可) Cl2＋2NO2＋4NaOH===2NaNO3＋2NaCl＋2H2O
解析：实验室用二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水，由于盐酸易挥发，因此氯气中含有HCl和水蒸气杂质，先用饱和食盐水除掉HCl，再用浓硫酸干燥，将NO2与Cl2混合用NaOH溶液吸收的方法消除其污染，生成硝酸钠和氯化钠。(1)①根据实验装置得到仪器M的名称是分液漏斗。②欲用MnO2和浓盐酸制备并收集一瓶纯净干燥的氯气，由于盐酸易挥发，因此氯气含有HCl和水蒸气杂质，先用饱和食盐水除掉挥发的HCl，再用浓硫酸干燥氯气，再用D收集氯气，长进短出(氯气密度比空气大)，再用NaOH溶液进行尾气处理，因此选择上图中的装置，其连接顺序为b→e→f→g→h→c→d→i。③D在制备装置中的作用是吸收Cl2中的HCl；装置F是氯气和氢氧化钠反应，其作用是除去多余的氯气，防止污染空气；故答案为：吸收Cl2中的HCl；除去多余的氯气，防止污染空气。(2)①装置中X和Z的作用是观察气泡流速便于控制Cl2和NO2的进入量的比例(控制气体流速，也可)。②实验时观察到X试剂瓶中有黄绿色气体，Z试剂瓶中有红棕色气体，若通入体积比为1∶2的Cl2和NO2，Y中观察不到气体颜色，说明Cl2和NO2是按照1∶2与NaOH溶液反应，根据得失电子守恒，反应生成硝酸钠和氯化钠，则Y中发生反应的化学方程式是Cl2＋2NO2＋4NaOH===2NaNO3＋2NaCl＋2H2O。
3第2课时 常见氮肥及其使用 氮氧化物的无害化处理
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1常见氮肥及其使用
1.不属于氮肥的是( )
A．N2 B．NH4Cl
C．KNO3 D．CO(NH2)2
2．尿素CO(NH2)2是一种氮肥，它属于( )
A．酸 B．碱
C．盐 D．有机物
3．关于氮肥的说法正确的是( )
A．尿素属于铵态氮肥
B．植物吸收氮肥属于氮的固定
C．使用碳铵应深施盖土
D．硫铵与石灰混用肥效增强
4．已知土壤胶体中的粒子带负电荷，又有很大的表面积，吸附某些离子的能力较强．在土壤里施用含氮量相同的下列肥料，肥效最差的是( )
A．(NH4)2SO4 B．NH4HCO3
C．NH4NO3 D．NH4Cl
5．施用碳酸氢铵、氯化铵等铵态氮肥能够促进农作物生长，但是铵态氮肥不能与碱性肥料如草木灰混合使用，其原因是铵态氮肥( )
A．易溶于水 B．能与碱反应
C．受热易分解 D．在水中易发生电离
6．下列氮肥中含氮量最高的是( )
A．NH4NO3 B．NH4HCO3
C．CO(NH2)2 D．NH4Cl
7．施用氮肥能促进作物生长，并能提高作物中蛋白质的含量。下列关于氮肥的说法错误的是( )
A．尿素CO(NH2)2是一种氮肥
B．储存碳酸氢铵时，应密封并置于阴凉通风处
C．铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合施用
D．氮肥溶于水，其中的氮元素均以铵离子形式存在
8．(双选)下列关于化肥的说法正确的是( )
A．(NH4)2SO4不属于复合肥料
B．凡施用过化肥的蔬菜都会危害健康
C．农作物生长，只需要氮肥、磷肥和钾肥
D．铵态氮肥与熟石灰混合、研磨，能闻到刺激性的气味
知识点2氮氧化物的无害化处理
9.2019年政府工作报告提出要持续开展大气污染的治理攻坚。下列不属于大气污染防治措施的是( )
A．向酸性土壤中加入熟石灰
B．汽车尾气净化减排
C．工业尾气回收处理
D．用清洁能源替代化石燃料
10．近年来，光化学烟雾问题已引起人们的注意，造成光化学烟雾的主要因素是( )
A．二氧化硫 B．二氧化氮
C．氨气 D．一氧化碳
11．农用化肥和城市生活污水的排放会使地下水含氮量增高，其对人体有害的含氮污染物存在的主要形式是( )
A．NH B．NO
C．NO D．有机氮
12．化肥和农药对农牧业的增产增收起重要作用，但使用不当也会给人类和环境带来危害。下列关于化肥或农药的使用描述不正确的是( )
A．(NH4)2SO4的大量使用可能造成土壤的碱化
B．磷肥的大量使用可能造成水体富营养化
C．农药的使用可能影响害虫与其天敌之间的生态平衡
D．家蚕吞食喷洒过农药的桑叶，可能引起中毒
13．光化学烟雾是一次污染物(如氮的氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成的二次污染物，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等，下列有关光化学烟雾的说法不正确的是( )
A．光化学烟雾对人体没有危害
B．汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一
C．光化学烟雾具有氧化性
D．光化学烟雾一般出现在强日照条件下
14．化学与环境密切相关，下列说法错误的是( )
A．CO2、NO2、SO2都会导致酸雨的形成
B．NO、NO2等氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物
C．生石灰能与SO2反应，可作煤燃烧时的脱硫剂
D．汽车排气系统中的三元催化器可减少尾气(CO、NOx、碳氢化合物)污染
15．汽车尾气在光照下分解时，即开始光化学烟雾的循环，它的形成过程可用下列化学方程式表示：NO2===NO＋O，2NO＋O2===2NO2，O2＋O===O3。下列有关叙述不正确的是( )
A．此过程中，NO2是催化剂
B．在此过程中，NO是中间产物
C．此过程的总反应方程式为2O3===3O2
D．光化学烟雾能引起人的外呼吸功能严重障碍
16．(双选)随着我国汽车年销量的大幅增加，环境受到了很大的污染。汽车尾气处理装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是( )
A．图中反应的总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
B.总反应中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物
C．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
D．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．2007年诺贝尔化学奖得主——德国科学家格哈德·埃特尔对有关一氧化碳在金属铂表面的氧化过程的研究，催生了汽车尾气净化装置。净化装置中的催化转化器，可将CO、NO、NO2和碳氢化合物等转化成无害的物质，有效降低尾气对环境的危害。下列有关说法不正确的是 ( )
A．催化转化器中的铂催化剂可加快CO氧化
B．铂表面做成蜂窝状更有利于提高催化效果
C．在铂催化下，NO、NO2可被CO还原成N2
D．碳氢化合物在铂催化下，被CO直接氧化成CO2和H2O
2．为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：①加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是( )
A．NH4NO3 B．(NH4)2CO3
C．NH4Cl D．NH4HCO3
3．硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物(NOx)，将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．SO没有出现在图示转化中，其作用为催化剂
B．处理过程中，混合溶液中Ce3＋和Ce4＋总数减少
C．该转化过程的实质为NOx被H2还原
D．x＝1时，反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
4．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是( )
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
5．NO2是导致光化学烟雾的“罪魁祸首”之一。NO2可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下用氨气(NH3)与其反应使之转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是：2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O，8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。则M和X代表的物质的化学式是( )
A．NaNO2、N2 B．HNO2、N2
C．NO、HNO3 D．Na3NO4、NO
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．十九大报告中提出：要“持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战”。防治大气污染，需重点治理汽车尾气。在催化剂作用下汽车尾气转化示意图如下，下列有关说法正确的是( )
A．转化过程中所有元素均被氧化
B．NO、CO均能使人体中毒
C．使用催化剂是为了提高反应的速率
D．汽车尾气中的NO、CO都是汽油燃烧的产物
7．污染源排入大气中的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在阳光作用下发生光化学反应生成二次污染物，该二次污染物与一次污染物混合所形成的有害浅蓝色烟雾则为光化学烟雾(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A．光化学烟雾是一种具有强氧化性和刺激性的烟雾
B．光化学烟雾的分散质只有一种
C．“O”是产生光化学烟雾的一种中间体
D．汽车尾气的大量排放可导致光化学烟雾的形成
8．沿江整治已刻不容缓，其中以印染工业造成的污染最为严重。某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)，设计了如下工业流程。下列说法错误的是( )
A．气体Ⅰ中主要含有的气体有N2、NO、CO
B．X在反应中作氧化剂，则X可为过量的空气
C．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O
D．捕获剂所捕获的气体主要是CO
9．硝酸工业尾气中的NO、NO2进入大气后，会形成光化学烟雾、破坏臭氧层等。可用氢氧化钠溶液对含氮氧化物的废气进行处理，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
氨气也可以用来处理氮氧化物。例如，氨气与一氧化氮可发生如下反应： 4NH3＋6NO===5N2＋6H2O，将一定量NO和NO2的混合气体通入300 mL 5 mol/L NaOH溶液中，恰好被完全吸收。下列说法不正确的( )
A．原混合气体中NO在标准状况下的体积可能为16.8 L
B.所得溶液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比可能为1∶2
C．若用氨气处理，所需氨气在标准状况下的体积可能为22.4 L
D．在用氨气处理氮氧化物时，氮氧化物发生氧化反应
三、非选择题
10．人类农业生产离不开氮肥，科学合理使用氮肥，不仅能提高化肥的使用率，而且能够更好地保护环境，请回答下列问题：
(1)工业合成氨是制取氮肥的基础。合成氨反应中，反应物 N2 的结构式是____________，产物NH3 的电子式是______________。
(2)某小组在实验室模拟以 NH3 为原料， 制备少量硝态氮肥 Ca(NO3)2，转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去)。
NH3―→NO―→NO2―→HNO3Ca(NO3)2
①NO→NO2 的现象是________， NO2→HNO3的化学方程式为___________________。
②将HNO3 转化为 Ca(NO3)2，列举两种不同类别的化合物M________________(写化学式) 。
(3)①NH4HCO3 是一种铵态氮肥，需阴凉处保存，原因是____________________(写化学方程式)。
②实验室检验某化肥是铵态氮肥，检验过程中发生反应的离子方程式为________________。
(4)过渡施用氮肥将导致大气中NH3含量增高，加剧雾霾的形成。(NH4)2SO4是雾霾的成分之一，其形成过程如下图所示(转化所需试剂及条件已略去)
①X可能是SO3 或________，Y是________。
②尿素CO(NH2)2是一种常用有机氮肥，缓慢与H2O发生非氧化还原反应释放出NH3和另外一种气体，该反应的化学方程式为__________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．(素养题—证据推理与模型认知)“三元催化转换器”可将汽车尾气中的有害成分CO、NO转化为无毒气体，其微观反应示意图如图所示(不同的球表示不同的原子)，则图中方框内表示无毒气体分子的示意图是( )
A． B．
C． D．
2．(双选)(素养题——宏观辨识与微观探析)历史上被称为“世界八大公害”和“20 世纪十大环境公害”之一的洛杉矶光化学烟雾事件使人们深刻认识到了汽车尾气的危害性。汽车尾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．烟雾是一种固溶胶，其分散剂是空气
B．O2 和 O3 是氧的两种同素异形体
C．反应Ⅰ属于氧化还原反应
D．NO2是酸性氧化物
3．(素养题——宏观辨识与微观探析)利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中的NO和NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如下图所示，下列说法正确的是( )
A．X是N2
B．汽车尾气中含有的氮氧化合物是由于汽油燃烧产生的
C．NH中含有非极性共价键
D．上述历程的总反应为：2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O
4．(素养题—社会责任)氮、磷、钾号称肥料的“三要素”，化学肥料的施用，使农业增产增收，经济效益显著。但是化学肥料的滥施乱用也对环境产生了许多不良影响。请根据相关知识和信息回答下列问题：
(1)如图是某品牌化肥包装袋中的部分文字
××牌化肥
硝酸铵(NH4NO3)
净重：50±1 kg 含氮量：34.3%
①写出以氨为原料制取该化肥的各步化学方程式______________________________
________________________________________________________________________。
②关于该氮肥的处置和施用正确的方法是________。
A．与草木灰混合施用
B．如果结块，可用铁锤敲击
C．与钙镁磷肥混合施用
D．在经常排灌水的稻田中施用肥效最高
③若该化肥的杂质中不含氮元素，则该化肥的纯度是________。
(2)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同：
①甲厂以焦炭和水为原料；②乙厂以天然气和水为原料；③丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)和水为原料。按工业有关规定，利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比，则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？________。
(3)近年来“水华”和“赤潮”时有发生，据专家分析，是因水体富营养化造成的，试分析水体富营养化的原因__________________________________________________________。
第2课时 常见氮肥及其使用
氮氧化物的无害化处理
必备知识基础练
1．答案：A
解析：含有氮元素的肥料称为氮肥，含有磷元素的肥料称为磷肥，含有钾元素的肥料称为钾肥，同时含有氮、磷、钾三种元素中的两种或两种以上的肥料称为复合肥。A.N2中含有氮元素，但不能被植物吸收，不属于氮肥，故A符合题意；B.NH4Cl中含有N元素，属于氮肥，故B不符合题意；C.KNO3中含有K元素和N元素，属于复合肥，可作氮肥，故C不符合题意；D.CO(NH2)2中含有N元素，属于氮肥，故D不符合题意；答案选A。
2．答案：D
解析：A.凡是电离出的阳离子均为氢离子的化合物属于酸，故A错误；B.凡是电离出的阴离子均为氢氧根离子的化合物属于碱，故B错误；C.由金属离子和酸根离子组成的化合物属于盐，故C错误；D.尿素CO(NH2)2是含有碳元素的化合物，属于有机物，故D正确。故选D。
3．答案：C
解析：A.尿素属于有机氮肥，不存在铵根，是共价化合物，不是铵态氮肥，A错误；B.游离态的氮元素转化为化合态的过程是氮的固定，因此植物吸收氮肥不属于氮的固定，B错误；C.碳铵受热易分解，因此使用碳铵应深施盖土，C正确；D.硫铵与石灰混用会生成硫酸钙和一水合氨，肥效会降低，D错误，答案选C。
4．答案：C
解析：土壤胶粒带负电荷，排斥了NO，使其中的氮元素不容易被吸收，故NH4NO3肥效最差，答案选C。
5．答案：B
解析：草木灰中含有碳酸钾，碳酸钾是强碱弱酸盐，水解呈碱性，NH＋OH－ NH3·H2O NH3＋H2O，氨气易逸出导致平衡向右移动，土壤中铵根离子浓度降低，从而降低肥效，所以铵态氮肥不能与碱性肥料混合使用，故选B。
6．答案：C
解析：化合物中某元素的质量分数＝该元素原子的原子量×原子个数/化合物的分子量×100%，据此结合选项即可比较出含氮量的大小。根据以上分析进行计算：NH4NO3中含氮量为：×100%＝35%；NH4HCO3中含氮量为：×100%≈17.7%；CO(NH2)2中含氮量为：×100%≈46.7%；NH4Cl中含氮量为：×100%＝26.2%；通过计算比较可知，CO(NH2)2 中含氮量最高；C正确；正确选项C。
7．答案：D
解析：A.尿素CO(NH2)2是一种农村常用的高效的氮肥，故A正确；B.由于碳酸氢铵在温度较高时易分解，则储存碳酸氢铵时，应密封并置于阴凉通风处，故B正确；C.铵态氮肥水解呈酸性，碳酸钾水解呈碱性，二者混合可发生互促水解生成氨气而降低肥效，故C正确；D.氮元素在尿素中以分子态形式存在，不是铵离子，故D错误；故选D。
8．答案：AD
解析：A.(NH4)2SO4含氮元素、不含磷元素和钾元素，不属于复合肥料，A正确；B.植物生长过程中需要一些营养元素，氮磷钾元素常常需要通过施加化肥摄取，合理施肥，蔬菜不会危害健康，B错误；C.农作物生长，需要很多营养元素，需要氮肥、磷肥和钾肥，C错误；D.铵态氮肥与熟石灰混合、研磨，发生复分解反应，生成氨气，故能闻到刺激性的气味，D正确；答案选AD。
9．答案：A
解析：大气污染防治措施①控车措施有利于减少汽车尾气排放，净化空气，节约能源；②淘汰落后产能有利于企业节能减排，转变发展方式；③控煤有利于节约煤炭资源，减少有害气体的排放；④PM2.5监测有利于监督政府履行节能降耗的职责，落实监管责任；⑤天气预警有利于及时掌握空气质量状况，为防治大气污染提供参考。
A、向酸性土壤中加入熟石灰，是改善土壤的酸碱性，故A选；B、汽车尾气净化减排，就是将汽车尾气经净化处理后达标排放，减少大气污染物的排放量，故B不选；C、工业尾气回收处理，有利于减少大气污染物的排放量，故C不选；D、用清洁能源替代化石燃料，有利于减少大气污染物的排放量，故D不选；故选A。
10．答案：B
解析：光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在阳光(紫外光)作用下会发生光化学反应生成二次污染物，所以与光化学烟雾的形成关系密切的是氮氧化物，故选二氧化氮，故答案选B。
11．答案：B
解析：NH和NO为植物所需离子，有机氮是人体所需物质，而NO有毒，对人体有害，故选B。
12．答案：A
解析：A.大量使用(NH4)2SO4，土壤中硫酸的含量会不断升高，从而造成土壤酸化，A不正确；B.大量使用磷肥，可能会随雨水流入河流，造成水体富营养化，B正确；C.农药的使用可能使害虫大量减少，从而破坏其天敌的生存环境，破坏生态平衡，C正确；D.家蚕吞食喷洒过农药的桑叶，会使体内蛋白质发生变性，从而引起中毒，D正确；故选A。
13．答案：A
解析：A、光化学烟雾对人眼睛、鼻、咽喉、气管和肺等呼吸器官有刺激作用，对人体有危害，故A错误；B、汽车气缸中的氮气和氧气在高温下可以反应生成NO、NO与氧气进一步反应可生成NO2，汽油不完全燃烧可产生CO等，汽车尾气中含有氮氧化物、CO和未燃烧的碳氢化合物等，根据题意“光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物等一次污染物发生光化学反应后生成的二次污染物”，汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一，故B正确；C、光化学烟雾中氮氧化物化合价可以降低，具有氧化性，故C正确；D、根据题意“光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物等一次污染物发生光化学反应后生成的二次污染物”，所以光化学烟雾一般出现在强日照条件下，故D正确；故答案选A。
14．答案：A
解析：A.溶解CO2的雨水为正常雨水，而NO2或SO2都会导致酸雨的形成，故A错误；B.氮的氧化物可导致光化学烟雾发生，则NO2、NO含氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物，故B正确；C.生石灰在加热条件下能与SO2反应生成CaSO3，则煤燃烧时加入生石灰可达到脱硫作用，故C正确；D.CO、NOx、碳氢化合物在三元催化器中可生成N2和CO2，减小对环境的污染，故D正确；故答案为A。
15．答案：C
解析：NO2在反应前后质量和化学性质均没发生变化，只是加快了O2变成O3的反应速率，因此NO2是O2变成O3的催化剂。将三个方程式相加得到的总反应方程式为3O2===2O3，所以答案选C。
16．答案：AB
解析：A.根据图示，反应的过程分为如下两步：2NO＋O2===2NO2，2NO2＋4CON2＋4CO2，总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，故A正确；B.根据A项分析，总反应中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物，故B正确；C.N2是空气主要成分之一，不是污染物，故C错误；D.NO和O2的反应不需要催化剂，故D错误；答案选AB。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：A.催化转化器中的铂催化剂可加快反应速率，A正确；B.铂表面做成蜂窝状增大与反应物接触面积，更有利于提高催化效果，B正确；C.在铂催化下，NO、NO2可被CO还原成N2，C正确；D.一氧化碳具有还原性，不能氧化碳氢化合物，D错误；答案为D。
2．答案：D
解析：气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明该气体是氨气，即该氮肥中含有NH；另一种气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该气体是CO2；说明该氮肥中含有HCO或CO，取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量氯化钡溶液，没有明显变化，说明该氮肥中没有CO，因此该氮肥应该是碳酸氢铵，答案选D。
3．答案：C
解析：A.SO在溶液中不参加反应，也不是催化剂，选项A错误；B.处理过程中，混合溶液中Ce3＋和Ce4＋总数不变，总反应可以看作烟气与H2反应，选项B错误；C.总反应可以看作烟气与H2反应，则该转化过程的实质为NOx被H2还原，选项C正确；D.x＝1时，反应Ⅱ为4H＋＋2NO＋4Ce3＋===4Ce4＋＋N2＋2H2O，其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，选项D错误。答案选C。
4．答案：C
解析：A.雾的分散剂是空气，分散质是水。霾的分散剂是空气，分散质是固体颗粒。因此雾和霾的分散剂相同，A正确；B.由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐形成无机颗粒物，因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，B正确；C.NH3作为反应物参加反应转化为铵盐，因此氨气不是形成无机颗粒物的催化剂，C错误；D.氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，由于氮肥会释放出氨气，因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关，D正确。答案选C。
5．答案：A
解析：2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O该方程式中氢原子已经守恒，再分别根据钠原子、氧原子和氮原子守恒知，M中含有一个钠原子、一个氮原子和两个氧原子，所以M是NaNO2；8NH3＋6NO2===7X＋12H2O该方程式中，氢、氧原子已经守恒，根据氮原子守恒知N中含有两个氮原子，所以X是N2，故答案为A。
6．答案：BC
解析：A.根据氧化还原反应的概念可知有元素被氧化则必有元素被还原，选项A错误；B.NO、CO有毒，均能使人体中毒，选项B正确；C.使用催化剂只能提高反应速率，选项C正确；D.汽车工作时，燃料燃烧放出大量热量使空气中的氮气与氧气发生反应生成NO，因此NO主要来源不是汽油的燃烧，选项D错误。答案选BC。
7．答案：B
解析：A.由图知，光化学烟雾中含硝酸和臭氧，故它是一种具有强氧化性和刺激性的烟雾，A正确；B.由图知，光化学烟雾中含硝酸、醛类和臭氧，分散质有多种，B错误；C.由图知， “O”生成后又消耗了，故它是产生光化学烟雾的一种中间体，C正确；D.汽车尾气含碳氢化合物和氮氧化物，由题干知 ，汽车尾气的大量排放可导致光化学烟雾的形成，D正确；答案选B。
8．答案：B
解析：工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收，生成的固体Ⅰ为CaCO3、CaSO3，气体Ⅰ是不能被石灰乳吸收的N2、NO、CO，气体Ⅰ与X反应后，再用NaOH溶液处理得到NaNO2，则X可为空气，但不能过量，否则得到NaNO3，NaNO2与含有NH的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体Ⅱ含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO。
A．气体Ⅰ是不能被石灰乳吸收的N2、NO、CO，故A正确；B.气体Ⅰ与X反应后，再用NaOH溶液处理得到NaNO2，则X可为空气，但不能过量，否则得到NaNO3，故B错误；C.NaNO2与含有NH的溶液反应生成无污染气体，应生成N2，发生氧化还原反应，离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O，故C正确；D.气体Ⅰ主要是N2、NO、CO，NO与空气和NaOH反应，得到亚硝酸与NH的溶液反应生成N2，因此捕获剂所捕获的气体主要是CO，故D正确。综上所述，答案为B。
9．答案：CD
解析：A项，300 mL 5 mol/L NaOH溶液，含NaOH的物质的量为1.5 mol，若只发生反应NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，则n(NO)＝0.75 mol，在标准状况下的体积可能为16.8 L，A正确；B项，不确定NO和NO2的量，因为可能发生NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O和2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O两个反应，所以所得溶液中n(NaNO3)，物质的量之比可能为1∶2，B正确；C项，由上述分析可得V(NO)≤16.8 L，若发生反应4NH3＋6NO===5N2＋6H2O，则所需NH3在标准状况下的体积≤16.8 L×＝11.2 L，不可能为22.4 L，C错误；D项，反应4NH3＋6NO===5N2＋6H2O中NO作氧化剂被还原为N2，D错误。
10．答案：(1)N≡N H∶H∶H (2)有红棕色气体产生 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO CaCO3、Ca(OH)2 (3)NH4HCO3H2O＋CO2↑＋NH3↑ NH＋OH－NH3↑＋H2O
(4)H2SO3 H2SO4 CO(NH2)2＋H2O===2NH3↑＋CO2↑
解析：(1)N2的结构式为N≡N，NH3的电子式为H∶H∶H；
(2)①NO为无色气体，NO2为红棕色气体，所以NO→NO2 的现象是有红棕色气体产生，NO2和H2O反应生成HNO3和NO，所以NO2→HNO3的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；
②HNO3和CaCO3、Ca(OH)2等物质反应均可转化为Ca(NO3)2，故答案为：CaCO3、Ca(OH)2；
(3)①NH4HCO3受热易分解，发生的反应为NH4HCO3H2O＋CO2↑＋NH3↑，故答案为：NH4HCO3H2O＋CO2↑＋NH3↑；
②铵态氮肥含NH，检验氨态氮肥即检验NH，检验NH的方法为：取待检氮肥溶液于试管中，加浓NaOH，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，若试纸变蓝，证明有NH，该氮肥属于铵盐，涉及的反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O，故答案为：NH＋OH－NH3↑＋H2O；
(4)①氨气和硫酸反应生成硫酸铵，Y为硫酸，亚硫酸被氧化成硫酸，或者三氧化硫与水反应生成硫酸，X为SO3或H2SO3，故答案为：H2SO3；H2SO4;
②由题意可知，CO(NH2)2和H2O反应生成NH3和另外一种气体，该反应为非氧化还原反应，则另外一种气体中C的化合价应为＋4价，即该气体为CO2，该反应的化学方程式为：CO(NH2)2＋H2O===2NH3↑＋CO2↑，故答案为：CO(NH2)2＋H2O===2NH3↑＋CO2↑。
学科素养升级练
1．答案：D
解析：根据反应中原子守恒规律，该无毒气体分子为氮气，结合微观图可知，为，故D正确；故选D。
2．答案：AD
解析：A.烟雾是一种气溶胶，其分散剂是空气，故A错误；B.同种元素的不同单质属于同素异形体，O2 和 O3是氧的两种同素异形体，故B正确；C.NO与O3反应生成NO2，反应Ⅰ中存在元素化合价的升降，属于氧化还原反应，故C正确；D.与水反应只生成对应酸的氧化物属于酸性氧化物，NO2与水反应生成硝酸和NO，不是酸性氧化物，故D错误；故答案选AD。
3．答案：D
解析：A.图示反应可以生成X的反应为[(NH4)2(NO2)]2＋＋NO===[(NH4)(HNO2)]＋＋X＋H＋，根据原子守恒判断X为N2和H2O，故A错误；B.汽油是碳氢化合物的混合物，而汽车尾气中含有的氮氧化合物是由空气中的N2氧化产生的，故B错误；C.NH中含有四个N－H极性共价键，而不是非极性键，故C错误；D.由反应历程图可知，氨气、二氧化氮和一氧化氮是反应物，氮气与水是生成物，所以总反应为：2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O，故D正确；故答案为D。
4．答案：(1)①4NH3＋5O24NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、NH3＋HNO3===NH4NO3 ②C ③98% (2)丙 (3)含N、P化肥的大量施用以及生活污水的大量排放，若不采用污水处理措施，必将导致水体富营养化，而暴发“水华”“赤潮”
解析：(1)①氨气催化氧化生成NO，NO与氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成硝酸，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、NH3＋HNO3===NH4NO3；②A.草木灰中含有碳酸钾，水解显碱性，铵根水解显酸性，铵态氮肥不能与草木灰混合使用，以免大量NH3逸出，A错误；B.NH4NO3结块，用铁棒击碎易引起爆炸，B错误；C.该氮肥能与钙镁磷肥混合施用，C正确；D.NH4NO3易水解为一水合氨，导致N的损失，D错误；答案选C；③该化肥的杂质中不含氮元素，NH4NO3的含氮量为35%，则纯度为×100%＝98%；
(2)甲、乙、丙的主要反应分别为C＋H2O(g)CO＋H2，CH4＋H2OCO＋3H2，C5H12＋5H2O5CO＋11H2，三厂都把CO转成CO2，其反应式CO＋H2OCO2＋H2，故甲、乙、丙厂的H2和CO2的物质的量比为：甲：2∶1，乙：4∶1，丙：16∶5，而合成尿素的H2和CO2的物质的量比为3∶1 时，因此丙利用率最高；
(3)大量含有各种含氮和磷有机物的废污水排入水中，促使水域富营养化，而暴发“水华”“赤潮”。
2第三单元 含氮化合物的合理使用
第1课时 铵盐的性质
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1铵盐的性质
1.下列不属于铵盐的共同性质的是( )
A．易溶于水 B．与苛性钠共热产生NH3
C．都是晶体 D．受热分解都产生NH3
2．分离NaCl和NH4Cl的最佳方案是( )
A．利用溶解度不同，采用结晶法
B．加入烧碱
C．直接加热法
D．加入AgNO3溶液
3．硝酸铵能与强碱反应，其中与烧碱反应的方程式： NH4NO3＋NaOH===NaNO3＋NH3↑＋X。其中X物质是( )
A．CO B．O2
C．H2O D．O3
4．(双选)下列说法正确的是( )
A．不是所有铵盐受热均可以分解产生NH3
B．所有铵盐都易溶于水，所含的N均呈－3价
C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液后共热时所发生反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O
D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
5．只用一种试剂就能鉴别 NaCl、NH4Cl、Na2SO4 三种溶液，此试剂是( )
A．HCl B．NaOH
C．Ba(OH)2 D．Na2CO3
知识点2铵盐的检验
6.可用于铵根离子检验的一组试剂是( )
A．NaOH溶液、蓝色石蕊试纸
B．NaOH溶液、稀硫酸
C．盐酸、红色石蕊试纸
D．NaOH溶液、浓盐酸
7．为了检验某固体物质中是否含有NH，你认为下列试纸和试剂可用到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH 溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A．①②④ B．②③
C．①②③ D．①③⑤
8．检验NH的方法是：向未知物中加强碱、加热，再用湿润的红色石蕊试纸检测气体产物，该检验过程中不涉及的反应是( )
A．NH＋OH－NH3↑＋H2O
B．NH3＋H＋===NH
C．NH3＋H2O NH3·H2O
D．NH3·H2O NH＋OH－
9．下列检验铵盐的方法中，正确的是( )
A．加入氢氧化钠溶液，加热试管，再滴入酚酞试液
B．加入氢氧化钠溶液，加热试管，并用湿润的红色石蕊试纸接近试管口上方
C．加热试管，并用湿润的红色石蕊试纸接近试管口上方
D．加水溶解，再用红色石蕊试纸检验其溶液
知识点3氨气的实验室制法
10.下列方法适合实验室制取氨气的是( )
A．N2和H2催化加热制取氨气
B．加热NH4Cl制取氨气
C．向碱石灰固体上滴加浓氨水
D．将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合
11．下列关于实验室制取氨气的说法不正确的是( )
A．可用浓盐酸检验氨气
B．可用浓硫酸干燥氨气
C．可用向下排空气法收集氨气
D．可将浓氨水滴入盛有生石灰的烧瓶制取氨气
12．下列制备氨水的实验装置中最合理的是( )
13．实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是( )
A．是氨气发生装置
B．是氨气发生装置
C．是氨气吸收装置
D．是氨气收集、检验装置
14．实验室中制备干燥的氨气所需的药品是( )
A．NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰
B．饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体
C．NaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸
D．NH4Cl固体、消石灰、碱石灰
15．下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质，其中能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氨气
B．用装置乙除去氨气中的水蒸气
C．用装置丙验证氨气具有还原性
D．用装置丁吸收尾气
16．针对如图所示的实验室制取氨气，下列说法正确的是( )
A．发生装置与用 KClO3 制取O2 的装置相同
B．可以用碱石灰或无水氯化钙干燥制得的氨气
C．可用单孔橡皮塞代替棉花
D．所用的铵盐可以是 NH4NO3，所用的碱也可以是 NaOH
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．与水作用后形成的溶液可与 NH4Cl 反应生成 NH3的是( )
A．NO2 B．Na
C．MgSO4 D．AgNO3
2．实验室用氯化铵和消石灰制氨气的装置和下列哪种制气装置相同( )
A．加热氯酸钾、二氧化锰混合物制O2
B．石灰石和稀盐酸反应制CO2
C．MnO2催化过氧化氢溶液分解制O2
D．MnO2与浓HCl加热制取氯气
3．下列离子方程式书写正确的是( )
A．实验室用氯化铵和熟石灰制氨：NH＋OH－NH3↑＋H2O
B．NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热：NH＋OH－NH3·H2O
C．氨水中加入盐酸：NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O
D．氨水中加入氯化铁溶液：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
4．一种盐X与烧碱混合共热，可放出无色气体Y，Y经一系列氧化后再溶于水可得Z溶液，Y和Z反应又生成X，则X是( )
A．(NH4)2SO4 B．NH4NO3
C．NH4Cl D．NH4HCO3
5．(NH4)2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3，在该反应的化学方程式中，化学计量数由小到大的产物依次是( )
A．SO2、H2O、N2、NH3 B．N2、SO2、H2O、NH3
C．N2、SO2、NH3、H2O D．H2O、NH3、SO2、N2
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．固体NH4NO3受热分解的产物较复杂，分解时发生的反应遵循守恒，从得失电子守恒和元素守恒方面分析，对NH4NO3热分解的产物猜想不正确的是( )
A．N2、HNO3、H2O B．N2O、H2O
C．NO2、N2O、H2O D．NH3、HNO3
7．某化学兴趣小组为了制取并探究氨气的性质，按下图装置进行实验，制取氨气的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，下列说法不正确的是( )
A．装置B中的干燥剂可以是P2O5
B．装置C中的试纸不变色，D中试纸变蓝色
C．在装置E中滴入几滴浓盐酸会出现白雾
D．装置F中的漏斗能起防倒吸作用
8．在100 mL NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4固体混合物，加热充分反应。如图表示加入的混合物质量和产生的气体体积(标准状况)的关系，则NaOH溶液的物质的量浓度为( )
A．2 mol·L－1 B．1 mol·L－1
C．5 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1
9．称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反应，生成NH31 792 mL(标准状况)，则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．1.87∶1 D．3.65∶1
三、非选择题
10．某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气，并探究氨气的性质。请回答：
(1)实验室制备氨气的化学方程式为__________________________；
(2)装置B中烧杯滴加酚酞溶液，并打开止水夹，观察到烧瓶内产生了__________，则说明氨气具有的性质是____________________，__________________。
(3)写出氨气与水反应的化学方程式__________________________。
(4)为防止污染空气，以下装置可用于吸收多余氨气的是__________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．(素养题—证据推理与模型认知)实验室制备NH3时，其尾气吸收装置正确的是( )
2．(素养题—科学精神与社会责任)“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法错误的是( )
A．加热时，①中白色固体从下部转移到上部
B．加热时，②中溶液从红色变浅至几乎无色，冷却后又恢复红色
C．加热时，③中溶液变红，冷却后溶液红色褪去
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
3．(素养题—证据推理与模型认知)某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程如图所示，其中试剂甲和乙分别可能是( )
A．甲为Ca(OH)2溶液；乙为稀盐酸
B．甲为水；乙为NaOH溶液
C．甲为NaOH溶液；乙为水
D．甲为稀盐酸；乙为NaCl溶液
4．(素养题—科学探究与创新意识)某同学设计实验制备NH3并探究其性质。
(1)氨气的制备
①仪器X的名称为________；氨气的发生装置可选用上图中的________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选用上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)氨气的性质实验。已知氨气可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，装置如图所示。实验时H中出现无色液体。
①G中还原剂和氧化剂的物质的量之比为________，G中的现象为______________。
②向H中的无色液体中滴入紫色石蕊试液的现象为________，原因是____________
________________________________________________________________________。(用方程式表示)
第1课时 铵盐的性质
必备知识基础练
1．答案：D
解析：铵盐都是易溶于水的白色晶体，铵盐都能与碱反应，如与苛性钠反应生成氨气，铵盐都能受热分解，但不一定有氨气产生，如：NH4NO3N2O↑＋2H2O，故选D。
2．答案：C
解析：A、B可分离，但方法较复杂，D不能除杂，只有选项C直接加热法可分离，加热时，NH4Cl分解生成气体，然后在冷处又化合生成氯化铵，而NaCl不能，二者分离，故选C。
3．答案：C
解析：由NH4NO3＋NaOH===NaNO3＋NH3↑＋X和质量守恒定律可以知道，每个X中含有2个氢原子和1个氧原子，该物质是水，其化学式是H2O，故C正确；故答案选C。
4．答案：AC
解析：A.不是所有铵盐受热均可以分解产生NH3，比如硝酸铵，故A正确；B.所有铵盐都易溶于水，所含的N不一定都呈－3价，比如硝酸铵里硝酸根中的氮呈＋5价，故B错误；C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液后共热时所发生反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O，故C正确；D.NH4Cl加热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢反应生成氯化铵，因此NH4Cl和NaCl的固体混合物可用加热法分离，故D错误。
综上所述，答案为AC。
5．答案：C
解析：加入一种试剂时，与题目中的三种溶液产生不同的现象，即可鉴别三种试剂。
A．HCl与NaCl、NH4Cl、Na2SO4三种溶液均不反应，现象相同，无法鉴别，A与题意不符；B.NaOH与NH4Cl反应生成刺激性气味的氨气，与NaCl、Na2SO4不反应，现象相同，无法鉴别，B与题意不符；C.Ba(OH)2与NH4Cl反应生成刺激性气味的氨气，与NaCl不反应，与Na2SO4反应生成白色沉淀，现象不同，可以鉴别，C符合题意；D.Na2CO3与NaCl、NH4Cl、Na2SO4三种溶液各自混合后，均无明显现象，现象相同，无法鉴别，D与题意不符；答案为C。
6．答案：D
解析：A.向溶液中，加入NaOH溶液后加热产生氨气，但是如果用湿润的蓝色石蕊试纸检测，试纸还是蓝色，无法检测，A错误；B.向溶液中，加入NaOH溶液后加热产生氨气，但是与稀硫酸反应没有现象，无法检测，B错误；C.向溶液中，加入HCl溶液，NH与HCl不反应，溶液呈酸性，用红色石蕊试纸检验，还是红色，无法检测，C错误；D.向溶液中，加入NaOH溶液后加热产生氨气，浓盐酸具有挥发性，生成NH4Cl产生白色的烟，可以检验氨气，D正确；答案选D。
7．答案：C
解析：检验固体物质中的NH时，为便于反应，通常将固体先溶于水，然后加入强碱溶液、加热，逸出的NH3用湿润的红色石蕊试纸检验，所以应选择①②③，故选C。
8．答案：B
解析：A.NH＋OH－NH3↑＋H2O铵盐与碱反应，故A不选；B.NH3＋H＋===NH是氨气与酸反应，本题没有提供酸，故B选；C.NH3＋H2O NH3·H2O铵盐与碱反应生成的氨气在水中生成一水合氨，形成的平衡，故C不选；D.NH3·H2O NH＋OH－，氨气在水中生成一水合氨形成的电离平衡，故D不选；故选B。
9．答案：B
解析：A.氢氧化钠溶液是强碱，也可以使酚酞变红色，A项错误；B.加入氢氧化钠溶液加热，检验生成的氨气，可以证明是否含有铵盐，B项正确；C.铵盐中如氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢会重新生成氯化铵，C项错误；D.氯化铵溶于水，溶液中铵根离子水解显酸性，但显酸性的不一定是铵盐，D项错误；答案选B。
10．答案：C
解析：A.氮气和氢气催化加热制取氨气适合用于工业生产氨气，不适合实验室制取氨气，故A不符合题意；B.氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢遇冷又化合生成氯化铵，加热氯化铵不能制取氨气，故B不符合题意；C.实验室常用碱石灰和浓氨水反应制取氨气，故C符合题意；D.将氯化铵溶液和氢氧化钠溶液混合反应生成一水合氨，不能制取氨气，故D不符合题意；故选C。
11．答案：B
解析：A.浓盐酸有挥发性，其挥发出的HCl气体遇到氨气可产生白烟，故可用浓盐酸检验氨气，A说法正确；B.浓硫酸可以吸收氨气生成硫酸氢铵或硫酸铵，故不能用浓硫酸干燥氨气，B说法不正确；C.氨气的密度比空气小且不与空气中的主要成分发生反应，故可用向下排空气法收集氨气，C说法正确；D.生石灰与水反应放出大量的热，浓氨水受热可发生分解生成氨气，故可将浓氨水滴入盛有生石灰的烧瓶制取氨气，D说法正确。综上所述，关于实验室制取氨气的说法不正确的是B。
12．答案：B
解析：A、发生的反应是Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O，制备氨水，不需要干燥氨气，故A错误；B、根据A选项的分析，故B正确；C、氢氧化钠在加热条件下，对玻璃腐蚀加强，因此制备氨气时不用氢氧化钠，故C错误；D、不能防倒吸，故D错误。
13．答案：B
解析：A.NH4Cl固体受热分解生成的NH3和HCl在试管口遇冷会重新化合生成NH4Cl，故A错误；B.将浓氨水滴到生石灰固体上时，生石灰与水反应放热会导致NH3逸出，此为氨气的发生装置，故B正确；C.NH3极易溶于水，为防止倒吸，倒置的漏斗口刚接触水面即可，不能浸于水中，故C错误；D.收集NH3时，为防止NH3与空气形成对流使收集的NH3不纯，通常在导管口放置棉花团，故D错误；答案选B。
14．答案：D
解析：A.氨气易溶于水，不能用溶液制备氨气，故A错误；B.氨气为碱性气体，易与酸性氧化物反应，不能用酸性氧化物干燥，故B错误；C.氨气为碱性气体，不能用浓硫酸干燥，故C错误；D.实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气，氨气为碱性气体，可用碱石灰干燥，故D正确；故答案为D。
15．答案：C
解析：A.实验室采用装置甲制取氨气时，分液漏斗中盛装浓氨水，圆底烧瓶中盛放氢氧化钠固体或生石灰，图示药品使用不正确，不能用来制取氨气，A项错误；B.氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，B项错误；C.丙装置中发生反应：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O，可以验证氨气具有还原性，C项正确；D.氨气与水直接接触，不能起防倒吸的作用，D项错误。答案为C。
16．答案：A
解析：A.实验室制取氧气，可以用加热氯酸钾或高锰酸钾的方法，要使用加热固体反应物的装置，实验室制取氨气也是氯化铵晶体与氢氧化钙固体反应，需要加热，二者气体制取实验装置相同，A选项正确；B.氨气是碱性气体，可以用碱石灰干燥，但无水氯化钙可与氨气反应，不能用于干燥氨气，B选项错误；C.用单孔橡皮塞代替棉花，导致试管内密封，无法收集氨气，C选项错误；D.NH4NO3属于硝酸盐，不稳定受热易分解产生氮氧化物，使制取的气体不纯，NaOH是强碱，可与玻璃中的二氧化硅反应，腐蚀实验装置，D选项错误；答案选A。
关键能力综合练
1．答案：B
解析：A.3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，硝酸溶液不与NH4Cl反应；B.2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O；C.MgSO4不与水反应；D.AgNO3不与水反应。故选B。
2．答案：A
解析：根据反应物状态和反应条件选取反应装置，实验室用氯化铵和消石灰的固体混合物在加热条件下制取氨气，只要反应物是固体、反应条件是加热即可。A项：氯酸钾、二氧化锰是固体，实验室用氯酸钾、二氧化锰在加热条件下制取氧气，所以和用氯化铵、消石灰制取氨气的装置相同，故A正确；B项：石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的装置是属于固液混合不加热型装置，所以和用氯化铵、消石灰制取氨气的装置不相同，故B错误；C项：二氧化锰催化过氧化氢溶液分解制O 2 的装置是属于固液混合不加热型装置，所以和用氯化铵、消石灰制取氨气的装置不相同，故C错误；D项：二氧化锰与浓HCl加热制取氯气的装置是属于固液混合加热型装置，所以和用氯化铵、消石灰制取氨气的装置不相同，故D错误。
3．答案：C
解析：A.该反应属于固体间的加热反应，不能写成离子形式，故A错误；B.在加热条件下NH3·H2O应分解为NH3和H2O，离子方程式应为NH＋OH－NH3↑＋H2O，故B错误；C.符合反应原理及离子方程式书写要求，故C正确；D.一水合氨是弱碱，不能完全电离，向氨水中滴加FeCl3溶液生成Fe(OH)3沉淀，离子方程式应为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH，故D错误；答案为C。
4．答案：B
解析：一种盐与烧碱混合共热，可放出无色气体Y，则Y为NH3，氨气经一系列氧化后的产物再溶于水可得Z溶液，Z溶液为HNO3溶液，Y和Z溶液反应又可生成X，则盐X是硝酸铵，故选B。
5．答案：C
解析：该反应配平后为：3(NH4)2SO4N2↑＋3SO2↑＋4NH3↑＋6H2O，化学计量数由小到大的产物依次为N2、SO2、NH3、H2O，即合理选项为C。
6．答案：C
解析：A.如生成N2，N元素化合价分别由＋5价、－3价变为0价，NO过量，则同时生成HNO3，发生反应5NH4NO3===2HNO3＋4N2＋9H2O，A选项正确；B.NH4NO3若生成N2O、H2O，氮元素－3价升高到＋1价，硝酸根离子中＋5价降低到＋1价，符合电子守恒，B选项正确；C.如生成N2O、NO2，元素化合价应由－3价→＋1价，＋5价→＋4价，NH过量，NH应同时生成NH3，C选项错误；D.生成NH3、HNO3符合分解反应，为化合价不变的反应，D选项正确；答案选C。
7．答案：AC
解析：A.氨气为碱性气体，应选择碱性干燥剂碱石灰，不能用P2O5，故A错误；B.氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，所以D中颜色发生变化，C中的试纸不变色，故B正确；C.装置E中因有多余的氨气，当滴入几滴浓盐酸时会生成氯化铵晶体，产生白烟，而不是白雾，故C错误；D.因为氨气极易溶于水，所以F中吸收氨气时用倒扣漏斗来防倒吸，故D正确；题目要求选不正确的，故选AC。
8．答案：C
解析：向NaOH溶液中加入两种铵盐，离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O，当生成V(NH3)＝11.2 L(标准状况)，即n(NH3)＝0.5 mol时，溶液中OH－全部反应，则n(OH－)＝n(NaOH)＝0.5 mol，c(NaOH)＝＝5 mol·L－1。答案选C。
9．答案：C
解析：利用极值法分析，可知0.1 mol氢氧化钠不足，故先将NH4HSO4反应完，再反应(NH4)2SO4，因共生成NH3 0.08 mol，故与H＋反应的氢氧化钠为0.02 mol，则NH4HSO4为0.02 mol，所以(NH4)2SO4质量为7.24 g－115 g/mol×0.02 mol＝4.94 g，(NH4)2SO4的物质的量为4.94 g÷132 g/mol＝0.037 4 mol。因此(NH4)2SO4与NH4HSO4物质的量之比为：1.87∶1，故选C。
10．答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2
(2)红色喷泉 氨气极易溶于水 溶于水显碱性
(3)NH3＋H2O===NH3·H2O
(4)ABD
解析：(1)实验室制备氨气：用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热，且利用生成的NH3·H2O受热分解成氨气，反应方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2；(2)NH3极易溶于水，造成烧瓶内部压强突然减小，外界压强把烧杯中的水压入到烧瓶中，氨气溶于水后形成弱碱氨水，酚酞与碱变红，则观察到烧瓶内产生红色喷泉，利用了氨气极易溶于水，形成的溶液显碱性；(3)氨气与水反应生成一水合氨，则反应方程式：NH3＋H2O===NH3·H2O；(4)氨气极易溶于水，吸收多余氨气，要防止倒吸，因此ABD可行。
学科素养升级练
1．答案：B
解析：A、漏斗和液面有一定距离，不能达到吸收尾气的效果，故A错误；B、能达到吸收尾气的目的，故B正确；C、不能达到防止倒吸的目的，故C错误；D、容易引起倒吸，故D错误。
2．答案：D
解析：A.加热氯化铵分解，遇冷化合生成氯化铵，则加热①时，上部汇集了NH4Cl固体，故A正确；B.加热可降低氨气的溶解度，则加热②时，溶液红色变浅至几乎无色，冷却后氨气溶解又恢复红色，故B正确；C.二氧化硫与品红化合生成无色物质，加热分解，则加热③时，溶液变为红色，冷却后二氧化硫溶解又褪色，故C正确；D.可逆反应的反应条件相同，氯化铵分解不是可逆反应，故D错误；故答案选D。
3．答案：A
解析：NH4HCO3和NH4Cl与碱反应产生NH3，所以试剂甲应为碱；能与NH4HCO3反应生成CO2，产生气泡的应该为酸，据此分析作答。
根据上述分析可知，NH4HCO3和NH4Cl与碱反应产生NH3，所以试剂甲不可能是H2O或稀盐酸，B、D项错误；NH4HCO3能与酸反应生成CO2，产生气泡，A项正确，C项错误；故答案为A。
4．答案：(1)圆底烧瓶 A dcfei (2)2∶3 黑色粉末逐渐变为红色 溶液变为蓝色 NH3·H2O NH＋OH－
解析：(1)①根据图示，结合X的构造，则仪器X的名称为圆底烧瓶；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；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，应选择盛有碱石灰的干燥管干燥气体，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；(2)①G中发生的反应为：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O，CuO为氧化剂，氨气为还原剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2，G中的氧化铜逐渐变为铜单质，反应现象为黑色粉末逐渐变为红色；②根据分析，H中的无色液体为氨水，一水合氨是弱电解质，在溶液中部分电离NH3·H2O NH＋OH－，溶液呈碱性，滴入紫色石蕊试液的现象为溶液变为蓝色。
2第二单元 重要的含氮化工原料
第1课时 氨气
知识点1 氨气的物理性质
1．常温下，氨气是一种无色的有________性气味的气体，密度比空气________，________(填“容易”或“不容易”)液化，________溶于水(1体积水大约溶解700体积氨气)，由于液氨气化时吸收大量热，因此液氨可用作________剂。
2．氨气喷泉实验成功的关键是_____________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
原理是__________________________________________________________________。
知识点2 氨气的化学性质
1．氨气的碱性
(1)一水合氨的电离方程式为________________________。
(2)氨气与水反应的化学方程式为________________________。
(3)氨气________(填“能”或“不能”)用浓硫酸干燥，原因是__________________________。
(4)将一根蘸有浓氨水的玻璃棒与另一根蘸有浓盐酸的玻璃棒相互靠近(但不接触)，现象是________，反应的化学方程式为________________。
(5)将浓氨水滴入生石灰中________(填“能”或“不能”)产生氨气，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．氨气的还原性
(1)氨气在催化剂作用和加热条件下与氧气反应的化学方程式为__________________
________________________________________________________________________。
(2)氨气被氯气氧化的反应方程式为__________________________________________。
(3)氨气和二氧化氮在一定条件下反应生成对环境无污染的气体，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
3．工业上制取氨气的化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________________。
第2课时 硝酸
知识点1 硝酸的物理性质
纯净的硝酸是________色、________挥发、________刺激性气味的________。
知识点2 硝酸的化学性质
1．不稳定性
浓硝酸见光或受热分解，该化学方程式为________________。硝酸越浓，越容易分解。浓硝酸久置呈黄色，是由于______________。为了防止硝酸见光分解，一般将它保存在______________试剂瓶中，放置在______________处。
2．酸性
具有________的通性 举例(离子方程式)
(1)使紫色石蕊试液______ ________
(如NaOH) ________ (如CuO) ________
(4)酸＋盐→新酸＋新盐 (如CaCO3) ________
3.强氧化性
(1)能与除________以外的大多数金属反应。
如浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应
Cu与浓硝酸 Cu与稀硝酸
实验现象 ________ ________
化学方程式 ________，氧化剂________，还原剂________________________________________________________________________， 两者物质的量之比为________ ________，氧化剂________，还原剂________________________________________________________________________， 两者物质的量之比为________
离子方程式 ________ ________
(2)与非金属的反应
浓硝酸在加热条件下，能与________等非金属单质发生氧化还原反应，C与热的浓HNO3反应的化学方程式：________________。
(3)Fe、Al，冷浓HNO3发生________；所以可以用________容器盛放浓硝酸。
知识点3 工业制取硝酸的流程及化学方程式
工艺流程 反应原理(用化学方程式表示)
氨的催化氧化 ________
NO氧化成NO2 ________
硝酸的生成 ________
第二单元 重要的含氮化工原料
第1课时 氨气
知识点1
1．刺激 小 容易 极易 制冷
2．①盛气体的烧瓶必须干燥，否则瓶中有液体，会使瓶口留下空气，形成的喷泉压力不大（喷泉“无力”）；②气体要充满烧瓶；③烧瓶不能漏气（实验前应先检查装置的气密性）；④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应 气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差（负压）
知识点2
1．（1）NH3·H2O NH＋OH－ （2）NH3＋H2O NH3·H2O
（3）不能 浓硫酸与氨气反应，2NH3 ＋ H2SO4===（NH4）2SO4
（4）有白烟生成 NH3 ＋ HCl===NH4Cl
（5）能 氧化钙溶于水时放出大量的热，有利于一水合氨分解成氨气，同时有利于氨气的挥发
2．（1）4NH3（g）＋ 5O2（g）===4NO（g）＋6H2O（l） ΔH＝－904 kJ·mol－1 （2）8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2 （3）8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O
3．N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）
第2课时 硝酸
知识点1
1．无 易 有 液体
知识点2
1．4HNO34NO2↑ ＋ O2↑ ＋ 2H2O 浓硝酸分解产生的NO2溶于其中 棕色 避光
2．酸 变红 HNO3===H＋＋NO H＋＋OH－===H2O 2H＋＋CuO===Cu2＋＋H2O CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
3．（1）金、铂 铜片逐渐溶解、溶液变蓝色、产生红棕色气体 铜片逐渐溶解、溶液变蓝色、产生无色气体 Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O 浓硝酸 铜 2∶1 3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O 稀硝酸 铜 2∶3 Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O （2）木炭 C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O （3）钝化 铝质或铁质
知识点3
4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
1第2课时 硝酸
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1硝酸的性质
1.对于硝酸的物理性质，下列叙述不正确的是( )
A．可以与水以任意比互溶
B．不易挥发
C．有刺激性气味
D．质量分数足够大时可形成发烟硝酸
2．浓硝酸常呈黄色的原因是( )
A．浓硝酸中混有碘化银
B．浓硝酸中混有铁离子
C．浓硝酸易分解产生二氧化氮
D．浓硝酸中混有单质硫
3．下列有关硝酸的说法正确的是( )
A．工业硝酸的质量分数约为69%，常因溶有少量NO而略显黄色
B．硝酸是一种氧化性很强的酸，可以与金、铂等金属反应
C．将木炭放入浓硝酸中，可立即观察到有气泡生成
D．工业制备硝酸第三步为用水吸收二氧化氮生成硝酸
4．在反应C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O中浓硝酸表现出( )
A．酸性 B．挥发性
C．强氧化性 D．不稳定性
5．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
6．一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是( )
A．只有NO2 B．只有NO
C．NO2和NO D．NO2和H2
7．下列反应中，不属于HNO3类别通性的是( )
A．4HNO3(浓)＋SSO2↑＋4NO2↑＋2H2O
B．HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O
C．2HNO3＋CuO===Cu(NO3)2＋H2O
D．2HNO3＋CaCO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O
8．(双选)将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( )
A．硝酸浓度越大消耗的硝酸越多，产生的有毒气体也越多
B．反应中转移的电子总数稀硝酸少
C．试管内壁上的铜用浓硝酸除好，因反应速率快
D．两者用排水法收集的气体的体积相同
知识点2金属与硝酸反应的有关计算
9.下列有关铜与浓硝酸反应的说法中错误的是( )
A．HNO3是氧化剂，NO2是还原产物
B．若2 mol HNO3被还原，则反应中一定生成22.4 L NO2气体
C．参加反应的硝酸中，被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比是1∶1
D．硝酸在反应中既表现了强氧化性，又表现了酸性
10．(双选)以下关于铜跟浓、稀HNO3反应的说法中错误的是( )
A．1 mol浓HNO3被还原转移2 mol电子
B．Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈，
C．Cu与浓、稀HNO3反应都需加热
D．生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多
11．0.3 mol Cu与足量的稀HNO3完全反应时，被还原的HNO3的物质的量是( )
A．0.3 mol B．0.6 mol
C．0.4 mol D．0.2 mol
12．向50 mL 12 mol·L－1的HNO3溶液中加入足量的铜粉，经完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积为(不考虑NO2转化为N2O4)( )
A．大于3.36 L B．等于3.36 L
C．等于6.72 L D．在3.36 L与6.72 L之间
13．足量的Cu和1 mol·L－1的稀硝酸反应，如果NO的浓度下降0.2 mol·L－1，则溶液中c(H＋)同时下降(假定反应前后溶液体积不变)( )
A．0.2 mol·L－1 B．0.8 mol·L－1
C．0.6 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1
14．将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体，当锌粉完全作用时收集到11.2 L NO、NO2混合气(标准状况下)，则所消耗硝酸的物质的量是( )
A．1.2 mol B．1.1 mol
C．0.9 mol D．0.8 mol
15．14 g铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量是( )
A．9.6 g B．6.4 g
C．4.8 g D．3.2 g
16．(双选)稀HNO3的还原产物可以是NO、N2O、N2、NH4NO3。在稀HNO3和Zn的反应中，若有1 mol HNO3参加反应，则有0.8 mol电子转移，由此推断稀HNO3的还原产物可能为( )
A．NO B．N2O
C．N2 D．NH4NO3
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．实验室里不同化学试剂的保存方法不尽相同：①KOH溶液 ②大理石 ③KCl溶液 ④稀硝酸4种试剂通常各自存放在如图所示的某种试剂瓶中。按照试剂瓶的顺序存放试剂，序号正确的是( )
A．①②③④ B．②①④③
C．②③④① D．②①③④
2．下列反应既表现硝酸的酸性，又显示硝酸的氧化性的是( )
A．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
B．FeO＋4HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑
C．C＋4HNO3(浓)CO2↑＋2H2O＋4NO2↑
D．NH3＋HNO3===NH4NO3
3．各取0.1 mol Cu分别投入足量的下列酸中(必要时可加热)：①浓硫酸、②浓硝酸、③稀硫酸、④稀硝酸，充分反应后在相同条件下得到的气体体积由大到小的顺序是( )
A．②>④>①>③ B．②>①>④>③
C．①>②>④>③ D．③>④>①>②
4．下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是( )
A．H＋、NO、Fe2＋、Na＋ B．Ag＋、NO、Cl－、K＋
C．K＋、Ba2＋、OH－、SO D．Cu2＋、NH、Br－、OH－
5．Zn与硝酸反应时，硝酸溶液的浓度不同，产物也不相同。与不同浓度硝酸反应时，反应的Zn与被还原硝酸的物质的量关系如图。还原产物为NH4NO3的图线是( )
A．A B．B
C．C D．D
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是( )
① ② ③
A.由①中的红棕色气体，可推知反应还有氧气产生
B．红棕色气体表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③可说明浓硝酸具有挥发性和强氧化性
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
7．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO、NO2的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况下)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗溶液NaOH的体积是( )
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
8．某实验小组同学把小块木炭在酒精灯上烧至红热，迅速投入热的浓硝酸中，发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧发出亮光。经查阅资料可知浓硝酸分解产生NO2和O2。为了探究“液面上木炭迅速燃烧发出亮光”的原因，该小组同学用如图装置完成以下实验：
序号 实验Ⅰ 实验Ⅱ
集气瓶中所盛气体 O2 加热浓硝酸产生的气体
现象 木炭迅速燃烧发出亮光 木炭迅速燃烧发出亮光
下列说法正确的是( )
A．浓硝酸分解产生的V(NO2)∶V(O2)＝1∶1
B．红棕色气体的产生表明木炭与浓硝酸发生了反应
C．能使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体是氧气
D．以上实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2
9．Cu与浓硝酸反应生成氮氧化物，这些氮氧化物溶解在NaOH溶液中生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示：
下列有关判断正确的是( )
A．若Cu片为51.2 g，则生成0.2 mol NaNO3
B．Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应
C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16 mL
D．Cu(NO3)2既是氧化产物，也是还原产物
三、非选择题
10．某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物，设计如下实验。
(1)甲同学设计实验如图甲。
红热木炭未进入试管前，浓硝酸上方并无明显变化。当如图甲连接实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，然后浑浊消失。
①液面上方出现红棕色气体，说明浓硝酸具有________(填选项字母)。
a．酸性 b．挥发性
c．不稳定性
②沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，是因为__________________________________________________________。
(2)乙同学设计实验如图乙。
如图乙连接实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应，是因为________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺点，设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾能将NO、NO2 氧化成 NO，MnO被还原为 Mn2＋。
①如图连接装置后，需进行的实验操作为________；加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，目的为
________________________________________________________________________。
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
③能证明木炭被氧化的实验现象为__________________________________________
________________________________________________________________________。
④D装置中发生反应的离子方程式为________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．(素养题—证据推理)我国清代《本草纲目拾遗》中记载无机药物335 种，其中“强水”条目下写道：“性最烈， 能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是( )
A．氨水 B．硝酸
C．酒精 D．烧碱
2．(素养题—科学精神与社会责任)习近平主席说：“ 金山银山，不如绿水青山”。要绿水青山，就必须防止环境污染，工业上用洗净的废铜屑来制备硝酸铜，为了节约原料和防止污染环境，宜采用的方法是( )
A．Cu＋HNO3(浓)―→Cu(NO3)2
B．Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2
C．CuCuOCu(NO3)2
D．CuCuSO4Cu(NO3)2
3．(素养题—科学探究与创新意识)某化学兴趣小组进行有关Cu、硝酸、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．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．③中反应的化学方程式：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O
C．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强
D．由上述实验可知：Cu在常温下既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应
4．(素养题—科学探究与创新意识)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体是否为 NO，设计了如下实验。实验装置如图所示(已知 NO、NO2 能与 NaOH 溶液反应)：
(1)设计装置A的目的是：______________________________________，写出试管A中发生的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热，观察到装置B中的现象是：____________________________________________；B中反应的离子方程式是：________________________________________________________________________。
(3)将注射器F中的空气推入E中，E中的气体变为红棕色，此时发生的化学方程式：________________________________________________________________________。
(4)D装置的作用是：__________________________________________________。
第2课时 硝酸
必备知识基础练
1．答案：B
解析：A.硝酸易溶于水，可以与水以任意比互溶，故A正确；B.硝酸具有挥发性，故B错误； C．硝酸具有挥发性，有刺激性气味，故C正确；D.硝酸质量分数为86%～97.5%以上时可形成发烟硝酸，故D正确。
2．答案：C
解析：浓硝酸不稳定，见光或受热容易分解，4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，分解出的二氧化氮又溶于浓硝酸中，使浓硝酸显黄色，故选C。
3．答案：D
解析：A.工业硝酸的质量分数约为69%，常因溶有少量NO2而略显黄色，而不是NO，故A错误；B.硝酸是一种氧化性很强的酸，和很多金属(除金、铂)反应，故B错误；C.将木炭放入浓硝酸中，由于木炭的活泼性较弱，反应速率很慢，不能立即观察到有气泡生成，中学阶段一般理解为要加热才反应，故C错误；D.工业制备硝酸第三步为用水吸收二氧化氮生成硝酸，发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应，故D正确。综上所述，答案为D。
4．答案：C
解析：在反应C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O中浓硝酸溶液中硝酸中氮元素化合价从＋5价全部变化为＋4价，说明硝酸的氧化性； 酸性是硝酸中氮元素化合价不变生成盐，反应中不符合，A错误； 挥发性是硝酸挥发出硝酸微粒，属于物理性质，B错误；C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O中浓硝酸溶液中硝酸中氮元素化合价从＋5价全部变化为＋4价，说明硝酸的氧化性，C正确；不稳定性是指硝酸见光或加热分解的性质，D错误。
5．答案：D
解析：A.浓硝酸使紫色石蕊试液先变红，表现出酸性；后褪色，表现出强氧化性，正确。B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气，因为硝酸具有强氧化性，被锌还原生成氮氧化物等，而不生成氢气，正确。C.要用棕色瓶盛装浓硝酸，因为浓硝酸具有光的不稳定性，正确。D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，可能是硝酸表现出强氧化性，将酚酞氧化而褪色；也可能是硝酸表现出酸性，中和了氢氧化钠的碱性，酚酞在中性溶液中呈无色，错误。故选D。
6．答案：C
解析：因先开始铜与浓硝酸的反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸会变为稀硝酸，稀硝酸继续与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以，产生的气体为NO2和NO。故选C。
7．答案：A
解析：A.反应中N元素化合价降低，被还原，硝酸表现氧化性；B.发生中和反应，硝酸表现酸性；C.与CaO反应生成盐和水，硝酸表现酸性；D.发生复分解反应，硝酸表现酸性；则不属于HNO3类别通性的是A；故选A。
8．答案：AD
解析：相同质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，发生3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，A.等量的Cu与酸反应，浓硝酸消耗的多，生成有毒气体多，选项A正确；B.等量的Cu与酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，由Cu元素的化合价变化可知转移电子相同，选项B错误；C.等量的Cu与酸反应，消耗的稀硝酸少，则试管内壁上的铜用稀硝酸除好，选项C错误；D.因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集气体均为NO，由电子守恒可知，收集NO的体积相等，选项D正确；答案选AD。
9．答案：B
解析：Cu与浓硝酸反应为Cu＋4HNO3===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，A、反应中N元素的化合价HNO3中由＋5价降低为NO2中＋4价，HNO3是氧化剂，发生还原反应生成NO2，NO2是还原产物，故A正确；B、根据氮元素守恒可知被还原的硝酸的物质的量等于二氧化氮的物质的量，2 mol HNO3被还原，则反应中生成2 mol NO2，但二氧化氮所处的状态不一定是标准状况，体积不一定为22.4 L，故B错误；C、被还原的硝酸生成二氧化氮，未被还原的硝酸生成硝酸铜，由方程式Cu＋4HNO3===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O可知，被还原和未被还原硝酸的物质的量比是1∶1，故C正确；D、反应中N元素的化合价部分未变化，生成硝酸铜，硝酸表现酸性，N元素化合价部分降低，生成二氧化氮，硝酸表现氧化性，故D正确；故选B。
10．答案：AC
解析：A.1 mol浓HNO3被还原生成NO2，转移1 mol电子，A错误；B.浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈，B正确；C.硝酸具有强氧化性，与大多数金属能够在常温下剧烈反应，Cu与浓、稀HNO3反应都不需加热，C错误；D.浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，所以根据电子得失守恒可判断生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多，D正确；答案选AC。
11．答案：D
解析：Cu与稀硝酸反应时，Cu被氧化成Cu2＋，稀硝酸被还原成NO，根据电子转移守恒，被还原的硝酸物质的量＝＝0.2 mol，故答案选D。
12．答案：D
解析：一定量的浓硝酸与足量的铜会发生以下两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。n(HNO3)＝0.6 mol，若只发生反应①，生成气体n(NO2)＝0.3 mol，体积为6.72 L；若只发生反应②，生成气体n(NO)＝0.15 mol，体积为3.36 L，实际生成气体为两者的混合物体积介于3.36 L与6.72 L之间，故答案为D。
13．答案：B
解析：由Cu与稀HNO3反应的离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，根据反应比例，当NO浓度下降0.2 mol·L－1时，c(H＋)下降0.8 mol·L－1，B正确。答案选B。
14．答案：B
解析：锌和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，由题意可得n(NO2)＋n(NO)＝＝0.5 mol，由N原子个数守恒可知被还原的硝酸的物质的量为0.5 mol，由题意可得n(Zn)＝＝0.3 mol，由Zn原子个数守恒可知n[Zn(NO3)2]＝0.3 mol，则表现酸性的硝酸的物质的量为0.3 mol×2＝0.6 mol，参加反应的硝酸的物质的量为0.5 mol＋0.6 mol＝1.1 mol，故选B。
15．答案：D
解析：根据题意：有如下转化关系：
设Cu x mol 、Ag y mol 金属铜、银失去电子给了硝酸中＋5价的氮，还原产物中的NO和 NO2又失去电子给了氧气生成硝酸，整个过程等效于铜、银失电子，转移给了氧气，所以根据电子得失守恒规律：2x＋y＝4×，质量守恒：64x＋108y＝14，分别解出x＝0.05 mol，m(Cu)＝0.05 mol×64 g/mol＝3.2 g；D正确；故答案选D。
16．答案：BD
解析：1 mol硝酸参加反应，反应中硝酸表现为酸性和氧化性，转移电子0.8 mol，则应生成0.4 mol Zn(NO3)2，若有0.2 mol硝酸被还原，则由0.2 mol×(5－x)＝0.8 mol，解得x＝1，应生成N2O；若有0.1 mol硝酸被还原，则由0.1 mol×(5－x)＝0.8 mol，解得x＝－3，应生成NH4NO3，则稀HNO3的还原产物为N2O或NH4NO3，故选BD。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：第一个试剂瓶是广口瓶，可以放大理石；第二个试剂瓶是细口瓶并且瓶塞是胶皮塞，一般用来盛放显碱性的溶液；第三个试剂瓶是细口瓶并且瓶塞是玻璃塞，一般用来盛放显酸性或显中性的溶液；第四个试剂瓶应该是棕色试剂瓶，一般盛放见光易分解的物质。顺序为：②①③④，答案选D。
2．答案：B
解析：根据硝酸中氮元素的化合价降低，则体现硝酸的氧化性，若生成硝酸盐，则体现硝酸的酸性。A.因硝酸中氮元素的化合价没有变化，只生成硝酸盐，则只表现酸性，故A错误；B.生成硝酸铁，则表现硝酸的酸性，且硝酸中部分氮元素的化合价由＋5价降低为＋4价，则体现硝酸的氧化性，故B正确；C.硝酸与碳反应，硝酸中氮元素的化合价全部由＋5价降低为＋4价，只体现氧化性，而不能体现酸性，故C错误；D.反应中没有元素化合价变化，不能体现硝酸的氧化性，生成硝酸盐，则只体现酸性，故D错误；故选B。
3．答案：B
解析：①铜和浓硫酸反应方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)===CuSO4＋SO2↑＋2H2O，由此可知：0.1 mol Cu反应生成0.1 mol SO2；
②铜和浓硝酸反应方程式为：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，由此可知：0.1 mol Cu反应生成0.2 mol NO2；③铜和稀硫酸不反应，生成气体的物质的量为0 mol；④铜和稀硝酸反应方程式为：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，由此可知：0.1 mol Cu反应生成0.067 mol NO；故相同条件下得到的气体体积由大到小的顺序是：②>①>④>③；本题答案为B。
4．答案：A
解析：A.酸性环境下Fe2＋被NO氧化为Fe3＋，A正确；B.Ag＋与Cl－生成氯化银沉淀不共存，不是氧化还原反应，B错误；C.Ba2＋与SO生成硫酸钡沉淀不共存，不是氧化还原反应，C错误；D.Cu2＋、NH、OH－生成氢氧化铜沉淀和NH3·H2O不共存，不是氧化还原反应，D错误；答案：A。
5．答案：A
解析：根据题中Zn与被还原硝酸的物质的量关系图可知，本题考查氧化还原反应的计算，运用氧化还原反应中得失电子守恒和原子守恒分析。锌和稀硝酸发生氧化还原反应，反应后Zn从0价被氧化为＋2价，硝酸还原产物为NH4NO3，即硝酸中氮原子从＋5价被还原为－3价，由得失电子守恒和原子守恒写出反应的化学方程式为：4Zn＋10HNO3===4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O，此时已反应的锌与被还原的硝酸的物质的量之比为4∶1，符合的只有图线A，答案选A。
6．答案：AC
解析：A.由①中的红棕色气体可知，该气体为NO2，由此可以推知：HNO3中＋5价的N降低到＋4价，发生还原反应，那么只有氧元素的化合价由－2价升高到0价，发生氧化反应，产生了氧气，故A正确；B.浓硝酸与木炭加热时发生氧化还原反应，木炭被浓硝酸氧化生成二氧化碳，浓硝酸被还原成二氧化氮，二氧化氮气体为红棕色气体，但硝酸化学性质不稳定，见光或受热能分解，也会生成红棕色的二氧化氮气体，故B错误；C.根据实验③，浓硝酸没有与木炭直接接触，若红棕色气体是硝酸分解生成的，那说明浓硝酸有挥发性，先挥发然后受热分解，若红棕色气体是木炭和浓硝酸反应生成的，也证明浓硝酸有挥发性，其次，无论红棕色气体是浓硝酸直接受热分解得到的，还是与木炭反应生成的，二氧化氮都是还原产物，可说明浓硝酸具有挥发性和强氧化性，故C正确；D.③中红热的木炭在空气中也能生成二氧化碳，所以检测到二氧化碳并不能说明是木炭与浓硝酸发生了反应，故D错误；故答案选AC。
7．答案：A
解析：向所得硝酸铜溶液中加入NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，沉淀为Cu(OH)2，由电荷守恒可知，Cu提供电子物质的量等于氢氧化铜中氢氧根的物质的量，生成NO2、NO的混合气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，整个过程，由电子转移守恒，可知Cu提供电子等于氧气获得的电子，据此计算n(NaOH)，进而计算消耗氢氧化钠溶液体积。生成NO2、NO的混合气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，整个过程，由电子转移守恒，可知Cu提供电子等于氧气获得的电子，即Cu提供电子为：×4＝0.3 mol，然后根据1 mol Cu失去2 mol电子可知，铜的物质的量为0.15 mol；向所得硝酸铜溶液中加入NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，沉淀为Cu(OH)2，故所需的n(NaOH)＝0.15 mol×2＝0.3 mol，故消耗氢氧化钠溶液体积为＝0.06 L＝60 mL，故选A。
8．答案：D
解析：A.浓硝酸分解的方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，则V(NO2)∶V(O2)＝4∶1，故A错误；B.红棕色气体为NO2，它的产生不能表明木炭与浓硝酸发生了反应，也可能是浓硝酸分解产生的，故B错误；C.实验Ⅱ中浓硝酸受热分解产生的气体为二氧化氮和氧气，木炭在此混合气体中能迅速燃烧发出亮光，可能是氧气助燃的作用，也可能二氧化氮也具有助燃作用，故C错误；D.根据C的分析，浓硝酸受热分解产生的气体为二氧化氮和氧气，木炭在此混合气体中能迅速燃烧发出亮光，可能是氧气助燃的作用，也可能二氧化氮也具有助燃作用，以上实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2，故D正确。答案选D。
9．答案：A
解析：A. n(Cu)＝＝0.8 mol，n(NaOH)＝0.5 L×2 mol/L＝1 mol，由电子守恒可知，51.2 g Cu失去的电子等于HNO3→NaNO2得到的电子，则0.8 mol×(2－0)＝n(NaNO2)×(5－3)，解得n(NaNO2)＝0.8 mol，由Na原子守恒可知n(NaOH)＝n(NaNO2)＋n(NaNO3)，则n(NaNO3)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol，故A正确；B.常温下，Cu遇浓硝酸不能钝化，故B错误；C.标准状况下得到的0.9 mol氮氧化物的体积是0.9 mol×22.4 L/mol＝20.16 L，因为NO2和N2O4之间存在转化平衡，且标准状况下NO2和N2O4不是气体，所以体积小于20.16，故C错误；D.反应过程中Cu→Cu(NO3)2，只有铜元素化合价升高，Cu(NO3)2是氧化产物，不是还原产物，故D错误。
10．答案：(1)bc 不能 木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊 (2)不能 挥发出的硝酸和生成的NO2消耗了石灰水 (3)检查装置气密性 将装置中的空气排尽 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O C中石灰水变浑浊 5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O
解析：(1)①木炭未伸入浓硝酸中，液面上方出现红棕色NO2气体，说明试管内有硝酸蒸气，证明浓硝酸具有挥发性；NO2气体可能是硝酸分解产生，证明浓硝酸具有不稳定性，故选bc；②木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，所以沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，不能证明木炭与浓硝酸发生了反应；(2)挥发出的硝酸和反应生成的NO2都能与石灰水反应消耗石灰水，所以沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，不能证明木炭与浓硝酸未反应；(3)①涉及气体制备的实验要检验装置气密性，所以连接装置后，需进行的实验操作为检查装置气密性；为防止空气对实验的干扰，加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，将装置中的空气排尽。②木炭与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮、水，反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。③若石灰水变浑，可证明木炭被氧化为二氧化碳，所以能证明木炭被氧化的实验现象为C中石灰水变浑浊。④D装置中NO被氧化为NO，MnO被还原为Mn2＋，发生反应的离子方程式为5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O。
学科素养升级练
1．答案：B
解析：A.虽然氨水可用玻璃器皿盛放，但氨水与大部分金属很难发生反应，A不合题意；B.硝酸可盛放于玻璃容器中，与除金、铂外的其它金属都能反应，B符合题意；C.酒精与不太活泼的金属不能发生反应，C不合题意；D.烧碱与除铝、锌外的常见金属很难发生反应，且会腐蚀玻璃，D不合题意；故选B。
2．答案：C
解析：A.铜与浓硝酸反应过程中，有二氧化氮气体生成，污染环境，A不选；B.铜与稀硝酸反应过程中，有一氧化氮气体生成，污染环境，B不选；C.CuCuOCu(NO3)2过程中，无有害气体，C正确；D.铜与浓硫酸反应过程中，有二氧化硫气体生成，污染环境，D不选；答案选C。
3．答案：B
解析：A、实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被Cu还原为NO，在试管口，NO遇到空气中的氧气，生成NO2，A错误；B、③中反应的化学方程式：3Cu＋Cu(NO3) 2＋4H2SO4 ===4CuSO4 ＋2NO↑＋4H2O，B正确；C、实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，硝酸根离子在酸性条件下等同于硝酸，硝酸的氧化性强于稀硫酸，C错误；D、铜与稀硫酸不反应，D错误。答案选B。
4．答案：(1)利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对气体产物观察的干扰 CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍无色，溶液变为蓝色
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)2NO＋O2===2NO2
(4)吸收NO、NO2等尾气，防止污染空气
解析：由实验装置及流程可知，A中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳，因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰；B中发生Cu与硝酸的反应生成NO、硝酸铜，E中收集到无色气体NO，利用F充入空气，可检验NO的生成；C装置可检验二氧化碳充满B、E装置；D装置为尾气处理装置，吸收氮的氧化物，防止污染空气，以此来解答。
(1)根据上述分析可知，因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对气体产物观察的干扰，A中稀硝酸和碳酸钙反应生成硝酸钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O；(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，其离子反应为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，因此实验现象是铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍无色，溶液变为蓝色；(3)将F中的空气推入E中，发生2NO＋O2===2NO2，E中无色气体变为红棕色，证明NO存在；(4)NO、NO2都有毒，能污染环境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，则装置D的作用为吸收多余的氮氧化物，防止污染空气。
2第二单元 重要的含氮化工原料
第1课时 氨气
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1氨及氨水
1.下列有关氨气(NH3)的描述错误的是( )
A．有刺激性气味 B．可用于工业制硝酸
C．难溶于水 D．可用于工业制氮肥
2．氨是一种重要的制冷剂，原因是( )
A．氨易溶于水
B．液氨气化时大量吸收周围的热量，使之温度降低
C．它在常温下是气体
D．氨气是共价化合物
3．蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒接近时，下列现象正确的是( )
A．产生白雾 B．产生白烟
C．产生黄绿色气体 D．无明显现象
4．下列叙述中不正确的是( )
A．氨遇硫酸冒白烟
B．氨在一定条件下能与氧气反应生成一氧化氮和水
C．氨是一种极易溶于水，且易液化的气体
D．氨能使酚酞试液变红色
5．检验NH3的方法或现象的描述中，正确的是 ( )
A．干燥的红色石蕊试纸变蓝
B．使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C．闻溶液的气味
D．尝溶液的味道
6．将氨气通过灼热的CuO后，发现固体变红色，此外还收集到一种单质气体，这种气体估计应是( )
A．O2 B．H2
C．NO D．N2
7．氨水的碱性较弱，其原因是( )
A．它能使酚酞试液变红色
B．氨水极易挥发出氨
C．氨与水结合生成的一水合氨(NH3·H2O)只有小部分电离成NH和OH－
D．溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在
8．(双选)下列叙述中正确的是( )
A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物
B．氨水显碱性，溶液中既有OH－，也有H＋
C．氨气与氯化氢气体相遇产生白色烟雾
D．在反应NH3＋H＋===NH中，NH3失去电子被氧化
知识点2喷泉实验
9.下列与引发HCl喷泉实验的原因无关的是( )
A．烧瓶内HCl气体的体积分数
B．烧瓶容积的大小
C．烧瓶内外气体的压强
D．胶头滴管中挤出的少量水
10．如图是实验室进行氨溶于水的“喷泉实验”的装置，下列叙述不正确的是( )
A.该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体
B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水有碱性
C．氨水很稳定，将烧瓶中的红色溶液加热，颜色不会发生变化
D．形成“喷泉”的主要原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压
11．
依据氨气在右图所示装置能形成喷泉的原理，在该装置的烧瓶中充满指定气体，胶头滴管中吸入指定液体，以下各组物质不能形成喷泉现象的是( )
A．二氧化碳和氢氧化钠溶液
B．一氧化氮和水
C．二氧化硫和水
D．氯化氢和水
12．(双选)如图是喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有相同液体。下列组合能形成喷泉的是( )
A．HCl与水
B．Cl2与饱和氯化钠溶液
C．SO2与NaOH溶液
D．CO2与水
13．用一充满氨气的烧瓶做喷泉实验，当水充满整个烧瓶后，烧瓶内的氨水的物质的量浓度是(按标准状况下计算)( )
A．0.045 mol·L－1 B．1 mol·L－1
C．0.029 mol·L－1 D．不能确定
14．
(双选)如图所示装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，然后打开止水夹，下列与实验事实不相符的是( )
A．Cl2(饱和食盐水)，无色喷泉
B．NH3(H2O含酚酞)，红色喷泉
C．HCl(H2O含石蕊)，蓝色喷泉
D．H2S(CuSO4溶液)，黑色喷泉
15．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是( )
A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．已知氨气极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做氨气的尾气吸收的是( )
2．
已知NH3和HCl都能用来做喷泉实验。若在同温同压下用两个相同容积的烧瓶各收集满NH3和HCl气体，用如图所示装置进行喷泉实验，则实验停止后，下列对两个烧瓶内溶液的分析正确的是(不考虑质的扩散)( )
A．溶质的物质的量浓度相同，溶质的质量分数不同
B．溶质的质量分数相同，溶质的物质的量浓度不同
C．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同
D．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同
3．氨的喷泉实验中，烧瓶中的液体占，假设溶质不外溢，瓶内氨水的浓度为(标准状况下)( )
A．0.04 mol/L B．0.045 mol/L
C．0.45 mol/L D．1 mol/L
4．
如图喷泉实验的现象与下列性质无关的是( )
A．氨易溶于水
B．氨能与水反应
C．氨水显碱性
D．氨易液化
5．如图，同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶质的物质的量浓度为(不考虑瓶内溶液向烧杯中扩散)( )
A．①＞② B．①＜②
C．①＝② D．不能确定
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．在研究合成氨方法的历史上，不同的研究者曾3次获得诺贝尔化学奖。氨是氮肥工业及制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是( )
A．N2和H2在点燃或光照条件下可合成NH3
B．NH3和HNO3溶于水后都能导电故二者都是电解质
C．NH3遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟
D．由NH3制HNO3的过程中，氮元素被氧化
7．
某同学受喷泉实验原理的启发，设计如图所示装置进行“喷烟”实验。下列对实验的有关说法错误的是( )
A．由于NH3的密度比HCl小，实验中二者的位置不能调换
B．“白烟”是由于生成NH4Cl固体小颗粒的缘故
C．若用HBr代替HCl进行相同的操作，可得到相同的现象
D．实验时，打开活塞并挤出胶头滴管中的水即可看到白烟
8．工业上常用浓氨水检验氯气管道，其反应为：3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2。利用该反应中产生白烟这一现象来判断管道是否漏气。下列关于该反应的说法不正确的是( )
A．氧化剂是Cl2
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶8
C．每生成1 mol N2转移3 mol电子
D．被氧化与未被氧化的NH3物质的量之比为1∶3
9．某化学课外活动小组通过下列实验验证Cl2与NH3的反应，下列有关说法错误的是( )
A．用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5
B．反应后，装置C中黄绿色变浅，并有白烟产生，白烟的成分为NH4Cl
C．A装置制备Cl2，E装置制备NH3
D．尾气中的NH3可被F装置吸收
三、非选择题
10．某课外活动小组欲利用CuO与NH3 反应，探究NH3 的某种性质并测定其组成，设计了如图实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题：
(1)仪器b中可选择的试剂为________。
(2)实验室中，利用装置 A，还可制取的有色气体是________(填字母代号)。
A．Cl2 B．O2 C．CO2 D．NO2
(3)实验中观察到装置C中黑色CuO 粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，上述现象证明 NH3具有________性，写出相应的化学方程式：________________________。
(4)装置E中浓硫酸的作用是________________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1．(素养题—宏观辨识与微观探析)氨的催化氧化是制硝酸的主要反应之一，其微观示意图如下。下列说法正确的是( )
A．甲的化学式为NH3 , 其水溶液呈碱性
B．该反应中元素的化合价都发生改变
C．该反应中甲、乙的质量比为17∶32
D．生成物丙、丁的分子个数比为1∶2
2．(素养题—证据推理与模型认知)如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是( )
A．两个实验均表现了NH3易溶于水
B．两个实验均表现了NH3易挥发
C．两个实验均表现了NH3是碱性气体
D．两个实验均表现了NH3是还原性气体
3．(双选)(素养题—科学探究与创新意识)某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种气体，在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO气体中的两种，则下列判断中正确的是( )
A.X是NH3，Y是HCl B．X是Cl2，Y是NH3
C．X是SO2，Y是O2 D．X是NO，Y是O2
4．(素养题—科学探究)某学生设计氨催化氧化实验，并将制得的NO进一步氧化为NO2，用水吸收NO2，并检验HNO3的生成。可供选择的固体药品有：NH4Cl、Ca(OH)2、KClO3、MnO2、CaO。可供选择的液体药品有：H2O2、浓盐酸、水。可供选择的仪器有：
另有铁架台、铁夹、铁圈、乳胶管若干，可供选择。设计实验时，A和B两个制气装置均允许使用两次，其余装置只能使用一次。
(1)氨氧化制NO的化学反应应在装置________中进行。
(2)为快速制取O2的装置最好选择________，其化学反应方程式为________________________________________________________________________。
(3)各仪器按气流方向连接的正确顺序为(按装置先后排列顺序补充完整)：
A、B→G→____→F →____→____→H。
(4)装置C的作用是________。
(5)如果实验前需收集一试管的氨气，如何采用一种简易方法检验试管中氨气是否集满(简述操作、现象和结论)？_____________________________________________________。
(6)装置H中溶液显红色，其原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
第1课时 氨气
必备知识基础练
1．答案：C
解析：A.氨气是有刺激性气味气体，A正确；B.氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，可以用于工业制硝酸，B正确；C.氨气极易溶于水，C错误；D.氨气与酸反应生成铵盐，是常用的铵态氮肥，D正确；故答案为：C。
2．答案：B
解析：氨气的沸点较低，易液化，液氨蒸发时，会吸收热量，使环境温度降低，达到制冷目的，所以可作制冷剂，故选B。
3．答案：B
解析：浓氨水与浓盐酸具有挥发性，且两者会发生化学反应生成固体小颗粒氯化铵，故蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒接近时，会产生大量的白烟，B项正确；答案选B。
4．答案：A
解析：A.硫酸难挥发，与氨反应无明显现象，A项错误；B.氨气在催化剂加热条件下与氧气反应生成一氧化氮和水，B项正确；C.氨气容易液化，极易溶于水，1体积水能溶解约700体积的氨，C项正确；D.氨溶于水的水溶液生成的一水合氨会部分电离成NH和OH－，故氨水显弱碱性，可使酚酞试液变红色，D项正确；答案选A。
5．答案：B
解析：A.红色石蕊试纸遇碱变蓝，但氨气不能电离，干燥的红色石蕊试纸没有水，故干燥的红色石蕊试纸遇NH3不变蓝，选项A错误；B.湿润的红色石蕊试纸，有水，NH3＋H2O===NH3·H2O NH＋OH－，湿润的红色石蕊试纸，遇碱变蓝，选项B正确；C.氨气易挥发，闻溶液的气味，有刺激性气味，但有刺激性气味的气体，不一定是氨气，二氧化硫、氯气等气体也一样，选项C错误；D.尝溶液的味道，实验室化学药品，无论是否有毒，都不能尝，选项D错误。答案选B。
6．答案：D
解析：氨气和氧化铜反应生成红色的铜，根据元素化合价变化分析，铜元素化合价降低，有元素化合价升高，氨气中只有氮元素化合价能升高，生成氮气，氢元素结合氧元素生成水，故选D。
7．答案：C
解析：氨水的碱性较弱，其原因是氨与水结合生成的一水合氨(NH3·H2O)只有小部分电离成NH和OH－，选C。
8．答案：AB
解析：A、液氨由气态的氨气液化得到，属于纯净物，而氨水是NH3的水溶液，属于混合物，故A正确；B、氨气溶于水发生NH3＋H2O NH3·H2O NH＋OH－，溶液显碱性，但水能电离出OH－和H＋，氨水中有极少量的H＋，故B正确；C、NH3与HCl气体相遇产生白烟，没有雾生成，故C错误；D、NH3＋H＋===NH，没有化合价的变化，不属于氧化还原反应，故D错误；答案选AB。
9．答案：B
解析：喷泉实验的原理是由烧瓶内外压强差引起的。A.若装置内HCl的含量低，试验时瓶内的压强变化小，大气压不能将烧杯内的水压入烧瓶内，则无法形成喷泉实验，所以HCl的体积分数与是否形成喷泉有关，A描述正确，故A不符题意；B.烧瓶容积大小与是否形成喷泉无必然联系，B描述错误，故B符合题意；C.喷泉实验的实验原理为烧瓶内外形成压强差，C描述正确，故C不符题意；D.胶头滴管挤出少量水溶解部分HCl从而使烧瓶内的压强减小，形成压强差，大气压将烧杯内的水压入烧瓶中从而形成喷泉，D描述正确，故D不符合题意。答案选B。
10．答案：C
解析：A选项，挤压胶头滴管，滴有酚酞的水能形成喷泉实验，说明烧瓶内外产生较大压强差，从而说明氨气极易溶于水，故A正确，不符合题意；B选项，进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，酚酞遇见碱变为红色，说明氨水有碱性，故B正确，不符合题意；C选项，将烧瓶中的红色溶液加热，溶液颜色变浅，说明氨水不稳定，易分解，故C错误，符合题意；D选项，氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压，从而形成“喷泉”，故D正确，不符合题意；综上所述，答案为C。
11．答案：B
解析：氨气形成喷泉的原理是由于氨气极易溶于水，将胶头滴管内液体挤出，氨气溶于水而导致烧瓶内压强减小，从而形成喷泉，依据氨气形成喷泉的原理，如要形成喷泉，烧瓶内气体溶于水或与胶头滴管内液体反应而导致烧瓶内压强减小，外界大气压将烧杯内液体压入到烧瓶内，从而形成喷泉。A.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，导致烧瓶内压强减小，能形成喷泉，选项A不选；B.一氧化氮不溶于水且和水不反应，不能使烧瓶内压强减小，不能形成喷泉，选项B选；C.二氧化硫易溶于水，导致烧瓶内压强减小，能形成喷泉，选项C不选；D.氯化氢极易溶于水，导致烧瓶内压强减小，能形成喷泉，选项D不选。答案选B。
12．答案：AC
解析：A.氯化氢极易溶于水，因此可以形成喷泉，A项正确；B.饱和食盐水不吸收氯气，因此无法形成喷泉，B项错误；C.二氧化硫是酸性气体，易溶于碱液，因此可以形成喷泉，C项正确；D.常温下二氧化碳与水1∶1溶解，溶解度太低无法形成喷泉，D项错误；答案选AC。
13．答案：A
解析：氨气溶于水形成氨水，其溶质为氨气。设烧瓶的容积为V L，则形成溶液的体积为V L，溶质的物质的量为 mol，故所得溶液的物质的量浓度为＝0.045 mol·L－1，故选A。
14．答案：AC
解析：A.因NaCl溶液抑制Cl2的溶解，则挤压胶管的胶头，气压变化不明显，则不会形成喷泉，故A错误；B.因氨气极易溶于水，则挤压胶管的胶头，使烧瓶中的气压减小，且小于外界大气压，则形成喷泉，又因氨水溶液显碱性，遇酚酞变红色，故形成红色喷泉，故B正确；C.氯化氢极易溶于水，石蕊遇酸变红，可形成红色喷泉，故C错误；D.因H2S与CuSO4溶液反应生成硫化铜黑色沉淀，则挤压胶管的胶头，使烧瓶中的气压减小，且小于外界大气压，则形成黑色喷泉，故D正确。故答案选AC。
15．答案：B
解析：A.氯气可以溶于四氯化碳中，且氯气极易溶于氢氧化钠溶液中，因此可以引发喷泉实验，故A不符合题意；B.氢气不溶于氢氧化钠溶液中，不能造成负压，因此不能引发喷泉实验，故B符合题意；C.通过a鼓入空气，会将水压入烧瓶中，氨气溶于水后造成负压，能形成喷泉实验，故C不符合题意；D.加入浓硫酸放热，锥形瓶中压强增大，浓氨水被压入烧瓶，与氯化氢反应造成负压，能形成喷泉实验，故D不符合题意；答案选B。
关键能力综合练
1．答案：C
解析：A.水的密度比四氯化碳小，四氯化碳不能和氨气反应，也不溶解氨气，该装置可以防止倒吸，可用于吸收氨气，故A不合题意；B.使用倒置的漏斗，可以防止倒吸，可用于吸收氨气尾气，故B不合题意；C.氨气极易溶于水，玻璃管插入水中会产生倒吸，故C符合题意；D.球形漏斗可以防止倒吸，可用于吸收氨气尾气，故D不合题意；故选C。
2．答案：A
解析：设该条件下气体摩尔体积为Vm，气体的体积为V，因气体极易溶于水，故溶液体积等于气体的体积，c＝＝＝，则不论NH3和HCl(N2不溶于水)是否充满，物质的量浓度都等于，因溶液中溶质质量和溶液质量不同，故溶质质量分数不同，故答案为A。
3．答案：B
解析：氨的喷泉实验中，烧瓶中的液体占，说明氨气中混有空气，溶解的氨气的体积与溶液的体积相等，设烧瓶的体积为V，则溶解的氨气的体积与溶液的体积V，则瓶内氨水的浓度为＝＝ mol/L＝0.045 mol/L，答案选B。
4．答案：D
解析：之所以能形成喷泉是因为烧瓶内压强小于外界压强，水被压入烧瓶内，凡是能使烧瓶内气体减少，烧瓶内压强就能减小，就能形成喷泉，A、氨极易溶于水，B、氨能和水反应都能使气体减少，都能形成喷泉，故A、B正确。喷泉呈红色，是因为氨水显碱性，故C正确。此反应与氨是否易液化没有关系，故D错误。本题正确选项为D。
5．答案：C
解析：假设圆底烧瓶为V L，①中NH3的物质的量为：＝ mol，NH3溶于水后，溶液体积为V L，则浓度为：＝ mol/L；②中NO2的物质的量为：＝ mol，NO2溶于水后，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，根据方程式可得，生成HNO3为：× mol，生成NO为：V L，则溶液体积为：V L－V L＝V L，则浓度为：＝ mol/L，所以浓度①＝②。答案选C。
6．答案：CD
解析：A.N2和H2合成氨的条件是高温、高压、催化剂，在点燃或光照条件下，N2和H2不发生反应，故A错误；B.氨水能导电是因为NH3溶于水生成一水合氨，一水合氨电离出自由移动的离子，NH3自身不能电离，因此NH3不是电解质，HNO3属于电解质，故B错误；C.浓硝酸易挥发，NH3与挥发的硝酸反应生成NH4NO3固体，现象为产生大量的白烟，故C正确；D.用氨制备硝酸的过程中，发生反应的化学方程式依次为4NH3＋5O24NO＋6H2O，2NO＋O2===2NO2，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，N元素的化合价由－3价升高至＋5价，被氧化，故D正确；故答案为：CD。
7．答案：A
解析：A.氯化氢和氨气都是极易溶于水的气体，锥形瓶内压强减小，氯化氢和氨气相遇发生反应生成的氯化铵固体小颗粒，出现白烟，二者的位置能调换，故A错误；B.氯化氢和氨气反应生成氯化铵固体，“白烟”是由于生成NH4Cl固体小颗粒的缘故，故B正确；C.若用HBr代替HCl进行相同的操作，溴化氢也易溶于水，和氨气反应生成溴化铵固体小颗粒，可得到相同的现象，故C正确；D.打开活塞把水挤入上方锥形瓶，气体溶于水压强减小，氨气和氯化氢相遇不断反应形成白烟，故D正确。综上所述，答案为A。
8．答案：BC
解析：A项、由方程式可知，反应中氯元素化合价降低被还原，氯气是反应的氧化剂，故A正确；B项、由方程式可知，反应中Cl2为氧化剂，NH3为还原剂，由方程式可知，当有8 mol NH3参加反应，有2 mol被氧化，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，故B错误；C项、生成6 mol NH4Cl时，电子转移的物质的量为6 mol×(1－0)＝6 mol，故C错误；D项、反应中Cl2为氧化剂，NH3为还原剂，由方程式可知，当有8 mol NH3参加反应，有2 mol被氧化，则被氧化与未被氧化的NH3物质的量之比为2 mol∶6 mol＝1∶3，故D正确；故选BC。
9．答案：C
解析：氯化钙能与氨气反应生成络合物，所以A装置利用固液混合物不需要加热制取氨气，B中可以放碱石灰做干燥剂，E装置利用固液混合物不需要加热制取氯气，在C中相遇发生反应，尾气通入F装置进行收集，防止污染空气，由此分析：A.高锰酸钾中Mn元素的化合价由＋7价变为＋2价，氯气中的Cl元素的化合价由－1价变为0价，根据得失电子数相等，n(KMnO4)∶n(Cl2)＝2∶5，配平方程式为16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑，氧化剂为高锰酸钾，还原剂为氯化氢，16分子中有10分子氯化氢化合价升高做还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶5，故A正确；B.氯气与氨气反应生成白烟的反应式为：3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2，氯气被消耗，生成的氯化铵为固体，有白烟生成，故B正确；C.D中的干燥剂为氯化钙，氯化钙会与氨气反应，所以不能用于干燥氨气，E装置不能用来制取氨气，故C错误；D.氨气极易溶于水，氨气在四氯化碳中溶解度小，F装置可以起到防倒吸的作用，氨气进入有机层会上升，到有机和无机层交界时被水吸收，故D正确；答案选C。
10．答案：(1)NaOH或CaO或碱石灰 (2)AD (3)还原 3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2 (4)吸收未反应的氨气，阻止F中水蒸气进入D
解析：浓氨水在氧化钙或氢氧化钠、碱石灰等作用下可放出大量的氨气，B中碱石灰用于干燥氨气，加热条件下，氨气与CuO发生氧化还原反应生成氮气和铜，D中碱石灰用于吸收水蒸气，E用于吸收未反应的氨气，F用于测量生成氮气的体积，据此分析解答：(1)根据装置图，仪器b中利用分液漏斗中滴入的氨水使锥形瓶中的固体溶解放热促进一水合氨分解生成氨气，因此b中的试剂可以为氢氧化钠固体、氧化钙固体、碱石灰固体等，故答案为：NaOH 或CaO或碱石灰；(2)装置A可制取的有色气体需要满足固体与液体不加热的条件；A.氯气为黄绿色气体，可以通过浓盐酸与高锰酸钾固体不加热制取，故A正确；B.氧气为无色气体，不符合要求，故B错误；C.CO2为无色气体，不符合要求，故C错误；D.NO2是红棕色气体，可以用铜与浓硝酸不加热制取，故D正确；故答案为：AD；(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，说明氨气和氧化铜反应生成铜和氮气与水，氨气被氧化铜氧化，氨气表现了还原性，反应的化学方程式为：3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2，故答案为：还原；3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2；(4)依据流程分析，浓硫酸是吸收过量的氨气，且阻止F中水蒸气进入D，影响实验结果，故答案为：吸收未反应的氨气，阻止F中水蒸气进入D。
学科素养升级练
1．答案：A
解析：依据图示的分子结构可知，该反应的化学方程式为：4NH3＋5O24NO＋6H2O；A.通过观察题中的图示可知，甲是氨气，其水溶液是氨水，呈碱性，A正确；B.由方程式和化合价原则可知，该反应中氢元素的化合价没有发生改变，B错误；C.由方程式可知，该反应中甲、乙的质量比为(17×4)∶(32×5)＝17∶40，C错误；D.由方程式可知，生成物丙、丁的分子个数比为：4∶6＝2∶3，D错误。故合理选项是A。
2．答案：C
解析：A、左边实验表现了NH3易溶于水和水溶液呈碱性，右边体现氨气的挥发性、是碱性气体，故A错误；B、左边实验表现了NH3易溶于水，而不是挥发性，故B错误；C、左边喷泉实验证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨弱碱溶液，滴加酚酞的溶液变红色，证明氨气是碱性气体；右边发烟实验证明浓氨水易挥发，氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨气是碱性气体，所以两个实验均表现了NH3是碱性气体，故C正确；D、两个实验中都未发生氧化还原反应，所以无氧化性和还原性的体现，故D错误；故选C。
3．答案：AB
解析：甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体，在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅，X与Y反应生成白色固体，最终甲中溶液的碱性减弱。
A．X是NH3，Y是HCl，氨气的水溶液显碱性，然后打开止水夹，氨气与HCl反应生成氯化铵固体，可观察到白烟，生成的氯化铵与氢氧化钠反应生成氨水，溶液的碱性减弱，溶液的颜色变浅，故A正确；B.X是Cl2，Y是NH3，氯气与氢氧化钠反应，生成的次氯酸钠具有漂白性，溶液颜色褪去，氯气与氨气反应生成氮气和氯化氢，氯化氢可以与氨气反应生成氯化铵，可以观察到白烟，故B正确；C.X是SO2，Y是O2，二氧化硫与氢氧化钠反应，溶液的碱性减弱，颜色变浅，二氧化硫与氧气的反应需要催化剂、加热，常温下不反应，没有白烟生成，故C错误；D.X是NO，Y是O2，NO不溶于水，也不能与氢氧化钠反应，打开止水夹，二者反应生成红棕色气体，故D错误；故选AB。
4．答案：(1)F (2)A 2H2O22H2O＋O2↑ (3)D C E (4)除去过量的NH3和生成的H2O (5)把湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒上靠近试管口处，如果试纸变蓝色，说明氨气已收集满了 (6)二氧化氮溶于水中生成了硝酸，硝酸使紫色石蕊试液变成红色
解析：(1)氨气催化氧化制取一氧化氮，应在硬质试管内加热，所以应选择装置F，故答案为F；(2)双氧水在二氧化锰催化作用下能迅速反应制取氧气，化学方程式：2H2O22H2O＋O2↑，为固体与液体不加热，应选择装置A，故答案为A；2H2O22H2O＋O2↑ ；(3)制取的NH3和O2含有水蒸气，所以需要干燥，用碱石灰进行干燥，然后进入F发生成催化氧化，剩余的氨气需要用浓硫酸吸收，同时还要干燥NO，最后检验硝酸的生成，所以正确的连接顺序是：A、B→G→D→F→C→E→H，故答案为：A、B→G→D→F→C→E→H；
(4)装置C中装有浓硫酸用来吸收过量的氨气和生成水蒸气，故答案为除去过量的NH3和生成的H2O；
(5)氨气为碱性气体，与水反应生成NH3·H2O，电离子出OH－离子，溶液呈碱性，检验时可用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试纸变蓝，说明氨气已收集满了，故答案为把湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒上靠近试管口处，如果试纸变蓝色，说明氨气已收集满了；
(6)二氧化氮溶于水中生成了硝酸，硝酸使紫色石蕊试液变成红色，所以装置H中溶液显红色，故答案为二氧化氮溶于水中生成了硝酸，硝酸使紫色石蕊试液变成红色。
2第2课时 人工固氮——合成氨
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1工业合成氨
1.在科学技术发展史上，为人类增产粮食、消除饥饿做出巨大贡献的化学成就是( )
A．金属冶炼 B．合成氨工业
C．石油工业 D．海水综合利用
2．工业上利用合成氨实现人工固氮。属于合成氨主要原料的是( )
A．二氧化氮 B．空气 C．碳酸钠 D．硝酸钾
3．目前公认的合成氨工业最恰当的催化剂是( )
A．酶 B．二氧化锰
C．含铁催化剂 D．五氧化二钒
4．合成氨解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题，下列有关工业合成氨的说法错误的是( )
A．反应物是N2和H2
B．过程属于生物固氮
C．反应属于可逆反应
D．反应条件是高温、高压、催化剂
5．不符合工业合成氨生产实际的是( )
A．铁触媒作催化剂 B．N2、H2循环使用
C．NH3液化分离 D．反应在常压下进行
6．(双选)合成氨反应是人类科技发展史上的重大成就与贡献，下列有关说法不正确的是( )
A．该反应中N2被氧化
B．德国化学家F.Haber和工程师C.Bosch作出了重要贡献
C．合成氨反应属于人工固氮作用
D．合成氨反应是可实现原料的100%转化
7．NH3是一种重要的工业原料。下列关于合成氨的说法中，不正确的是( )
A．工艺涉及催化技术
B．工艺涉及高温高压技术
C．原料之一的氮气来自空气
D．从合成塔出来的气体中，氨的体积分数为100%
8．工业上用H2和N2直接合成氨：N2＋3H22NH3，下列措施肯定能使合成氨反应速率加快的是( )
①升高温度 ②加入正催化剂 ③增大反应物浓度 ④增大压强
A．只有①②③ B．只有①②④
C．只有①③④ D．①②③④
知识点2氮的循环
9.自然界中存在着许多元素的循环，如图所示循环的元素是( )
A．氢 B．碳 C．氮 D．硫
10．化学与生产、生活密切相关。下列叙述错误的是( )
A．干电池工作时将化学能转化为电能
B．医用酒精是纯酒精
C．食盐溶解于水时破坏了化学键
D．人工固氮是氮的循环的一部分
11．下列叙述与氮元素的循环无关的是( )
A．工业合成氨的过程是固氮的过程
B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物
C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气
D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
12．氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，有些氮的转化是从氮气转化为含氮的化合物，有的转化发生在含氮的化合物之间。下列过程中，以游离态的氮为原料，最终产生含氮的化合物的是( )
A．汽车尾气中的氮氧化物形成酸雨
B．硝化细菌的硝化过程
C．动物尸体腐烂
D．豆科植物的根瘤菌固氮
13．下列关于自然界中氮循环的说法不正确的是( )
A．雷电作用是氮元素被氧化
B．豆科植物的根瘤固氮属于人工固氮
C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
14．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法正确的是( )
A．“雷电作用”中发生的反应是：N2＋2O22NO2
B．工业合成氨属于人工固氮
C．氮元素均被还原
D．过程①必须有O2参与
15．下列关于空气中的氮循环，说法不正确的是( )
A．氮元素均被氧化
B．植物可以固氮
C．碳氢氧也参与了氮循环
D．含氮化合物对人类有巨大作用
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列过程属于人工固氮的是 ( )
A．用 N2 和 H2 合成 NH3
B．闪电时大气中氮的氧化物的生成
C．由氨气制尿素
D．从空气中分离出氮气
2．工业合成氨的简易流程如下，通过循环Ⅰ可以利用的物质是( )
A．催化剂 B．只有 N2
C．只有H2 D．N2 和H2
3．下列关于氮气、氢气合成氨的说法中，正确的是( )
A．将氮气、氢气合成氨，必须施加高温、高压、催化剂等反应条件
B．在氮气、氢气合成氨的化学反应中，催化剂的性能对反应物的温度和压强的高低具有一定的制约作用
C．现代工业上实施的合成氨属于仿生固氮
D．将NH3转化为固态化肥NH4Cl也属于人工固氮
4．氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，人类活动影响了氮循环中的物质转化，如图所示。下列说法中，不正确的是( )
A．工业合成氨属于人工固氮过程
B．硝化过程中氮元素被还原
C．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
D．反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量
5．工业上，合成氨反应N2＋3H22NH3的微观历程如图所示。用、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是( )
A．①→② 催化剂在吸附N2、H2时，形成新的化学键
B．②→③ 形成N原子和H原子是放热过程
C．①→⑤ N2和H2全部化合成氨气
D．使用合适的催化剂，能提高合成氨反应的效率
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．与实际化工生产相符合的化学方程式是( )
A．工业合成氨：N2＋3H22NH3
B．工业合成盐酸：H2＋Cl22HCl
C．工业获取氯化钠：2Na＋Cl22NaCl
D．工业制取氯气：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
7．下列说法正确的是( )
A．向燃烧的炭中加入KClO3固体，燃烧更旺，KClO3作催化剂
B．工业上将矿石粉碎，增加了接触面积，加快反应
C．对于合成氨反应，延长时间有利于氨气的制备
D．恒温恒容，向合成氨反应的容器中通氖气，压强变大，反应加快
8．自然界的氮循环如下图所示，下列说法不正确的是( )
A．①中N2与O2反应生成NO2
B．②中合成氨属于人工固氮
C．③中氮元素只被氧化
D．氧元素参与了氮循环
9．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中的氮循环起始于氮的固定，循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是( )
A．海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②
B．海洋中的氮循环起始于氮的氧化
C．海洋中的反硝化作用不一定有氧气的参与
D．向海洋排放含NO的废水不会影响海洋中NH的含量
三、非选择题
10．自然界中存在很多物质循环过程。下图是自然界中氮循环示意图，请回答下列问题：
(1)自然界中的固氮和人工固氮的共同点是________________________。
(2)硝化细菌可以将氨氧化成亚硝酸，请配平该反应：____NH3＋____O2―→____HNO2＋____H2O，其中还原产物为________。
(3)根据循环图判断下列说法不正确的是________。
a．氮元素均被氧化
b．含氮无机物和含氮有机物可相互转化
c．工业合成氨属于人工固氮
d．模拟生物固氮是人工固氮发展的方向
学科素养升级练进阶训练第三层
1．(素养题—宏观辨识与微观探析)海水中的氮循环如图所示，其中反应①～⑤ 中属于氧化还原反应的有( )
A．5个 B．4个
C．3个 D．2个
2．(素养题—宏观辨识与微观探析)电化学固氮可以在常温常压下实现氮气的还原合成氨，某课题组提出一种全新的电化学固氮机理——表面氢化机理示意图如下，则有关说法错误的是( )
A．在表面氢化机理中，第一步是H＋的还原反应
B．在表面*H原子与催化剂的协同作用下，N2与表面*H原子反应生成*N2H4中间体
C．电化学固氮法较传统工业合成氨法，具有能耗小、环境友好的优点
D．若竞争反应(析氢反应)的活化能显著低于固氮反应，则析氢反应的速率要远远高于固氮反应
3．(素养题—宏观辨识与微观探析)自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是( )
A．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量
B．在催化剂b作用下，O2发生了氧化反应
C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定
4．(素养题—宏观辨识与微观探析)氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是________(填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是________(填字母序号)。
a．海洋中存在游离态的氮
b．海洋中的氮循环起始于氮的氧化
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
(3)有氧时，在硝化细菌作用下，NH可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：____NH＋5O2===2NO＋____H＋＋____＋____。
(4)有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响，下表为对10 L人工海水样本的监测数据：
温度/℃ 样本氨氮含量/mg 处理24 h 处理48 h
氨氮含量/mg 氨氮含量/mg
20 1 008 838 788
25 1 008 757 468
30 1 008 798 600
40 1 008 977 910
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是________，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率是________mg·L－1·h－1。
第2课时 人工固氮——合成氨
必备知识基础练
1．答案：B
解析：A.人类学会冶炼金属，金属可用制造更加先进的工具，人类的生产力可以大大提高，但是不能直接为人类增产粮食，A不符合题意；B.合成氨工业是氮肥工业的基础，氮肥的生产和使用能使粮食的产量大大提高，所以B正确；C.石油工业为人类解决的能源方面的问题，C不符合题意；D.海水综合利用可以为人类提供食盐、氯气、烧碱、氢气、金属镁等多种人类需要的生活、生产资料，D不符合题意。
2．答案：B
解析：工业用氮气和氢气合成氨，合成氨中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得，故答案选B。
3．答案：C
解析：目前公认的合成氨工业最恰当的催化剂是含铁催化剂，故选C。
4．答案：B
解析：A.工业合成氨的原料是N2和H2，故A正确；B.工业合成氨属于人工固氮，故B错误；C.工业合成氨N2＋3H2 2NH3是一个可逆反应，故C正确；D.为了有利于合成氨，选择了500 ℃左右的高温，20 MPa～50 MPa的高压，同时使用铁触媒做催化剂，故D正确。
5．答案：D
解析：A.为加快反应速率，合成氨生产中常用铁触媒作催化剂，A正确；B.为提高原料利用率，合成氨生产中N2、H2循环使用，B正确；C.NH3液化分离降低生成物浓度有利于平衡正向进行，C正确；D.合成氨反应在常压下不能进行，D错误。
6．答案：AD
解析：A.在N2与H2合成NH3的反应中，N元素化合价降低，得到电子，被还原，A错误；B.德国化学家哈伯(F.Haber)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨气，在1909年设计出了一套高温、高压、催化合成氨气的实验装置；1922年德国化学工程师博施(C.Bosch)经大量实验，找到了较为理想的铁催化剂，让合成氨气的工艺由实验室走向工业化生产，因此他们对氨合成的研究作出了重要贡献，B正确；C.合成氨反应是由氮元素的单质转化为化合物，因此属于人工固氮作用，C正确；D.在氮气与氢气合成氨气的反应中，反应物不能完全转化为生成物，最终达到平衡状态，因该反应是可逆反应，反应物不能完全反应，D错误。
7．答案：D
解析：NH3是一种重要的工业原料，合成氨反应为：N2＋3H22NH3 ΔH＜0。A.氮肥厂利用氮气和氢气在有铁存在的情况下合成氨，铁是该反应的催化剂，催化剂可降低反应物的活化能，提高活化分子百分数，活化分子数目增多，提高了反应速率，故A正确；B.合成氨的过程中，为保障反应速率和限度较大、催化剂的活性大，要选择适宜的温度400～500 ℃，压强在20～50 Mpa之间，故B正确；C.根据工业生产中，要求经济利益最大化，空气中有大量氮气，氮气来自空气廉价，氢气来自水和碳氢化合物，故C正确；D.该反应为可逆反应，可逆反应在一定条件下达到化学反应限度时，可逆反应到达平衡状态，正逆反应速率相等，反应物不可能完全转化，故D错误；故选D。
8．答案：A
解析：影响反应率的因素：温度、催化剂、反应物浓度、压强等，增大(加大、使用)温度、催化剂、反应物的浓度、压强化学反应速率加快，但是增大压强不一定加快反应速率，如等容条件下，充入非反应气体，虽然压强增加，但是各组分的浓度不变，反应速率不变，故选项A符合题意。
9．答案：C
解析：图中大气中氮气和氧气放电生成NO，一氧化氮氧化为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸生成铵盐，工业合成氨和硝酸生成铵盐，豆科植物根瘤菌吸收空气中的氮气，得到铵盐、亚硝酸盐磷酸盐等，动物体内的一部分蛋白质在分解中产生的尿素等含氮物质，以及动植物遗体中的含氮物质。它们被土壤中微生物分解后形成物质——氨，氨经过土壤中硝化细菌的作用，最终转化成硝酸盐。在氧气不足的情况下，土壤中的另一些细菌(反硝化细菌)可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化成氮气，氮气则返回大气中。氮循环属于自然界的物质循环。氮循环是指自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换，故选C。
10．答案：B
解析：A.干电池工作时将化学能转化为电能，A正确；B.医用酒精不是纯酒精，其中酒精含量是75%，B错误；C.食盐溶解于水时电离出钠离子和氯离子，破坏了化学键，C正确；D.人工固氮是氮的循环的一部分，D正确；答案选B。
11．答案：C
解析：A.将空气中的游离态氮转化为化合态氮的过程称为固氮，工业上合成氨的过程是将游离态的氮转化为化合态的氮，属于固氮过程，符合氮的循环，故A不选；B.自然界中，蛋白质腐败后生成氨，符合氮的循环，故B不选；C.用氮气作保护气，讲的是氮气的用途，而不是氮的循环过程，所以不符合氮的循环，故C选；D.在电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收，符合氮的循环，故D不选；故选C。
12．答案：D
解析：A.氮氧化物形成酸雨是其与水反应生成硝酸的缘故，故A不符合题意；B.硝化细菌的硝化过程是将氨或铵盐转化成硝酸盐，故B不符合题意； C．动物尸体腐烂是从高分子有机氮到小分子有机氮的过程，故C不符合题意；D.豆科植物的根瘤菌固氮过程是在固氮酶的作用下将氮气转化为含氮的化合物，故D符合题意；答案选D。
13．答案：B
解析：雷电作用下氮气与氧气反应生成NO，氮元素化合价升高被氧化，故A正确；豆科植物的根瘤固氮属于自然固氮，故B错误；氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，故C正确；碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环，如蛋白质的制造需要碳、氢、氧、氮等元素，故D正确。
14．答案：B
解析：A.“雷电作用”中发生的反应是N2＋O2===2NO；B.人工固氮是指通过化学反应将游离态的氮转化为化合态的氮；C.氮气和氧气反应生成一氧化氮，氮元素被氧化，氮气和氢气反应生成氨气，氮元素被还原；D.硝酸盐被细菌分解为氮气，氮元素被还原，不需要氧气参加反应。雷电作用下氮气和氧气反应生成的是NO，A错误；人工固氮是指通过化学反应将游离态的氮转化为化合态的氮，因此氮气和氢气反应生成氨气，属于人工固氮，B正确；雷电作用下，氮气和氧气反应生成的是NO，氮元素被氧化，氮气和氢气反应生成氨气，氮元素化合价降低，被还原，C错误；硝酸盐被细菌分解为氮气，氮元素被还原，不需要氧气参加反应，D错误；正确选项B。
15．答案：A
解析：A、硝酸盐中氮元素的化合价为＋5价，被细菌分解变成大气中氮单质，氮元素由＋5→0，属于被还原，故A错误；B、植物根瘤菌可以固氮，故B正确；C、碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳元素，又如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，N2＋O2===2NO，氧元素参与，二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氢元素参加，故C正确；D、氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，含氮化合物对人类有巨大作用，故D正确；故选A。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：A.用 N2 和 H2 合成 NH3：N2＋3H22NH3，是工业上将游离态的氮转化成化合态的氮，属于人工固氮，A选项符合题意；B.闪电时大气中氮的氧化物的生成：是自然固氮，B选项不符合题意；C.由氨气制尿素：是化合态氮之间的转化，不属于固氮，C选项不符合题意；D.从空气中分离出氮气：没有转化成化合态的氮，不属于固氮，D选项不符合题意；答案选A。
2．答案：D
解析：N2 和H2在高温、高压和催化剂的作用下反应生成氨气，这是一个可逆反应，可逆反应不会反应完全，两种反应物都会有剩余，与产物氨气分离之后可通过循环Ⅰ循环使用，答案选D。
3．答案：B
解析：A.催化剂是影响化学反应速率外部因素中的主角。催化剂的性能强了，可以适当降低反应物的温度和压强，故A错误；B.催化剂的性能弱了，就要适当提高反应物的温度和压强，催化剂固有性能的发挥与温度有直接的关系，温度太高或太低，都会降低催化剂的活性，故B项正确；C.工业上合成氨为人工固氮，故C错误；D.NH3、NH4Cl中的氮都为化合态的氮，不属于氮的固定，故D错误；答案选B。
4．答案：B
解析：A.人工固氮是人为的条件下将氮元素的单质转化为化合物的过程，所以工业上用氮气和氢气合成氨气属于人工固氮过程，A正确；B.硝化过程中氨气、铵根离子中－3价的氮元素化合价变化为NO、NO中的＋3价、＋5价氮，元素的化合价升高，失电子被氧化，发生氧化反应，B错误；C.NO、NO经同化作用变为动植物蛋白中的N元素，动植物蛋白经氨化作用转化为氨气或铵根离子，故含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化，C正确；D.反硝化过程，生成氮气，向大气提供氮气，即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，D正确；故合理选项是B。
5．答案：D
解析：A.由图中可以知道，①→②催化剂在吸附N2、H2时，没有形成新的化学键，故A错误；B.由图中可以知道，每3个氢分子和1个氮气分子断键得到N原子和H原子，断裂旧的化学键需要吸收能量，故B错误；C.该反应为可逆反应，可逆反应有一定反应限度，所以①→⑤N2和H2不可能全部化合成氨气，故C错误；D.使用合适的催化剂，催化剂能够加快化学反应速率，能提高合成氨反应的效率，故D正确。故选D。
6．答案：AD
解析：A.工业上，以N2、H2为原料，在高温、高压、催化剂的反应条件下合成氨气，A符合题意；B.工业上用氢气、氯气在点燃条件下反应制取氯化氢，溶于水得到盐酸，B不合题意；C.工业上用海水晒盐获得NaCl，不用成本更高的钠与氯气反应制取，C不合题意；D.工业上用电解饱和食盐水的方法获得氢氧化钠、氯气和氢气，D符合题意；故选AD。
7．答案：B
解析：A项、在炭粉中加入KClO3，氯酸钾分解可生成氧气，促进燃烧，不是催化剂，故A错误；B项、工业上将矿石粉碎状，固体表面积增大，反应速率增大，故B正确；C项、合成氨的反应是可逆反应，当反应达到平衡后，氨气的浓度保持不变，再延长时间对氨气的制备无影响，故C错误；D项、恒温恒容下充氖气，惰性气体氖气不与N2、H2、NH3反应，虽总压强增大了，实际上平衡体系各成分浓度不变，反应速率不变，故D错误。故选B。
8．答案：AC
解析：A.N2和O2在放电作用下化合，生成NO，NO被氧化生成NO2，NO2溶于水生成硝酸，故A错误；B.氮的固定是指氮元素由游离态变为化合态的过程，大气中氮气转化成氮肥属于人工固氮，故B正确；C.③中细菌还原硝酸根中正五价的氮，生成无污染的0价的氮气，所以③中氮元素被还原，而不是被氧化，故C错误；D.如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，氧元素参与，二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧元素参加，故D正确；题目要求选不正确的，故选AC。
9．答案：AC
解析：A.固氮作用指的是N2转化为氮的化合物的过程，海洋中的氮循环属于固氮作用的是②，故A正确； B．海洋中的氮循环起始于N2转化为NH的过程，N的化合价从0价降低到－3价，被还原，这个过程是氮的还原过程，故B错误；C.反硝化作用是指将硝酸盐转变成氮气的过程。反硝化作用是指反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程，不一定有氧参加，故C正确；D.转化关系图中硝酸根离子增多，反硝化作用增强，向海洋排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量，故D错误；答案选AC。
10．答案：(1)将游离态的氮转化为化合态的氮或将氮气转化为氮的化合物 (2)2 3 2 2 HNO2和H2O (3)a
解析：(1)将氮元素由游离态转化为化合态氮元素的过程称为氮的固定，因此自然界中的固氮和人工固氮的共同点是将游离态的氮转化为化合态的氮或将氮气转化为氮的化合物；(2)根据方程式可知氨气中氮元素化合价从－3价升高到＋3价，失去6个电子，氧气中氧元素化合价从0价降低到－2价，得到2个电子，根据电子得失守恒可知配平后的方程式为2NH3＋3O2===2HNO2＋2H2O，氧气是氧化剂，则还原产物为HNO2和H2O；(3)a.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环，如硝酸盐中氮元素的化合价为＋5价，被细菌分解变成大气中氮气单质，氮元素由＋5→0，属于被还原，故a错误；b.氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，故b正确；c.工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，故c正确；d.生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一，为植物特别是粮食作物提供氮、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病，因此模拟生物固氮是人工固氮发展的方向，故d正确。
学科素养升级练
1．答案：B
解析：反应①是NH―→NH3，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应②是NH2OH―→N2H4，N元素化合价降低，属于氧化还原反应；反应③是N2H4―→N2，N元素化合价升高，属于氧化还原反应；反应④是NO―→NH2OH，N元素化合价降低，属于氧化还原反应；反应⑤是NO―→N2，N元素化合价降低，属于氧化还原反应；属于氧化还原反应的有4个，故选B。
2．答案：B
解析：A.H＋得电子发生还原反应，由图中信息可知，该反应为第一步反应，故A正确；B.N2与2个表面*H原子反应生成N2H2中间体，故B错误；C.传统工业合成氨需要高温、高压下实现，电化学固氮在常温常压下实现，故能耗减小，节能减排对环境友好，故C正确；D.活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度，活化能越小则反应速率越快，故D正确；答案选B。
3．答案：A
解析：A.催化剂能提高反应速率，可以提高单位时间内生成物的产量，故A正确；B.由示意图可知，在催化剂b作用下，氧气和氨气生成了NO，氧元素的化合价降低，氧气发生了还原反应，故B错误；C.由示意图可知，在催化剂a表面，氮气和氢气只发生了非极性共价键的断裂，故C错误；D.氮的固定是把氮由游离态转变为化合态的过程，N2→NH3属于氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，故D错误；故选A。
4．答案：(1)② (2)ad (3)4 6 N2O 5H2O (4)25 ℃ 1.125
解析：(1)氮的固定作用是指游离态氮元素发生反应生成化合态氮元素的过程为固氮作用，即单质变化为化合物，分析转化关系图可知只有反应②是氮气转化为铵根离子是固氮作用；(2)a.氮气在水中的溶解度较小，海洋中存在少量游离态的氮，故a正确；b.转化关系图可知，铵根离子中N的化合价为－3价，海洋中的氮循环起始于氮的还原，故b错误；c.反硝化作用是指将硝酸盐转变成氮气的过程，硝化作用是指氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程，硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。反硝化作用：反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程，不一定有氧参加，故c错误；d.转化关系图中硝酸根离子增多，反硝化作用增强，向海洋排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量，故d正确；(3)有氧时，在硝化细菌作用下，NH可实现过程④的转化，生成N2O、NO、H＋和水，氮元素化合价－3价变化为＋1价和＋3价，氧元素化合价0价变化为－2价，电子转移总数20e－，所以配平得到离子方程式为：4NH＋5O2===2NO＋6H＋＋N2O＋5H2O；(4)硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是处理24 h和处理48 h后氨氮含量最少的温度是25 ℃，处理效果好，在最佳反应温度时，48 h内去除氨氮反应的平均速率＝＝1.125 mg/(L·h)。
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