5.2 氮及其化合物 专项训练 （含解析）2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

5.2 氮及其化合物 专项训练
一、单选题
1．下列对于硝酸的认识，正确的是（　　）
A．硝酸露置于空气中，溶液浓度会增大
B．铜与硝酸的反应属于置换反应
C．硝酸可氧化Fe2+
D．铁或铝与浓硝酸不反应
2．铜粉放入稀硫酸中，加热后无明显现象发生。当加入下列一种物质后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出，该物质是（　　）
A．Al2(SO4)3 B．Na2CO3 C．NaNO3 D．FeSO4
3．关于氮气的性质的说法中，错误的是（　　）
A．通常情况下，氮气性质很不活泼
B．可在氧气中燃烧生成一氧化氮
C．氮气的化学性质比较稳定，其原因是两原子间的结合比较牢固
D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂
4．下列有关氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是（　　）
A．N2难溶于水，可用作粮食保护气
B．氨水具有碱性，可用于去除烟气中的SO2
C．NO2具有还原性，与N2H4混合可用作火箭推进剂
D．HNO3具有氧化性，可用于生产氮肥NH4NO3
5．下列关于氮及氮的化合物的说法错误的是（　　）
A．氮气化学性质不活泼，但在一定条件下可与氢气或氧气反应
B．铵盐中加入氢氧化钠溶液，加热，将湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口，试纸变红
C．“雷雨发庄橡”属于自然固氮
D．氨气极易溶于水，因此可用来做喷泉实验
6．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，其工艺流程如下。下列说法正确的是（　　）
A．反应①使用催化剂可提高反应速率和甲烷的平衡转化率
B．反应②的原子利用率为100%
C．生成1.0 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4
D．反应③理论上当n( NH3)：n(O2)= 4：3时，恰好完全反应
7．利用氮元素价类二维图可以从不同角度研究含氮物质的性质及其转化关系。下列说法错误的是（　　）
A．既有氧化性又有还原性
B．通过转化①②③可实现工业制备硝酸
C．自然界可实现上述转化④，这是一种氮的固定
D．受热分解生成、和，氧化产物和还原产物的物质的量之比为
8．煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)：n(NO)=3：2]同时脱硫脱硝(分别生成SO、NO)，测得NO、SO2脱除率如图，下列说法错误的是（　　）
A．SO2和NOx都会形成酸雨，NOx还会形成光化学烟雾
B．随着脱除反应的进行，吸收溶液的pH逐渐减小
C．SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO
D．依据图中信息，在80min时，吸收液中n(NO)：n(Cl-)=2：3
9．下列说法错误的是（　　）
A．用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑表现了浓硫酸的氧化性
B．浓硫酸在加热条件下与铜反应体现了浓硫酸的强氧化性和酸性
C．在雷雨天，空气中的氮气和氧气可反应生成NO
D．氮气既可以作氧化剂又可以作还原剂
10．下列说法不正确的是（　　）
A． 能导致“光化学烟雾”的形成
B．浓硝酸可用铝槽车运输
C．石灰石在高温下可用于消除燃煤烟气中的
D．氮气化学性质稳定，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却
11．一种以沸石笼为载体对NO进行催化还原的原理如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．在催化还原过程中，起催化作用
B．在③的转化过程中，氧元素的化合价未发生变化
C．④涉及极性共价键的断裂与生成
D．图中总过程中每吸收需要消耗(标准状况)
12．自然界中氮的循环如下图所示，下列有关说法正确的是（　　）
A．氮气约占空气总体积的
B．豆科植物的固氮属于人工固氮
C．雷电作用时与反应生成
D．应保存在干燥、温暖之处
13．中华文化源远流长，对人类进步和社会发展有着巨大影响。《徐光启手记》中载有强水的制备方法：“绿矾 五斤，硝 五斤。将矾炒去，(质量)约折五分之一。将二味同研细，用铁作锅，锅下起火……，开坛则药化为水，而锅亦坏矣。用水入五金皆成水，惟黄金不化水中，加盐(NaCl)则化……”。下列相关说法错误的是（　　）
A．“炒”矾时绿矾失去全部结晶水
B．强水中加盐后形成王水能溶解金
C．硝的焰色试验中火焰呈紫色
D．制备强水过程中涉及氧化还原反应
14．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是（　　）
A．常温下都可用铝制容器贮存
B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C．常温下都能与铜较快反应
D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都增大
15．物质的类别及其价态是认识物质的重要视角，下图为R元素的类价二维图，有关R元素的单质及其化合物说法错误的是（　　）
A．若R为N，则b生成a属于氮的固定
B．若R为S，则a与c反应生成黄色固体
C．若R为，则d的化学式可能为
D．c点对应的物质一定为酸性氧化物
16．在标准状况下，将O2和NO按体积比3：4充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为（　　）
A． mol/L B． mol/L C． mol/L D． mol/L
17．下列对NO、NO2的描述错误的是（　　）
A．NO2是红棕色气体
B．NO通常用排空气法收集
C．NO、NO2在一定条件下可相互转化
D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
18．常温下，在 溶液中滴加少量稀硝酸，溶液变为浅黄色。下列有关推断错误的是（　　）
A．在上述浅黄色溶液中滴加少量 溶液，溶液为红色
B． 、 、 、 能大量共存
C．在 溶液中滴加稀硝酸反应的离子方程式：
D．在上述浅黄色溶液中滴加少量 溶液，紫色褪去
19．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论错误的是（　　）
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．红棕色气体不能表明②中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
20．下列离子检验的方法及结论正确的是（　　）
A．向酸性溶液中通入某气体，溶液红色褪去，则该气体一定是
B．向某溶液中加入浓的NaOH溶液并加热，产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝，说明该溶液中含
C．将溶液加入某溶液中，有白色沉淀产生，则该溶液中含有
D．将KSCN溶液加入溶液中，溶液变红，说明已经全部变质
二、综合题
21．铁系纳米复合材料可以去除水体中的硝酸盐污染物。
（1）Fe-Ag金属复合材料去除某的废水中的反应历程如图所示(吸附在金属复合材料表面的物种用*标注)
①如图中的去除机理可描述为　 　。
②其他条件一定，反应相同时间，溶液的pH越大，的去除率越低的原因是　 　。
（2）控制其他条件一定，反应相同时间，不同Ag负载比的Fe-Ag金属复合材料对的去除率影响如图所示。Ag负载比小于3%时，的去除率较低的原因是　 　。
（3）其他条件一定，反应相同时间，分别用含铁质量相等的纳米铁粉、Cu负载比为4%的Fe-Cu金属复合材料、Ag负载比为3%的Fe-Ag金属复合材料去除溶液中，反应后残留的、生成的和的物质的量如图所示。
①与其他材料相比，Fe-Ag金属复合材料去除的优点是　 　。
②用纳米铁粉去除时，反应过程中的物种及能量变化如图所示，用纳米铁粉去除时生成的量极少的原因是　 　。
22．元素的价类二维图是学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像(如图)。依据图中氮及其化合物的转化关系，回答下列问题：
（1）如图中，X的化学式为　 　；写出与催化氧化生成NO的化学方程式　 　。
（2）铜与浓硝酸反应的实验现象为：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。铜与浓硝酸反应的离子方程式为　 　，某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是在溶液中达到饱和，的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。请你设计实验验证他的猜想：　 　。
（3）为了有效实现NO和的相互转化，设计如下实验：按如图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法在烧瓶中收集半瓶NO气体。打开止水夹a，缓慢推动针筒活塞，使适量氧气进入烧瓶。关上止水夹a，预测烧瓶中的现象是　 　。
23．由四种短周期主族元素组成一种化合物M，结构如图所示。X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y和Z均位于第二周期，X和W的最低化合价相等。请回答下列问题：
（1）元素Y在周期表中的位置为　 　，X和W的最低化合价为　 　。
（2）物质M所含化学键类型为　 　，物质M与稀溶液常温下反应的离子方程式为　 　。
（3）Y、Z、W的简单离子半径由大到小的顺序为　 　(填离子符号)。
（4）Y、W的最高价氧化物对应的水化物中酸性较强的是　 　(填化学式)。
（5）已知和反应可以生成Y的单质，的电子式为　 　，该反应中氧化剂、还原剂物质的量之比为　 　。
24．如图是自然界中氮循环的示意图，根据图示和所学知识回答下列问题：
（1）大气中的氮主要以　 　（化学式）形式存在。
（2）人工固氮常用工业合成氨，该反应的化学方程式为　 　。
（3）下列有关大气氮循环的说法正确的是____。
A．空气中的氮在雷电作用下与O2反应生成NO2
B．图中各种"固氮"过程中，氮元素均被氧化
C．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
D．图中硝酸盐所含N元素的化合价只有＋5价
（4）如图，标况下一个体积为Ⅴ的集气瓶充满NO后倒置于水槽中，向其中通入O2，假设液体恰好充满集气瓶，瓶内液体不扩散。
①写出该过程中总反应的化学方程式　 　，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为　 　。
②反应结束后，集气瓶中溶液溶质的物质的量浓度为　 　。
25．下图是氮在生态系统中的循环。细菌和电催化可促使含氮物质进行氧化还原反应。
（1）写出N在周期表中的位置　 　。中N元素的化合价为　 　。
（2）依据图中所示的氮循环，写出自然界中固氮的一种途径　 　。
（3）氮肥是水体中铵态氮的主要来源之一、实验室中检验可以用　 　溶液，产生气体使湿润的　 　色石蕊试纸变色。
（4）硝化过程中，含氮物质发生　 　(填“氧化”或“还原”)反应。
（5）铵态氮()与亚硝态氮()可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中，当产生氮气时，转移电子的物质的量为　 　。
（6）由于过度的人为干预，水体中的硝酸盐水平正在增加。硝酸盐转化为无害氮的反硝化作用，可以通过电催化法来实现，写出在中性介质中硝酸盐转化为氮气的阴极电极反应式　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．硝酸具有挥发性，所以硝酸露置于空气中，硝酸物质的量减小，所以溶液的浓度降低，选项A不符合题意；
B.铜与硝酸没有单质生成，不属于置换反应，选项B不符合题意；
C.硝酸具有强氧化性，可把Fe2+氧化为Fe3+，选项C符合题意；
D.常温下，铁或铝和浓硝酸发生钝化，钝化也是发生了化学反应，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.硝酸是挥发性酸；
B.硝酸与铜反应没有单质生成；
C.亚铁离子具有还原性，能被硝酸氧化为铁离子；
D.常温下，铁、铝被浓硝酸钝化，发生氧化还原反应。
2．【答案】C
【解析】【解答】A、金属铜和稀硫酸、Al2(SO4)3均不反应，铜粉的质量不减少，故A不选；
B、金属铜和稀硫酸、Na2CO3均不反应，铜粉的质量不减少，故B不选；
C、NaNO3在酸性条件下有很强的氧化性，能和金属铜反应，发生反应的离子方程式应该是：8H++2NO3-+3Cu=3Cu2++4H2O+2NO↑，
D、金属铜和稀硫酸、FeSO4之间均不反应，所以加入FeSO4，铜粉的质量不减少，故不选D；
故答案为：C；
【分析】因为铜与稀硫酸不反应，故无明显现象发生，加入一种盐后，铜粉溶解，溶液由无色变为蓝色，说明该盐具有强氧化性或在稀硫酸中表现强氧化性。
3．【答案】B
【解析】【解答】A.因为N≡N键能大，通常情况下氮气的性质很不活泼，选项A不符合题意；
B.氮气不能在氧气中燃烧，氮气与氧气在放电（或高温）下会反应生成一氧化氮，选项B符合题意；
C.氮气的化学性质比较稳定，其原因是两原子间存在N≡N，N≡N键能大，即结合比较牢固，选项C不符合题意；
D.跟氢气在高温高压催化剂存在的条件下会发生反应生成氨气，N元素化合价降低，所以氮气是氧化剂，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.氮气分子中有氮氮三键，性质稳定；
B.氮气与氧气的反应条件是放电的电火花；
C.三键的稳定性决定了氮气的稳定性；
D.合成氨的反应中氮元素的化合价降低。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．用作粮食保护气的气体化学性质稳定且不与粮食反应，与氮气的溶解度无关，A不符合题意；
B．氨水具有碱性，可与酸性氧化物反应，故可用于去除烟气中的SO2，B符合题意；
C．NO2具有氧化性，与N2H4混合反应生成氮气并放热，体现氧化性，C不符合题意；
D．HNO3具有氧化性，用硝酸与氨气反应生产氮肥NH4NO3，相关性质为硝酸的酸性，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.氮气性质稳定，可作保护气；
B.二氧化硫是酸性氧化物，可用碱吸收；
C.NO2与N2H4反应体现其氧化性；
D.硝酸制备硝酸铵体现硝酸的酸性。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．氮气分子中含有氮氮三键，键能较大，不容易断裂，因此氮气化学性质稳定，虽然常温下氮气很难跟其他物质发生反应，但在高温、高压、催化剂等条件下可与某些物质发生化学变化；例如与氢气或氧气反应，故A不符合题意；
B．铵盐中加入氢氧化钠溶液，加热之后会有氨气产生，氨气是一种碱性气体，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故B符合题意；
C．“雷雨发庄稼”是指氮气在放电的条件下与氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮在空气中迅速被氧化为二氧化氮，NO2与水反应产生硝酸，而硝酸与土壤中的盐反应生成氮肥，因此属于自然固氮，故C不符合题意；
D．氨气是一种极易溶于水的碱性气体，将氨气充满烧瓶之后，稍微加入一点水，利用氨气溶于水的性质，形成压强差，就可以看到喷泉这一现象，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、氮气在高温或者放电条件下可以发生反应；
B、氨气的检验是用湿润的红色石蕊试纸，变为蓝色；
C、雷雨发庄稼为自然固氮；
D、氨极易溶于水，可以制作喷泉实验。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．反应①使用催化剂可以提高反应速率，但不能提高甲烷的平衡转化率，A不符合题意；
B．反应②的化学方程式为CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O，则该反应的原子利用率小于100%，B不符合题意；
C．由天然气经过各步转化，最终生成NH4NO3涉及的化学反应有：CH4+2H2OCO2+4H2，N2+3H22NH3，2NH3+2O2=NH4NO3+H2O，则有NH4NO3~2NH3~3H2~ CH4，故生成1.0mol NH4NO3至少需要0.75mol CH4，C符合题意；
D．反应③中，NH3和O2反应生成NH4NO3，该反应的化学方程式为2NH3+2O2=NH4NO3+H2O，则理论上当n(NH3)：n(O2)=1：1时，恰好完全反应，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．催化剂只影响速率，不影响平衡；
B．依据绿色化学概念分析；
C．依据各步转化化学方程式分析；
D．利用反应物和产物的组成分析。
7．【答案】D
【解析】【解答】A.二氧化氮中氮元素属于中间价态，既具有氧化性又具有还原性，故A不符合题意；
B.工业上制取硝酸是利用氮气与氧气得到一氧化氮，一氧化氮与氧气反应得到二氧化氮，二氧化氮与水反应得到硝酸，故B不符合题意；
C.自然界中氮气与氧气在雷电的作用下得到一氧化氮，故C不符合题意；
D.根据硝酸铵分解的产物的方程式为5NH4NO3=4N2+2HNO3+9H2O，氧化产物有还原产物的物质的量之比为5：3，故D不符合题意；
故答案为：D
【分析】A.处于中间价态的元素既具有氧化性和还原性；
B.根据工业制备硝酸的过程判断即可；
C.根据自然界氮气在雷电作用下得到一氧化氮；
D.根据方程式计算出氧化产物和还原产物的比值。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．SO2和NOx分别可以形成硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，光化学烟雾是氮的氧化物在太阳紫外线的照射下产生的一种二次污染物，A不符合题意；
B．脱除反应的化学原理分别为：，，生成大量H+，使H+浓度增大，pH减小；所以吸收溶液的pH逐渐减小，B不符合题意；
C．根据SO2和NO气体在水中的溶解度：SO2大于NO，SO2比NO更易溶于水，更容易发生反应：SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO，C不符合题意；
D．脱除反应的化学原理分别为：，。根据已知，n(SO2)：n(NO)=3：2，假设SO2为3mol，则NO为2mol，依据图中信息及离子方程式中的比例关系得：在80 min时，NO脱除率40%，即反应的NO为：，0.8molNO生成0.8mol NO和1.2molCl-，SO2脱除率100%，即3molSO2全部反应生成3molCl-，所以Cl-共3＋1.2 =4.2mol；吸收液中，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、酸雨的主要来源是二氧化硫和氮氧化物，氮氧化物会形成光化学烟雾；
B、脱硫的过程中碱性溶液被消耗，pH减小；
C、一氧化氮难溶于水，二氧化硫易溶于水；
D、结合离子方程式和，且n(SO2)：n(NO)=3：2，以及图示数据，列出相应的计算。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．浓硫酸在纸上书写的字迹变黑表现了浓硫酸的脱水性，A符合题意；
B．浓硫酸和铜在加热时反应体现了浓硫酸的强氧化性和酸性，B不符合题意；
C．在雷雨天，空气中的氮气和氧气在电火花作用下可反应生成NO，C不符合题意；
D．氮气中N元素化合价为0价，介于最高价+5价和最低价-3价之间，因此既有氧化性，又有还原性，所以氮气既可以作氧化剂又可以作还原剂，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.浓硫酸能够使有机物中的H、O两种元素以水的组成脱去，这就是浓硫酸的脱水性
B.浓硫酸在加热条件下与铜反应产生CuSO4、SO2、H2O，化合价变化，同时产生了硫酸盐
C.在雷电下氮气和氧气发生氧化还原反应产生一氧化氮
D.氮气中氮元素的化合价处于中间价态，既可升高又可降低，故既可以做氧化剂又可以做还原剂
10．【答案】D
【解析】【解答】A.光化学烟雾的形成与氮的氧化物有关，A不符合题意；
B.Al在常温下遇浓硝酸会发生钝化，形成一层致密的氧化膜，阻止浓硝酸与Al继续反应，B不符合题意；
C.石灰石中的CaCO3高温分解为CaO，CaO与SO2反应，可以吸收SO2，C不符合题意；
D.N2可与Mg反应生成Mg3N2，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在阳光（紫外光）作用下发生光化学反应生成二次污染物，后与一次污染物混合所形成的有害浅蓝色烟雾；
B．常温下Al遇浓硝酸发生钝化；
C．根据CaCO3 CaO+CO2↑，SO2+CaO=CaSO3分析；
D．根据N2+3MgMg3N2分析。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．根据图示，反应前后没有改变，可知在催化还原过程中，起催化作用，故A不符合题意；
B．在 转化为过程中，离子所带电荷不变，氧元素的化合价未发生变化，故B不符合题意；
C．步骤④有氮氧键、氮氢键的断裂，有氧氢键的生成，所以涉及极性共价键的断裂与生成，故C不符合题意；
D．根据图示，总反应为，总过程中每吸收需要消耗0.25mol，标准状况下消耗氧气的体积是5.6L，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、催化剂指的是第一个反应的反应物，在后续反应中作为生成物重新出现；
B、氧元素在反应前后都是-2价；
C、极性键为不同非金属原子的结合；
D、结合可以知道NO和O2的化学计量数之比为4：1。
12．【答案】A
【解析】【解答】A．氧气约占空气体积的21%，氮气约占空气体积的78%，A符合题意；
B．豆科植物的固氮属于自然固氮，B不符合题意；
C．雷电作用时发生+，C不符合题意；
D．受热易分解，NH3↑+H2O+CO2↑，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.氮气占空气体积的78%；
B.豆科植物的固氮属于生物固氮；
C.雷电作用时氮气和氧气生成NO；
D.NH4HCO3受热易分解。
13．【答案】A
【解析】【解答】A.1mol 的质量为296g，失去全部结晶水，质量减少 ， ，所以“炒”矾时绿矾没有失去全部结晶水，A项符合题意；
B．强水是指硝酸，加入盐后形成王水，金能溶于王水，B项不符合题意；
C．硝是KNO3，含有K+，K+的焰色试验中火焰呈紫色，C项不符合题意；
D．开坛则药化为水，而锅亦坏矣，铁被硝酸氧化为Fe3+，是氧化还原反应，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.根据绿矾失去水的反应计算出水的质量进行判断
B.王水可以溶解黄金
C.钾元素的焰色反应是紫色
D.此过程中涉及到元素化合价的变化包含氧化还原反应
14．【答案】A
【解析】【解答】A.浓硫酸和浓硝酸都具有强氧化性，可与铝在常温下发生钝化反应，常温下皆可用铝制容器贮存，选项A符合题意；
B.浓硫酸具有吸水性，露置于空气中，溶液质量增大，选项B不符合题意；
C.浓硫酸只在加热条件下与铜发生氧化还原反应，常温下不反应，选项C不符合题意；
D.因浓硝酸具有挥发性，溶质减少，浓度减小，而浓硫酸具有吸水性，溶剂增加，溶质不变，浓度减小，选项D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】浓硫酸和浓硝酸都具有强氧化性，可与铝在常温下发生钝化反应，物理性质上，浓硝酸具有挥发性，浓硫酸具有吸水性，化学性质上，浓硫酸在加热条件下与铜发生反应，以此解答该题。
15．【答案】D
【解析】【解答】A．若R为N，则b是N2，a是NH3，N2生成NH3属于氮的固定，A不符合题意；
B．若R为S，则a是H2S，c是SO2，二者反应生成黄色固体硫单质，B不符合题意；
C．若R为，则d是+n价的酸，n>4，可能是HClO3或，C不符合题意；
D．若R是N元素，则c是NO2，NO2不是酸性氧化物，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的过程；
B.若R为S，则a是H2S，c是SO2；
C.若R为Cl，d可能为HClO3或。
16．【答案】C
【解析】【解答】设O2为3V，NO为4V，根据2NO + O2 = 2NO2，烧瓶内实际存在的是4VNO2和1VO2与水作用，反应为：4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3，恰好完全反应，无气体剩余，由N元素守恒可知，n(HNO3)= ，c(HNO3)= ，选C，
故答案为：C。
【分析】在标况下，将O2与NO按3：4的体积比充满于一真空干燥烧瓶中，发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，气体完全反应，溶液的体积等于NO和O2混合气体总体积，假设烧瓶标准状况下体积为22.4升，则内部气体总物质的量1mol，计算NO的物质的量，根据方程式计算HNO3的物质的量，再根据c=计算。
17．【答案】B
【解析】【解答】A．NO2是红棕色、刺激性气味的气体，A描述不符合题意；
B．NO与空气中的氧气反应，不能用排空气法收集，B描述符合题意；
C．NO与氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成硝酸和NO，一定条件下可相互转化，C描述不符合题意；
D．NO、NO2都有毒，氮气与氧气在放电的条件下生成NO，故NO是汽车尾气的有害成分之一，D描述不符合题意；
答案为B。
【分析】依据 NO、NO2的物理性质和化学性质分析解答。
18．【答案】C
【解析】【解答】A．向FeCl2溶液中滴加少量稀硝酸，溶液变为浅黄色，说明溶液中的亚铁离子被硝酸氧化生成了铁离子，再滴加少量KSCN溶液，溶液变红色，故A不符合题意；
B． 、 、 、 离子间不发生反应，能大量共存，故B不符合题意；
C．FeCl2溶液中滴加稀硝酸，亚铁离子被氧化成铁离子，反应的离子方程式为3Fe2++4H++ ═3Fe3++NO↑+2H2O，故C符合题意；
D．上述浅黄色溶液中还含有没有被硝酸氧化的亚铁离子，亚铁离子具有还原性，能够将高锰酸钾溶液还原，因此滴加少量 溶液，紫色褪去，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．Fe3+遇SCN-变为血红色；
B．离子间不发生反应，则能大量共存；
C．根据电荷守恒分析；
D．Fe2+能将KMnO4还原。
19．【答案】D
【解析】【解答】A.①中生成红棕色气体为NO2，氮元素发生还原反应，因此反应中存在氧元素发生氧化反应，则反应应有O2生成，故产生的气体一定是混合气体，选项正确，A不符合题意；
B.红热的木炭可起到加热的作用，实验②中产生的红棕色可能来自于HNO3的分解，而不是来自于HNO3与C的反应，因此不能证明木炭与浓硝酸发生反应，选项正确，B不符合题意；
C.实验③中红色的木炭置于浓硝酸上方，由于浓硝酸具有挥发性，因此二者可反应生成NO2，为红棕色气体，选项正确，C不符合题意；
D.实验③中检测出的CO2气体，可能来自于木炭燃烧产生，不一定来自于C与浓硝酸反应生成，选项错误，D符合题意；
故答案为：D
【分析】此题是对浓硝酸性质的考查，浓硝酸具有挥发性、不稳定性和强氧化性。HNO3不稳定，受热易发生分解反应4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O；同时HNO3具有氧化性加热条件下能与C发生反应：C＋4HNO34NO2↑＋CO2↑＋2H2O；据此结合选项进行分析。
20．【答案】B
【解析】【解答】A、酸性KMnO4溶液具有氧化性，溶液褪色，说明通入的气体具有还原性，可能为SO2或乙烯，A不符合题意；
B、加入浓NaOH溶液并加热，产生的能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3，说明原溶液中含有NH4＋，B符合题意；
C、 加入BaCl2溶液后，产生的白色沉淀可能为BaCO3、BaSO3、BaSO4，因此原溶液中可能含有CO32－、SO32－或SO42－，要检验溶液中是否含有SO42－，应先加足量的稀盐酸，充分后再去上层清液，加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则原溶液中含有SO42－，C不符合题意；
D、加入KSCN溶液后，溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋，证明Fe2＋已变质，但不能说明已完全变质，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A、SO2、乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色；
B、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3；
C、产生的白色沉淀可能为BaCO3或BaSO3、BaSO4；
D、加入KSCN溶液，溶液变红色，只能说明溶液含有Fe3＋；
21．【答案】（1）Fe失去电子生成，在Fe表面得电子生成氢原子并吸附在金属Ag的表面；氢原子失去电子给吸附在Ag表面的和；得电子生成，得电子生成或；pH越大，氢离子浓度越小，得到的氢原子浓度越小，氢原子还原、的速率越低
（2）当Ag负载量小于3%时，吸附于Ag表面的较少，当Ag负载量大于3%时，与Fe反应生成并吸附于Ag表面的氢原子较少
（3）硝酸盐去除效率高，生成氮气较多，减少了溶液中氨氮的二次污染；生成过程中N原子和NO反应生成所需的活化能较高，反应较困难，生成含量少
【解析】【解答】（1）①由图示可知反应的过程为：Fe失去电子生成，在Fe表面得电子生成氢原子并吸附在金属Ag的表面；氢原子失去电子给吸附在Ag表面的和；得电子生成，得电子生成或；
②pH越大，氢离子浓度越小，得到的氢原子浓度越小，氢原子还原、的速率越低。
（2）当Ag负载量小于3%时，吸附于Ag表面的较少，当Ag负载量大于3%时，与Fe反应生成并吸附于Ag表面的氢原子较少，故当Ag负载比小于3%时，的去除率较低。
（3）①由图示可知，Fe-Ag金属复合材料反应后残留的最低，硝酸盐去除效率高，生成氮气较多，减少了溶液中氨氮的二次污染；
②由图示可知，生成过程中N原子和NO反应生成所需的活化能较高，反应较困难，生成含量少。
【分析】（1） ① 结合氧化还原反应的原理进行判断；
② 氢离子浓度越小，则还原硝酸根、亚硝酸根的速率越低；
（2）本题要结合Ag负载量小于3%和大于3%两个角度判断；
（3） ① 硝酸盐去除效率高，生成氮气较多，减少了氨氮的污染；
② 活化能高，反应越困难，生成的氮气越少。
22．【答案】（1）；
（2）；取少量该绿色溶液，加入适量的蒸馏水之后，溶液变为蓝色
（3）烧瓶中出现红棕色气体，后又慢慢变为无色；烧杯中水会倒吸进入烧瓶
【解析】【解答】(1)根据图示可知，X为+5价的氧化物，则化学式为；与在催化氧化生成NO和水，化学方程式为，故答案为：；；
(2)铜与浓硝酸反应的实验现象为：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体，可知铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，则离子方程式为；在溶液中达到饱和，的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色，设计实验验证他的猜想是降低溶液浓度，即取少量该绿色溶液，加入适量的蒸馏水之后，溶液变为蓝色，故答案为：；取少量该绿色溶液，加入适量的蒸馏水之后，溶液变为蓝色；
(3)氧气与NO反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和水，则瓶中气压降低，则烧瓶中的现象是烧瓶中出现红棕色气体，后又慢慢变为无色；烧杯中水会倒吸进入烧瓶，故答案为：烧瓶中出现红棕色气体，后又慢慢变为无色；烧杯中水会倒吸进入烧瓶。
【分析】（1）结合化合价和氧化物的定义判断；
（2）铜和浓硝酸反应生硝酸铜、水和二氧化氮，硝酸和强酸铜可拆；
（3）由于有氧气的存在，氧气和一氧化氮反应生成二氧化氮，二氧化氮与水重新转化为一氧化氮和硝酸，烧瓶内压强变小，水倒吸回烧瓶。
23．【答案】（1）第二周期第ⅤA族；-1
（2）离子键、共价键；
（3）
（4）
（5）；2∶1
【解析】【解答】(1)元素N在周期表中第二周期第ⅤA族，X和W的最低化合价为-1价；故答案为：第二周期第ⅤA族；-1；
(2)物质M有阴、阳离子，所以含离子键，其中阳离子 中，N和H原子之间又形成共价键；物质M与稀溶液常温下反应的离子方程式为；故答案为：离子键、共价键；；
(3)Y、Z、W的简单离子为，电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，原子序数越大，半径越小，故半径由大到小的顺序为；故答案为：；
(4)Y、W的最高价氧化物对应水化物中酸性较强的是；故答案为：；
(5)是，是双氧水，的电子式为，反应方程式为。该反应中氧化剂为双氧水、还原剂为，物质的量之比为2∶1；故答案为：；2∶1。
【分析】X、Y、Z、W的原子序数依次增大的短周期元素，由题中M的结构图以及成键方式可知，X为H；Y为N；Z为O；X和W的最低化台价相等， W为Cl；据此分析。
24．【答案】（1）N2
（2）N2+3H22NH3
（3）C
（4）4NO+3O2+2H2O=4HNO3；3：4；mol·L-1
【解析】【解答】（1）大气中含有大量的氮气，所以大气中的氮主要以游离的N2形式存在。
（2）工业合成氨是利用氮气和氢气在高温、高压和有催化剂存在的条件下化合成氨气，化学方程式为：N2+3H22NH3。
（3）A．空气中的氮在雷电作用下与O2反应生成NO，不能直接生成NO2，故A不正确；
B．雷电固氮是氮气转化为NO，氮元素被氧化，人工固氮是工业合成氨，氮气转化为氨气，氮元素被还原，故B不正确；
C．蛋白质中含有碳、氢、氧、氮等元素，在氮循环中，有蛋白质的参与，所以有碳、氢、氧元素的参与，故C正确；
D．硝酸盐若为硝酸铵，则所含N元素的化合价有-3价和＋5价，故D不正确；
故答案为：C。
（4）①NO和O2反应生成NO2，NO2和水反应生成HNO3和NO，总反应方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，该反应中NO为还原剂，O2为氧化剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：4。
②集气瓶体积为VL，则NO的体积为VL，反应后溶液充满集气瓶，所以溶液体积也为VL，VLNO的物质的量为，根据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，硝酸的物质的量和NO的物质的量相等，所以硝酸的物质的量浓度为 mol/L。
【分析】（1）空气中的氮元素主要以氮气的形式存在；
（2）人工固氮指的是氢气和氮气在高温高压合成氨气，该反应为可逆反应；
（3）A、氮气和氧气在雷电下生成一氧化氮；
B、固氮的过程中，氮元素的化合价有升有降，即有被氧化，也有被还原；
C、结合图示，可知有机物、氨、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等，都参与了氮循环，这些物质含有C、H、O三种元素；
D、硝酸铵中的氮元素有-3和+5两个价态；
（4） ① 一氧化氮和氧气、水反应生成硝酸；该过程中，一氧化氮作为还原剂，氧气作为氧化剂，化学计量数之比等于物质的量之比，氧气和一氧化氮的化学计量数之比为3：4；
② 硝酸的物质的量等于一氧化氮的物质的量，结合公式n=V/Vm和公式n=c×V计算。
25．【答案】（1）第二周期第VA族；+3
（2）生物固氮(或闪电作用)
（3）浓氢氧化钠；红
（4）氧化
（5）0.06
（6）2NO +10e- + 6H2O = N2↑ + 12OH-
【解析】【解答】（1）N是7号元素，在周期表中的位置是第二周期第VA族；设中N元素的化合价为x，x-2×2=-1，x=+3。
（2）自然界中固氮的途径主要为生物固氮或闪电作用；
（3）根据+OH-NH3↑+H2O，检验可以用浓氢氧化钠溶液，氨气是碱性气体，产生气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
（4）硝化过程中，N元素化合价升高，含氮物质发生氧化反应。
（5）与反应生成氮气，中N元素化合价由-3升高为0、中N元素化合价由+3降低为0，根据得失电子守恒，配平反应的离子方程式为+=N2↑+2H2O，生成1mol氮气转移3mol电子，当产生氮气时，转移电子的物质的量为0.06。
（6）在中性介质中在阴极得电子生成氮气，阴极电极反应式2NO +10e- + 6H2O = N2↑ + 12OH-。
【分析】（1）依据化合物化合价代数和为0计算；
（2）氮的固定是将空气中游离的氮转化为含氮化合物的过程；
（3）依据氨气的性质检验。
（5）根据得失电子守恒解答。
（6）依据题目信息和阴极发生还原反应书写。