2024-2025学年苏教版化学必修2 专题7——第一单元 氮的固定（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024-2025学年苏教版化学必修2 专题7——第一单元 氮的固定（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-09-27 12:16:41 | ||
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文档简介
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专题7——第一单元 氮的固定
一、选择题
1．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下图是哈伯法的流程图。图中沿X路线到压缩机的物质是（ ）
A．N2和H2 B．催化剂 C．N2 D．H2
2．有关合成氨反应的说法，正确的是（ ）
A．根据计算，常温下合成氨反应的ΔH-TΔS<0，所以常温下的反应速率很快
B．升高温度，既可以加快合成氨的速率，又可以提高平衡转化率
C．工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行
D．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在常温时可自发进行
3．合成氨工业中使用的催化剂为（ ）
A．五氧化二矾 B．二氧化锰 C．铁触媒 D．三氧化二铬
4．合成氨工业是现代化工和国民经济的重要支柱，已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。电催化还原N2制NH3的一种反应机理如图所示，其中吸附在催化剂表面的微粒用*表示。
下列说法正确的是（ ）
A．电催化法是一步即能把N2还原为NH3的高效还原法
B．两个氮原子的加氢过程同时进行
C．NH3的及时脱附有利于合成氨
D．与传统工业合成氨相比，电催化法能降低反应的活化能，从而降低了反应的△H
5．下列过程属于“氮的固定”作用的是（ ）
A．遇转化为 B．与在一定条件下反应生成
C．硝酸工厂用氧化制 D．将空气液化来获得冷冻剂液氮
6．下列过程(或现象)不包含氮的固定的是（ ）
A．雷电作用 B．酸雨的形成示意图 C．人工合成氨 D．豆科植物的根瘤菌固氮
A．A B．B C．C D．D
7．下列过程不属于氮的固定的是（ ）
A．雷电时生成氮的氧化物
B．工业上用氢气与氮气合成氨
C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐
D．豆科植物的根瘤把空气中的氮气转化为硝酸盐
8．汽车在剧烈碰撞后，安全气囊会弹出并充满一种保护气体。该气体在空气中含量最高，其分子式为（ ）
A．O2 B．CO C．N2 D．CO2
9．下列关于氮及其化合物的说法正确的是（ ）
A．N2分子的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧
B．液氨汽化时要吸收大量热，因而液氨可用作制冷剂
C．NO可用向上排空气法或者排水法收集
D．浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发
10．室温下，1体积水能溶解约700体积的NH3。将向下排空气法收集NH3后的试管倒扣在水槽里的水中，观察。对该实验现象的分析正确的是（ ）
A．试管内液面上升，证明NH3与H2O发生了反应
B．试管中剩余少量气体，是因为NH3在水中的溶解达到了饱和
C．取试管中少量无色液体于另一试管中，向其中加入酚酞溶液，溶液显红色，原因是：NH3 + H2ONH3·H2ONH+ OH-
D．将实验后试管中溶液敞口放置在空气中一段时间，pH会降低，主要是由于NH3被空气中的O2氧化
11．空气中含量较多，且性质稳定的是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水蒸气
12．下列有关氮气的叙述不正确的是（ ）
A．氮分子为非极性分子
B．在灯泡中充入氮气可防止钨丝被氧化
C．氮元素比磷元素非金属性强，所以硝酸比磷酸酸性强
D．氮分子中有2个σ键1个π键
13．某无色混合气体甲可能含、、、、中的几种，将甲气体依次经过如图系列实验处理，最终得到酸性溶液，且几乎无气体剩余，则甲中一定含有
A．、、 B．、、
C．、、、 D．、、
14．利用固体表面催化工艺进行分解的过程如图所示。
下列说法不正确的是
A．是有毒气体
B．催化剂能改变的分解速率
C．分解生成和
D．过程②释放能量，过程③吸收能量
15．一氧化氮对SARS病毒的抑制作用明显。下列关于的说法正确的是
A．是酸性氧化物 B．只能通过人工合成
C．是大气污染物，会形成酸雨 D．可以用向下排空气法收集
二、多选题
16．研究人员提出了一种基于元素的电化学过程来合成氨，其工艺路线如图所示。下列说法错误的是
A．第一步阳极反应式为
B．第二步“高温反应”是氮的固定的一种形式
C．该工艺的总反应为
D．整个电化学合成氨过程中能循环利用的物质有
17．）关于氮的变化关系图如下：
则下列说法正确的是（ ）
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线ⅠⅡⅢ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述并不是所有反应都是氧化还原反应
D．上述反应中①②③均属于氮的固定
18．硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气，废气中只含有两种气体。将一定量废气通入到足量的溶液中被完全吸收，溶液中生成的两种离子的物质的量与废气中的物质的量分数变化关系可用如图所示。已知溶液中可发生以下两个反应：
①
②
下列说法正确的是
A．图中线段a表示离子
B．随x值增大，溶液中不变
C．若测得所得溶液中为，则x值为0.75
D．时，反应中可收集到标准状况下
19．硝酸工业生产中的尾气(NO、NO2的混合气体)可用纯碱溶液吸收，有关化学反应为：①NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2；②2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2.现将一定量硝酸工业尾气通入到足量纯碱溶液中被完全吸收，溶液中生成的NO、NO两种离子的物质的量与废气中NO2的物质的量分数x[x=]变化关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．图中线段AC表示NO
B．随x值增大，溶液中n(NO)+n(NO)减小
C．若测得所得溶液中n(NO)为1.4mol，则x值为0.8
D．x=0.75时，反应中可收集到标准状况下22.4LCO2
三、非选择题
20．合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程大致为：
合成塔和接触室中的反应分别为：
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=0；2SO2（g）+O2（g） 2SO2（g）△H=0．
（1）写出流程中设备的名称：B ，X ．
（2）进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理，最理想的热处理方法是 充分利用反应中放出的热量加热反应气 ．
（3）采用循环操作可提高原料的利用率，下列生产中，采用循环操作的是 （填序号）．
①硫酸工业 ②合成氨工业 ③硝酸工业
（4）工业上常用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是 ．
（5）工业生产中常用氨﹣﹣酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的．硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥，该肥料的化学式是 ．
（6）根据化学平衡移动原理，下列条件或措施合理的是 （填序号）．
①合成氨工业在高压下进行 ②合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂 ③及时将氨液化而分离 ④硫酸工业中，净化后的炉气中要有过量空气 ⑤合成氨工业和硫酸工业都采用适宜的温度．
21．氮是大气中含量最多的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用．请回答：
（1）下列变化属于“氮的固定”的是 （填字母）
a．植物从土壤中吸收氮肥
b．硝酸和氨气反应生成氮肥
c．将空气中的氮气转变为氮的化合物
d．大豆的根瘤菌将含氮的化合物转变为植物蛋白质
（2）据报道，意大利科学家获得了极具研究价值的N4，其分子结构如图1所示．
已知Ⅰ．断裂1mol N﹣N键吸收167kJ热量，形成1mol N≡N键放出942kJ热量，
Ⅱ．N2 （g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.2kJ mol﹣1则：N4 （g）+6H2 （g）4NH3（g）△H= kJ mol﹣1
（3）图2是工业生产硝酸的流程．
①1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨.2007年化学家格哈德 埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如图：
、、 分别表示N2、H2、NH3．图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面．分别写出图②→③、图③→④表示的变化过程 ．
②合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=﹣92.2kJ mol﹣1，该反应的化学平衡常数表达式K= ．在一定温度和压强下，将H2和N2按3：1（体积比）混合后进入合成塔，反应达到平衡时，平衡混合气中NH3的体积分数为15%，此时H2的转化率为 ．
③吸收塔中通入空气的目的是 ．
22．氮可以形成多种离子，如N3﹣、NH2﹣、N3﹣、NH4+、N2H5+、N2H6+等．已知N2H5+的形成过程类似于NH4+的形成过程，N2H5+在碱性溶液中将生成电中性的分子和水．试写出：
（1）该电中性分子的化学式： ；
（2）N2H5+的电子式： ；
（3）1mol N3﹣共有 mol 电子；
（4）写出两种非金属氧化物跟N3﹣电子数相同的物质的化学式 ．
23．N2和H2合成NH3的化学方程式是
24．某中学化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。A中试管内盛放的物质是Ca(OH)2、NH4Cl固体。
【实验探究】
（1）A中发生反应的化学方程式为 ；
（2）B中盛放的干燥剂为 ，干燥氨气能否用浓硫酸 （填“能”或“不能”) ；
（3）若有10.7gNH4Cl固体，最多可制取NH3（标准状况）的体积是 L；
（4）实验室收集氨气的方法是 ；
（5）C、D装置中颜色会发生变化的是 （填“C”或“D”），红色石蕊试纸变成 色；
（6）当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到的现象是 ；
（7）为防止过量氨气造成空气污染，需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置，合适的装置是 （填“Y”或“G”）。
25．已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示，回答下列问题。
（1）①~④各步转化中，属于氮的固定的是 (填序号)。
（2）实验室制备少量氨气时，常用浓氨水滴到生石灰固体的方法制取。
①该方法制备的原理是 。
②干燥氨气不可选用的试剂是 (填字母)。
a．浓硫酸 b．碱石灰 c．氯化钙固体 d．氢氧化钠固体
（3）工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2，可用以下方法吸收：
①水吸收法。用水直接吸收NO2存在明显的缺陷，需通入适量的氧气加以改进，用化学方程式说明通入适量氧气的优势 。
②NaOH溶液吸收法。发生的反应有：2NaOH+NO2+NO=2NaNO2+H2O，NaOH+NO2= +NaNO2+H2O(填化学式，不需要配平方程式)。
③用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气，关系如图：
(α表示尾气里NO、NO2中NO2的含量)
i．根据图和题中相关信息可得知 (填字母)。
a．NaOH溶液浓度越大，氮氧化物的吸收率越大
b．NO2含量越大，氮氧化物的吸收率越大
c．吸收后的尾气中含量较多的气体是NO
ii．标准状况下，当α等于50%时，用一定量尾气与足量NaOH溶液做喷泉实验，求实验后得到的NaNO2溶液的物质的量浓度 (保留两位有效数字)。
26．某活动小组利用下图装置验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理．
（1）如何检查该装置气密性 ．
（2）向广口瓶①中通入NO并测定NO的体积
通入NO前，向广口瓶①中加入水，让水充满广口瓶①，且调节滴定管中液面与①相平并记录滴定管的刻度．
从导管a通入一定量的NO并准确测定通入NO的体积的主要操作： ；计算出通入的NO的体积为VmL（V＜50mL）．
（3）验证NO的还原性；探究工业生产硝酸的原理
A、停止通入NO后关闭K1、K3，打开K2，从导管b缓缓通入O2，写出通入O2过程中发生的化学反应方程式 ；
B、继续通入O2，打开K3并及时调整滴定管③液面与广口瓶①中液面相平．
Ⅰ．当通入氧气的体积为 时，则广口瓶①的气体体积为 ；
Ⅱ．当广口瓶①的气体体积为 ，则通入氧气的体积可能为 ．
27．水体中的过量的硝态氮(主要以NO的形式存在)是一种重要污染物，可利用合适的还原剂将其还原为N2除去。
（1）纳米铁粉(Fe)具有还原性强、比表面积大、吸附性能良好等优点。实验室制取纳米铁粉的反应原理是通过强还原剂来还原溶液中的Fe2+、Fe3+。
①在室温下，向FeSO4溶液中滴加NaBH4溶液，得到Fe、B(OH)3沉淀和H2，反应的离子方程式为 。
②制备纳米铁粉的反应过程中需要不断通入N2，否则得到的铁粉会导致硝态氮的去除率下降，其原因可能是 。
（2）相同条件下，向含有50mg·L-1NO的两份水样中分别加入纳米铁粉、纳米铁粉—活性炭—铜粉，水样中NO的去除速率差异如图所示，产生该差异的可能原因有 。
（3）向含有一定浓度的水样中加入纳米铁粉，并调节溶液的pH，溶液中的总氮去除率与pH的关系如图所示。pH>7时，随着pH的升高，溶液中的总氮去除率逐渐降低，其原因是 。
28．工业上以N2、H2为原料制取硝酸铵的流程如图所示．
回答下列问题：
（1）氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是 ．
（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是 ，吸收塔中还需补充空气的目的是 ．
（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，检测的简单方法为 ．
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，此时H2的转化率为 ．
（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图所示）．温度较低时以生成 为主，900℃时发生主要反应的化学方程式为 ，当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是 ．
（6）若N2、H2合成氨时，H2的转化率为60%，NH3催化氧化制HNO3时的损失20%的氨，其它环节的损失忽略不计．则10tH2最多可以制取 t硝酸铵．
29．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系：
回答下列问题
（1）写出N2的一种用途
（2）从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性．各举一例说明（用化学方程式表示）
氧化性 还原性
（3）HNO3与上图中的物质C常用于检验Cl﹣的存在，则C的化学式为
（4）实验室制取物质B的化学方程式为
（5）NO2与水反应生成物质A的化学方程式为
（6）浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】氮气和氢气通过压缩机结合催化剂反应得到氨气，氨气易液化通过冷凝器液化，将氮气和氢气循环到压缩机重复反应即可到氨气，结合选项即可判断，故A符合题意；
故答案为：A
【分析】氨气的合成流程是氮气和氢气发生可逆反应，通过将其液化促进反应进行，结合选项即可判断。
2．【答案】D
【解析】【解答】A. 常温下合成氨反应的ΔH-TΔS<0， 只能说明反应能自发反应与反应速率快慢无关，故A不符合题意；
B.合成氨是放热反应，温度升高逆向反应，转化率降低，故B不符合题意；
C. 工业合成氨的反应是熵减小的放热反应 ，ΔH-TΔS无法判断，故C不符合题意；
D.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应 ，ΔH-TΔS可在常温下自发反应，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】根据题意可知，工业合成氨的反应是熵减小的放热反应 ，ΔH-TΔS可在常温下自发反应；ΔH-TΔS只能决定反应是否自发反应不能通过其判断反应速率；升高温度，平衡逆向移动，结合选项判断。
3．【答案】C
【解析】【解答】合成氨工业中使用的催化剂为铁触媒，
故答案为：C。
【分析】合成氨工业中使用铁触媒作催化剂。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．N2生成NH3的过程中氮原子结合氢原子，氮元素化合价降低，被还原发生还原反应，据图可知，N2生成NH3是通过多步还原反应实现的，故A不符合题意；
B．据图可知，两个氮原子上的加氢过程是分步进行的，故B不符合题意；
C．NH3的及时脱附，减少了生成物的浓度，会使平衡向右移动，有利于合成氨，故C符合题意；
D．催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的△H，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】反应图像中物质的变化判断反应历程，根据反应历程可以判断物质间的变化。
5．【答案】B
【解析】【解答】 氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
A.NO变成NO2,不是N2单质变成化合物，A错误；
B.发生的是N2 + 3H2≒ 2NH3，是单质生成化合物，符合题意，B正确；
C.用NH3生成NO，不是N2单质变成化合物，C错误；
D.将空气液化来获得冷冻剂液氮 ,是物理变化，D错误。
答案：B
【分析】 氮的固定指的是空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。生物体在消化吸收氮素前，必须通过各种方法将氮转化成为含氮的化合物，如与豆类植物共生的根瘤菌。它们能吸收大气中的氮气分子，将其转变成氨及铵离子。
氮的固定方式共有三种：
1、自然固氮：大气中的氮气和氧气在高温或雷电放电时会化合成NO，方程式2NO+O2=2NO2
2、人工固氮：工业上利用N2和H2为原料生产氨气，方程式：N2+3H2=2NH3（高温高压、催化剂）
3、生物固氮：某些豆科植物根部的根瘤菌可将大气中游离的N2转变为NH4+，被植物吸收
6．【答案】B
【解析】【解答】A、雷电作用的过程中，将氮气转化为一氧化氮，包含氮的固定，故A不符合题意；
B、酸雨的形成过程是二氧化氮和水反应生成硝酸的过程，不包含氮的固定，故B符合题意；
C、人工合成氨将氮气和氢气在高温高压下反应生成氨气，包含氮的固定，故C不符合题意；
D、豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，包含氮的固定，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的过程。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．雷电时生成氮的氧化物，即N2+O22NO，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为自然固氮，故A不符合题意；
B．工业上用氢气与氮气合成氨，即N2+3H22NH3，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为工业固氮，故B不符合题意；
C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不是将游离态氮转化为化合态氮，不属于氮的固定，故C符合题意；
D．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为生物固氮，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮，铵根离子和硝酸盐不是游离态氮。
8．【答案】C
【解析】【解答】空气中含量最高的气体是氮气，故C符合题意。
【分析】根据空气中含量判断该气体即可。
9．【答案】B
【解析】【解答】解：A、虽然氮气分子的结构较稳定，镁能在氮气中燃烧生成氮化镁，所以氮气能支持燃烧，故A错误；
B．液氨汽化时要吸收大量热，因而液氨可用作制冷剂，故B正确；
C．NO和空气中氧气反应生成二氧化氮，NO可用排水法收集，不能用向上排空气法收集，故C错误；
D．浓硝酸见光易分解，所以要保存在棕色试剂瓶中，故D错误．
故选B．
【分析】A、氮气能支持部分物质燃烧；
B．氨易液化，常作制冷剂；
C．NO和空气中氧气反应生成二氧化氮；
D．见光易分解的物质应该保存在棕色瓶中；
10．【答案】C
【解析】【解答】A．试管内液面上升，不能证明NH3与H2O发生了反应，也可能是由于NH3极易溶于水，A不符合题意；
B．用排空气法收集的气体不一定纯净，NH3极易溶于水，1：1溶解时远没有达到饱和状态，则试管中剩余少量气体，不是因为NH3在水中的溶解达到了饱和，而是因为收集的NH3中含有少量的空气杂质，B不符合题意；
C．取试管中少量无色液体于另一试管中，向其中加入酚酞溶液，溶液显红色，说明溶液显碱性，原因是：NH3 + H2ONH3·H2ONH+ OH-，C符合题意；
D．常温下NH3不能被O2氧化，将实验后试管中溶液敞口放置在空气中一段时间，pH会降低，不是由于NH3被空气中的O2氧化，是由于氨水具有挥发性，导致NH3 + H2ONH3·H2ONH+ OH-平衡逆向移动，溶液碱性减弱，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．试管内液面上升，只能说明试管内气压小于大气压；
B．NH3极易溶于水，试管中剩余少量气体，说明气体不纯；
C．加入酚酞溶液，溶液显红色，说明溶液显碱性；
D．氨水具有挥发性。
11．【答案】A
【解析】【解答】解：空气中的主要成分是氮气和氧气，氨气体积约占 ，氧气约占 ，空气中还含有二氧化碳、水蒸气等其它气体，但含量较少，氧气性质较活泼，具有强氧化性，能氧化某些还原性物质，如亚铁盐等，性质较稳定的是氮气，故选A．
【分析】空气中的主要成分是氮气和氧气，氨气体积约占 ，氧气约占 ，氧气具有强氧化性，能氧化某些还原性物质．
12．【答案】D
【解析】【解答】A．正负电荷重心重合的分子为非极性分子，氮气分子中正负电荷重心重合，所以为非极性分子，故A正确；
B．氮气性质较稳定，和钨丝不反应，所以在灯泡中充入氮气可防止钨丝被氧化，故B正确；
C．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性N＞P，所以硝酸比磷酸酸性强，硝酸是强酸、磷酸是中强酸，故C正确；
D．氮气分子结构式为N≡N，三键中含有1个σ键2个π键，所以氮气分子中含有1个σ键2个π键，故D错误；
故选D．
【分析】A．正负电荷重心重合的分子为非极性分子；
B．氮气性质较稳定，和钨丝不反应；
C．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强；
D．氮气分子中含有氮氮三键，三键中含有1个σ键2个π键．
13．【答案】A
【解析】【解答】解： 是红棕色气体，某无色混合气体甲一定不含 ，通过足量稀硫酸，气体减少20mL，说明一定含有 ，气体通过足量过氧化钠，气体颜色变为红棕色，说明原混合气体中含有NO、CO2，用水吸收，最终得到酸性溶液，且几乎无气体剩余，说明一定不含氮气， 所以甲中一定含有 、 、 ，A符合题意。
故答案为：A
【分析】此题是对气体性质的考查，结合气体的性质进行分析即可。
14．【答案】D
【解析】【解答】 A．NO是有毒气体，能与血红蛋白结合且结合能力比CO还强，故A正确；
B．催化剂能降低反应的活化能，改变NO的分解速率，故B正确；
C．分析图像可知NO分解生成N2和O2，故C正确；
D．分析过程图可知过程②为断键过程，吸收能量，过程③为成键过程，放出能量，故D错误；
故答案为：D。
【分析】 A．NO是有毒气体，能与血红蛋白结合且结合能力比CO还强，造成细胞缺氧，甚至使人因缺氧而死亡；
B．催化剂能降低反应的活化能，加快NO的分解速率；
C．分析过程图可知NO分解，生成N2和O2；
D．分析过程图可知过程②为断键过程，化学键断裂吸收能量，过程③为成键过程，化学键生成放出能量。
15．【答案】C
【解析】【解答】A．能和碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，一氧化氮和碱不反应，所以是不成盐化合物，故A不符合题意；
B．氮气和氧气在高温放电条件下能生成一氧化氮，故B不符合题意；
C．形成酸雨的主要成分是二氧化硫和氮氧化物，一氧化氮与空气中氧气相遇生成二氧化氮，故C符合题意；
D．一氧化氮不稳定，易被氧化生成二氧化氮，所以一氧化氮不能用排空气法收集，一氧化氮不溶于水，所以可以采用排水法收集，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、一氧化氮和碱不反应；
B、一氧化氮可以由氮气和氧气高温或者雷电生成；
C、一氧化氮最终可以形成硝酸，为硝酸酸雨；
D、一氧化氮不能用排空气法收集。
16．【答案】A,C
【解析】【解答】A．熔融后，在阳极放电，电极反应式为：，A符合题意；
B．第二步“高温反应”是氮气和单质的反应，N元素由单质转变为化合态，属于“氮的固定”，B不符合题意；
C．整个过程除了生成氨以外，还有第一步反应产生的剩余，不是传统的“合成氨”工艺，将三不反应方程式叠加，可得总反应方程式：，C符合题意；
D．第一步消耗，第三步重新生成等量的，故可循环利用，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】A、阳极为氢氧根失去电子生成氧气和水，氢元素化合价不变；
B、高温反应的过程氮元素由单质转化为化合物，为氮的固定；
C、该过程有氧气生成，总反应为氮气和水生成氨气和氧气；
D、结合题干信息可以知道氢氧化锂为第一步反应的反应物，第三步反应的生成物，可以循环利用。
17．【答案】A,B
【解析】【解答】A．工业上生产硝酸的流程是：氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应4NH3+5O24NO+6H2O路线①，一氧化氮与氧气反应2NO+O2=2NO2 路线②，二氧化氮被水吸收3NO2+H2O═2HNO3+NO路线③，路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，故A正确；
B．在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应：N2+O2 2NO路线Ⅰ；NO不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮：2NO+O2═2NO2路线Ⅱ，二氧化氮溶于水生成硝酸：3NO2+H2O═2HNO3+NO路线Ⅲ，故B正确；
C．从氮的变化关系图可知：N从N2（0价）→NO（+2价）→NO2（+5价）→HNO3（+5价），都是氧化还原反应，故C错误；
D．上述反应中①空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，②③含氮化合物转变为其它物质，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，故D错误；
故选AB．
【分析】A．工业上生产硝酸的流程是：氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应生成一氧化氮和水，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮、二氧化氮被水吸收生成硝酸和一氧化氮；
B．自然雷电固氮原理是，在放电条件下，氮气和氧气生成一氧化氮，一氧化氮性质不稳定，迅速被空气中的氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸；
C．氧化还原反应的特征是化合价的升降，可从元素的化合价是否发生变化的角度判断是否属于氧化还原反应；
D．氮的固定是指空气中游离态的氮转化为化合态的氮的过程；
18．【答案】B,C
【解析】【解答】A．由上述分析可知，a曲线表示离子、b曲线表示离子，故A不符合题意；
B．当x=0.5时，只生成，n()=2mol；当x=1只发生反应2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成n()=n()=1mol；根据N原子守恒可知混合气体的总的物质的量为2mol，即溶液中n()+n()不变，始终等于2mol，故B符合题意；
C．设n(NO2)=a，n(NO)=b，则a+b=2mol，发生反应①余下NO2的物质的量为(a-b)mol，发生反应②生成n()=0.5(a-b)=0.5mol，即a-b=1mol，联立方程组解得a=1.5mol，b=0.5mol，废气中NO2的物质的量分数x==0.75，故C符合题意；
D．反应NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2和2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2均有n(N)=2n(C)，即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，所以n(CO2)=1mol；反应中可收集到标准状况下1mol×22.4L/mol=22.4LCO2，故D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A、结合化学方程式，以及x的公式，可以知道若x=1/2时，此时二氧化氮和一氧化氮的物质的量都为1mol，此时发生反应 ① ，即亚硝酸钠为2mol，没有反应 ② 的过程，所以硝酸钠没有生成，即b表示硝酸根，a表示亚硝酸根；
B、结合题干可以知道总物质的量为2mol；
C、结合x的计算公式以及总物质的量为2mol判断；
D、结合公式n=V/Vm判断。
19．【答案】A,B
【解析】【解答】A．当x=0.5时，只发生反应NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2，，n(NO)=2mol，则线段AC表示，线段BC表示，A项符合题意；
B．当x=0.5时，只生成，n(NO)=2mol，当x=1时，只发生反应2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成，根据N原子守恒可知，混合气体的总物质的量为2mol，则溶液中n(NO)+n(NO)不变、始终等于2mol，B项符合题意；
C．设，，则a+b=2，反应①生成的的物质的量为2b mol，发生反应①剩余的的物质的量为(a-b) mol，发生反应②生成的的物质的量为mol，则有，联立方程组解得，a=1.6，b=0.4，=，C项不符合题意；
D．x=0.75时，，，则，反应①生成CO2的物质的量为0.5mol，发生反应①剩余的的物质的量为1mol，则反应②生成CO2的物质的量为0.5mol，共生成1mol CO2，标准状况下，其体积为22.4L，D项不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】A．依据题目信息结合图像分析；
B．根据原子守恒判断；
C．利用原子守恒和得失电子守恒计算；
D．利用题目信息和原子守恒计算。
20．【答案】循环压缩机；沸腾炉；①②③；由于用稀硫酸或水吸收SO2时易形成酸雾，不利于SO2吸收；（NH4）2SO4；③④
【解析】【解答】（1）合成氨工业中，利用氨易液化，分离出N2、H2通过循环压缩机循环使用，可提高氨的产率；X设备是煅烧黄铁矿的设备，在沸腾炉进行反应，
故答案为：循环压缩机；沸腾炉；
（2）合成塔中的反应要吸热，接触室中的反应要放热，可以充分利用反应中放出的热量加热反应气，实现节越能源提高经济效益的目的；
故答案为：充分利用反应中放出的热量加热反应气；
（3）①硫酸工业中在接触室发生了二氧化硫的催化氧化，采用循环操作可提高二氧化硫的利用率，故①正确；
②合成氨生产中产生了氨气，采用循环操作可提高N2、H2的转化率，故②正确；
③硫酸工业中涉及到合成氨，合成氨生产中产生了氨气，采用循环操作可提高N2、H2的转化率，故③正确；
故选：①②③；
（4）不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，轻易形成酸雾，且吸收速度慢；
故答案为：由于用稀硫酸或水吸收SO2时易形成酸雾，不利于SO2吸收；
（5）工业生产中常用氨﹣酸法进行尾气脱硫，即先用氨水吸收，再用浓硫酸处理．先用氨水吸收时，发生反应：SO2+2NH3 H2O═（NH4）2SO3，再用浓硫酸处理时，发生反应：（NH4）2SO3+H2SO4═（NH4）2SO4+SO2↑+H2O，硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥为（NH4）2SO4；
故答案为：（NH4）2SO4；
（6）合成氨反应、二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫都是为放热的体积减小的反应，
①合成氨工业在高压下进行，加压有利于平衡向正方向移动，但是对设备强度要求高，应采用适当的高压，故不选；
②合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂，使用催化剂不影响平衡的移动，故不选；
③及时将氨液化而分离，减小生成物浓度，使平衡向正方向移动，有利于产品的生成，故选；
④硫酸工业中，净化后的炉气中要有过量空气，增大空气的用量能够提高二氧化硫的转化率，故选；
⑤合成氨反应、二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫都是为放热，从平衡角度，低温有利于平衡向正向移动，但是低温反应速率慢，不利于经济效益的提高，故不选；
故选：③④．
【分析】（1）工业合成氨通过循环压缩机循环使用分离出氮气和氢气、接触法制硫酸的工业流程中煅烧黄铁矿的设备为沸腾炉；
（2）依据合成塔中的反应要吸热，接触室中的反应要放热，结合节约能源提高经济效益的理念解答；
（3）①硫酸工业中在接触室发生了二氧化硫的催化氧化，采用循环操作可提高二氧化硫的利用率；
②合成氨生产中产生了氨气，采用循环操作可提高N2、H2的转化率；
③硫酸工业中涉及到合成氨，合成氨生产中产生了氨气，采用循环操作可提高N2、H2的转化率；
（4）不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，轻易形成酸雾，且吸收速度慢；
（5）工业生产中常用氨﹣酸法进行尾气脱硫，即先用氨水吸收，再用浓硫酸处理．先用氨水吸收时，发生反应：SO2+2NH3 H2O═（NH4）2SO3，再用浓硫酸处理时，发生反应：（NH4）2SO3+H2SO4═（NH4）2SO4+SO2↑+H2O；
（6）温度、浓度、压强均对化学平衡移动有影响，合成氨反应、二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫都是为放热的体积减小的反应．
21．【答案】C；﹣1066.4；②→③表示在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂；③→④在催化剂表面，N、H原子间和形成新的化学键，生成NH3分子；；26%；使NO循环利用，全部转化成硝酸
【解析】【解答】（1）氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮，故选C；
（2）设H﹣H键的键能为XKJ/mol，N﹣H键的键能为YKJ/mol，据热化学方程式可知：N2 （g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=﹣92.2kJ mol﹣1
942KJ 3X 6Y
故有 942KJ+3XKJ﹣6YKJ=﹣92.2kJ 可解得3X﹣6Y=﹣1034.2 ①
反应 N4 （g）+6H2 （g） 4NH3（g）
6×167kJ 6XKJ 12YKJ
△H=断键吸收的能量﹣成键放出的能量=6×167+6X﹣12Y=1002+2（2X﹣6Y）=1002+2×（﹣1034.2）=﹣1066.4KJ/mol
故答案为：﹣1066.4；
（3）①分析题中图可以知道，图②→③表示在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂，图③→④表示在催化剂表面，N、H原子间和形成新的化学键，生成NH3分子，
故答案为：②→③表示在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂；③→④在催化剂表面，N、H原子间和形成新的化学键，生成NH3分子；
②化学平衡常数是：在特定物理条件下（如温度、压力、溶剂性质、离子强度等），可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度比或反应物与反应产物的浓度比．根据以上概念可以写出该反应的化学平衡常数表达式 K=，有反应方程式：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），设参加反应的氢气的物质的量xmol，原混合气体中 H2 和N2 按3：1（体积之比）混合，物质的量之比也是3：1，设氢气3nmol，氮气nmol，则参加反应的氮气的物质的量为x/3mol，生成的氨气为2x/3mol，列式：=15%，解得x≈0.78nmol，H2 的转化率为：0.78nmol÷3nmol×100%=26%，
故答案为：K=； 26%；
③不断通入空气，提供充足的氧气，以便使NO循环利用，全部转化成硝酸，故答案为：使NO循环利用，全部转化成硝酸．
【分析】（1）氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮；
（2）Ⅱ、设出N﹣H的键能和H﹣H键的键能，根据所给的热化学方程式，求出N﹣H键和H﹣H的键能，然后根据△H=断键吸收的能量﹣成键放出的能量，即可解得；
（3）①、图②→③则表示在催化剂表面，N2、H2中的化学键断裂；图③→④表示在催化剂表面，N、H原子间和形成新的化学键，生成NH3 分子；
②、化学平衡常数是：在特定物理条件下（如温度、压力、溶剂性质、离子强度等），可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度比或反应物与反应产物的浓度比．用符号“K”表示；根据反应方程式 N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），设参加反应的氢气的物质的量xmol，原混合气体中 H2 和N2 按3：1（体积之比）混合，物质的量之比也是3：1，设氢气3nmol，氮气nmol，列式求算即可；
③通入空气，提供充足的氧气，以便使NO能够循环利用，全部转化成硝酸．
22．【答案】N2H4；；22；CO2；N2O
【解析】【解答】（1）微粒显示电中性即不带电荷的微粒，根据给定的微粒符号，电中性的分子化学式为：N2H4，故答案为：N2H4；
（2）N2H5+的内部氮原子和氢原子之间存在极性共价键，电子式为：；故答案为： ；
（3）1mol N3﹣共有（3×7+1）mol=22mol电子；故答案为：22；
（4）1mol N3﹣共有（3×7+1）mol=22mol电子，非金属氧化物跟N3﹣电子数相同的物质的化学式：CO2、N2O，故答案为：CO2；N2O．
【分析】（1）微粒显示电中性即不带电荷的微粒，根据微粒符号来回答；
（2）N2H5+的内部氮原子和氢原子之间存在极性共价键，根据电子式的书写知识来回答；
（3）阴离子的电子数等于核内质子数和电荷数之和；
（4）根据分子的电子数等于构成分子的各个原子核外电子数之和知识来书写．
23．【答案】N2+3H22NH3．
【解析】【解答】高温、高压、催化剂条件下，氮气和氢气反应生成氨气，反应方程式为N2+3H22NH3，该反应为合成氨的重要反应，故答案为：N2+3H2 2NH3．
【分析】高温、高压、催化剂条件下，氮气和氢气反应生成氨气，据此分析解答．
24．【答案】（1）2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
（2）碱石灰；不能
（3）4.48
（4）向下排空气法
（5）D；蓝色
（6）产生大量白烟
（7）F
【解析】【解答】（1）A中试管内盛放的物质是Ca(OH)2、NH4Cl固体，所以A中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3 ↑+2H2O。（2）NH3 属于碱性气体，与浓硫酸反应生成硫酸铵，所以用碱石灰干燥，不能用浓硫酸干燥。
（3）根据n=m/M算出NH4Cl固体的物质的量10.7gNH4Cl固体的物质的量为10.7g÷53.5g/mol=0.2mol，
根据2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3 ↑+2H2O，标准状况下生成NH3的体积为0.2mol×22.4L·mol-1=4.48L。
（4）氨气比空气轻且极易溶于水，所以实验室收集氨气的方法是向下排空气法。
（5）干燥的氨气不会电离，所以C、D装置中颜色会发生变化的是D，在D中发生的反应是NH3+H2O
NH3·H2O
NH4＋+OH－，所以红色石蕊试纸变成蓝色。
（6）当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，发生的反应为NH3+HCl=NH4Cl（白色固体），可观察到的现象是产生大量白烟。
（7）氨气极易溶于水，必须有防倒吸装置，所以合适的装置是F。
【分析】（1）实验室制氨气2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 ↑+2H2O
（2）易错点：NH3 属于碱性气体，浓硫酸属于酸，两者会发生反应。
（3）根据n=m/M算出NH4Cl固体的物质的量，再根据方程式可得NH3的物质量=NH4Cl固体的物质的量=0.2mol，体积V=nVm
（4）易错点：氨气易溶于水，不能用排水法
（5）易错点：干燥的氨气不会电离，所以C、D装置中颜色会发生变化的是D，氨气不是电解质，电解质是氨气结合水生成的一水合氨。
（6）反应一段时间后，已经生成了氨气，因此会跟浓盐酸反应生成大量白烟。
（7）氨气极易溶于水，必须有防倒吸装置，所以合适的装置是F。
25．【答案】（1）①
（2）生石灰遇水生成氢氧化钙并大量放热(或CaO+NH3 H2O=Ca(OH)2+NH3↑)；ac
（3）4NO2+O2+2H2O=4HNO3；NaNO3；bc；0.045 mol/L
【解析】【解答】氮气和氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，氨气与氧气在催化剂存在条件下反应生成一氧化氮，一氧化碳与氧气反应生成二氧化氮。二氧化氮和水反应生成硝酸，同时反应产生一氧化氮。
(1)、氮的固定是氮元素的单质变为氮的化合物的过程，有上述转化过程中属于氮的固定的是①，故答案为：①
(2)、①实验室制备少量氨气时，常用浓氨水滴到生石灰固体的方法制取，这是由于氧化钙与水反应产生氢氧化钙反应放出热量导致NH3 H2O分解产生氨气和水，该反应的方程式生石灰遇水生成氢氧化钙并大量放热(或CaO+NH3 H2O=Ca(OH)2+NH3↑)，故答案为：生石灰遇水生成氢氧化钙并大量放热(或CaO+NH3 H2O=Ca(OH)2+NH3↑) ；
② 浓硫酸或与氨气发生反应，因此不能使用浓硫酸干燥氨气，a符合题意；碱石灰显碱性，与氨气不能发生反应，因此可以用于干燥氨气，b不符合题意；氯化钙固体能够与氨气反应产生，不能能做氨气的干燥剂，c符合题意；氢氧化钠固体呈碱性与氨气不能发生反应，因此可以用于干燥氨气，d不符合题意；故答案为：ac ；
(3)、①二氧化氮与水反应产生硝酸和一氧化氮，在用水吸收二氧化氮时，鼓入氧气可以使一氧化氮进一步被氧化，从而可促进其吸收反应，产生硝酸，总的反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，故答案为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3 ；
②依据氧化还原反应原理，二氧化氮与氢氧化钠溶液反应的方程式为 2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O，故答案为：NaNO3 ；
③i．a．根据图示可知，氢氧化钠溶液浓度较大时，二氧化碳吸收率并不是很大，a错误；
b．根据图示可知，混合气体中二氧化碳含量越大。氮氧化物的吸收率越大，b正确；
c．用不同浓度氢氧化钠溶液吸收二氧化碳含量不同的尾气的关系图示可知，二氧化氮含量越大，氮氧化物的吸收率越大，氢氧化钠溶液吸收一氧化氮，二氧化氮混合物时会发生反应。据此可知，只有当混合气体中气体时气体会被完全吸收，一氧化氮气体不能单独被氢氧化钠溶液吸收，故吸收后的尾气中含有较多的气体是一氧化氮，c正确；故答案为：bc ；
ii．标准状况下，当α等于50%时，气体是一氧化碳，二氧化碳等体积的混合气体，用一定量尾气与足量NaOH溶液做喷泉实验，发生反应 2NaOH+NO2+NO=2NaNO2+H2O， 反应后产生的NaNO2物质的量与气体的物质的量相等，假设混合气体的体积是VL，则实验后得到的NaNO2溶液的物质的量浓度，故答案为：0.045 mol/L 。
【分析】
(1)、氮的固定是氮元素的单质变为氮的化合物的过程；
(2)、①生石灰遇水生成氢氧化钙并大量放热；
②依据物质和杂质的性质选择试剂；
(3)、①二氧化氮、氧气与水反应产生硝酸；
②依据氧化还原反应原理；
③ 根据图示分析判断；
ii．利用化学方程式计算 。
26．【答案】（1）关闭K1、K2，打开K3，从滴定管上口加水，没过广口瓶①中长导管口，继续加水，使广口瓶①中长导管内外出现一段液柱，停止加水，静置一段时间后，若这段液柱不变，说明装置气密性好，反之，说明装置气密性不好
（2）关闭K2，打开K3，K1，通入一定量的NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次读取滴定管刻度
（3）2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO；；
【解析】【解答】解：（1）关闭K1、K2，打开K3，从滴定管上口加水，没过广口瓶①中长导管口，继续加水，使广口瓶①中长导管内外出现一段液柱，停止加水，静置一段时间后，若这段液柱不变，说明装置气密性好，反之，说明装置气密性不好，故答案为：关闭K1、K2，打开K3，从滴定管上口加水，没过广口瓶①中长导管口，继续加水，使广口瓶①中长导管内外出现一段液柱，停止加水，静置一段时间后，若这段液柱不变，说明装置气密性好，反之，说明装置气密性不好；（2）广口瓶①中压强均与外界相同，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积．具体操作为：关闭K2，打开K3，K1，通入NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次记录滴定管刻度，故答案为：关闭K2，打开K3，K1，通入一定量的NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次读取滴定管刻度；（3）A、NO易与氧气反应2NO+O2═2NO2 生成红棕色的NO2，NO2又与水反应3NO2+H2O═2HNO3+NO，颜色变浅，故答案为：2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO；B、Ⅰ．设 的氧气参加反应时，需要一氧化氮的体积为x，
4NO+3O2+2H2O═4HNO3
4 3
x
所以x= ＜V，所以一氧化氮剩余，剩余的一氧化氮为V﹣ ，
故答案为： ；
Ⅱ．剩余的气体可能是氧气或一氧化氮，
①当剩余的气体为氧气时，一氧化氮不足量，以一氧化氮为标准进行金属，
设参加反应的氧气为Y，
4NO+3O2+2H2O═4HNO3
4 3
V Y
Y= ，
所以通入的氧气体积为 ，
②当剩余的气体为一氧化氮时，氧气的量不足，以氧气的量为标准进行计算，
参加反应的一氧化氮为V﹣ ，
设参加反应的氧气为Z，
4NO+3O2+2H2O═4HNO3
4 3
Z
Z=
故答案为： ．
【分析】（1）装置气密性的检验：设法使装置内外形成气压差是气密性检查的常用手段；（2）广口瓶①中压强均与外界相同，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积；（3）NO易与氧气反应生成红棕色的NO2，NO2又与水反应；Ⅰ．根据反应方程式4NO+3O2+2H2O═4HNO3过量计算；Ⅱ．先推断广口瓶①的气体成分，再根据过量金属推断通入氧气的量．
27．【答案】（1）2BH+Fe2++6H2O=Fe↓+2B(OH)3↓+7H2↑；排出溶解氧及装置内的空气(或氧气)，防止纳米零价铁被空气中的氧气氧化，导致纳米铁的还原能力下降；起搅拌作用，通入氮气破坏纳米零价铁粉的团聚效应，防止其聚集成团，削弱其反应活性
（2）形成Fe-Cu和Fe-C原电池加快纳米铁粉去除NO的反应速率；碳粉有强吸附性，可以吸附NO
（3）pH>7时，pH增大，NO氧化性减弱，反应减慢且纳米铁粉只将NO还原为NO溶解而留在溶液里；pH增大，易形成铁的氧化物或氢氧化物，覆盖在纳米铁的表面，阻碍反应进行，从而造成总氮去除率下降
【解析】【解答】（1）①在室温下，向FeSO4溶液中滴加NaBH4溶液，得到Fe、B(OH)3沉淀和H2，故离子方程式为2BH+Fe2++6H2O=Fe↓+2B(OH)3↓+7H2↑；
②依据提示可知，不断通入N2，排出装置内的空气，可以防止纳米零价铁被空气中的氧气氧化，故答案为：排出溶解氧及装置内的空气(或氧气)，防止纳米零价铁被空气中的氧气氧化，导致纳米铁的还原能力下降；起搅拌作用，通入氮气破坏纳米零价铁粉的团聚效应，防止其聚集成团，削弱其反应活性；
（2）其他条件相同的条件下，纳米铁粉-活性炭-铜粉相较于单纯的纳米铁粉，形成Fe-Cu或C原电池加快纳米铁粉去除硝酸根的反应速率，故答案为：形成Fe—Cu和Fe—C原电池加快纳米铁粉去除NO的反应速率；碳粉有强吸附性，可以吸附NO；
（3）结合图2及反应历程可知，pH过低，纳米铁粉将NO还原为NH溶解在溶液里，造成总氮去除率下降；pH过高，NO氧化性减弱，纳米铁粉只能将NO还原为NO溶解而留溶液里，从而造成总氮去除率下降，故答案为：pH>7时，pH增大，NO氧化性减弱，反应减慢且纳米铁粉只将NO还原为NO溶解而留在溶液里；pH增大，易形成铁的氧化物或氢氧化物，覆盖在纳米铁的表面，阻碍反应进行，从而造成总氮去除率下降。
【分析】（1）①在室温下，向FeSO4溶液中滴加NaBH4溶液，得到Fe、B(OH)3沉淀和H2，据此书写方程式；
②依据提示可知，不断通入N2，排出装置内的空气，否则氧气会氧化生成的纳米铁粉；
（2）其他条件相同的条件下，纳米铁粉 活性炭 铜粉相较于单纯的纳米铁粉，形成Fe Cu或C原电池，原电池的反应速率较快；
（3）结合图2及反应历程可知，pH过低，纳米铁粉将NO3 还原为NH4＋溶解在溶液里，造成总氮去除率下降；pH过高，NO3 氧化性减弱，纳米铁粉只能将NO3 还原为NO2 溶解而留溶液里，从而造成总氮去除率下降。
28．【答案】（1）压碎催化剂，缩短催化剂寿命
（2）增大气液接触面积；可使NO全部转化成HNO3
（3）用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处
（4）50%
（5）N2；4NH3+5O2 4NO+6H2O；生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降
（6）71.1
【解析】【解答】解：（1）氨合成反应是气体体积减小的放热反应，在氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是压碎催化剂，缩短催化剂寿命，
故答案为：压碎催化剂，缩短催化剂寿命；（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是增大气液接触面积，吸收塔中还需补充空气的目的是可使NO全部转化成HNO3，
故答案为：增大气液接触面积；可使NO全部转化成HNO3；（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，由于氨气的水溶液显碱性，会使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，所以用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处，
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处；（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，假设反应的N2的体积是x，则反应的氢气的体积是3x，反应产生的NH3的体积是2x，此时H2的物质的量是（3﹣3x），N2是（2﹣x），所以2x÷[2x+（3﹣3x）+（2﹣x）]=25%，解得x=0.5，所以此时H2的转化率为（3×0.5）÷3=50%，
故答案为：50%；（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物，根据图示可知，在温度较低时以生成N2为主，900℃时氨气被氧化产生NO，发生主要反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O；当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是生成NO的反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使反应物NH3转化率下降，
故答案为：N2；4NH3+5O2 4NO+6H2O；（6）N2、H2合成氨时，N2+3H2 2NH3；H2的转化率为60%，10tH2的物质的量是n（H2）=5×106mol；合成氨气的物质的量是n（NH3）=5×106mol×60%×2/3=2×106mol；假设用于催化氧化制HNO3的氨的物质的量是x，由于氨的损失20%，所以产生的硝酸的物质的量是（1﹣20%）x，与硝酸反应的氨的物质的量是（1﹣20%）x，（1﹣20%）x+x=2×106mol，x=1.11×106mol，反应产生的硝酸铵的质量是m（NH4NO3）=（1﹣20%）x×80g/mol=1.11×106mol×80%×80g/mol=71.1×106g=71.1吨，
故答案为：71.1．
【分析】（1）氨合成反应是气体体积减小的放热反应，在氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是压碎催化剂，缩短催化剂寿命；（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是增大气液接触面积，吸收塔中还需补充空气的目的是可使NO全部转化成HNO3；（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，由于氨气的水溶液显碱性，会使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，所以用湿润的红色石蕊试纸检测；（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，假设反应的N2的体积是x，则反应的氢气的体积是3x，反应产生的NH3的体积是2x，按照三段法计算转化率；（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物，根据图示可知，在温度较低时以生成N2为主，900℃时氨气被氧化产生NO，发生主要反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O；当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是生成NO的反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使反应物NH3转化率下降；（6）N2、H2合成氨时，N2+3H2 2NH3，根据上述分析利用化学方程式计量数计算，详细见解答．
29．【答案】（1）做保护气、保存粮食
（2）N2+3H22NH3或N2+3MgMg3N2；N2+O22NO
（3）AgNO3
（4）Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
（5）3NO2+H2O=2HNO3+NO
（6）4HNO3（浓）+CCO2↑+4NO2↑+2H2O
【解析】【解答】（1）氮气不活泼且性质较稳定，所以可作保护气，能保存粮食等，故答案为：做保护气、保存粮食；
（2）氮气体现氧化性，说明在反应中得电子化合价降低，反应方程式为：N2+3H22NH3或N2+3MgMg3N2；氮气体现还原性说明在反应中失电子化合价升高，反应方程式为N2+O22NO，
故答案为：N2+3H22NH3或N2+3MgMg3N2；N2+O22NO；
（3）硝酸发生反应生成C，且C中N元素化合价为+5价，则C是硝酸银，能检验氯离子的物质是硝酸银，其化学式为AgNO3，故答案为：AgNO3；
（4）B中N元素为﹣3价，则B是氨气，在实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气，反应方程式为：Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O，
故答案为：Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；
（5）二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（6）在加热条件下，浓硝酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应方程式为：4HNO3（浓）+CCO2↑+4NO2↑+2H2O，
故答案为：4HNO3（浓）+C CO2↑+4NO2↑+2H2O．
【分析】（1）氮气不活泼且性质较稳定；
（2）氮气体现氧化性，说明在反应中得电子化合价降低；氮气体现还原性说明在反应中失电子化合价升高；
（3）硝酸发生反应生成C，且C中N元素化合价为+5价，则C是硝酸银，能检验氯离子的物质是硝酸银；
（4）B中N元素为﹣3价，则B是氨气，在实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气；
（5）二氧化氮和水反应生成硝酸和NO；
（6）在加热条件下，浓硝酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化氮和水．
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专题7——第一单元 氮的固定
一、选择题
1．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下图是哈伯法的流程图。图中沿X路线到压缩机的物质是（ ）
A．N2和H2 B．催化剂 C．N2 D．H2
2．有关合成氨反应的说法，正确的是（ ）
A．根据计算，常温下合成氨反应的ΔH-TΔS<0，所以常温下的反应速率很快
B．升高温度，既可以加快合成氨的速率，又可以提高平衡转化率
C．工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行
D．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在常温时可自发进行
3．合成氨工业中使用的催化剂为（ ）
A．五氧化二矾 B．二氧化锰 C．铁触媒 D．三氧化二铬
4．合成氨工业是现代化工和国民经济的重要支柱，已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。电催化还原N2制NH3的一种反应机理如图所示，其中吸附在催化剂表面的微粒用*表示。
下列说法正确的是（ ）
A．电催化法是一步即能把N2还原为NH3的高效还原法
B．两个氮原子的加氢过程同时进行
C．NH3的及时脱附有利于合成氨
D．与传统工业合成氨相比，电催化法能降低反应的活化能，从而降低了反应的△H
5．下列过程属于“氮的固定”作用的是（ ）
A．遇转化为 B．与在一定条件下反应生成
C．硝酸工厂用氧化制 D．将空气液化来获得冷冻剂液氮
6．下列过程(或现象)不包含氮的固定的是（ ）
A．雷电作用 B．酸雨的形成示意图 C．人工合成氨 D．豆科植物的根瘤菌固氮
A．A B．B C．C D．D
7．下列过程不属于氮的固定的是（ ）
A．雷电时生成氮的氧化物
B．工业上用氢气与氮气合成氨
C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐
D．豆科植物的根瘤把空气中的氮气转化为硝酸盐
8．汽车在剧烈碰撞后，安全气囊会弹出并充满一种保护气体。该气体在空气中含量最高，其分子式为（ ）
A．O2 B．CO C．N2 D．CO2
9．下列关于氮及其化合物的说法正确的是（ ）
A．N2分子的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧
B．液氨汽化时要吸收大量热，因而液氨可用作制冷剂
C．NO可用向上排空气法或者排水法收集
D．浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发
10．室温下，1体积水能溶解约700体积的NH3。将向下排空气法收集NH3后的试管倒扣在水槽里的水中，观察。对该实验现象的分析正确的是（ ）
A．试管内液面上升，证明NH3与H2O发生了反应
B．试管中剩余少量气体，是因为NH3在水中的溶解达到了饱和
C．取试管中少量无色液体于另一试管中，向其中加入酚酞溶液，溶液显红色，原因是：NH3 + H2ONH3·H2ONH+ OH-
D．将实验后试管中溶液敞口放置在空气中一段时间，pH会降低，主要是由于NH3被空气中的O2氧化
11．空气中含量较多，且性质稳定的是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水蒸气
12．下列有关氮气的叙述不正确的是（ ）
A．氮分子为非极性分子
B．在灯泡中充入氮气可防止钨丝被氧化
C．氮元素比磷元素非金属性强，所以硝酸比磷酸酸性强
D．氮分子中有2个σ键1个π键
13．某无色混合气体甲可能含、、、、中的几种，将甲气体依次经过如图系列实验处理，最终得到酸性溶液，且几乎无气体剩余，则甲中一定含有
A．、、 B．、、
C．、、、 D．、、
14．利用固体表面催化工艺进行分解的过程如图所示。
下列说法不正确的是
A．是有毒气体
B．催化剂能改变的分解速率
C．分解生成和
D．过程②释放能量，过程③吸收能量
15．一氧化氮对SARS病毒的抑制作用明显。下列关于的说法正确的是
A．是酸性氧化物 B．只能通过人工合成
C．是大气污染物，会形成酸雨 D．可以用向下排空气法收集
二、多选题
16．研究人员提出了一种基于元素的电化学过程来合成氨，其工艺路线如图所示。下列说法错误的是
A．第一步阳极反应式为
B．第二步“高温反应”是氮的固定的一种形式
C．该工艺的总反应为
D．整个电化学合成氨过程中能循环利用的物质有
17．）关于氮的变化关系图如下：
则下列说法正确的是（ ）
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线ⅠⅡⅢ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述并不是所有反应都是氧化还原反应
D．上述反应中①②③均属于氮的固定
18．硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气，废气中只含有两种气体。将一定量废气通入到足量的溶液中被完全吸收，溶液中生成的两种离子的物质的量与废气中的物质的量分数变化关系可用如图所示。已知溶液中可发生以下两个反应：
①
②
下列说法正确的是
A．图中线段a表示离子
B．随x值增大，溶液中不变
C．若测得所得溶液中为，则x值为0.75
D．时，反应中可收集到标准状况下
19．硝酸工业生产中的尾气(NO、NO2的混合气体)可用纯碱溶液吸收，有关化学反应为：①NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2；②2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2.现将一定量硝酸工业尾气通入到足量纯碱溶液中被完全吸收，溶液中生成的NO、NO两种离子的物质的量与废气中NO2的物质的量分数x[x=]变化关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．图中线段AC表示NO
B．随x值增大，溶液中n(NO)+n(NO)减小
C．若测得所得溶液中n(NO)为1.4mol，则x值为0.8
D．x=0.75时，反应中可收集到标准状况下22.4LCO2
三、非选择题
20．合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程大致为：
合成塔和接触室中的反应分别为：
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=0；2SO2（g）+O2（g） 2SO2（g）△H=0．
（1）写出流程中设备的名称：B ，X ．
（2）进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理，最理想的热处理方法是 充分利用反应中放出的热量加热反应气 ．
（3）采用循环操作可提高原料的利用率，下列生产中，采用循环操作的是 （填序号）．
①硫酸工业 ②合成氨工业 ③硝酸工业
（4）工业上常用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是 ．
（5）工业生产中常用氨﹣﹣酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的．硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥，该肥料的化学式是 ．
（6）根据化学平衡移动原理，下列条件或措施合理的是 （填序号）．
①合成氨工业在高压下进行 ②合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂 ③及时将氨液化而分离 ④硫酸工业中，净化后的炉气中要有过量空气 ⑤合成氨工业和硫酸工业都采用适宜的温度．
21．氮是大气中含量最多的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用．请回答：
（1）下列变化属于“氮的固定”的是 （填字母）
a．植物从土壤中吸收氮肥
b．硝酸和氨气反应生成氮肥
c．将空气中的氮气转变为氮的化合物
d．大豆的根瘤菌将含氮的化合物转变为植物蛋白质
（2）据报道，意大利科学家获得了极具研究价值的N4，其分子结构如图1所示．
已知Ⅰ．断裂1mol N﹣N键吸收167kJ热量，形成1mol N≡N键放出942kJ热量，
Ⅱ．N2 （g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.2kJ mol﹣1则：N4 （g）+6H2 （g）4NH3（g）△H= kJ mol﹣1
（3）图2是工业生产硝酸的流程．
①1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨.2007年化学家格哈德 埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如图：
、、 分别表示N2、H2、NH3．图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面．分别写出图②→③、图③→④表示的变化过程 ．
②合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=﹣92.2kJ mol﹣1，该反应的化学平衡常数表达式K= ．在一定温度和压强下，将H2和N2按3：1（体积比）混合后进入合成塔，反应达到平衡时，平衡混合气中NH3的体积分数为15%，此时H2的转化率为 ．
③吸收塔中通入空气的目的是 ．
22．氮可以形成多种离子，如N3﹣、NH2﹣、N3﹣、NH4+、N2H5+、N2H6+等．已知N2H5+的形成过程类似于NH4+的形成过程，N2H5+在碱性溶液中将生成电中性的分子和水．试写出：
（1）该电中性分子的化学式： ；
（2）N2H5+的电子式： ；
（3）1mol N3﹣共有 mol 电子；
（4）写出两种非金属氧化物跟N3﹣电子数相同的物质的化学式 ．
23．N2和H2合成NH3的化学方程式是
24．某中学化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。A中试管内盛放的物质是Ca(OH)2、NH4Cl固体。
【实验探究】
（1）A中发生反应的化学方程式为 ；
（2）B中盛放的干燥剂为 ，干燥氨气能否用浓硫酸 （填“能”或“不能”) ；
（3）若有10.7gNH4Cl固体，最多可制取NH3（标准状况）的体积是 L；
（4）实验室收集氨气的方法是 ；
（5）C、D装置中颜色会发生变化的是 （填“C”或“D”），红色石蕊试纸变成 色；
（6）当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到的现象是 ；
（7）为防止过量氨气造成空气污染，需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置，合适的装置是 （填“Y”或“G”）。
25．已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示，回答下列问题。
（1）①~④各步转化中，属于氮的固定的是 (填序号)。
（2）实验室制备少量氨气时，常用浓氨水滴到生石灰固体的方法制取。
①该方法制备的原理是 。
②干燥氨气不可选用的试剂是 (填字母)。
a．浓硫酸 b．碱石灰 c．氯化钙固体 d．氢氧化钠固体
（3）工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2，可用以下方法吸收：
①水吸收法。用水直接吸收NO2存在明显的缺陷，需通入适量的氧气加以改进，用化学方程式说明通入适量氧气的优势 。
②NaOH溶液吸收法。发生的反应有：2NaOH+NO2+NO=2NaNO2+H2O，NaOH+NO2= +NaNO2+H2O(填化学式，不需要配平方程式)。
③用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气，关系如图：
(α表示尾气里NO、NO2中NO2的含量)
i．根据图和题中相关信息可得知 (填字母)。
a．NaOH溶液浓度越大，氮氧化物的吸收率越大
b．NO2含量越大，氮氧化物的吸收率越大
c．吸收后的尾气中含量较多的气体是NO
ii．标准状况下，当α等于50%时，用一定量尾气与足量NaOH溶液做喷泉实验，求实验后得到的NaNO2溶液的物质的量浓度 (保留两位有效数字)。
26．某活动小组利用下图装置验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理．
（1）如何检查该装置气密性 ．
（2）向广口瓶①中通入NO并测定NO的体积
通入NO前，向广口瓶①中加入水，让水充满广口瓶①，且调节滴定管中液面与①相平并记录滴定管的刻度．
从导管a通入一定量的NO并准确测定通入NO的体积的主要操作： ；计算出通入的NO的体积为VmL（V＜50mL）．
（3）验证NO的还原性；探究工业生产硝酸的原理
A、停止通入NO后关闭K1、K3，打开K2，从导管b缓缓通入O2，写出通入O2过程中发生的化学反应方程式 ；
B、继续通入O2，打开K3并及时调整滴定管③液面与广口瓶①中液面相平．
Ⅰ．当通入氧气的体积为 时，则广口瓶①的气体体积为 ；
Ⅱ．当广口瓶①的气体体积为 ，则通入氧气的体积可能为 ．
27．水体中的过量的硝态氮(主要以NO的形式存在)是一种重要污染物，可利用合适的还原剂将其还原为N2除去。
（1）纳米铁粉(Fe)具有还原性强、比表面积大、吸附性能良好等优点。实验室制取纳米铁粉的反应原理是通过强还原剂来还原溶液中的Fe2+、Fe3+。
①在室温下，向FeSO4溶液中滴加NaBH4溶液，得到Fe、B(OH)3沉淀和H2，反应的离子方程式为 。
②制备纳米铁粉的反应过程中需要不断通入N2，否则得到的铁粉会导致硝态氮的去除率下降，其原因可能是 。
（2）相同条件下，向含有50mg·L-1NO的两份水样中分别加入纳米铁粉、纳米铁粉—活性炭—铜粉，水样中NO的去除速率差异如图所示，产生该差异的可能原因有 。
（3）向含有一定浓度的水样中加入纳米铁粉，并调节溶液的pH，溶液中的总氮去除率与pH的关系如图所示。pH>7时，随着pH的升高，溶液中的总氮去除率逐渐降低，其原因是 。
28．工业上以N2、H2为原料制取硝酸铵的流程如图所示．
回答下列问题：
（1）氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是 ．
（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是 ，吸收塔中还需补充空气的目的是 ．
（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，检测的简单方法为 ．
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，此时H2的转化率为 ．
（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图所示）．温度较低时以生成 为主，900℃时发生主要反应的化学方程式为 ，当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是 ．
（6）若N2、H2合成氨时，H2的转化率为60%，NH3催化氧化制HNO3时的损失20%的氨，其它环节的损失忽略不计．则10tH2最多可以制取 t硝酸铵．
29．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系：
回答下列问题
（1）写出N2的一种用途
（2）从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性．各举一例说明（用化学方程式表示）
氧化性 还原性
（3）HNO3与上图中的物质C常用于检验Cl﹣的存在，则C的化学式为
（4）实验室制取物质B的化学方程式为
（5）NO2与水反应生成物质A的化学方程式为
（6）浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】氮气和氢气通过压缩机结合催化剂反应得到氨气，氨气易液化通过冷凝器液化，将氮气和氢气循环到压缩机重复反应即可到氨气，结合选项即可判断，故A符合题意；
故答案为：A
【分析】氨气的合成流程是氮气和氢气发生可逆反应，通过将其液化促进反应进行，结合选项即可判断。
2．【答案】D
【解析】【解答】A. 常温下合成氨反应的ΔH-TΔS<0， 只能说明反应能自发反应与反应速率快慢无关，故A不符合题意；
B.合成氨是放热反应，温度升高逆向反应，转化率降低，故B不符合题意；
C. 工业合成氨的反应是熵减小的放热反应 ，ΔH-TΔS无法判断，故C不符合题意；
D.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应 ，ΔH-TΔS可在常温下自发反应，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】根据题意可知，工业合成氨的反应是熵减小的放热反应 ，ΔH-TΔS可在常温下自发反应；ΔH-TΔS只能决定反应是否自发反应不能通过其判断反应速率；升高温度，平衡逆向移动，结合选项判断。
3．【答案】C
【解析】【解答】合成氨工业中使用的催化剂为铁触媒，
故答案为：C。
【分析】合成氨工业中使用铁触媒作催化剂。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．N2生成NH3的过程中氮原子结合氢原子，氮元素化合价降低，被还原发生还原反应，据图可知，N2生成NH3是通过多步还原反应实现的，故A不符合题意；
B．据图可知，两个氮原子上的加氢过程是分步进行的，故B不符合题意；
C．NH3的及时脱附，减少了生成物的浓度，会使平衡向右移动，有利于合成氨，故C符合题意；
D．催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的△H，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】反应图像中物质的变化判断反应历程，根据反应历程可以判断物质间的变化。
5．【答案】B
【解析】【解答】 氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
A.NO变成NO2,不是N2单质变成化合物，A错误；
B.发生的是N2 + 3H2≒ 2NH3，是单质生成化合物，符合题意，B正确；
C.用NH3生成NO，不是N2单质变成化合物，C错误；
D.将空气液化来获得冷冻剂液氮 ,是物理变化，D错误。
答案：B
【分析】 氮的固定指的是空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。生物体在消化吸收氮素前，必须通过各种方法将氮转化成为含氮的化合物，如与豆类植物共生的根瘤菌。它们能吸收大气中的氮气分子，将其转变成氨及铵离子。
氮的固定方式共有三种：
1、自然固氮：大气中的氮气和氧气在高温或雷电放电时会化合成NO，方程式2NO+O2=2NO2
2、人工固氮：工业上利用N2和H2为原料生产氨气，方程式：N2+3H2=2NH3（高温高压、催化剂）
3、生物固氮：某些豆科植物根部的根瘤菌可将大气中游离的N2转变为NH4+，被植物吸收
6．【答案】B
【解析】【解答】A、雷电作用的过程中，将氮气转化为一氧化氮，包含氮的固定，故A不符合题意；
B、酸雨的形成过程是二氧化氮和水反应生成硝酸的过程，不包含氮的固定，故B符合题意；
C、人工合成氨将氮气和氢气在高温高压下反应生成氨气，包含氮的固定，故C不符合题意；
D、豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，包含氮的固定，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的过程。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．雷电时生成氮的氧化物，即N2+O22NO，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为自然固氮，故A不符合题意；
B．工业上用氢气与氮气合成氨，即N2+3H22NH3，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为工业固氮，故B不符合题意；
C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不是将游离态氮转化为化合态氮，不属于氮的固定，故C符合题意；
D．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为生物固氮，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮，铵根离子和硝酸盐不是游离态氮。
8．【答案】C
【解析】【解答】空气中含量最高的气体是氮气，故C符合题意。
【分析】根据空气中含量判断该气体即可。
9．【答案】B
【解析】【解答】解：A、虽然氮气分子的结构较稳定，镁能在氮气中燃烧生成氮化镁，所以氮气能支持燃烧，故A错误；
B．液氨汽化时要吸收大量热，因而液氨可用作制冷剂，故B正确；
C．NO和空气中氧气反应生成二氧化氮，NO可用排水法收集，不能用向上排空气法收集，故C错误；
D．浓硝酸见光易分解，所以要保存在棕色试剂瓶中，故D错误．
故选B．
【分析】A、氮气能支持部分物质燃烧；
B．氨易液化，常作制冷剂；
C．NO和空气中氧气反应生成二氧化氮；
D．见光易分解的物质应该保存在棕色瓶中；
10．【答案】C
【解析】【解答】A．试管内液面上升，不能证明NH3与H2O发生了反应，也可能是由于NH3极易溶于水，A不符合题意；
B．用排空气法收集的气体不一定纯净，NH3极易溶于水，1：1溶解时远没有达到饱和状态，则试管中剩余少量气体，不是因为NH3在水中的溶解达到了饱和，而是因为收集的NH3中含有少量的空气杂质，B不符合题意；
C．取试管中少量无色液体于另一试管中，向其中加入酚酞溶液，溶液显红色，说明溶液显碱性，原因是：NH3 + H2ONH3·H2ONH+ OH-，C符合题意；
D．常温下NH3不能被O2氧化，将实验后试管中溶液敞口放置在空气中一段时间，pH会降低，不是由于NH3被空气中的O2氧化，是由于氨水具有挥发性，导致NH3 + H2ONH3·H2ONH+ OH-平衡逆向移动，溶液碱性减弱，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．试管内液面上升，只能说明试管内气压小于大气压；
B．NH3极易溶于水，试管中剩余少量气体，说明气体不纯；
C．加入酚酞溶液，溶液显红色，说明溶液显碱性；
D．氨水具有挥发性。
11．【答案】A
【解析】【解答】解：空气中的主要成分是氮气和氧气，氨气体积约占 ，氧气约占 ，空气中还含有二氧化碳、水蒸气等其它气体，但含量较少，氧气性质较活泼，具有强氧化性，能氧化某些还原性物质，如亚铁盐等，性质较稳定的是氮气，故选A．
【分析】空气中的主要成分是氮气和氧气，氨气体积约占 ，氧气约占 ，氧气具有强氧化性，能氧化某些还原性物质．
12．【答案】D
【解析】【解答】A．正负电荷重心重合的分子为非极性分子，氮气分子中正负电荷重心重合，所以为非极性分子，故A正确；
B．氮气性质较稳定，和钨丝不反应，所以在灯泡中充入氮气可防止钨丝被氧化，故B正确；
C．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性N＞P，所以硝酸比磷酸酸性强，硝酸是强酸、磷酸是中强酸，故C正确；
D．氮气分子结构式为N≡N，三键中含有1个σ键2个π键，所以氮气分子中含有1个σ键2个π键，故D错误；
故选D．
【分析】A．正负电荷重心重合的分子为非极性分子；
B．氮气性质较稳定，和钨丝不反应；
C．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强；
D．氮气分子中含有氮氮三键，三键中含有1个σ键2个π键．
13．【答案】A
【解析】【解答】解： 是红棕色气体，某无色混合气体甲一定不含 ，通过足量稀硫酸，气体减少20mL，说明一定含有 ，气体通过足量过氧化钠，气体颜色变为红棕色，说明原混合气体中含有NO、CO2，用水吸收，最终得到酸性溶液，且几乎无气体剩余，说明一定不含氮气， 所以甲中一定含有 、 、 ，A符合题意。
故答案为：A
【分析】此题是对气体性质的考查，结合气体的性质进行分析即可。
14．【答案】D
【解析】【解答】 A．NO是有毒气体，能与血红蛋白结合且结合能力比CO还强，故A正确；
B．催化剂能降低反应的活化能，改变NO的分解速率，故B正确；
C．分析图像可知NO分解生成N2和O2，故C正确；
D．分析过程图可知过程②为断键过程，吸收能量，过程③为成键过程，放出能量，故D错误；
故答案为：D。
【分析】 A．NO是有毒气体，能与血红蛋白结合且结合能力比CO还强，造成细胞缺氧，甚至使人因缺氧而死亡；
B．催化剂能降低反应的活化能，加快NO的分解速率；
C．分析过程图可知NO分解，生成N2和O2；
D．分析过程图可知过程②为断键过程，化学键断裂吸收能量，过程③为成键过程，化学键生成放出能量。
15．【答案】C
【解析】【解答】A．能和碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，一氧化氮和碱不反应，所以是不成盐化合物，故A不符合题意；
B．氮气和氧气在高温放电条件下能生成一氧化氮，故B不符合题意；
C．形成酸雨的主要成分是二氧化硫和氮氧化物，一氧化氮与空气中氧气相遇生成二氧化氮，故C符合题意；
D．一氧化氮不稳定，易被氧化生成二氧化氮，所以一氧化氮不能用排空气法收集，一氧化氮不溶于水，所以可以采用排水法收集，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、一氧化氮和碱不反应；
B、一氧化氮可以由氮气和氧气高温或者雷电生成；
C、一氧化氮最终可以形成硝酸，为硝酸酸雨；
D、一氧化氮不能用排空气法收集。
16．【答案】A,C
【解析】【解答】A．熔融后，在阳极放电，电极反应式为：，A符合题意；
B．第二步“高温反应”是氮气和单质的反应，N元素由单质转变为化合态，属于“氮的固定”，B不符合题意；
C．整个过程除了生成氨以外，还有第一步反应产生的剩余，不是传统的“合成氨”工艺，将三不反应方程式叠加，可得总反应方程式：，C符合题意；
D．第一步消耗，第三步重新生成等量的，故可循环利用，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】A、阳极为氢氧根失去电子生成氧气和水，氢元素化合价不变；
B、高温反应的过程氮元素由单质转化为化合物，为氮的固定；
C、该过程有氧气生成，总反应为氮气和水生成氨气和氧气；
D、结合题干信息可以知道氢氧化锂为第一步反应的反应物，第三步反应的生成物，可以循环利用。
17．【答案】A,B
【解析】【解答】A．工业上生产硝酸的流程是：氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应4NH3+5O24NO+6H2O路线①，一氧化氮与氧气反应2NO+O2=2NO2 路线②，二氧化氮被水吸收3NO2+H2O═2HNO3+NO路线③，路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，故A正确；
B．在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应：N2+O2 2NO路线Ⅰ；NO不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮：2NO+O2═2NO2路线Ⅱ，二氧化氮溶于水生成硝酸：3NO2+H2O═2HNO3+NO路线Ⅲ，故B正确；
C．从氮的变化关系图可知：N从N2（0价）→NO（+2价）→NO2（+5价）→HNO3（+5价），都是氧化还原反应，故C错误；
D．上述反应中①空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，②③含氮化合物转变为其它物质，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，故D错误；
故选AB．
【分析】A．工业上生产硝酸的流程是：氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应生成一氧化氮和水，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮、二氧化氮被水吸收生成硝酸和一氧化氮；
B．自然雷电固氮原理是，在放电条件下，氮气和氧气生成一氧化氮，一氧化氮性质不稳定，迅速被空气中的氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸；
C．氧化还原反应的特征是化合价的升降，可从元素的化合价是否发生变化的角度判断是否属于氧化还原反应；
D．氮的固定是指空气中游离态的氮转化为化合态的氮的过程；
18．【答案】B,C
【解析】【解答】A．由上述分析可知，a曲线表示离子、b曲线表示离子，故A不符合题意；
B．当x=0.5时，只生成，n()=2mol；当x=1只发生反应2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成n()=n()=1mol；根据N原子守恒可知混合气体的总的物质的量为2mol，即溶液中n()+n()不变，始终等于2mol，故B符合题意；
C．设n(NO2)=a，n(NO)=b，则a+b=2mol，发生反应①余下NO2的物质的量为(a-b)mol，发生反应②生成n()=0.5(a-b)=0.5mol，即a-b=1mol，联立方程组解得a=1.5mol，b=0.5mol，废气中NO2的物质的量分数x==0.75，故C符合题意；
D．反应NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2和2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2均有n(N)=2n(C)，即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，所以n(CO2)=1mol；反应中可收集到标准状况下1mol×22.4L/mol=22.4LCO2，故D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A、结合化学方程式，以及x的公式，可以知道若x=1/2时，此时二氧化氮和一氧化氮的物质的量都为1mol，此时发生反应 ① ，即亚硝酸钠为2mol，没有反应 ② 的过程，所以硝酸钠没有生成，即b表示硝酸根，a表示亚硝酸根；
B、结合题干可以知道总物质的量为2mol；
C、结合x的计算公式以及总物质的量为2mol判断；
D、结合公式n=V/Vm判断。
19．【答案】A,B
【解析】【解答】A．当x=0.5时，只发生反应NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2，，n(NO)=2mol，则线段AC表示，线段BC表示，A项符合题意；
B．当x=0.5时，只生成，n(NO)=2mol，当x=1时，只发生反应2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成，根据N原子守恒可知，混合气体的总物质的量为2mol，则溶液中n(NO)+n(NO)不变、始终等于2mol，B项符合题意；
C．设，，则a+b=2，反应①生成的的物质的量为2b mol，发生反应①剩余的的物质的量为(a-b) mol，发生反应②生成的的物质的量为mol，则有，联立方程组解得，a=1.6，b=0.4，=，C项不符合题意；
D．x=0.75时，，，则，反应①生成CO2的物质的量为0.5mol，发生反应①剩余的的物质的量为1mol，则反应②生成CO2的物质的量为0.5mol，共生成1mol CO2，标准状况下，其体积为22.4L，D项不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】A．依据题目信息结合图像分析；
B．根据原子守恒判断；
C．利用原子守恒和得失电子守恒计算；
D．利用题目信息和原子守恒计算。
20．【答案】循环压缩机；沸腾炉；①②③；由于用稀硫酸或水吸收SO2时易形成酸雾，不利于SO2吸收；（NH4）2SO4；③④
【解析】【解答】（1）合成氨工业中，利用氨易液化，分离出N2、H2通过循环压缩机循环使用，可提高氨的产率；X设备是煅烧黄铁矿的设备，在沸腾炉进行反应，
故答案为：循环压缩机；沸腾炉；
（2）合成塔中的反应要吸热，接触室中的反应要放热，可以充分利用反应中放出的热量加热反应气，实现节越能源提高经济效益的目的；
故答案为：充分利用反应中放出的热量加热反应气；
（3）①硫酸工业中在接触室发生了二氧化硫的催化氧化，采用循环操作可提高二氧化硫的利用率，故①正确；
②合成氨生产中产生了氨气，采用循环操作可提高N2、H2的转化率，故②正确；
③硫酸工业中涉及到合成氨，合成氨生产中产生了氨气，采用循环操作可提高N2、H2的转化率，故③正确；
故选：①②③；
（4）不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，轻易形成酸雾，且吸收速度慢；
故答案为：由于用稀硫酸或水吸收SO2时易形成酸雾，不利于SO2吸收；
（5）工业生产中常用氨﹣酸法进行尾气脱硫，即先用氨水吸收，再用浓硫酸处理．先用氨水吸收时，发生反应：SO2+2NH3 H2O═（NH4）2SO3，再用浓硫酸处理时，发生反应：（NH4）2SO3+H2SO4═（NH4）2SO4+SO2↑+H2O，硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥为（NH4）2SO4；
故答案为：（NH4）2SO4；
（6）合成氨反应、二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫都是为放热的体积减小的反应，
①合成氨工业在高压下进行，加压有利于平衡向正方向移动，但是对设备强度要求高，应采用适当的高压，故不选；
②合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂，使用催化剂不影响平衡的移动，故不选；
③及时将氨液化而分离，减小生成物浓度，使平衡向正方向移动，有利于产品的生成，故选；
④硫酸工业中，净化后的炉气中要有过量空气，增大空气的用量能够提高二氧化硫的转化率，故选；
⑤合成氨反应、二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫都是为放热，从平衡角度，低温有利于平衡向正向移动，但是低温反应速率慢，不利于经济效益的提高，故不选；
故选：③④．
【分析】（1）工业合成氨通过循环压缩机循环使用分离出氮气和氢气、接触法制硫酸的工业流程中煅烧黄铁矿的设备为沸腾炉；
（2）依据合成塔中的反应要吸热，接触室中的反应要放热，结合节约能源提高经济效益的理念解答；
（3）①硫酸工业中在接触室发生了二氧化硫的催化氧化，采用循环操作可提高二氧化硫的利用率；
②合成氨生产中产生了氨气，采用循环操作可提高N2、H2的转化率；
③硫酸工业中涉及到合成氨，合成氨生产中产生了氨气，采用循环操作可提高N2、H2的转化率；
（4）不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，轻易形成酸雾，且吸收速度慢；
（5）工业生产中常用氨﹣酸法进行尾气脱硫，即先用氨水吸收，再用浓硫酸处理．先用氨水吸收时，发生反应：SO2+2NH3 H2O═（NH4）2SO3，再用浓硫酸处理时，发生反应：（NH4）2SO3+H2SO4═（NH4）2SO4+SO2↑+H2O；
（6）温度、浓度、压强均对化学平衡移动有影响，合成氨反应、二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫都是为放热的体积减小的反应．
21．【答案】C；﹣1066.4；②→③表示在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂；③→④在催化剂表面，N、H原子间和形成新的化学键，生成NH3分子；；26%；使NO循环利用，全部转化成硝酸
【解析】【解答】（1）氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮，故选C；
（2）设H﹣H键的键能为XKJ/mol，N﹣H键的键能为YKJ/mol，据热化学方程式可知：N2 （g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=﹣92.2kJ mol﹣1
942KJ 3X 6Y
故有 942KJ+3XKJ﹣6YKJ=﹣92.2kJ 可解得3X﹣6Y=﹣1034.2 ①
反应 N4 （g）+6H2 （g） 4NH3（g）
6×167kJ 6XKJ 12YKJ
△H=断键吸收的能量﹣成键放出的能量=6×167+6X﹣12Y=1002+2（2X﹣6Y）=1002+2×（﹣1034.2）=﹣1066.4KJ/mol
故答案为：﹣1066.4；
（3）①分析题中图可以知道，图②→③表示在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂，图③→④表示在催化剂表面，N、H原子间和形成新的化学键，生成NH3分子，
故答案为：②→③表示在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂；③→④在催化剂表面，N、H原子间和形成新的化学键，生成NH3分子；
②化学平衡常数是：在特定物理条件下（如温度、压力、溶剂性质、离子强度等），可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度比或反应物与反应产物的浓度比．根据以上概念可以写出该反应的化学平衡常数表达式 K=，有反应方程式：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），设参加反应的氢气的物质的量xmol，原混合气体中 H2 和N2 按3：1（体积之比）混合，物质的量之比也是3：1，设氢气3nmol，氮气nmol，则参加反应的氮气的物质的量为x/3mol，生成的氨气为2x/3mol，列式：=15%，解得x≈0.78nmol，H2 的转化率为：0.78nmol÷3nmol×100%=26%，
故答案为：K=； 26%；
③不断通入空气，提供充足的氧气，以便使NO循环利用，全部转化成硝酸，故答案为：使NO循环利用，全部转化成硝酸．
【分析】（1）氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮；
（2）Ⅱ、设出N﹣H的键能和H﹣H键的键能，根据所给的热化学方程式，求出N﹣H键和H﹣H的键能，然后根据△H=断键吸收的能量﹣成键放出的能量，即可解得；
（3）①、图②→③则表示在催化剂表面，N2、H2中的化学键断裂；图③→④表示在催化剂表面，N、H原子间和形成新的化学键，生成NH3 分子；
②、化学平衡常数是：在特定物理条件下（如温度、压力、溶剂性质、离子强度等），可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度比或反应物与反应产物的浓度比．用符号“K”表示；根据反应方程式 N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），设参加反应的氢气的物质的量xmol，原混合气体中 H2 和N2 按3：1（体积之比）混合，物质的量之比也是3：1，设氢气3nmol，氮气nmol，列式求算即可；
③通入空气，提供充足的氧气，以便使NO能够循环利用，全部转化成硝酸．
22．【答案】N2H4；；22；CO2；N2O
【解析】【解答】（1）微粒显示电中性即不带电荷的微粒，根据给定的微粒符号，电中性的分子化学式为：N2H4，故答案为：N2H4；
（2）N2H5+的内部氮原子和氢原子之间存在极性共价键，电子式为：；故答案为： ；
（3）1mol N3﹣共有（3×7+1）mol=22mol电子；故答案为：22；
（4）1mol N3﹣共有（3×7+1）mol=22mol电子，非金属氧化物跟N3﹣电子数相同的物质的化学式：CO2、N2O，故答案为：CO2；N2O．
【分析】（1）微粒显示电中性即不带电荷的微粒，根据微粒符号来回答；
（2）N2H5+的内部氮原子和氢原子之间存在极性共价键，根据电子式的书写知识来回答；
（3）阴离子的电子数等于核内质子数和电荷数之和；
（4）根据分子的电子数等于构成分子的各个原子核外电子数之和知识来书写．
23．【答案】N2+3H22NH3．
【解析】【解答】高温、高压、催化剂条件下，氮气和氢气反应生成氨气，反应方程式为N2+3H22NH3，该反应为合成氨的重要反应，故答案为：N2+3H2 2NH3．
【分析】高温、高压、催化剂条件下，氮气和氢气反应生成氨气，据此分析解答．
24．【答案】（1）2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
（2）碱石灰；不能
（3）4.48
（4）向下排空气法
（5）D；蓝色
（6）产生大量白烟
（7）F
【解析】【解答】（1）A中试管内盛放的物质是Ca(OH)2、NH4Cl固体，所以A中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3 ↑+2H2O。（2）NH3 属于碱性气体，与浓硫酸反应生成硫酸铵，所以用碱石灰干燥，不能用浓硫酸干燥。
（3）根据n=m/M算出NH4Cl固体的物质的量10.7gNH4Cl固体的物质的量为10.7g÷53.5g/mol=0.2mol，
根据2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3 ↑+2H2O，标准状况下生成NH3的体积为0.2mol×22.4L·mol-1=4.48L。
（4）氨气比空气轻且极易溶于水，所以实验室收集氨气的方法是向下排空气法。
（5）干燥的氨气不会电离，所以C、D装置中颜色会发生变化的是D，在D中发生的反应是NH3+H2O
NH3·H2O
NH4＋+OH－，所以红色石蕊试纸变成蓝色。
（6）当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，发生的反应为NH3+HCl=NH4Cl（白色固体），可观察到的现象是产生大量白烟。
（7）氨气极易溶于水，必须有防倒吸装置，所以合适的装置是F。
【分析】（1）实验室制氨气2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 ↑+2H2O
（2）易错点：NH3 属于碱性气体，浓硫酸属于酸，两者会发生反应。
（3）根据n=m/M算出NH4Cl固体的物质的量，再根据方程式可得NH3的物质量=NH4Cl固体的物质的量=0.2mol，体积V=nVm
（4）易错点：氨气易溶于水，不能用排水法
（5）易错点：干燥的氨气不会电离，所以C、D装置中颜色会发生变化的是D，氨气不是电解质，电解质是氨气结合水生成的一水合氨。
（6）反应一段时间后，已经生成了氨气，因此会跟浓盐酸反应生成大量白烟。
（7）氨气极易溶于水，必须有防倒吸装置，所以合适的装置是F。
25．【答案】（1）①
（2）生石灰遇水生成氢氧化钙并大量放热(或CaO+NH3 H2O=Ca(OH)2+NH3↑)；ac
（3）4NO2+O2+2H2O=4HNO3；NaNO3；bc；0.045 mol/L
【解析】【解答】氮气和氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，氨气与氧气在催化剂存在条件下反应生成一氧化氮，一氧化碳与氧气反应生成二氧化氮。二氧化氮和水反应生成硝酸，同时反应产生一氧化氮。
(1)、氮的固定是氮元素的单质变为氮的化合物的过程，有上述转化过程中属于氮的固定的是①，故答案为：①
(2)、①实验室制备少量氨气时，常用浓氨水滴到生石灰固体的方法制取，这是由于氧化钙与水反应产生氢氧化钙反应放出热量导致NH3 H2O分解产生氨气和水，该反应的方程式生石灰遇水生成氢氧化钙并大量放热(或CaO+NH3 H2O=Ca(OH)2+NH3↑)，故答案为：生石灰遇水生成氢氧化钙并大量放热(或CaO+NH3 H2O=Ca(OH)2+NH3↑) ；
② 浓硫酸或与氨气发生反应，因此不能使用浓硫酸干燥氨气，a符合题意；碱石灰显碱性，与氨气不能发生反应，因此可以用于干燥氨气，b不符合题意；氯化钙固体能够与氨气反应产生，不能能做氨气的干燥剂，c符合题意；氢氧化钠固体呈碱性与氨气不能发生反应，因此可以用于干燥氨气，d不符合题意；故答案为：ac ；
(3)、①二氧化氮与水反应产生硝酸和一氧化氮，在用水吸收二氧化氮时，鼓入氧气可以使一氧化氮进一步被氧化，从而可促进其吸收反应，产生硝酸，总的反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，故答案为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3 ；
②依据氧化还原反应原理，二氧化氮与氢氧化钠溶液反应的方程式为 2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O，故答案为：NaNO3 ；
③i．a．根据图示可知，氢氧化钠溶液浓度较大时，二氧化碳吸收率并不是很大，a错误；
b．根据图示可知，混合气体中二氧化碳含量越大。氮氧化物的吸收率越大，b正确；
c．用不同浓度氢氧化钠溶液吸收二氧化碳含量不同的尾气的关系图示可知，二氧化氮含量越大，氮氧化物的吸收率越大，氢氧化钠溶液吸收一氧化氮，二氧化氮混合物时会发生反应。据此可知，只有当混合气体中气体时气体会被完全吸收，一氧化氮气体不能单独被氢氧化钠溶液吸收，故吸收后的尾气中含有较多的气体是一氧化氮，c正确；故答案为：bc ；
ii．标准状况下，当α等于50%时，气体是一氧化碳，二氧化碳等体积的混合气体，用一定量尾气与足量NaOH溶液做喷泉实验，发生反应 2NaOH+NO2+NO=2NaNO2+H2O， 反应后产生的NaNO2物质的量与气体的物质的量相等，假设混合气体的体积是VL，则实验后得到的NaNO2溶液的物质的量浓度，故答案为：0.045 mol/L 。
【分析】
(1)、氮的固定是氮元素的单质变为氮的化合物的过程；
(2)、①生石灰遇水生成氢氧化钙并大量放热；
②依据物质和杂质的性质选择试剂；
(3)、①二氧化氮、氧气与水反应产生硝酸；
②依据氧化还原反应原理；
③ 根据图示分析判断；
ii．利用化学方程式计算 。
26．【答案】（1）关闭K1、K2，打开K3，从滴定管上口加水，没过广口瓶①中长导管口，继续加水，使广口瓶①中长导管内外出现一段液柱，停止加水，静置一段时间后，若这段液柱不变，说明装置气密性好，反之，说明装置气密性不好
（2）关闭K2，打开K3，K1，通入一定量的NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次读取滴定管刻度
（3）2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO；；
【解析】【解答】解：（1）关闭K1、K2，打开K3，从滴定管上口加水，没过广口瓶①中长导管口，继续加水，使广口瓶①中长导管内外出现一段液柱，停止加水，静置一段时间后，若这段液柱不变，说明装置气密性好，反之，说明装置气密性不好，故答案为：关闭K1、K2，打开K3，从滴定管上口加水，没过广口瓶①中长导管口，继续加水，使广口瓶①中长导管内外出现一段液柱，停止加水，静置一段时间后，若这段液柱不变，说明装置气密性好，反之，说明装置气密性不好；（2）广口瓶①中压强均与外界相同，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积．具体操作为：关闭K2，打开K3，K1，通入NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次记录滴定管刻度，故答案为：关闭K2，打开K3，K1，通入一定量的NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次读取滴定管刻度；（3）A、NO易与氧气反应2NO+O2═2NO2 生成红棕色的NO2，NO2又与水反应3NO2+H2O═2HNO3+NO，颜色变浅，故答案为：2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO；B、Ⅰ．设 的氧气参加反应时，需要一氧化氮的体积为x，
4NO+3O2+2H2O═4HNO3
4 3
x
所以x= ＜V，所以一氧化氮剩余，剩余的一氧化氮为V﹣ ，
故答案为： ；
Ⅱ．剩余的气体可能是氧气或一氧化氮，
①当剩余的气体为氧气时，一氧化氮不足量，以一氧化氮为标准进行金属，
设参加反应的氧气为Y，
4NO+3O2+2H2O═4HNO3
4 3
V Y
Y= ，
所以通入的氧气体积为 ，
②当剩余的气体为一氧化氮时，氧气的量不足，以氧气的量为标准进行计算，
参加反应的一氧化氮为V﹣ ，
设参加反应的氧气为Z，
4NO+3O2+2H2O═4HNO3
4 3
Z
Z=
故答案为： ．
【分析】（1）装置气密性的检验：设法使装置内外形成气压差是气密性检查的常用手段；（2）广口瓶①中压强均与外界相同，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积；（3）NO易与氧气反应生成红棕色的NO2，NO2又与水反应；Ⅰ．根据反应方程式4NO+3O2+2H2O═4HNO3过量计算；Ⅱ．先推断广口瓶①的气体成分，再根据过量金属推断通入氧气的量．
27．【答案】（1）2BH+Fe2++6H2O=Fe↓+2B(OH)3↓+7H2↑；排出溶解氧及装置内的空气(或氧气)，防止纳米零价铁被空气中的氧气氧化，导致纳米铁的还原能力下降；起搅拌作用，通入氮气破坏纳米零价铁粉的团聚效应，防止其聚集成团，削弱其反应活性
（2）形成Fe-Cu和Fe-C原电池加快纳米铁粉去除NO的反应速率；碳粉有强吸附性，可以吸附NO
（3）pH>7时，pH增大，NO氧化性减弱，反应减慢且纳米铁粉只将NO还原为NO溶解而留在溶液里；pH增大，易形成铁的氧化物或氢氧化物，覆盖在纳米铁的表面，阻碍反应进行，从而造成总氮去除率下降
【解析】【解答】（1）①在室温下，向FeSO4溶液中滴加NaBH4溶液，得到Fe、B(OH)3沉淀和H2，故离子方程式为2BH+Fe2++6H2O=Fe↓+2B(OH)3↓+7H2↑；
②依据提示可知，不断通入N2，排出装置内的空气，可以防止纳米零价铁被空气中的氧气氧化，故答案为：排出溶解氧及装置内的空气(或氧气)，防止纳米零价铁被空气中的氧气氧化，导致纳米铁的还原能力下降；起搅拌作用，通入氮气破坏纳米零价铁粉的团聚效应，防止其聚集成团，削弱其反应活性；
（2）其他条件相同的条件下，纳米铁粉-活性炭-铜粉相较于单纯的纳米铁粉，形成Fe-Cu或C原电池加快纳米铁粉去除硝酸根的反应速率，故答案为：形成Fe—Cu和Fe—C原电池加快纳米铁粉去除NO的反应速率；碳粉有强吸附性，可以吸附NO；
（3）结合图2及反应历程可知，pH过低，纳米铁粉将NO还原为NH溶解在溶液里，造成总氮去除率下降；pH过高，NO氧化性减弱，纳米铁粉只能将NO还原为NO溶解而留溶液里，从而造成总氮去除率下降，故答案为：pH>7时，pH增大，NO氧化性减弱，反应减慢且纳米铁粉只将NO还原为NO溶解而留在溶液里；pH增大，易形成铁的氧化物或氢氧化物，覆盖在纳米铁的表面，阻碍反应进行，从而造成总氮去除率下降。
【分析】（1）①在室温下，向FeSO4溶液中滴加NaBH4溶液，得到Fe、B(OH)3沉淀和H2，据此书写方程式；
②依据提示可知，不断通入N2，排出装置内的空气，否则氧气会氧化生成的纳米铁粉；
（2）其他条件相同的条件下，纳米铁粉 活性炭 铜粉相较于单纯的纳米铁粉，形成Fe Cu或C原电池，原电池的反应速率较快；
（3）结合图2及反应历程可知，pH过低，纳米铁粉将NO3 还原为NH4＋溶解在溶液里，造成总氮去除率下降；pH过高，NO3 氧化性减弱，纳米铁粉只能将NO3 还原为NO2 溶解而留溶液里，从而造成总氮去除率下降。
28．【答案】（1）压碎催化剂，缩短催化剂寿命
（2）增大气液接触面积；可使NO全部转化成HNO3
（3）用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处
（4）50%
（5）N2；4NH3+5O2 4NO+6H2O；生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降
（6）71.1
【解析】【解答】解：（1）氨合成反应是气体体积减小的放热反应，在氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是压碎催化剂，缩短催化剂寿命，
故答案为：压碎催化剂，缩短催化剂寿命；（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是增大气液接触面积，吸收塔中还需补充空气的目的是可使NO全部转化成HNO3，
故答案为：增大气液接触面积；可使NO全部转化成HNO3；（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，由于氨气的水溶液显碱性，会使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，所以用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处，
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处；（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，假设反应的N2的体积是x，则反应的氢气的体积是3x，反应产生的NH3的体积是2x，此时H2的物质的量是（3﹣3x），N2是（2﹣x），所以2x÷[2x+（3﹣3x）+（2﹣x）]=25%，解得x=0.5，所以此时H2的转化率为（3×0.5）÷3=50%，
故答案为：50%；（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物，根据图示可知，在温度较低时以生成N2为主，900℃时氨气被氧化产生NO，发生主要反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O；当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是生成NO的反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使反应物NH3转化率下降，
故答案为：N2；4NH3+5O2 4NO+6H2O；（6）N2、H2合成氨时，N2+3H2 2NH3；H2的转化率为60%，10tH2的物质的量是n（H2）=5×106mol；合成氨气的物质的量是n（NH3）=5×106mol×60%×2/3=2×106mol；假设用于催化氧化制HNO3的氨的物质的量是x，由于氨的损失20%，所以产生的硝酸的物质的量是（1﹣20%）x，与硝酸反应的氨的物质的量是（1﹣20%）x，（1﹣20%）x+x=2×106mol，x=1.11×106mol，反应产生的硝酸铵的质量是m（NH4NO3）=（1﹣20%）x×80g/mol=1.11×106mol×80%×80g/mol=71.1×106g=71.1吨，
故答案为：71.1．
【分析】（1）氨合成反应是气体体积减小的放热反应，在氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是压碎催化剂，缩短催化剂寿命；（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是增大气液接触面积，吸收塔中还需补充空气的目的是可使NO全部转化成HNO3；（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，由于氨气的水溶液显碱性，会使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，所以用湿润的红色石蕊试纸检测；（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，假设反应的N2的体积是x，则反应的氢气的体积是3x，反应产生的NH3的体积是2x，按照三段法计算转化率；（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物，根据图示可知，在温度较低时以生成N2为主，900℃时氨气被氧化产生NO，发生主要反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O；当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是生成NO的反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使反应物NH3转化率下降；（6）N2、H2合成氨时，N2+3H2 2NH3，根据上述分析利用化学方程式计量数计算，详细见解答．
29．【答案】（1）做保护气、保存粮食
（2）N2+3H22NH3或N2+3MgMg3N2；N2+O22NO
（3）AgNO3
（4）Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
（5）3NO2+H2O=2HNO3+NO
（6）4HNO3（浓）+CCO2↑+4NO2↑+2H2O
【解析】【解答】（1）氮气不活泼且性质较稳定，所以可作保护气，能保存粮食等，故答案为：做保护气、保存粮食；
（2）氮气体现氧化性，说明在反应中得电子化合价降低，反应方程式为：N2+3H22NH3或N2+3MgMg3N2；氮气体现还原性说明在反应中失电子化合价升高，反应方程式为N2+O22NO，
故答案为：N2+3H22NH3或N2+3MgMg3N2；N2+O22NO；
（3）硝酸发生反应生成C，且C中N元素化合价为+5价，则C是硝酸银，能检验氯离子的物质是硝酸银，其化学式为AgNO3，故答案为：AgNO3；
（4）B中N元素为﹣3价，则B是氨气，在实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气，反应方程式为：Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O，
故答案为：Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；
（5）二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（6）在加热条件下，浓硝酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应方程式为：4HNO3（浓）+CCO2↑+4NO2↑+2H2O，
故答案为：4HNO3（浓）+C CO2↑+4NO2↑+2H2O．
【分析】（1）氮气不活泼且性质较稳定；
（2）氮气体现氧化性，说明在反应中得电子化合价降低；氮气体现还原性说明在反应中失电子化合价升高；
（3）硝酸发生反应生成C，且C中N元素化合价为+5价，则C是硝酸银，能检验氯离子的物质是硝酸银；
（4）B中N元素为﹣3价，则B是氨气，在实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气；
（5）二氧化氮和水反应生成硝酸和NO；
（6）在加热条件下，浓硝酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化氮和水．
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