第4讲 氮及其化合物
【课时训练】
A级(练考点 过基础)
1．(2023·海口联考)下列关于氮及其化合物的探究，结论和解释正确的是( )
选项 操作和现象 结论和解释
A 铜丝溶解于稀HNO3中，生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气
B NH3能与热的氧化铜反应产生红色物质 NH3有还原性
C N2与H2混合加热不反应 N的非金属性弱
D NO2被NaOH溶液吸收 NO2是酸性氧化物
答案：B
解析：铜丝溶解于稀HNO3中，生成硝酸铜、NO、水，无色气体为NO，不会生成氢气，A错误；NH3能与热的氧化铜反应产生红色物质，原理是3CuO＋2NH3N2＋3Cu＋3H2O，说明氨气具有还原性，B正确；N2与H2混合，在催化剂、加热的条件下反应生成氨气，没有催化剂时，加热反应速率慢，生成物的含量少，但不能说明N的非金属性弱，C错误；NO2被NaOH溶液吸收，生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，发生歧化反应，体现NO2的氧化性和还原性，没有体现酸性，D错误。
2．(2023·深圳模拟)含氮化合物的反应具有多样性。下列有关反应的化学方程式书写错误的是( )
A．将少量浓氨水滴入盛有CaO的烧瓶中制备NH3：NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑
B．将Cu丝伸入装有稀硝酸的试管中：Cu＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2↑
C．浓硝酸受热分解：4H＋＋4NO2↑＋O2↑＋2H2O
D．镁条在N2中燃烧：3Mg＋N2Mg3N2
答案：B
解析：将少量浓氨水滴入盛有CaO的烧瓶中，氧化钙与氨水反应生成氢氧化钙和氨气：NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑，A正确；将Cu丝伸入装有稀硝酸的试管中：＋2NO↑＋4H2O，B错误；浓硝酸受热分解生成二氧化氮、水和氧气：4H＋＋ 4NO2↑+O2↑+2H2O，C正确；镁条在N2中燃烧生成氮化镁：3Mg+N2Mg3N2，D正确。
3．(双选)利用如图装置进行NH3的制备及性质探究实验。下列说法正确的是( )
A．使用A装置制备NH3时，分液漏斗中应盛放浓氨水，利用了氨水的碱性弱于NaOH的性质
B．装置B中盛放湿润的红色石蕊试纸，打开K2，关闭K1，可证明NH3为碱性气体
C．利用C装置模拟侯氏制碱法时，可将a和c连接
D．将a和d连接验证NH3与Cu2+的配位能力强于H2O与Cu2+的
答案：BD
解析：一水合氨分解产生NH3和H2O，碱石灰吸水且放热促使该反应正向进行，有利于氨气的逸出，A错误；氨气极易溶于水，为了防止倒吸，从b口通入NH3，C错误；CuSO4溶液中存在四水合铜离子，通入氨气后溶液变成深蓝色，即产生了四氨合铜离子，即NH3与Cu2+的配位能力强于H2O与Cu2+的，D正确。
4．(双选)氮及其化合物的价－类二维图如下所示。
下列说法正确的是( )
A．可加热氯化铵固体制取X
B．从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物
C．X转化为Q的过程不属于氮的固定
D．浓的Y溶液保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处
答案：CD
解析：根据化合价以及所属物质类别可知，X为NH3，Q为NO，Z为NO2，P为N2O5，Y为HNO3，W为NH3·H2O。直接加热氯化铵固体分解生成的HCl又会和氨气反应生成氯化铵，需加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取NH3，A错误；Z为NO2，NO2与碱发生氧化还原反应生成两种盐，故NO2不是酸性氧化物，B错误；氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态，X转化为Q的过程是一种化合态转化为另一种化合态，不属于氮的固定，C正确；浓硝酸见光易分解，需保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处，D正确。
B级(练能力 过素养)
5．(2023·无锡二模)煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．燃煤过程中发生了氮的固定
B．燃煤温度越高，NO污染越重
C．含氧量越高越容易生成NO
D．煤燃烧不影响自然界氮循环
答案：D
解析：燃煤过程中氮气转化为一氧化氮，发生了氮的固定，A正确；由图可知，随着温度升高，一氧化氮的含量升高，污染加重，B正确；由图可知，从下到上氧气浓度升高，一氧化氮含量升高，则含氧量越高越容易生成NO，C正确；由图可知，煤燃烧时将氮气转化为一氧化氮，污染环境，影响了氮循环，D错误。
6．(2023·扬州联考)NH3是重要的化工原料，可用于某些配合物的制备，如NiSO4溶于氨水形成SO4。液氨可以微弱电离出和，NH3中的一个H原子若被—NH2取代可形成N2H4(联氨)，若被—OH取代则可形成NH2OH(羟胺)。NH3经过转化可形成N2、NO、NO2、N2O4(无色)、HNO3等。N2H4与NO2反应有气体生成，同时放出大量热。下列化学反应的表示错误的是( )
A．向硫酸镍中通入过量氨气：Ni2+＋6NH3·H2O===[Ni(NH3)6]2+＋6H2O
B．氨气的燃烧热：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1526 kJ·mol-1
C．向稀硝酸中加入过量铁粉：＋2NO↑＋4H2O
D．硫酸铵溶液和氢氧化钡溶液反应：＋Ba2+＋2OH－===BaSO4↓＋2NH3·H2O
答案：B
解析：根据信息NiSO4溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4，则向硫酸镍中通入过量氨气发生反应的离子方程式为Ni2+＋6NH3·H2O===[Ni(NH3)6]2+＋6H2O，A正确；燃烧热是指1 mol纯净物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，B错误；稀硝酸和过量的铁粉反应生成硝酸亚铁和一氧化氮，反应的化学方程式为3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，C正确；硫酸铵溶液和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡和氨水，反应的离子方程式为＋Ba2+＋2OH－===BaSO4↓＋2NH3·H2O，D正确。
7．(2023·重庆检测)某实验小组探究NiO能否催化NO和CO反应生成无毒物质。已知：①Ni、Fe的氢氧化物化学性质相似；②2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH＜0。现采用如下两个装置完成探究实验(夹持装置略去)。下列有关说法正确的是( )
A．从理论上推断，高温有利于NO(g)与CO(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的反应自发进行
B．在空气中加热Ni(OH)2可制备NiO
C．打开装置1中气球，通过观察气体是否变为红棕色判断是否生成N2
D．若以上实验证明NiO能够成功催化该反应，且固体A是Ni2O3，则装置2中反应的化学方程式：Ni2O3＋CO 2NiO＋CO2
答案：D
解析：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)为熵减的放热反应，即ΔH＜0、ΔS＜0，当反应的ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，因此若要使ΔG＜0，则T应尽量小，即低温有利于反应自发进行，A错误；Ni、Fe的氢氧化物化学性质相似，Fe(OH)2具有还原性，能被空气中的氧气氧化，因此在空气中加热Ni(OH)2会得到＋3价Ni的化合物，B错误；打开装置1中气球，若气体由无色变为红棕色，则说明生成NO2气体，气球中有NO气体，遇到试管中的氧气会被氧化为NO2，故无法确定是否有N2生成，C错误；若实验证明NiO能够成功催化该反应，且固体A是Ni2O3，则Ni2O3为整个反应过程的中间产物，装置2中CO将Ni2O3还原为NiO，反应的化学方程式为Ni2O3＋CO 2NiO＋CO2，D正确。
C级(冲刺·“双一流”)
8．(2023·淮南一模)某化学实验小组为了探究氨气的性质设计了如下实验方案。
实验一：探究氨气的溶解性
氨气具有强刺激性气味，会污染空气。实验小组经过多次尝试，最终将氨气的制备、收集、检验和喷泉实验组合为一体，设计出如图装置。
(1)写出气体发生装置仪器A中产生氨气的化学方程式：_________________。
(2)仪器B的名称为________，为了保证喷泉实验的良好效果，B中可以装入的试剂为________。
(3)实验时，打开K2，关闭K3，打开K1，将注射器中的浓氨水注入A中开始制备和收集氨气。已知仪器C中放入的是滴有酚酞溶液的湿棉花，则仪器C的作用为______________________________。在不拆除装置的前提下，引发喷泉的操作是____________。
实验二：探究氨气的还原性
已知： Cu2O 为红色固体，在酸性溶液中不稳定： Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O。
(4)装置G用于制备氨气，仪器的连接顺序为e→f→________→________→ ________→________→________→________→i。装置H的作用为____________________________。实验开始前应先通一段时间的N2，其目的是____________________________________。
(5)反应结束后装置F中的氧化铜完全反应生成红色固体，为了探究红色固体的成分，进行了如下实验：取15.6 g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸充分搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥、称重，得9.6 g固体。则红色固体的成分及其物质的量为________。
答案：(1)CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑(或CaO＋H2O===Ca(OH)2、NH3·H2O===NH3↑＋H2O)
(2)球形干燥管 碱石灰
(3)吸收并检验氨气，防止氨气直接排入空气中 关闭K1和K2，打开K3
(4)a b c d g h(或a b c d h g) 作安全瓶，防倒吸 排尽装置内的空气或氧气(合理即可)
(5)Cu2O和Cu各0.075 mol(或Cu2O 0.075 mol，Cu 0.075 mol)
解析：(1)A中产生氨气的化学方程式为CaO+NH3 H2O===Ca(OH)2 +NH3↑(或 CaO+H2O===Ca(OH)2、NH3 H2O ===NH3↑+H2O)。(2)仪器B的名称为球形干燥管，为了保证喷泉实验的良好效果，B中可以放入的试剂为碱石灰，对氨气进行干燥。(3)C中放入滴有酚酞溶液的湿棉花，作用为吸收并检验氨气，防止氨气直接排入空气中，污染大气。在不拆除装置的前提下，引发喷泉的操作是关闭K1和K2，打开K3。(4)分析实验装置，装置G用于制备氨气，E用于干燥氨气，氨气和CuO在F中发生反应，然后接H，H起到安全瓶的作用，最后用I进行尾气吸收，则仪器的链接顺序为e→f→a→b→c→d→g→h(或a→b→c→d→h→g)→i。装置H的作用是作安全瓶，防倒吸。实验开始前应先通一段时间的N2，其目的是排尽装置内的空气或氧气，防止空气中氧气等的干扰。(5)所得固体为Cu，物质的量为＝0.15 mol；过程中发生反应Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O，每摩尔Cu2O与稀硫酸反应前后质量损失80 g，根据反应前后损失的质量为15.6 g－9.6 g＝6 g，则参加反应的Cu2O的物质的量为＝0.075 mol，生成Cu的物质的量为0.075 mol，所以原固体中Cu2O的物质的量为0.075 mol，Cu物质的量为＝0.075 mol，故Cu2O和Cu的物质的量均为0.075 mol。第4讲 氮及其化合物
【课时训练】
A级(练考点 过基础)
1．(2023·海口联考)下列关于氮及其化合物的探究，结论和解释正确的是( )
选项 操作和现象 结论和解释
A 铜丝溶解于稀HNO3中，生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气
B NH3能与热的氧化铜反应产生红色物质 NH3有还原性
C N2与H2混合加热不反应 N的非金属性弱
D NO2被NaOH溶液吸收 NO2是酸性氧化物
2．(2023·深圳模拟)含氮化合物的反应具有多样性。下列有关反应的化学方程式书写错误的是( )
A．将少量浓氨水滴入盛有CaO的烧瓶中制备NH3：NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑
B．将Cu丝伸入装有稀硝酸的试管中：Cu＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2↑
C．浓硝酸受热分解：4H＋＋4NO2↑＋O2↑＋2H2O
D．镁条在N2中燃烧：3Mg＋N2Mg3N2
3．(双选)利用如图装置进行NH3的制备及性质探究实验。下列说法正确的是( )
A．使用A装置制备NH3时，分液漏斗中应盛放浓氨水，利用了氨水的碱性弱于NaOH的性质
B．装置B中盛放湿润的红色石蕊试纸，打开K2，关闭K1，可证明NH3为碱性气体
C．利用C装置模拟侯氏制碱法时，可将a和c连接
D．将a和d连接验证NH3与Cu2+的配位能力强于H2O与Cu2+的
4．(双选)氮及其化合物的价－类二维图如下所示。
下列说法正确的是( )
A．可加热氯化铵固体制取X
B．从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物
C．X转化为Q的过程不属于氮的固定
D．浓的Y溶液保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处
B级(练能力 过素养)
5．(2023·无锡二模)煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．燃煤过程中发生了氮的固定
B．燃煤温度越高，NO污染越重
C．含氧量越高越容易生成NO
D．煤燃烧不影响自然界氮循环
6．(2023·扬州联考)NH3是重要的化工原料，可用于某些配合物的制备，如NiSO4溶于氨水形成SO4。液氨可以微弱电离出和，NH3中的一个H原子若被—NH2取代可形成N2H4(联氨)，若被—OH取代则可形成NH2OH(羟胺)。NH3经过转化可形成N2、NO、NO2、N2O4(无色)、HNO3等。N2H4与NO2反应有气体生成，同时放出大量热。下列化学反应的表示错误的是( )
A．向硫酸镍中通入过量氨气：Ni2+＋6NH3·H2O===[Ni(NH3)6]2+＋6H2O
B．氨气的燃烧热：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1526 kJ·mol-1
C．向稀硝酸中加入过量铁粉：＋2NO↑＋4H2O
D．硫酸铵溶液和氢氧化钡溶液反应：＋Ba2+＋2OH－===BaSO4↓＋2NH3·H2O
7．(2023·重庆检测)某实验小组探究NiO能否催化NO和CO反应生成无毒物质。已知：①Ni、Fe的氢氧化物化学性质相似；②2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH＜0。现采用如下两个装置完成探究实验(夹持装置略去)。下列有关说法正确的是( )
A．从理论上推断，高温有利于NO(g)与CO(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的反应自发进行
B．在空气中加热Ni(OH)2可制备NiO
C．打开装置1中气球，通过观察气体是否变为红棕色判断是否生成N2
D．若以上实验证明NiO能够成功催化该反应，且固体A是Ni2O3，则装置2中反应的化学方程式：Ni2O3＋CO 2NiO＋CO2
C级(冲刺·“双一流”)
8．(2023·淮南一模)某化学实验小组为了探究氨气的性质设计了如下实验方案。
实验一：探究氨气的溶解性
氨气具有强刺激性气味，会污染空气。实验小组经过多次尝试，最终将氨气的制备、收集、检验和喷泉实验组合为一体，设计出如图装置。
(1)写出气体发生装置仪器A中产生氨气的化学方程式：_________________。
(2)仪器B的名称为________，为了保证喷泉实验的良好效果，B中可以装入的试剂为________。
(3)实验时，打开K2，关闭K3，打开K1，将注射器中的浓氨水注入A中开始制备和收集氨气。已知仪器C中放入的是滴有酚酞溶液的湿棉花，则仪器C的作用为______________________________。在不拆除装置的前提下，引发喷泉的操作是____________。
实验二：探究氨气的还原性
已知： Cu2O 为红色固体，在酸性溶液中不稳定： Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O。
(4)装置G用于制备氨气，仪器的连接顺序为e→f→________→________→ ________→________→________→________→i。装置H的作用为____________________________。实验开始前应先通一段时间的N2，其目的是____________________________________。
(5)反应结束后装置F中的氧化铜完全反应生成红色固体，为了探究红色固体的成分，进行了如下实验：取15.6 g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸充分搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥、称重，得9.6 g固体。则红色固体的成分及其物质的量为________。
