大单元二　第五章　热点强化5　氮及其化合物转化关系的应用

热点强化5氮及其化合物转化关系的应用

1.在氮及其化合物的“价—类”二维图中填充N2、NH3、NH3·H2O、NH4Cl、NO、NO2、N2O4、HNO3、

Cu(NO3)2。

答案

2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)。

①N2+O22NO；

②4NH3+5O24NO+6H2O；

③3NO2+H2O===2HNO3+NO；

④3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

⑤Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；

⑥NH3+HCl===NH4Cl；

⑦2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；

⑧CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O；

⑨N2+3H22NH3；

⑩8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2。

一、氮及其化合物转化关系应用

1.(2025·湖北，8)如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和

固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作

钡餐。下列叙述错误的是()

A.在C的水溶液中加入少量固体A，溶液pH升高

B.D为可溶于水的有毒物质

C.F溶于雨水可形成酸雨

D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液

答案A

解析气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则C为NH3；G是强酸，则E是NO，F是NO2，G是HNO3；

H是白色固体，常用作钡餐，则H是BaSO4，D是BaCl2；C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl，则A是NH4Cl，

B是Ba(OH)2·8H2O。在NH3的水溶液中加入少量固体NH4Cl，铵根离子浓度增大，抑制了NH3·H2O的电

-

离，OH浓度减小，溶液pH减小，A错误；BaCl2易溶于水，属于重金属盐，有毒，B正确；NO2溶于雨水

可形成硝酸型酸雨，C正确；常温下，Fe遇浓HNO3发生钝化，故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸，D

正确。

2.合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，下列说法不正确的是()

A.甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素

B.甲、乙、丙在反应中均作还原剂

C.反应Ⅳ的另一种产物可循环使用

D.反应Ⅴ中N元素化合价未发生改变

答案B

解析合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下，甲为N2，反应Ⅰ为N2+3H22NH3，

反应Ⅱ为4NH3+5O24NO+6H2O，乙为NO，反应Ⅲ为2NO+O2===2NO2，丙为NO2，反应Ⅳ为

3NO2+H2O===2HNO3+NO，反应Ⅴ为NH3+HNO3===NH4NO3，据此分析判断。

分析可知，甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素，A正确；甲为N2，在反应中作氧化剂，乙为NO，在反

应中作还原剂，丙为NO2，在反应中既作氧化剂也作还原剂，B错误；反应Ⅳ的另一种产物NO可循环使

用，C正确；反应Ⅴ为NH3+HNO3===NH4NO3，N元素化合价未发生改变，D正确。

二、工业脱硝

3.氨氮废水是造成河流湖泊富营养化的主要原因，处理氨氮废水(主要以N和NH3·H2O的形式存在)的

+

主要流程如图所示：H4

下列说法不正确的是()

A.过程Ⅰ降低氮元素浓度的方法：加入NaOH溶液，调节pH为碱性，升高温度，再通入空气，赶出氨

气

B.过程Ⅱ是在碱性条件下通入氧气实现：N→N转化，N被氧化为N，总反应的离子方程式：

+−+−

4343

+HOHO

N+2O2N+H2O+2H

+−

C.H过4程Ⅲ中甲醇的作O用3是作还原剂，将N还原为N2

−

D.过程Ⅲ的转化过程为N→N2，每生成O13molN2转移10mol电子

−

答案BO3

--

解析向废水中加入NaOH溶液，N与OH发生反应：N+OHNH3·H2O，产生的NH3·H2O受热易分

++

解变为NH3被热空气带出，从而使废H水4中的氮元素含量降低H，4故A⥫正⥬确；在碱性条件下N被氧气、微生

+

4

-H

物氧化为N，总反应的离子方程式：N+2OH+2O2N+3H2O，故B错误；废水中加入

−+−

CH3OH，将ON3还原成N2，故C正确；在反H应4中N得到电子被还原O3为N2，每生成1molN2转移10mol

−−

电子，故D正O确3。O3

4.(2024·湖州高三模拟)选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油尾气排放中NOx的一项处理工艺。在催化

剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放，SCR(选择

性催化还原)工作原理：

(1)尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式为。

(2)反应器中NH3还原NO2的化学方程式为。

(3)“纳米零价铁⁃H2O2”体系可将尾气中难溶的NO氧化为可溶的N。在一定温度下，将H2O2溶液

−

和HCl溶液雾化后与尾气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米O零3价铁的反应装置，可将尾气中

的NO氧化。

2+

①Fe催化H2O2分解产生HO·，HO·将NO氧化为N的机理如图1所示，Y为。

−

O3

②NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为。

③纳米零价铁的作用是。

④NO脱除率随温度的变化如图2所示。温度高于120℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主

要原因是。

(4)当燃油中含硫量较高时，尾气中的SO2、O2会与喷入的氨水作用形成一种正盐，可使催化剂中毒，

该盐在农业生产中常用作化学肥料，该正盐是(填化学式)。

答案(1)CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑

(2)8NH3+6NO27N2+12H2O

3+2+

(3)①Fe(或FeCl3)②2NO+3H2O2===2HNO3+2H2O③与HCl溶液反应产生Fe

④H2O2的分解速率随温度升高而加快，H2O2浓度减小，NO脱除率降低

(4)(NH4)2SO4

-3+

解析(3)①H2O2转化为HO·和OH，O元素的化合价降低，故Fe元素的化合价升高，Y为Fe或FeCl3。

(4)SO2、O2和氨水发生氧化还原反应生成正盐(NH4)2SO4。

三、含氮化合物的工艺生产流程

5.(2025·浙江模拟)氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，它的熔点高，硬度大，电绝缘性好，常

温下化学性质稳定，但生产成本较高。不溶于酸(氢氟酸除外)。高温下氮化炉中的氧气及水蒸气能明

显腐蚀氮化硅。一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及氧化物)和N2(含少量O2)合成氮化硅的工艺流程如

图：

下列说法不正确的是()

A.N2净化时，铜屑的作用是除去氮气中含有的少量氧气

B.X可能是硝酸或硫酸

C.连接真空装置是为了排除氮化炉中原有的氧气和水蒸气

D.氮化硅可作为高温结构陶瓷、用于制作高速切削刀具等

答案B

解析氮气中含少量氧气，铜屑在600℃时与氧气反应生成氧化铜，可除去氧气，A正确；工业硅含Fe、

Cu的单质及氧化物，酸洗需除去这些杂质，稀硫酸与Cu单质不反应，无法除去Cu单质，稀硝酸可与Cu、

Fe的单质及氧化物反应，故X只能是硝酸，B错误；高温下氧气和水蒸气会腐蚀氮化硅，连接真空装置可

排除氮化炉中原有的氧气和水蒸气，C正确；氮化硅熔点高、硬度大，可作为高温结构陶瓷、用于制作高

速切削刀具等，D正确。

四、氮及其化合物的转化与实验探究

6.某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始

前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。

已知：在溶液中FeSO4+NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。

下列说法不正确的是()⥫⥬

A.装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液

B.若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应

C.实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞

D.装置J收集的气体中一定不含NO

答案D

解析稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中

的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧

化氮在装置H中与铜粉发生反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为

水、硫酸亚铁溶液，A项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，

C项正确；由于FeSO4+NO[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错

误。⥫⥬

7.实验室在如图所示装置中制取NH3，将NH3通入CuSO4溶液，当生成的蓝色沉淀溶解为深蓝色溶液，

2+

再滴加乙醇可获得[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。已知：[Cu(H2O)4]呈蓝色。下列说法不正确的是()

A.在装置甲试管中加入NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取NH3

B.装置乙中的a和装置丙中的b均可防止倒吸

C.[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度

2+

D.与NH3相比，H2O更易与Cu形成配位键

答案D

解析实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气，制取装置中试管口略向下倾斜，

防止水倒流引起试管炸裂，A正确；氨气极易溶于水，易发生倒吸，装置乙中a的容积较大，可防止制备

过程中发生倒吸现象，装置丙中倒扣的漏斗与液面相切，可防止液体倒吸，B正确；由向深蓝色溶液中加

入乙醇，深蓝色溶液变浑浊，静置后有[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体析出，因此[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的

溶解度小于在水中的溶解度，C正确；由向硫酸铜溶液中通入NH3，先生成蓝色沉淀，后蓝色沉淀逐渐溶

解为深蓝色溶液可知，氨分子比水分子更容易与铜离子反应形成配合物，D错误。

8.氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。

某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：

(1)氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的，反应的化学方程式为。

②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→(按气流方向，用小

写字母表示)。

(2)氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、

K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤实验现象