高考化学《氮元素及其化合物》易错题练习含答案

高考化学《氮元素及其化合物》易错题练习含答案
1.（2021·广东广州二模）氮是生命活动不可缺少的重要元素。

下列叙述错误的是（）
A.氮气既可作氧化剂又可作还原剂
B.氮气和氧气在放电条件下直接生成NO2
C.氮气是工业合成氨的原料之一
D.氮的固定是将大气中的氮气转化成氮的化合物
2.下列说法中正确的是（）
A.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生
B.向浓HNO3中插入红热的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
C.浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强
D.常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化
3.汽车发动机在稀燃和富燃条件下交替进行，将尾气中的NO x在催化剂上反应脱除。

其工作原理示意图如下：
下列说法错误的是（）
A．稀燃过程中，Pt 作催化剂，NO 与氧气反应生成NO2
B．稀燃过程中，NO2与BaO 反应可能生成NO 和Ba(NO3)2
C．富燃过程中，Pt 催化下NO2被CO 还原的反应为：2NO2＋4CO N2＋4CO2
D．富燃过程中，还原产物为N2和CO2
4.如图，试管中充满NO2，现向其中缓慢通入O2，用水吸收NO2(假设每次通入的O2能完全反应)。

下列说法正确的是()
A．当试管内溶液的pH不再变化时，说明NO2全部转化为HNO3(假设试管内的溶质不向水槽中扩散)
B．当试管内气体不是红棕色时，说明NO2全部转化为HNO3
C．水槽内的水改为稀盐酸，有利于吸收NO2
D．水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO2
5.NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。

下列有关表述正确的是()
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NO2与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．利用上述关系制取NaHCO3的操作为向饱和NaCl溶液中依次通入过量的CO2、NH3，然后过滤得到NaHCO3
6.工业上常采用生物硝化法将NH＋4转化为NO－3来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是()
A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH＋4＋2O2===NO－3＋2H＋＋H2O B．长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化
C．检验NH＋4所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH
7.对比分析下列实验所得结论正确的是()
A．由①中收集的气体能使带火星木条复燃可推断NO2能助燃
B．②中产生红棕色气体可以证明浓硝酸有不稳定性
C．③中气体产物中有CO2能证明C能将硝酸还原
D．①、②、③中产生的气体通入足量水中后都无污染性气体产生
8.氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。

下列说法错误的是（）
A. 甲装置中的固体可以是NaOH或CaO
B. 乙装置中的干燥剂可以是碱石灰
4NO＋6H2O
C. 丙中发生的反应是4NH3＋5O2催化剂
Δ
D. 若戊中观察到紫色溶液变红，则说明已制得HNO3
9.某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。

下列说法不正确的是（）
已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。

A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2
C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应
10.空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成，我国科学家用下列实验研究其成因：反应室底部盛有不同吸收液，将SO2和NO2按一定比例混合，以N2或空气为载气通入反应室，相同时间SO的含量，数据如下：
后，检测吸收液中2-
4
A ．雾霾中硫酸盐的形成与空气中的O 2有关
B ．反应室②和反应室④中生成2-4SO 的同时还生成+
4NH
C ．农业生产中大量使用铵态氮肥可能会加重雾霾的形成
D ．控制工厂中SO 2和氮氧化物向大气的排放可有效治理雾霾
11.研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。

氮及其化合物的“价-类二维图”如下，B 是红棕色气体。

下列有关说法中不正确的是（ ）
A.工业上以A 、空气和水为原料生成硝酸
B.由A→N 2，从原理上看，A 可与NO 反应实现
C.由B→NO ，必须加入还原剂才能实现转化
D.物质B 与水反应，生成1 mol C 时转移电子数为N A
12. 用下图装置（夹持装置已略去）进行NH 3制备及性质实验。

下列说法不正确的是（ ）
A.甲中制备NH 3利用了NH 3·H 2O 的分解反应
B.乙中的集气瓶内a 导管短、b 导管长
C.若将丙中的CCl 4换成苯，仍能防止倒吸
D.向收集好的NH 3中通入少量Cl 2，可能观察到白烟
13.某兴趣小组在利用图所示装置做铜与稀硝酸反应的实验中，发现开始时气泡产生速率非常慢，一段时间后速率明显加快，烧瓶内溶液呈浅蓝色并不断加深，液面上方的气体颜色也在不断加深。

该小组同学拟通过实验探究反应速率变化的原因。

（1）图中铜与稀硝酸反应的离子方程式为___________。

（2）图中NaOH溶液能够吸收的有害气体是___________。

（3）小组同学提出了如下假设并设计实验探究：
I．甲同学认为反应速率变化的原因可能是反应放热导致溶液温度升高所致，故测定反应过程中溶液不同时间的温度，结果如下表：
II．乙同学认为生成的Cu2+对反应有催化作用，为验证此假设，取A、B两支试管分别加入等量的铜片和稀硝酸，那么最好是在其中一支试管中加入少量的___________(填序号)。

A．硝酸铜晶体B．硝酸铜溶液C．硫酸铜晶体D．硫酸铜溶液
然后对比两支试管的反应，发现现象基本相同。

故得出结论：Cu2+并不是反应的催化剂III．丙同学根据现象推测反应过程中还有少量______生成，进而认为该物质对反应有催化作用，如图所示，丙同学从a处通入该物质后，发现左管中产生气泡速率明显快于右管。

小组同学得出最后结论：这种物质对铜和稀硝酸的反应有催化作用。

（4）实验结束后，发现试管中溶液呈绿色，而不显蓝色。

部分同学认为是该溶液中Cu2+的浓度较高所致，另一部分同学认为是该溶液中溶解了通入的物质。

丁同学设计了一个实验方案证明后者的推测更为合理。

(在表格中写出该同学可能的实验操作和实验现象)
要意义。

（1）已知：2NO(g)+O 2(g)=2NO 2(g) △H 1=-114kJ/mol
C(s)+O 2(g)=CO 2(g) △H 2=-393.5kJ/mol
N 2(g)+O 2(g)=2NO(g) △H 3=+181kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为K =22222c(N
)c (CO )c (NO )
，该反应的热化学方程式为___________。

（2）T℃时，存在如下平衡：2NO 2(g) N 2O 4(g)。

该反应正、逆反应速率与NO 2、N 2O 4的浓度关系为：v 正=k 正c 2(NO 2)，v 逆=k 逆c (N 2O 4)(k 正、k 逆是速率常数)，且lg v 正~lg c (NO 2)与lg v 逆~lg c (N 2O 4)的关系如图所示。

①图中表示lg v 正~lg c (NO 2)的线是___________(填“I”或“II”)。

②T℃时，往刚性容器中充入一定量NO 2，平衡后测得c(N 2O 4)为1.0mol/L ，则平衡时，v 逆=______(用含a 的表达式表示)。

③T℃时，该反应的平衡常数K =___________L/mol 。

（3）原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO 的脱除。

将浓度恒定的NO 废气以固定流速通过下图的反应器。

分别用两种不同热解温度的煤焦，测定NO 的脱除率。

已知：i.两种不同热解温度500℃、
900℃
下获得的煤焦分别用S—500、S—900表示。

ii.煤焦表面存在的官能团有利于NO 的吸附。

热解温度高，煤焦
H C
比值小，表面官能团少。

iii.NO 的脱除主要含吸附和化学还原两个过程。

①由图可知：相同温度下，S—500对NO的脱除率比S—900的高，结合表格数据分析其可能原因是_______、______。

___________。

参考答案
1.B【解析】N2中N元素显0价，处于中间价态，既可作氧化剂又可作还原剂，A正确；在放电或高温下，N2和O2反应生成NO，不能直接生成NO2，B错误；工业合成氨利用N2
和H2作原料，C正确；氮的固定是将大气中N2转化为含氮化合物的过程，D正确。

2.D【解析】浓氨水易挥发出NH3，浓硫酸难挥发，故不能产生白烟，A错误；向浓HNO3中插入红热的炭，产生红棕色气体，可能是炭与浓HNO3反应生成NO2，也可能是HNO3受热分解生成NO2，B错误；浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，并非还原产物中N元素价态越低，对应HNO3的氧化性越强，实际上浓HNO3的氧化性更强，C错误；常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化，表面生成致密的氧化物，D正确。

3.D【解析】稀燃过程中，NO和O2在Pt表面反应生成NO2，Pt作催化剂，A正确；稀燃过程中，NO2与BaO 反应生成Ba(NO3)2，该过程NO2被氧化，根据氧化还原反应规律推知，NO2可能被还原生成NO，B正确；富燃过程中，NO与CO、C x H y等在Pt催化下反应生成N2、CO2和H2O，C正确；富燃过程中，还原产物为N2，氧化产物为CO2，D错误。

4.D【解析】试管中发生反应：4NO2＋O2＋2H2O==4HNO3，根据NO2→HNO3，c(HNO3)＝1
V m，故试管内溶液的pH始终不变，A错误；根据3NO2＋H2O==2HNO3＋NO，当试管中气体不是红棕色时，不能说明NO2全部转化为HNO3，B错误；NO2与稀盐酸不反应，C错误；NO2与NaOH溶液能够发生反应：2NO2＋2NaOH==NaNO2＋NaNO3＋H2O，水槽内的水改
为稀NaOH 溶液，有利于吸收NO 2，D 正确。

5.C 【解析】NaHCO 3不是化肥，A 错误；氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，B 错误；制NaHCO 3时是向饱和NaCl 溶液中依次通入NH 3和CO 2，D 错误。

6.C 【解析】NH 4Cl 水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B 正确；检验NH ＋4应使用红色石蕊试纸，C 错误；生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H ＋反应来调节水体的pH ，D 正确。

7.A 【解析】①中发生反应4HNO 3(浓)4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O ，收集的气体中O 2的百分含量为20%，与空气中O 2的百分含量(约21%)接近，而空气不能使带火星的木条复燃，由此可推断NO 2能助燃，A 正确；浓硝酸能与红热的木炭反应生成NO 2，不能证明浓硝酸具有不稳定性，B 错误；红热的木炭与试管中的氧气反应也能生成二氧化碳，C 错误；②、③中生成的NO 2溶于水后生成HNO 3和NO ，NO 属于污染性气体，D 错误。

8.A 【解析】甲中浓氨水用于制备氨气，经过干燥后在丙中发生氨气的催化氧化，因此甲中需要同时提供氨气和氧气，则X 为过氧化钠，丙中氨气、氧气在催化作用下发生反应生成一氧化氮，一氧化氮可生成二氧化氮，过量的氧气与二氧化氮在戊中可生成硝酸，己为尾气吸收装置。

甲装置需要提供氨气和氧气，如果甲装置中的固体是NaOH 或CaO ，只能提供氨气，不能提供氧气，X 应为过氧化钠等，A 错误；乙用于干燥氨气、氧气，可用碱石灰干燥，B 正确；加热条件下，氨气与氧气在催化条件下反应生成一氧化氮，反应的化学方程式为4NH ３+5O 2催化剂
Δ4NO+6H 2O ，C 正确；戊中观察到紫色溶液变红，说明生成了酸性物质，
可以说明二氧化氮、氧气与水反应生成了硝酸，D 正确。

9.D 【解析】根据实验原理“NO 被灼热的铁粉还原为N 2，同时生成FeO”，所以首先应制备纯净干燥的NO 。

利用铜与稀硝酸反应生成NO ，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO 中会混有硝酸蒸气和产生的NO 2，故先通过装置D 除去挥发出的HNO 3和产生的NO 2，再通过F 干燥，得到纯净干燥的NO ，然后进入E 中与铁粉反应，最后处理多余的NO ，由于NaOH 溶液不与NO 反应，而浓硝酸可氧化NO 生成NO 2，所以先通过B 氧化NO ，再通过C 吸收，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d ，A 正确；装置E 中NO 被灼热的铁粉还原为N 2，同时生成FeO ，反应的化学方程式为2NO ＋2Fe 2FeO ＋N 2，B 正确；装置D 盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO 3和产生的NO 2，C 正确；装置B 盛放的是浓硝酸，可以将NO 氧化为NO 2，便于氢氧化钠溶液充分吸收，D 错误。

10.A 【解析】A ．由已知b≈d>a≈c ，若起始不通入NO 2，则最终检测不到2-
4SO ，可知硫酸盐的形成主要与NO 2有关，故A 错误；
B ．SO 2和NO 2反应时，SO 2为还原剂，NO 2为氧化剂，用3%氨水做吸收液，SO 2被氧化为硫酸，再与氨水生成硫酸铵，所以反应室②和反应室④中生成2-4SO 的同时还生成+4NH ，故B 正确；
C ．铵态氮肥易挥发产生氨气，由已知的数据分析可知，在载体相同，吸收液为氨水的条件下，将SO 2和NO 2按一定比例混合时产生2-4SO 的浓度较大，而空气中的硫酸盐又会加剧雾霾的形成，所以农业生产中大量使用铵态氮肥可能会加重雾霾的形成，故C 正确；
D ．因为空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成，SO 2和氮氧化物在一定条件下可以产生2-4SO ，
所以控制SO 2和氮氧化物的排放可有效治理雾霾，故D 正确。

11.C 【解析】由图可知，物质A 、B 、C 分别代表NH 3、NO 2、HNO 3。

工业制硝酸，以NH 3、空气和水为原料，实现转化：NH 3→NO→NO 2→HNO 3，A 正确；根据氧化还原反应规律，NH 3和NO 发生价态“归中反应”，可生成N 2和H 2O ，B 正确；NO 2与水反应生成HNO 3和NO ，故NO 2→NO 转化不一定加入还原剂，C 错误；NO 2→HNO 3，N 元素由+4价升高到+5价，故生成1 mol HNO 3时转移电子数为N A ，D 正确。

12.C 【解析】将浓氨水滴入碱石灰中，CaO 与水反应生成Ca(OH)2同时放出热量，促使NH 3·H 2O 分解释放出NH 3，A 正确；集气瓶乙用于收集NH 3，由于NH 3的密度小于空气，采用向上排空气法收集，故集气瓶内a 导管短、b 导管长，B 正确；苯的密度小于水，将CCl 4换成苯，苯在水的上层，导管直接插入水中，不能防止倒吸，C 错误；向收集好的NH 3中通入少量Cl 2，发生反应：23243Cl +8NH =N +6NH Cl ，生成NH 4Cl ，观察到白烟生成，D 正确。

13.（1）3Cu+8H ++2-3NO =3Cu 2++2NO↑+4H 2O （2）二氧化氮与一氧化氮气体
（3）温度不是反应速率明显加快的主要原因；A ；NO 2
（4）向该绿色溶液中通入氮气；溶液颜色变蓝
【解析】（1）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu+8H ++2
-3NO =3Cu 2++2NO↑+4H 2O ； （2）氢氧化钠溶液用于吸收逸出的一氧化氮和二氧化氮混合气体，发生的反应为氢氧化钠溶液与一氧化氮和二氧化氮反应生成硝酸钠亚硝酸钠和水；
（3）I ．由表中数据可知，随着反应的进行，反应速率明显加快，但温度变化不大，所以温度不是反应速率明显加快的主要原因；
II ．由变量唯一化可知，探究铜离子对反应有催化作用时，不能改变硝酸溶液的浓度，不能引入硫酸根离子，则符合条件的试剂为硝酸铜晶体；
III ．由液面上方的气体颜色不断加深，说明铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮与空气中的氧气反应生成了二氧化氮；
（4）若反应后溶液呈绿色与溶解的二氧化氮有关，可以向该绿色溶液中通入氮气将二氧化氮气体排出，溶液变为蓝色即可证明二氧化氮溶于硝酸铜溶液的推测更为合理。

14.【答案】（1）2C(s)+ 2NO 2(g) N 2(g)+2CO 2(g) △H =—854kJ/mol （2）①I ②10a ③100
（3）①热解温度高，S—900的煤焦H
C
比值小，表面官能团少，不利于NO吸附；S—900
的比表面积小，吸附能力弱，不利于NO吸附②温度升高，反应速率增大
【解析】（1）由原子个数守恒和化学平衡常数可知，反应的方程式为2C(s)+ 2NO2
(g)
N2(g)+2CO2(g)，将已知反应依次编号为，由盖斯定律可知，②×2—①—③得反应，则
△H=2△H2—△H1—△H3=2×(—393.5kJ/mol)—(—114kJ/mol)—(+181kJ/mol)= —854kJ/mol，反
应的热化学方程式为2C(s)+ 2NO2
(g) N2(g)+2CO2(g) △H=—854kJ/mol，故答案为：
2C(s)+ 2NO2
(g) N2(g)+2CO2(g) △H=—854kJ/mol；
（2）由方程式可知，二氧化氮的化学计量数大于四氧化二氮，则图中曲线I表示lg v正
~lg c(NO2)，由速率公式可得lg v正=lg K正+lg c(NO2)、lg v逆=lg K逆+lg c(N2O4)，由图可知，T℃时，lg c(NO2)和lg c(N2O4)为0时，lg v正=lg K正=a+2，lg v逆=lg K逆=a，则K正=10a+2、K逆=10a；
当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，v正= v逆，则化学平衡常数K=
()
()
24
2
2
c N O
c NO
=
K
K
正
逆
=
a+2
a
10
10
=100；
①由分析可知，图中表示lg v正~lg c(NO2)的线是I，故答案为：I；
②设起始二氧化氮的浓度为xmol/L，由平衡后测得c(N2O4)为1.0mol/L可知，平衡时二氧化
氮的浓度为(x—2) mol/L，由K=
()
()
24
2
2
c N O
c NO
可得：()2
1
x-2
=100，解得x=2.1 mol/L，则v正
=10a+2×(2.1—2)2=10a，故答案为：10a；
③T℃时，该反应的平衡常数K=100 L/mol，故答案为：100；
（3）①由信息可知，煤焦表面存在的官能团有利于一氧化氮的吸附，由图可知，热解温度
高，S—900的煤焦H
C
比值小，表面官能团少，不利于一氧化氮吸附，对一氧化氮的脱除率
小于S—500；由表格数据可知，S—900的比表面积小，吸附能力弱，不利于一氧化氮吸附，
对一氧化氮的脱除率小于S—500，故答案为：热解温度高，S—900的煤焦H
C
比值小，表面
官能团少，不利于NO吸附；S—900的比表面积小，吸附能力弱，不利于NO吸附；
②由图可知：350℃后，随着温度升高，反应速率加快，一氧化氮的脱除率增大，故答案为：温度升高，反应速率增大。