高考化学易错题精选-氮及其化合物练习题附答案解析一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）1．工业上制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：（1）在上述工业制硝酸的生产中，B设备的名称是_____________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________。
（2）此生产过程中，N2与H2合成NH3所用的催化剂是______________。
1909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，示意图如下：分别表示N2、H2、NH3。
图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是________________、____________________。
（3）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是_____________________；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是______________________________。
（4）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2ONH3还原法：8NH3+6NO27N2+12H2O（NO也有类似的反应）以上两种方法中，符合绿色化学的是________________________________。
（5）某化肥厂用NH3制备NH4NO3。
已知：由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其它损耗）的________%。
【答案】氧化炉 4NH3+5O2催化剂加热4NO+6H2O 铁砂网（或铁） N2、H2被吸附在催化剂表面在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂利用余热，节约能源可使NO循环利用，全部转化成HNO3 NH3还原法 53【解析】【详解】（1）在工业制硝酸的生产中，氨的催化氧化在氧化炉中进行，故B设备的名称是氧化炉，发生反应的化学方程式为4NH3+5O2催化剂加热4NO+6H2O。
（2）分析工艺流程知此生产过程中，N2与H2合成NH3所用的催化剂是铁砂网（或铁）；分析图示知图②和图③的含义分别是N2、H2被吸附在催化剂表面、N2、H2中化学键断裂。
（3）合成氨的反应为放热反应，在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是利用余热，节约能源；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是可使NO循环利用，全部转化成HNO3。
（4）碱液吸收法中，只有当NO和NO2的物质的量之比小于等于1:1时尾气才能吸收完全，且生成物亚硝酸钠有毒，而NH3还原法生成物为氮气和水，对环境无影响，故两种方法中，符合绿色化学的是NH3还原法。
（5）设生产硝酸的NH3的物质的量为1mol，根据关系式：NH3～HNO3和题给信息计算生成HNO3的物质的量为：1mol×96%×92%=0.88mol；根据反应：NH3+HNO3＝NH4NO3知与硝酸反应的NH3的物质的量为0.88mol，故制HNO3用去NH3的质量占总消耗NH3的质量分数为：1mol1mol0.88mol×100%=53%。
2．氮元素是地球大气中含量最多的元素，请完成下列有关问题：（1）写出氮元素的原子结构示意图：_____________。
（2）通常情况下，氮气性质不活泼，其原因是__________。
A．氮分子是双原子分子 B．氮元素的非金属性很强C．氮原子的半径较小 D．破坏氮分子中的化学键很难（3）N2的电子式：__________，将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。
下列能实现人工固氮的是_______A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3B．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NOC．NH3经过催化氧化生成NOD．NH3和HNO3反应生成NH4NO3（4）氨气的电子式：__________________。
（5）实验室通常用加热消石灰与氯化铵固体的方法来制取氨气。
写出此反应的化学方程式______________。
（6）下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是________。
（7）用圆底烧瓶收集干燥的氨气，用图1装置进行喷泉实验，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉，原因(用方程式表示) _________________________。
（8）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法__________________________。
（9）NH4NO3是常用的铵态氮肥，在施用时若受热会释放出________而降低肥效。
检验NH4+的方法是______。
【答案】 D A Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2OAC NH 3∙H2O NH4++OH−打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，再将热源移开，水进入烧瓶内，氨气溶解于水中产生压强差，即发生喷泉氨气加入强碱反应，加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的刺激性气体【解析】【分析】(1)氮原子的核电荷数是7；(2)氮气分子为两个氮原子通过共用3对电子形成共价键，该N≡N非常稳定，破坏需要吸收很高的能量，据此解答；(3)N2分子中存在氮氮叁键，将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮，结合氨元素的形态变化判断即可；(4)氨气是共价化合物，存在3个N-H键；(5)加热消石灰与氯化铵固体得氨气、氯化钙和水；(6)A．NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，而当温度降低时，NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl；B．CaO遇水生成Ca(OH)2，同时放出大量热量，有利于氨气的生成；C．固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜；D．根据浓氨水易挥发分析；(7)氨气极易溶解于水生成NH3•H2O，使烧瓶内压强迅速减小，形成喷泉；(8)喷泉实验需形成明显的压力差；(9)碳酸氢铵不稳定，易分解生成氨气；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
【详解】(1)N原子核外有7个电子，核外电子排布是2、5，则N原子结构示意图为：；(2)A．氮分子是双原子分子，但双原子分子组成的物质可能活泼，如Cl2，N2不容易反应与是否是双原子分子无关，故A错误；B．氮元素的非金属性很强，原子获得电子能力强，氮气要参加反应，首先应该变为单个原子，因此不能证明氮气性质不活泼，故B错误；C．氮原子的半径较小，原子获得电子能力强，与氮气性质不活泼无关，故C错误；D．N2是双原子分子，2个N原子共用三对电子，断裂N≡N需要消耗很高的能量，因此氮气不容易参加化学反应，D故正确；故答案是D；(3)N2分子中2个N原子形成3个共价键，使每个N原子都达到稳定结构，所以N2的电子式：；将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。
A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3，氮元素的单质变为化合物，属于人工固氮，故A 正确；B．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO，氮元素的单质变为化合物，属于氮的固定，是自然固氮，故B错误；C．NH3经过催化氧化生成NO，是N元素的化合物的转化，不是氮的固定，故C错误；D．NH3和HNO3反应生成NH4NO3，是N元素的化合物的转化，不是氮的固定，故D错误；故答案为A；(4)在NH3中，N原子最外层有5个电子，N原子与三个H原子形成3个共价键，从而使每个原子都达到稳定结构，NH3的电子式：结合形成NH3，所以NH3的电子式为；(5)消石灰与氯化铵固体混合加热产生氨气、氯化钙和水，此反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O；(6)A．氯化铵不稳定受热易分解，但是氨气与氯化氢遇冷又极易反应生成氯化铵固体，不能用于制备氨气，故A错误；B．向CaO中滴加浓氨水，CaO遇水生成Ca(OH)2，同时放出大量热量，有利于浓氨水中的氨气逸出，故B正确；C．固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，所以利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨气需试管口应略向下倾斜，故C错误；D．浓氨水易挥发，加热能够促进氨气的逸出，可以用来制备氨气，故D正确；故答案为AC；(7)用圆底烧瓶收集干燥的氨气，用图1装置进行喷泉实验，当挤压滴管的胶头时，水进入烧瓶中，氨气溶于水，使烧瓶内气体压强减小，烧杯内的水不断进入烧瓶，由于氨气溶于水形成的一水合氨电离产生NH4+、OH−，水溶液显碱性，因此可以得到红色喷泉，用方程式表示为：NH 3∙H2O NH4++OH−；(8)如果只提供如图2的装置，引发喷泉的方法是打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，再将热源移开，水进入烧瓶内，氨气溶解于水中产生压强差，即发生喷泉；(9)NH4NO3是常用的铵态氮肥，在施用时若受热，就会发生分解反应释放出氨气而降低肥效；检验NH4+的方法是加入强碱反应，加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的刺激性气体。
3．细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应，并耦合两种元素的循环。
耦合循环中的部分转化如下图所示。
（1）上图所示氮循环中，属于氮的固定的有________（填字母序号）。
a. N2转化为氨态氮b. 硝化过程c. 反硝化过程（2）氮肥是水体中氨态氮的主要来源之一。
①氨气是生产氮肥的主要原料，工业合成氨的化学方程式为________。
②检验氨态氮肥中NH4+的实验方案是________。
（3）硝化过程中，含氮物质发生________（填“氧化”或“还原”）反应。
（4）氨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0.02 mol氮气时，转移的电子的物质的量为________ mol。
（5）土壤中的铁循环可用于水体脱氮（脱氮是指将氮元素从水体中除去），用离子方程式分别说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮和硝态氮的原理：________、________。
【答案】a N2 + 3H2 2NH3取少量氮肥溶于适量蒸馏水中，向其中加入浓NaOH 溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH4+氧化 0.06 6Fe3+ + 2NH4+=6Fe2+ + N2↑+ 8H+ 10Fe2+ + 2NO3- +12H+=10Fe3+ + N2↑ + 6H2O【解析】【分析】（1）氮的固定是氮元素由游离态变为化合态；（2）①工业上用氮气和氢气反应生成氨气；②铵根离子与碱反应放出氨气；（3）硝化过程是铵根离子转化为硝酸根离子；（4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，根据得失电子守恒，反应方程式是NH4++ NO2- =N2+2H2O；（5）脱氮是指将氮元素转化为氮气从水体中除去，Fe3+把NH4+氧化为氮气，Fe2+把NO3-还原为氮气。