2024版化学新教材鲁科版（闽粤皖京豫）教师用书第4章非金属及其化合物第2024版化学新教材鲁科版（闽粤皖京豫）教师用书第4章非金属及其化合物4章 第24讲　氮及其化合物的转化关系

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第24 讲　氮及其化合物的转化关系
[复习目标]　1.能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系。2.能从含氮
物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。
1．氮元素的“价—类”二维图
氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物
质之间的转化关系。
2．含氮元素物质之间的转化关系
典型物质间转化方程式再落实。
(1)工业合成氨：N2＋3H22NH3；
(2)实验室用 NH4Cl 固体制 NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====2NH3↑＋2H2O＋CaCl2；
(3)NH3的催化氧化：4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O；
(4)NO2溶于水：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；
(5)Cu 溶于稀 HNO3：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
(6)Cu 溶于浓 HNO3：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；
(7)炽热的炭在浓硝酸中燃烧：C＋4HNO3(浓)=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
(8)浓硝酸见光分解：4HNO3=====4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
一、氮在自然界中的循环
1．自然界中氮的循环如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．工业合成氨属于人工固氮
B．雷电作用下 N2与O2发生了化学反应
C．在氮的循环中不涉及氧化还原反应
D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
答案　C
解析　工业合成氨是氮气和氢气在高温、高压和催化剂条件下生成氨气，属于人工固氮，故
A正确；雷电作用下 N2与O2发生反应生成 NO，故 B正确；在氮的循环中，工业合成氨、
雷电作用过程中 N元素化合价改变，涉及氧化还原反应，故 C错误；含氮无机物与含氮有
机化合物可相互转化，如氨气可合成尿素，故 D正确。
2．(2023·无锡高三模拟)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是(　　)
A．①和②均属于氮的固定
B．氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C．④中每生成 1 mol NO，消耗 2 mol O2
D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
答案　D
解析　反应①将 N2转化为 NO，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由图示知，
氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是 O2将NH3氧化为 NO，N元素化合价由－
3价升高到＋5价，即生成 1 mol NO 失去 8 mol 电子，根据得失电子守恒可知每生成 1 mol
NO 需要消耗 2 mol O2，C正确；反应③中 NO 被氧化为 NO，反应⑤中 NO 被还原为 N2，D
错误。
二、氮及其化合物的转化与物质推断
3．(2022·河北三河市第一中学模拟)如图是氮元素形成物质的“价—类”二维图及氮循环的
部分信息：
下列说法正确的是(　　)
① 可通过雷电作用将 b转化为 c，这是一种固氮方式
② 可通过加氧化剂将 e转化为 f
③a→c→d→f这几个反应中，均发生了 N元素被氧化的反应
④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应
⑤将f转化为 d必须选用合适的还原剂才能实现
⑥h可与 f反应生成 i
A．①③⑤⑥ B．②③④
C．①③⑥ D．①④⑤
答案　C
解析　根据物质类别及与 N元素化合价的关系可知：a是NH3，b是N2，c是NO，d是
NO2，e是N2O5，f是HNO3，g是HNO2，h是NH3·H2O，i是NH4NO3。①在雷电作用下 N2
与O2反应产生 NO，这是一种固氮方式，正确；② N2O5与水反应产生 HNO3，反应过程中元
素化合价不变，因此反应不需要加入氧化剂就可以实现，错误；③在 a→c→d→f这几个反
应中，N元素化合价升高，被氧化，因此均发生了 N元素被氧化的反应，正确；④ g是
HNO2，属于酸，N元素化合价是＋3价，处于中间价态，因此既具有氧化性又具有还原性，
同时也能与碱发生中和反应生成盐和水，错误；⑤ f是HNO3，光照条件下自身分解即可生
成NO2(d)，可以不用其他还原剂，错误；⑥ HNO3与NH3·H2O发生中和反应生成 NH4NO3和
水，正确。
4．下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当 X无论是强
酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当 X是强碱时，过量
的B跟Cl2反应除生成 C外，另一产物是盐酸盐。
下列说法不正确的是(　　)
A．当 X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是 H2SO4
B．当 X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3
C．当 X是强酸时，C在常温下是气态单质
D．B和Cl2的反应为氧化还原反应
答案　C
解析　当 X是强碱时，和强碱反应产生的气态氢化物 B可判断为 NH3，则 A为铵盐，过量
的B跟Cl2反应生成的盐酸盐是 NH4Cl，则 C为N2，由此判断 D为NO、E为NO2、F为
HNO3；A和强酸反应生成的 B能被 Cl2氧化，且生成的 C能被 O2连续氧化，在常见的物质
中可考虑 A为硫化物，所以，当 X是强酸时，A、B、C、D、E、F可分别为
(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4，故 A、B正确，C错误；B是氨气或硫化氢，氨气与
Cl2反应生成氯化铵和氮气，硫化氢和氯气反应生成硫单质和氯化氢，因此 B与氯气的反应
是氧化还原反应，故 D正确。
三、氮及其化合物的转化与物质制备
5．(2022·江苏镇江市模拟)空气中的氮气可通过人工固氮获得氨气，氨气是重要的化工原料 ，
通过氨氧化法可制得硝酸，反应过程如图：
N2――――――――――→NH3―――――――→NO―――→NO2―――→HNO3
硝酸是一种强氧化性酸，制硝酸工业产生的尾气中含有氮氧化物，应处理后才能排放。下列
说法不正确的是(　　)
A．常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
B．BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成 Ba(NO3)2，放出 SO2气体
C．工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出 NH3，将未反应的
原料气送回合成塔以提高原料的利用率
D．转化④中，当 V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，理论上 NO2全部转化为 HNO3
答案　B
解析　硝酸是强氧化性酸，BaSO3固体能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸钡，硝酸被还原生成
NO，B错误。
6．(2022·江苏如皋中学模拟)水合肼(N2H4·H2O)是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理
为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列装置和操作不能达到实验目的的是(　　)
A．装置甲用于制备 NH3，试剂 X是氯化钙
B．用装置乙作为反应过程的安全瓶
C．制备水合肼时从装置丙的 a口通入 NH3
D．用装置丁吸收反应中过量的 NH3
答案　A
解析　浓氨水需受热或加入碱性物质才能分解产生 NH3，CaCl2不能使浓氨水分解，A项错
误；化学实验装置中的安全瓶的进气管和出气管均较短，B项正确；氨气密度比空气小，为
了利于氨气与 NaClO 溶液反应，应从装置丙的 a口通入氨气，C项正确；氨气会污染环境，
用装置丁可吸收过量的 NH3，并能防倒吸，D项正确。
7．(2022·山东淄博市模拟)氨基甲酸铵(NH2COONH4)易分解，易水解，难溶于 CCl4。某小组
设计如图所示装置制备氨基甲酸铵。
已知：2NH3 (g)＋ CO2(g)NH2COONH4 (s)　ΔH＜0
下列分析错误的是(　　)
A．A装置的优点是能够随时控制反应的发生和停止
B．装置 B、C、E中试剂可分别为饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸、P2O5固体
C．装置 D使用冰水浴
D．装置 F中所用试剂可为 NH4Cl 与熟石灰
答案　B
解析　A装置为碳酸钙与盐酸反应制备 CO2的简易装置，该装置的优点是能够随时控制反应
的发生和停止，A正确；氨基甲酸铵易水解，进入装置 D的气体必须是干燥纯净气体，左
侧装置 B、C试剂可分别为饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸，制备纯净干燥的 CO2，装置 F可用
NH4Cl 与熟石灰制备氨气，E中试剂需干燥氨气，可以选用碱石灰，但不能选用P2O5固体，
B错误、D正确；制备氨基甲酸铵的反应为放热反应，制得的物质易分解，所以装置 D需降
温，使用冰水浴，C正确。
四、氮及其化合物的转化与典型物质性质探究
8．某化学自主实验小组通过实验探究 NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ：利用如图所示装置探究 NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持及固定装置略
去)。
摘要：

第24讲　氮及其化合物的转化关系[复习目标]　1.能从物质类别、氮的化合价变化理解氮及其化合物的转化关系。2.能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。1．氮元素的“价—类”二维图氮元...

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