氮的化合物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系試題一、價(jià)類(lèi)二維圖構(gòu)建與應(yīng)用（一）氮元素"價(jià)—類(lèi)"二維圖的填充在氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，"價(jià)—類(lèi)"二維圖是重要的思維工具。以氮元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo)（從-3到+5），以物質(zhì)類(lèi)別為橫坐標(biāo)（單質(zhì)、氫化物、氧化物、酸、鹽等），可構(gòu)建如下網(wǎng)絡(luò)：-3價(jià)：NH?（氫化物）、NH?·H?O（堿）、NH?Cl（鹽）0價(jià)：N?（單質(zhì)）+2價(jià)：NO（氧化物）+4價(jià)：NO?、N?O?（氧化物）+5價(jià)：HNO?（酸）、Cu(NO?)?（鹽）（二）典型轉(zhuǎn)化方程式書(shū)寫(xiě)根據(jù)上述二維圖，完成以下標(biāo)號(hào)反應(yīng)的化學(xué)方程式：N?→NO（化合價(jià)升高，氧化反應(yīng)）：N?+O?$\xlongequal{放電或高溫}$2NONH?→NO（催化氧化反應(yīng)）：4NH?+5O?$\xlongequal[\Delta]{催化劑}$4NO+6H?ONO?→HNO?（歧化反應(yīng)）：3NO?+H?O=2HNO?+NO稀HNO?→NO（銅與稀硝酸反應(yīng)）：3Cu+8HNO?(稀)=3Cu(NO?)?+2NO↑+4H?O濃HNO?→NO?（銅與濃硝酸反應(yīng)）：Cu+4HNO?(濃)=Cu(NO?)?+2NO?↑+2H?ONH?Cl→NH?（實(shí)驗(yàn)室制氨氣）：2NH?Cl+Ca(OH)?$\xlongequal{\Delta}$CaCl?+2NH?↑+2H?ON?→NH?（工業(yè)合成氨）：N?+3H?$\xlongequal[催化劑]{高溫高壓}$2NH?（可逆反應(yīng)）二、轉(zhuǎn)化關(guān)系綜合應(yīng)用題（一）選擇題（單選或多選）下列轉(zhuǎn)化不能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是（）A.NH?→NO?B.NO→HNO?C.N?→NH?ClD.NO?→N?解析：A項(xiàng)NH?需先氧化為NO，再進(jìn)一步氧化為NO?，不能一步實(shí)現(xiàn)；B項(xiàng)3NO?+H?O=2HNO?+NO可間接生成HNO?；C項(xiàng)N?→NH?→NH?Cl需兩步；D項(xiàng)8NH?+6NO?=7N?+12H?O可一步實(shí)現(xiàn)。答案：AC關(guān)于氮及其化合物轉(zhuǎn)化的說(shuō)法正確的是（）A.NO?與N?O?的相互轉(zhuǎn)化屬于氧化還原反應(yīng)B.濃硝酸保存在棕色瓶中是為了防止HNO?分解生成NO?C.NH??的檢驗(yàn)需用NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體D.工業(yè)上用NH?制硝酸的過(guò)程中，氮元素均被氧化解析：A項(xiàng)NO?與N?O?的轉(zhuǎn)化（2NO??N?O?）無(wú)化合價(jià)變化，為非氧化還原反應(yīng)；B項(xiàng)濃硝酸見(jiàn)光分解4HNO?$\xlongequal{光照}$4NO?↑+O?↑+2H?O，棕色瓶可避光；C項(xiàng)NH??+OH?$\xlongequal{\Delta}$NH?↑+H?O，NH?使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)；D項(xiàng)NH?→NO→NO?→HNO?，氮元素化合價(jià)從-3→+2→+4→+5，均被氧化。答案：BCD（二）填空題工業(yè)合成氨及硝酸制備的轉(zhuǎn)化流程如下：N?$\xrightarrow[①]{H?}$NH?$\xrightarrow[②]{O?}$NO$\xrightarrow[③]{O?}$NO?$\xrightarrow[④]{H?O}$HNO?（1）步驟①的化學(xué)方程式為_(kāi)_______，反應(yīng)條件是________。（2）步驟②中，若消耗4molNH?，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_(kāi)_______mol。（3）步驟④中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。答案：（1）N?+3H?$\xlongequal[催化劑]{高溫高壓}$2NH?；高溫高壓、催化劑（2）20（NH?中N從-3→+2，每molNH?轉(zhuǎn)移5mol電子）（3）1:2（3NO?+H?O=2HNO?+NO，1molNO?作氧化劑得電子，2molNO?作還原劑失電子）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證NO?與水的反應(yīng)：（1）將充滿(mǎn)NO?的試管倒扣在水中，現(xiàn)象為_(kāi)_______，反應(yīng)方程式為_(kāi)_______。（2）向反應(yīng)后的溶液中滴加紫色石蕊試液，現(xiàn)象為_(kāi)_______，說(shuō)明溶液呈________性。答案：（1）試管內(nèi)液面上升至2/3處，氣體由紅棕色變?yōu)闊o(wú)色；3NO?+H?O=2HNO?+NO（2）溶液變紅；酸（三）計(jì)算題將3.2gCu與足量濃硝酸反應(yīng)，收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為多少？若將該氣體通入水中，充分反應(yīng)后剩余氣體的體積為多少？解析：第一步：Cu與濃硝酸反應(yīng)生成NO?Cu+4HNO?(濃)=Cu(NO?)?+2NO?↑+2H?On(Cu)=3.2g/64g/mol=0.05mol，故n(NO?)=0.1mol，V(NO?)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L。第二步：NO?與水反應(yīng)3NO?+H?O=2HNO?+NO0.1molNO?參與反應(yīng)，生成n(NO)=0.1/3mol，V(NO)=0.1/3mol×22.4L/mol≈0.75L。答案：2.24L；0.75L在一定條件下，將NO和O?按體積比3:1通入水中，充分反應(yīng)后無(wú)氣體剩余，求反應(yīng)的化學(xué)方程式。解析：設(shè)NO體積為3V，O?體積為V，根據(jù)得失電子守恒：NO→HNO?（N從+2→+5，失3e?），O?→H?O（O從0→-2，得4e?）3V×3=V×4×2（O?分子含2個(gè)O原子），化簡(jiǎn)得總反應(yīng)：4NO+3O?+2H?O=4HNO?。三、易錯(cuò)點(diǎn)分析與拓展（一）常見(jiàn)錯(cuò)誤辨析混淆NO與NO?的轉(zhuǎn)化條件：NO與O?常溫下即可反應(yīng)生成NO?（2NO+O?=2NO?），無(wú)需加熱；NO?與N?O?存在可逆平衡（2NO??N?O?），低溫時(shí)N?O?占比增大。忽視硝酸的氧化性與濃度關(guān)系：稀硝酸與金屬反應(yīng)生成NO，濃硝酸生成NO?，且均不產(chǎn)生H?；常溫下，F(xiàn)e、Al遇濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化。（二）實(shí)際應(yīng)用拓展環(huán)境中的氮循環(huán)：汽車(chē)尾氣中的NO、NO?可通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為N?（2NO+2CO$\xlongequal{催化劑}$N?+2CO?）；水體中NH??經(jīng)硝化細(xì)菌作用氧化為NO??，再經(jīng)反硝化細(xì)菌還原為N?，實(shí)現(xiàn)氮的循環(huán)。工業(yè)制備硝酸的優(yōu)化：氨催化氧化生成的NO需過(guò)量空氣氧化為NO?，提高硝酸產(chǎn)率；吸收NO?時(shí)采用"氨氧化法"，即通入適量NH?，發(fā)生反應(yīng)8NH?+6NO?=7N?+12H?O，減少NO排放。四、綜合應(yīng)用題（高考模擬題）題目：某化學(xué)興趣小組對(duì)氮的化合物轉(zhuǎn)化進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（夾持裝置略）。（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______，該反應(yīng)中NH?Cl作________（填"氧化劑"或"還原劑"）。（2）裝置B中觀察到的現(xiàn)象是________，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______。（3）裝置C的作用是________，若去掉裝置C，D中可能發(fā)生的副反應(yīng)為_(kāi)_______。（4）裝置E中收集到的氣體為_(kāi)_______，若將其通入水中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。答案：（1）2NH?Cl+Ca(OH)?$\xlongequal{\Delta}$CaCl?+2NH?↑+2H?O；還原劑（NH??中N為-3價(jià)，反應(yīng)后生成NH?，化合價(jià)不變，實(shí)際為復(fù)分解反應(yīng)）（2）黑色CuO固體變紅，試管壁出現(xiàn)水珠；3CuO+2NH?$\xlongequal{\Delta}$3Cu+N?+3H?O（3）干燥NH?；2NH?+H?SO?=(NH?)?SO?（若NH?未干燥，會(huì)與濃硫酸