2017高考化学一轮复习 氮的固定考点精练 9页

氮的固定 　 一．选择题（共 20 小题） 1．下列关于自然界中氮循环（如图）的说法不正确的是（　　） 　 A． 氮元素均被氧化 　 B． 工业合成氨属于人工固氮 　 C． 含氮无机物和含氮有机物可相互转化 　 D． 碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环 　 2．属于人工固氮作用的是（　　） 　 A． N2 与 H2 在一定条件下反应生成 NH3 　 B． 硝酸工厂用 NH3 氧化制 NO 　 C． 雷雨时空气中的 N2 转化为 NO 　 D． 由 NH3 制碳酸氢铵和硫酸铵 　 3．下列反应属于氮的固定的是（　　） 　 A． 空气在雷电作用下所产生 NO B． NO 和 O2 生成 NO2 　 C． 将氨转化为铵盐作为氮肥 D． NH4Cl 与 Ca（OH）2 反应生成 NH3 　 4．不属于氮的固定的变化是（　　） 　 A． 氨催化氧化制硝酸 B． 由氮气和氢气合成氨气 　 C． 镁条在氮气中燃烧 D． 豆科植物的根瘤固氮 　 5．下列化学反应中属于氮的固定的是（　　） 　 A． N2+O2 2NO 　 B． O2+2NO=2NO2 　 C． H2O+3NO2═NO+2HNO3 　 D． 4NH3+5O2 4NO+6H2O 　 6．下列反应中，起固氮作用的是（　　） 　 A． NH3 经催化氧化生成 NO 　 B． NO 与 O2 反应生成 NO2 　 C． N2 与 H2 在一定条件下反应生成 NH3 　 D． 由 NH3 制碳酸氢铵和硫酸铵 　 7．下列说法中不正确的是（　　） 　 A． 氨气极易溶于水，所以它是农业上常用的氮肥 　 B． 工业上用 H2 和 N2 合成氨与自然界中放电时 O2 和 N2 反应都属于氮的固定 　 C． 大型中央空调的致冷剂可用液氨 　 D． 冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装 　 8．属于氮的固定的是（　　） 　 A． 植物从土壤中吸收含氮养料 　 B． 豆科植物把含氮化合物转变为蛋白质 　 C． 将空气中的氮气转化为含氮化合物 　 D． NH3 经催化氧化生成 NO 　 9．下列过程属于人工固氮的是（　　） 　 A． 合成氨 　 B． 闪电时 N2 转化为 NO 　 C． 分离液态空气制氮气 　 D． 豆科作物根瘤菌将 N2 转化为 NH3 　 10．下列变化属于氮的固定的是（　　） 　 A． 工业合成氨 B． 用氨气生产硝酸 　 C． 用 NH3 和 CO2 合成尿素 CO（NH2）2 D． NH4NO3 受热分解后生成 N2 　 11．下列反应属于氮的固定的是（　　） 　 A． NH4Cl 与 Ca（OH）2 反应生成 NH3 B． 空气在雷电作用下所产生 NO 　 C． NO 和 O2 生成 NO2 D． 铜与浓硝酸反应产生 NO2 　 12．下列过程属于固氮的是（　　） 　 A． 分离液态空气制氮气 B． 闪电时氮气转化为一氧化氮 　 C． 氨气和硫酸反应制化肥 D． 氨气催化氧化制硝酸 　 13．下列化学方程式（含相关条件）与实际化工生产功能相符合的是（　　） 　 A． 工业上最重要的“人工固氮”反应：N2+3H2 2NH3 　 B． 工业法合成盐酸：H2+Cl2 2HCl 　 C． 工业上获取 NaCl：2Na+Cl2 2NaCl 　 D． 氯碱工业：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 　 14．下列变化中不属于氮的固定的是（　　） 　 A． 豆科植物的根瘤菌把氮气变为 NH3 　 B． 闪电时，空气中的 O2 和 N2 化合成 NO 　 C． 工业上将 NH3 与 CO2 在高温高压下制成[CO（NH2）2] 　 D． 工业上用 N2 和 H2 合成 NH3 　 15．下列过程属于人工固氮的是（　　） 　 A． 分离液态空气制氮气 　 B． 闪电时 N2 转化为 NO 　 C． 工业合成氨 　 D． 豆科作物根瘤菌将 N2 转化为含氮化合物 　 16．如图中能实现人工固氮的是（　　） 　 A． 闪电 B． 根瘤 　 C． 合成氨车间 D． 电解饱和食盐水车间 　 17．下列化学反应属于“氮的固定”的是（　　） 　 A． 氯化铵加热分解产生 NH3 　 B． 硝酸工厂用 NH3 氧化制 NO 　 C． N2 与 H2 合成 NH3 　 D． 由 NH3 和硫酸反应制取硫酸铵 　 18．下列变化不属于氮的固定的是（　　） 　 A． N2→NH3 B． NH3→NH4Cl C． N2→NO D． NO→NO2 　 19．下列过程中属于人工固氮的是（　　） 　 A． 闪电时，氮气转化为 NO B． 氨氧化法制硝酸 　 C． 用 NH3 和 CO2 合成尿素 D． 合成氨 　 20．下列过程属于人工固氮的是（　　） 　 A． 分离液态空气制氮气 　 B． 闪电将空气中的 N2 转化成 NO 　 C． 工业上合成氮 　 D． 豆科植物将空气中的 N2 转化为化合态氮 　 　 二．填空题（共 4 小题） 21．（1）人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一．以天然气为原料合成氨是新 的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点． 其过程大体如图 1 所示： ①请写出用天然气制备氢气的化学方程式：　　　　　　． ②写出合成尿素反应的化学方程式：　　　　　　． ③写出 O2 与 NH3 反应生成 NH4NO3 和 H2O 的化学方程式：　　　　　　． ④每生产 1mol NH4NO3 最少需要 NH3　　　　　　mol，而要生产这些 NH3 又最少需要 CH4　　　　　　 mol． 科学家已获得极具理论研究意义的 N4 分子，其结构为正四面体（如图 2）．已知断裂 1molN﹣N 键吸 收 193kJ 热量，断裂 1molN≡N 键吸收 941kJ 热量，则 1molN4 气体转化为 N2 时要释放　　　　　　kJ 能量． 　 22．氮的固定主要有三大途径，它们是　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　；氮肥主要 有　　　　　　、硝态氮肥和　　　　　　，目前氮肥中使用量最多的一种肥料是　　　　　　； 含　　　　　　三要素中的两种或两种以上的化学肥料称复合肥料． 　 23．如图是有关氮的循环示意图． （1）过程①中通过　　　　　　的作用将空气中的氮气固定下来． 请写出②中合成氨反应的化学方程式：　　　　　　． （3）请写出③中固氮反应的方程式：　　　　　　． （4）过程④中的亚硝酸盐有毒，工业上若直接排放将造成对环境的污染．已知 NaNO2 遇到还原性较 强的 NH4+等被还原为 N2．在废液中加入下列物质不能使 NaNO2 无害化排放的是　　　　　　． a．H202 b．NH4Cl c．KN03． 　 24．科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法．曾有实验报道：在常温、常压、 光照条件下，N2 在催化剂（掺有少量 Fe2O3 的 TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为 NH3．进 一步研究 NH3 生成量与温度的关系，部分实验数据见表（光照、N2 压力 1.0×105Pa、反应时间 3h）： T/K 303 313 323 353 NH3 生成量/（10﹣6mol） 4.8 5.9 6.0 2.0 相应的热化学方程式如下：N2（g）+3H2O（1）═2NH3（g）+ O2（g）△H1=+765.2kJ•mol﹣1 回答下列问题： （1）请在答题卡的坐标图中，画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量 变化示意图，并进行必要标注． 与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢．请提出可提高其反应速率且增 大 NH3 生成量的建议：　　　　　　． （3）工业合成氨的反应为 N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）．设在容积为 2.0L 的密闭容器中充入 0.60molN2（g）和 1.60molH2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3 的物质的量分数（NH3 的物质 的量与反应体系中总的物质的量之比）为 ．计算 ①该条件下 N2 的平衡转化率； ②该条件下反应 2NH3（g） N2（g）+3H2（g）的平衡常数． 　 　 三．解答题（共 6 小题） 25．有一句农谚“雷雨发庄稼”，雷雨可以产生肥料． 其化学原理是（用化学方程式表示）　　　　　　； 　　　　　　． 　 26．氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而氮的化合物用途广泛． （1）下面是利用氮气的一种途径 ①步骤 I 中主要利用 N2 与液态空气中其它成分的　　　　　　（填性质）不同． ②步骤 II 在自然界大气中发生反应的化学方程式为　　　　　　． ③最新研究发现在碱性溶液中通过电解反应 2N2+6H2O 4NH3+3O2 实现氮的固定，阴极上发生的 电极反应式为　　　　　　． 氨气可以用于侯氏制碱法，其流程如图所示： ①循环Ⅰ、Ⅱ中循环利用的物质 X 是　　　　　　，Y 是　　　　　　．（填化学式） ②向沉淀池中通入气体时，需要先通入 NH3，再通入 CO2，其原因是　　　　　　． （3）尿素【CO（NH2）2】是氮的一种重要化合物，可用于除去酸性工业废水中的 NO2﹣，生成的产物 无污染，反应的离子方程式为　　　　　　；该反应生成 6.72L（已折算为标准状况）混合气体时， 消耗尿素的质量为　　　　　　． 　 27．大气固氮和合成氮是周氮的重要形式．下表是大气固氮和合成氨的部分 K 值： N2+O2═2NO N2+3H2═2NH3 温度 25℃ 2000℃ 25℃ 400℃ 平衡常数 K 3.84×10﹣31 0.1 5×108 200 （1）大气固氮是　　　　　　（“吸热”、“放热”）反应；人工固氮对农业意义十分重大，根据表 中数据，可推知合成氨最重要的研究方向是　　　　　　． 工业合成氨原料气的制备主要方法如下： （1）以空气为原料制备 N2，其方法是　　　　　　． 以焦炭和水为原料制备 H2，反应原理为　　　　　　、　　　　　　． H2 中混有的 CO 可用醋酸亚铜氨溶液吸收，以防止合成氨时催化剂中毒：CO（g）+Cu（NH3）2Ac（aq） ═Cu（NH3）2AC•CO（aq）+Q（Q＞0）；要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨，可　　　　　　 （“升”“降”）温、　　　　　　（“增”“降”）压． （3）液氨和水类似，也能自离解（电离）：NH3+NH3═NH4++NH2﹣． ①液氨的离子积可以表示为　　　　　　． ②25℃时，液氨的离子积 K=1.0×10﹣30．若将 NaNH2 固体加入液氨中，则所得溶液中不存在的关系 式是（设温度保持不变）　　　　　　 （选填编号） a．c（Na+）=c（NH2﹣） b．c（NH4+）•c（NH2﹣）=1.0×10﹣30 c．c（NH2﹣）＞c（NH4+） （4）若在液氨中 NaNH2 和 NH4Cl 都能完全电离，则用标准 NaNH2 液氨溶液滴定未知浓度 NH4Cl 液氨溶 液时，反应的离子方程式为　　　　　　． 　 28．人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程． Ⅰ．最近一些科学家研究采用高质子导电性的 SCY 陶瓷（能传递 H+）实验氮的固定一电解法合成氨， 大大提高了氮气和氢气的转化率． 总反应式为：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） 则在电解法合成氨的过程中，应将 H2 不断地通入　　　　　　极（填“阴”或“阳”）；向另一电极 通入 N2，该电极的反应式为　　　　　　． Ⅱ．据报道，在一定条件下，N2 在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产 物为 NH3，相应的反应方程式为：2N2（g）+6H2O（g）═4NH3（g）+3O2（g），△H=Q． （1）上述反应的平衡常数表达式为　　　　　　． 取五份等体积 N2 和 H2O 的混合气体（物质的量之比均为 1：3），分别加入体积相同的恒玉密闭容器 中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数 φ（N2）与反应温度 T 的关系曲线如图（1）所示，则上述反应的 Q　　　　　　0（填“＞”、“＜”或“=”）． （3）若上述反应在有催化剂的情况下发生，则如图所示的 a、b、c、d 四条曲线中，能表示反应体 系能量变化的是　　　　　　（选填字母代号），图中△H 的绝对值为 1530kJ•mol﹣1． Ⅲ．目前工业合成氨的原理是：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=﹣93.0kJ•mol﹣1． 回答下列问题： （1）结合Ⅱ中的数据，则：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）的△H=　　　　　　． 在一定温度下，将 1mol N2 和 3mol H2 混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时， 测得气体总物质的量为 2.8mol． ①达平衡时，H2 的转化率 α1=　　　　　　． ②在相同条件下，若起始时只将 NH3 置于该容器中，达到平衡状态时 NH3 的转化率为 α2，当α1+α2=1 时，则起始时 NH3 的物质的量 n（NH3）　　　　　　mol． 　 29．科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究． （1）最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2 在催化剂表面与水发生反应： 2N2（g）+6H2O（l）⇌4NH3 （g）+3O2（g）+Q 已知该反应的平衡常数 K 与温度的关系如图 1，则此反应的 Q　　　　　　0 （填“＞”“＜”或 “=”）． 常温下，如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，　　　　　　 （选填编 号）． A．容器中气体的平均分子量不随时间而变化 B． v（N2）/v（O2）=2：3 C．容器中气体的密度不随时间而变化 D．通入稀有气体能提高反应的速率 （3）将反应生成的混合气体通入水中即可得氨水．用水稀释 0.1mol•L﹣1 氨水，溶液中随着水量的 增加而增大的是　　　　　　（填字母标号）． A．c（H+）×c（NH3•H2O）/c（OH﹣）　　　　B．c（NH4+）×c（OH﹣）/c（NH3•H2O） C．c（H+）•c（OH﹣）　　　　　　 　D． （4）常温下，在恒压密闭容器中上述反应达到平衡后，在其他条件不变时，通入 2mol N2，请在图 2 中画出正（v 正）、逆（v 逆）反应速率随时间 t 变化的示意图． 　 30．I．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物是重要的化工原料，研究 CO、NOX 等大气污染 气体的处理具有重要意义． （1）下列过程没有起到氮的固定作用的是　　　　　　（填选项）． A．N2 与 O2 反应生成 NO B．NH3 经催化氧化生成 NO C．N2 和 H2 在一定条件下合成氨 D．豆科植物的根瘤菌将空气中氮气转化为含氮化合物 实验室里可以选择下列实验装置中的　　　　　　（填选项）制取氨气． 写出实验室制取氨气的化学方程式　　　　　　，检验氨气是否收集满的方法除用湿润的红色石蕊 试纸以外还可以用　　　　　　． II．某化学实验小组的同学为探究和比较 SO2 和氯水的漂白性，设计了如下的实验装置． （1）实验中用装置 E 制备 Cl2，该反应的化学方程式为：　　　　　　；若有 6mol 的 HCl 参加反 应，则转移的电子的物质的量为　　　　　　． ①反应开始一段时间后，观察到 B、D 两个试管中的晶红溶液出现的现象分别是：B　　　　　　， D　　　　　　． ②停止通气后，再将 B、D 两个试管分别加热，两个试管中的现象分别是： B　　　　　　，D　　　　　　． （3）另一个实验小组的同学认为 SO2 和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定 会更强．他们 将制得的 SO2 和 Cl2 接 l：1 同时通入到品红溶液中，结果发现褪色效果并不像想象的那样．请结合 离子方程式说明产生该现象的原因：　　　　　　 　　　　　　． 　 　 28：氮的固定 参考答案 　 一．选择题（共 20 小题） 1．A 2．A 3．A 4．A 5．A 6．C 7．A 8．C 9．A 10．A 11．B 12．B 13．AD 14．C 15．C 16．C 17．C 18．BD 19．D 20．C 　 二．填空题（共 4 小题） 21．CH4+2H2O CO2+4H2CO2+2NH3 CO（NH2）2+H2O2NH3+2O2 NH4NO3+H2O20.75724 22．生物固氮大气固氮工业固氮铵态氮肥有机氮肥尿素氮、磷、钾 23．豆 科作物的根瘤菌 N2+3H2 2NH3；N2+O2 2NOa、c 24．适当增大压强、研究新催化剂 　 三．解答题（共 6 小题） 25．N2+O2 2NO2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO 26．沸点 N2+O2 2NON2+6e-+6H2O=2 NH3+6OH-CO2NaCl 先通入溶解度大的 NH3，使溶液呈碱性，增强 CO2 的溶解度 2H++CO（NH2） 2+2NO2-=CO2↑+2N2↑+3H2O6 g 27．吸热寻找常温下能发生反应的催化剂将空气加压使其液化，然 后蒸发（蒸馏），分离出氮气和氧气 C（s）+H2O（g）⇌CO+H2CO+H2O（g）⇌CO2+H2O 升降 K=c（NH4+） •c（NH2-）aNH4++NH2-→2NH3 28．阳 N2+6H++6e-=2NH3 ＞d-570kJ•mol-160%2 29．＜ABCD 30．B 丙 2NH4Cl+Ca（OH）2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集 气瓶，有白烟产生，证明氨气收满 MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O3mol 品红溶液褪色品 红溶液褪色由无色变为红色无明显现象 SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-生成物都无漂白性