1．不属于氮的固定的是( )
A．镁条在空气中燃烧
B．合成氨
C．氨催化氧化制硝酸
D．豆科植物的根瘤菌固氮
解析：选C。氮的固定是指由游离态的氮转化为化合态的氮，氨催化氧化制硝酸是由化合态氮到化合态氮，不属于氮的固定。
2．汽车尾气中的烃类、CO、NOx和SO2是城市空气的重要污染源，治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”，它使CO和NOx反应可生成参与大气循环的无毒气体，并使烃类充分燃烧及SO2转化，下列说法错误的是( )
A．CO和NOx反应的化学方程式为：2xCO＋2NOx催化剂,2xCO2＋N2
B．此方法的缺点是由于SO3增多，会提高空气的酸度
C．多植树造林，增大绿化面积，可有效控制城市空气的各种污染源
D．汽车改用天然气、液化气燃料或开发新能源，都会减少对空气的污染
解析：选C。由CO、NOx反应生成参与大气循环的无毒气体及原子守恒得出，A正确；由SO2的转化(在空气中)知道应生成SO3，SO3结合空气中的水蒸气生成硫酸酸雾，提高了空气的酸度，B正确；植树造林能净化空气但不能控制污染源，C错误。D正确，天然气、液化气是洁净燃料。
3．(2011年淮北高二测试)在体积为V L的密闭容器中通入a mol NO和b mol O2。反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为( )
A. B.
C. D.
解析：选C。根据原子守恒得答案为：。
4．下列气体能造成空气中光化学烟雾污染的是( )
A．CO2 B．CO
C．NO2 D．氯气
答案：C
5．工业上用氨的催化氧化法制HNO3时，先制得50%左右的稀硝酸，然后再制成96%的浓HNO3，一般采用的方法是( )
A．加CaCl2后再蒸馏浓缩
B．加生石灰吸去水分后再过滤
C．加硝酸镁后再蒸馏浓缩
D．加入浓H2SO4后再分液
解析：选C。A项蒸馏浓缩时，生成的HNO3中混有盐酸，B项生成Ca(NO3)2，得不到硝酸，D项浓H2SO4与硝酸混溶不分液。
6．将一支充满NO2和NO气体的试管倒立于水槽中，不断摇动试管，使气体充分反应，最后水面上升到试管容积的一半，则混合气体中NO2和NO的体积比是( )
A．4∶1 B．3∶1
C．2∶1 D．1∶1
解析：选B。由关系式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得V(NO2)＋V(NO)＝[V(NO2)＋V(NO)]
解之得：V(NO2)∶V(NO)＝3∶1。
7．已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：
3NO2＋2NaOH===2NaNO3＋NO＋H2O，
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
将m mol NO2和n mol NO组成的混合气体，通入NaOH溶液中，使气体完全被吸收，至少需a mol·L－1的NaOH溶液的体积是( )
A. L B. L
C. L D. L
解析：选D。分析两个反应方程式，每一个氮原子匹配一个钠离子，且1 mol NO2和NO均含1 mol氮原子，根据原子守恒得V(NaOH)＝＝ L。
8．(2011年南阳高二测试)将20 mL二氧化氮和氨气的混合气体，在一定条件下充分反应，化学方程式是6NO2＋8NH37N2＋12H2O，已知参加反应的二氧化氮比氨气少2 mL(气体体积均在相同状况下测定)，则原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是：①3∶2 ②2∶3 ③3∶7
④3∶4，正确的组合为( )
A．①③ B．②③
C．②④ D．①④
解析：选C。注意到给予的反应为一可逆反应。NO2、NH3均不可能完全消耗。NO2比NH3少消耗了2 mL，具体关系应该为NO2消耗6 mL，NH3消耗8 mL，两种物质共消耗了14 mL，剩余6 mL，具体剩余的NO2、NH3各有多少，依据起始的投入来决定。起始投入不确定时，具体剩余的NO2、NH3体积也不确定。反过来，不知道剩余的NO2、NH3体积也就无法确定起始给予的NO2、NH3各多少体积。但是，用极端假设法可以确定起始给予的NO2、NH3的体积范围。假若剩余的气体全部为NO2，则原NO2有(6＋6)mL＝12 mL，NH3有8 mL，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是3∶2。假若剩余的气体全部为NH3，则原NH3有(8＋6)mL＝14 mL，NO2有6 mL，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是3∶7，故原混合气体中<<。
9．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NO及汽油、柴油等物质，这种尾气越来越成为城市空气污染的主要来源，必须予以治理。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”(用铂、钯合金做催化剂)。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使汽油、柴油等物质充分燃烧及SO2的转化。
(1)写出CO与NO反应化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)控制或者减少城市汽车尾气污染的方法可以有__________。
A．开发氢能源 B．使用电动车
C．限制车辆行驶 D．戴上呼吸面具
解析：(1)题干中的信息，生成“参与大气生态环境循环的无毒气体”，即CO2和N2：2CO＋2NO N2＋2CO2。
(2)控制或减少汽车尾气污染，不是污染后再治理。
答案：(1)2CO＋2NO N2＋2CO2
(2)AB
10．工业上向氨氧化法制得的硝酸溶液中加入浓Mg(NO3)2溶液作为脱水剂蒸馏来制得浓硝酸(以下数据均为溶质的质量分数)。65% HNO3溶液(质量为M1)中加72% Mg(NO3)2溶液(质量为M2)后蒸馏，分别得到97.5% HNO3溶液和60% Mg(NO3)2溶液(不含HNO3)。
(1)P2O5吸湿性很强，它可使硝酸脱水：P2O5＋6HNO3===3N2O5↑＋2H3PO4，试判断P2O5能否作为制取浓硝酸的脱水剂__________(填“能”或“不能”)。
(2)无水CaCl2能否作为制取浓硝酸的脱水剂？________(填“能”或“不能”)，其原因是________________________________________________________________________。
(3)若蒸馏过程中HNO3、Mg(NO3)2、H2O均无损耗，则蒸馏前的投料比M1/M2的值为__________。
(4)蒸馏过程中，若H2O的损耗占总质量的5.0%，即有(M1＋M2)×5.0%的H2O流失。则投料时，比值M1/M2应该__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析：(1)不能，因为用P2O5脱水时得到N2O5。
(2)CaCl2溶解在硝酸中得Ca2＋和Cl－，加热时，HCl更易挥发，制得的浓HNO3含HCl，不纯，且减少了HNO3的产量。
(3)根据蒸馏前HNO3溶液的质量＋Mg(NO3)2溶液的质量＝蒸馏后硝酸溶液的质量＋硝酸镁溶液的质量，得关系式
M1＋M2＝＋，解得＝0.60。
(4)依题意，若H2O有损耗，则蒸馏后溶液的质量之和应小于(M1＋M2)，即：
＋0.60，故填增大。
答案：(1)不能
(2)不能 CaCl2与浓硝酸共热时会挥发出HCl，使制得的硝酸中混有盐酸
(3)0.60
(4)增大
11．制取硝酸铵的流程图如下：
请回答下列问题：
(1)合成氨的原料通常来自何处？
(2)已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1。请解释：
①什么是可逆反应？
②为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取哪些措施？
(3)写出氨催化氧化的化学方程式。铂-铑合金网有何作用？为什么铂-铑合金网未预热也呈红热状态？
(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，如何消除它们对大气的污染？写出化学反应式。
(5)举出硝酸铵的两种主要用途。解释为什么该用途对现代社会非常重要？
(6)在一定温度和压强的密闭容器中，将平均分子量为8.5的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均分子量为10，试求此时N2的转化率和平衡混合气体中NH3的体积分数。
(7)请你为硝酸厂的选址提出合理化建议。
解析：(1)氮气的来源是空气，而氢气来源于燃料(煤、石油产品等)与水反应的产物。(2)可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应；为提高合成氨的产率，可采取增压、适当温度和使用铁触媒等措施。(3)氨的催化氧化反应为放热反应，故铂-铑合金虽未预热也呈红热状态。(4)氮的氧化物可以用碱液吸收消除其危害。
(6)
设混合气体的物质的量为4 mol，平均分子量与气体的物质的量呈反比例，设反应后气体的物质的量为x mol，则有：＝，x＝3.4，反应前后气体的物质的量差值为0.6 mol，设反应消耗N2的物质的量为y mol，生成氨的物质的量为z mol，则有：
N2 ＋ 3H22NH3 物质的量之差
1 2 2
y z 0.6
y＝0.3 z＝0.6，
N2的转化率为：×100%＝30%；
氨的体积分数为：×100%＝17.6%。
答案：(1)N2取自于空气，H2可来自于水煤气。
(2)①在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应；②可采取增压、适当温度和使用铁触媒等措施。
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O；Pt-Rh合金网起催化作用；因为氨的催化氧化反应是放热反应，保证Pt-Rh合金网达到一定温度而不必预热。
(4)可用碱液吸收氮的氧化物：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
(5)NH4NO3可做化肥和炸药。前者可促使植物生长，增加农作物产量；后者可用于军事、建设上制造炸药，故该物质对现代社会的发展与和平作用重大。
(6)30%；17.6%
(7)厂址的选择应具备以下有利条件：原料和产品运输方便，生产动力来源充足，废物易于处理，地价较便宜等。
12．在硝酸生产过程中所排放的废气中含有NO和NO2，它们污染环境，现用氨催化氧化法将它们转化为无毒气体(填名称)__________直接排入空气中。写出有关的化学反应方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
假如NO2和NO的物质的量恰好为1∶1，则两者混合相当于一种酸酐，写出烧碱溶液吸收这种混合物的化学方程式________________________________________________________________________。
答案：氮气 6NO2＋8NH37N2＋12H2O；
6NO＋4NH3 5N2＋6H2O
NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
13．(2011年黄冈月考)某化肥厂以氨和空气(其中氧气的体积分数为0.2)为原料生产硝酸铵过程如下：
其中反应①为4NH3＋5O24NO＋6H2O
(1)步骤②中发生了两个反应，将这两个化学方程式合并为一个化学方程式，可表示为______________________。
(2)若不考虑副反应且各步反应均完全，为使生产过程中不再补充空气，则原料气中氨(包括第③步被硝酸吸收的氨)的体积分数最大值为________。
(3)假设实际生产中，反应①、②中含氮物质的利用率分别为a、b，反应③中氨的利用率为c、硝酸的利用率为100%，则合成硝酸铵的整个流程中，氨的总利用率是多少？(要求写出解题过程)
答案：(1)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
(2)1/6(或16.7%)
(3)法一：假设消耗NH3的总物质的量为1 mol，其中用于制取HNO3的NH3的物质的量为x mol，被HNO3吸收的NH3的物质的量为y mol，则有：x＋y＝1，abx＝cy。
解得：x＝ y＝
氨的总利用率＝(xab＋yc)/1＝
法二：假设第①步参加反应的氨气的物质的量为4 mol，则：
生成硝酸的物质的量为4ab mol；
第③步需要氨气的物质的量为 mol；
氨的总利用率＝＝
14．某工厂用氨氧化法可制得质量分数为50%的HNO3溶液，脱水后可进一步得到90%的HNO3溶液。若以17 t液氨为原料生产HNO3(假设反应及脱水过程中各反应物和生成物无损耗)。
试填写下列空白：
(1)若该工厂只生产50%的HNO3溶液，计算得到的理论上需要水的质量为__________t；
(2)若该工厂只生产90%的HNO3溶液，计算得到的理论上需要水的质量为__________t。
解析：氨氧化过程中生成H2O，总的过程反应物与生成物量的关系式可表示为：NH3＋2O2===HNO3＋H2O
即17 t氨气能得到63 t HNO3和18 t H2O，其质量分数为＝大于50%小于90%，所以生成50%的HNO3溶液时需加入H2O，生成90%的硝酸溶液时需除去一部分H2O，体现在需要上应为负值。
(1)63 t－18 t＝45 t，
(2)63 t×－18 t＝－11 t。
答案：(1)45 (2)－11
15．把烧红了的铂丝插入盛有浓氨水的锥形瓶中，可观察到下列现象：①液面上的铂丝保持红热；②瓶内有红棕色气体产生；③有时瓶口有白烟出现。请用必要的文字和有关化学反应方程式解释上述现象。
解析：本题来源于教材中氨的催化氧化这一知识点。氨与氧气在有催化剂存在时可以发生氧化还原反应，反应方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，反应是放热的，因此可观察到烧红的铂丝保持红热状态。生成的NO容易与O2继续反应生成红棕色的NO2气体：2NO＋O2===2NO2。NO2气体遇水蒸气则发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成的HNO3是挥发性酸，可与氨水挥发出的NH3化合产生白烟NH4NO3，反应方程式为NH3＋HNO3===NH4NO3。
答案：氨水易挥发，瓶内充满NH3和O2的混合气体，当红热的铂丝插入时，由于发生下列反应4NH3＋5O24NO＋6H2O而放出大量的热，致使铂丝保持红热。生成的NO可继续和O2反应生成红棕色的NO2，反应方程式为2NO＋O2===2NO2，而NO2能与水蒸气反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成的挥发性酸HNO3遇NH3则产生白烟NH4NO3，化学反应方程式为NH3＋HNO3===NH4NO3。
16．(2010年江苏省天一中学高三模拟)如图是工业生产硝酸的流程：
合成塔中内置铁触媒，氧化炉中内置Pt－Rh合金网。请回答下列问题：
(1)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______________________________________________。
(2)合成氨反应的化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，写出该反应的化学平衡常数表达式K＝________。在一定温度和压强下，将H2和N2按3∶1(体积比)混合后进入合成塔，反应达到平衡时，平衡混合气中NH3的体积分数为15%，此时H2的转化率为________。
(3)已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1266.8 kJ/mol ①
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝180.5 kJ/mol ②，氨催化氧化的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)吸收塔中通入空气的目的是________________________________________________________________________。
解析：本题以工业生产HNO3为背景，考查化学基础知识，涉及化学平衡常数、转化率的计算、盖斯定律应用等，属中档题。
(2)设N2、H2的物质的量为a mol、3a mol，N2转化了x mol。
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
起始(mol) a 3a 0
平衡(mol) a－x 3a－3x 2x
转化(mol) x 3x 2x
NH3%＝＝15%，H2的转化率为≈26%。
(3)总反应可由①＋②×2求得。
(4)工业生产HNO3为循环反应，为不使N元素损失，故可再通入O2将其反应。
答案：(1)图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面，图③表示在催化剂表面，N2、H2的化学键断裂
(2) 26%
(3)4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－905.8 kJ/mol
(4)使NO循环利用，全部转化成HNO3
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