2020年高考化學一輪復習 第4章 第4節(jié) 氮及其重要化合物課時跟蹤練（含解析）.doc

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氮及其重要化合物 1.隨著我國汽車年銷量的大幅增加，空氣環(huán)境受到了很大的污染。某汽車尾氣處理裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．反應中NO為氧化劑，N2為氧化產(chǎn)物 B．汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2 C．NO和O2必須在催化劑表面才能反應 D．催化轉化總化學方程式為2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2 解析：反應過程中NO、O2為氧化劑，N2為還原產(chǎn)物；汽車尾氣中的N2不是污染物；NO和O2的反應不需要催化劑；根據(jù)題中的圖示，可將反應的過程分成如下兩步寫：2NO＋O2===2NO2，2NO2＋4CON2＋4CO2，將兩步反應式合并可得總化學方程式為2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2。 答案：D 2．如圖所示是NH3的兩個性質(zhì)實驗，下列有關說法中正確的是(　　) A．兩個實驗均表現(xiàn)了NH3易溶于水 B．兩個實驗均表現(xiàn)了NH3易揮發(fā) C．兩個實驗均表現(xiàn)了NH3是堿性氣體 D．兩個實驗均表現(xiàn)了NH3是還原性氣體 解析：實驗一是氨氣的噴泉實驗，噴泉實驗證明氨氣極易溶于水，溶于水形成一水合氨弱堿溶液，滴加酚酞的溶液變紅色，證明氨氣是堿性氣體。實驗二中濃氨水揮發(fā)出的氨氣分子和濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫分子結合生成白煙氯化銨固體小顆粒，證明濃氨水易揮發(fā)，氨氣遇到氯化氫發(fā)生反應生成氯化銨，證明氨氣是堿性氣體。 答案：C 3．氮及其化合物的變化關系如下圖所示。則下列說法不正確的是(　　) A．路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑 B．路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑 C．上述所有反應都是氧化還原反應 D．氮氣可在足量的氧氣中通過一步反應生成NO2 解析：氮氣和氧氣在放電或高溫條件下反應生成NO，NO與O2反應生成NO2，即氮氣與氧氣不能一步轉化為NO2。 答案：D 4．氨氣溶于水得到氨水，氯氣溶于水得到氯水，下列關于新制的氨水、氯水的描述正確的是(　　) A．“兩水”都是混合物，溶液中含有的粒子種類、數(shù)目相同 B．“兩水”都有刺激性氣味，都能漂白有機色素 C．“兩水”中都存在可逆反應的化學平衡和弱電解質(zhì)的電離平衡 D．“兩水”放置時間較久后都會因為相同的原理而變質(zhì) 解析：新制氯水中存在的微粒有Cl2、H2O、HClO、Cl－、ClO－、H＋和OH－，新制氨水中存在的微粒有NH3、H2O、NH3H2O、NH、H＋和OH－，A錯；氨水無漂白性，B錯；氯水變質(zhì)是因為HClO見光分解，氨水變質(zhì)是由于氨氣的揮發(fā)，D錯。 答案：C 5．同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。將3支試管均倒置于盛水的水槽中，充分反應后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列的關系正確的是(　　) A．V1＞V2＞V3　 B．V1＞V3＞V2 C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2 解析：設各種氣體的體積都為1體積。①根據(jù)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，即剩余NO的體積V1＝(1＋)體積。②根據(jù)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即剩余O2的體積V2＝(1－)體積。③剩余N2的體積V3＝1體積。即B項符合題意。 答案：B 6．木炭與濃HNO3共熱，產(chǎn)生的氣體X等分為①和②兩份，將兩份氣體分別按下圖實驗。則澄清石灰水的變化可能是(　　) A．①不變渾濁，②變?yōu)槿榘咨珳啙? B．①變?yōu)槿榘咨珳啙?，②不變渾? C．①、②均變?yōu)槿榘咨珳啙? D．①、②都不變渾濁 解析：木炭與濃硝酸共熱可以得到二氧化碳和二氧化氮兩種氣體，氣體先導入適量水中，二氧化氮溶于水，得到硝酸和一氧化氮，二氧化碳幾乎不溶于水，再導入澄清的石灰水中，二氧化碳可以使石灰水變渾濁，即①變渾濁；氣體直接導入澄清的石灰水中，二氧化氮將氫氧化鈣轉化為硝酸鈣，二氧化碳不與硝酸鈣溶液反應，即②不變渾濁。 答案：B 7．(2019常州調(diào)研)實驗室制取氨氣、收集、驗證其還原性并進行尾氣處理的裝置和原理能達到實驗目的的是(　　) A．用裝置甲制取氨氣 B．用裝置乙收集氨氣時氣體應該從a口進b口出 C．裝置丙中黑色固體變成紅色時還原產(chǎn)物一定為銅 D．可以用裝置丁吸收氨氣，進行尾氣處理 解析：氯化銨受熱分解生成氨氣和氯化氫，冷卻后又重新化合生成氯化銨，不能用裝置甲制取氨氣，A錯誤；氨氣密度小于空氣，可以用向下排空氣法收集，即用裝置乙收集氨氣時氣體應該從a口進b口出，B正確；裝置丙中黑色固體變成紅色時還原產(chǎn)物不一定為銅，因為氧化亞銅也是紅色的，C錯誤；氨氣極易溶于水，不能用水直接吸收，D錯誤；答案選B。 答案：B 8．(2019湘潭模擬)NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列有關表述正確的是(　　) A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時都易分解 C．NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應 D．圖中所涉及的鹽類物質(zhì)均可以水解 解析：A項，NaHCO3不是化肥；B項，Na2CO3受熱不易分解；D項，NaCl不水解。 答案：C 9．在100 mL稀HNO3和稀H2SO4組成的混合溶液中，兩種酸的物質(zhì)的量濃度之和為0.4 molL－1。向該溶液中加入足量的銅粉后加熱，充分反應后，所得溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度最大值為(反應前后溶液體積變化忽略不計)(　　) A．0.15 molL－1 B．0.24 molL－1 C．0.30 molL－1 D．0.36 molL－1 解析：反應的離子方程式為3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，銅足量，由上述反應方程式可知，NO和H＋的物質(zhì)的量之比為1∶4，即氫離子與硝酸根恰好反應，生成的銅離子物質(zhì)的量最大，設HNO3、H2SO4各為x mol、y mol，則n(NO)∶n(H＋)＝x∶(x＋2y)＝1∶4，x＋y＝0.4 mol0.1 L，聯(lián)立解得x＝0.016 mol、y＝0.024 mol，由方程式可知，生成銅離子的物質(zhì)的量為0.016 mol＝0.024 mol，故銅離子的最大濃度為＝0.24 molL－1，故選B。 答案：B 10．(2019西安質(zhì)檢)亞硝酸鈉(化學式為NaNO2)是一種常用的防腐劑，回答下列問題： (1)NaNO2中N元素的化合價為________。 (2)亞硝酸鈉在320 ℃時能分解產(chǎn)生氧化鈉固體、一氧化氮和一種常見的助燃性氣體。該反應的化學方程式 _____________________________________________________。 (3)我國規(guī)定火腿腸中亞硝酸鈉添加標準為每千克食品含量不超過150毫克，以此計算，200 g 15%的亞硝酸鈉溶液至少可用于生產(chǎn)火腿腸______千克。 (4)在酸性條件下，NaNO2與KI按物質(zhì)的量1∶1恰好完全反應，且I－被氧化為I2時，產(chǎn)物中含氮的物質(zhì)為________(填化學式)。 (5)工業(yè)廢水中的NaNO2可用鋁粉除去，已知此體系中包含Al、NaAlO2、NaNO2、NaOH、NH3、H2O六種物質(zhì)。該反應的化學方程式為______________________________________________________ _____________________________________________________。 解析：(1)根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，可設亞硝酸鈉中氮元素的化合價為x，則：(＋1)＋x＋(－2)2＝0，解得x＝＋3。 (2)因為亞硝酸鈉在320 ℃時能分解產(chǎn)生氧化鈉固體、一氧化氮氣體和一種常見的助燃性氣體，故反應的化學方程式為4NaNO22Na2O＋4NO↑＋O2↑。 (3)因為我國規(guī)定肉灌腸中亞硝酸鈉添加標準為每千克食品含量不超過150毫克，所以200 g、15%的亞硝酸鈉溶液至少可用于生產(chǎn)肉灌腸的質(zhì)量為20015%＝200，故答案為200。 (4)碘離子被氧化為碘單質(zhì)時，所有的碘元素化合價升高了2價，消耗碘離子是2 mol，亞硝酸鈉中氮元素化合價是＋3價，2 mol的亞硝酸鈉得到2 mol電子時，則需氮元素的化合價降為＋2價，所以產(chǎn)物中含氮的物質(zhì)為NO。 (5)亞硝酸鈉具有氧化性，金屬鋁具有還原性，堿性條件下，二者發(fā)生氧化還原反應生成偏鋁酸鹽和氨氣，反應的化學方程式為：NaNO2＋2Al＋NaOH＋H2O===2NaAlO2＋NH3↑。 答案：(1)＋3　(2)4NaNO22Na2O＋4NO↑＋O2↑ (3)200　(4)NO　(5)NaNO2＋2Al＋NaOH＋H2O===2NaAlO2＋NH3↑ 11．某化學興趣小組利用圖1裝置制取氨氣并探究氨氣的有關性質(zhì)。 圖1 備選裝置(其中水中含酚酞溶液) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 圖2 (1)裝置A中燒瓶內(nèi)試劑可選用______(填序號)。 a．堿石灰 b．濃硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷 e．燒堿 (2)若探究氨氣的溶解性，需在K2的導管末端連接圖2裝置中的________裝置(填序號)，當裝置D中集滿氨氣后，關閉K1、K2，打開K3，引發(fā)噴泉的實驗操作是________________________________ _____________________________________________________。 (3)若探究氨氣的還原性，需打開K1、K3，K2處導管連接制取純凈、干燥氯氣裝置。 ①用二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣，生成氣體必須通過分別盛有________、__________試劑的洗氣瓶； ②D中氨氣與氯氣反應產(chǎn)生白煙，同時生成一種無色無味的氣體，該反應的化學方程式為___________________________________ ____________________________________________________； ③從K3處導管逸出的氣體中含有少量Cl2，則C裝置中應盛放________溶液(填化學式)，反應的離子方程式為 ____________________________________________________。 解析：(1)在濃氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，向其中加入生石灰[發(fā)生反應CaO＋H2O===Ca(OH)2生成Ca(OH)2]或燒堿，都會使平衡左移，同時放出大量的熱促進氨水的揮發(fā)。堿石灰的成分是燒堿和生石灰，原理同上述，都可快速制備氨氣。 (2)氨氣極易溶于水，不溶于CCl4，需選擇防倒吸裝置進行實驗探究，因此需選擇圖2中的Ⅱ或Ⅲ。根據(jù)噴泉實驗的原理，要使裝置D發(fā)生噴泉現(xiàn)象，可用熱毛巾將燒瓶捂熱，D中氨氣受熱膨脹通過導管與水接觸，即產(chǎn)生“噴泉”。 (3)①用二氧化錳與濃鹽酸制取的氯氣中，混有氯化氫氣體和水蒸氣，要得到純凈、干燥的氯氣需通過飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣。②探究氨氣具有還原性，氯氣與氨氣反應產(chǎn)生白煙，聯(lián)系NH3＋HCl===NH4Cl可知，“白煙”的成分為氯化銨，氯元素化合價降低，則生成的“無色無味的氣體”必為氨氣的氧化產(chǎn)物，可推知為氮氣。③氯氣是有毒氣體，可與強堿溶液反應，因此可用氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收。 答案：(1)ace　(2)Ⅱ或Ⅲ　用熱毛巾將燒瓶捂熱(其他合理答案均可)　(3)①飽和食鹽水　濃硫酸?、?Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2?、跱aOH　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 12．氮元素形成的化合物種類十分豐富。請根據(jù)以下工業(yè)制硝酸的原理示意圖回答含氮化合物相關的問題： (1)下列有關NH3的說法中，不正確的是________(填序號)。 A．工業(yè)合成NH3需要在高溫高壓下進行 B．NH3可用來生產(chǎn)碳銨和尿素等化肥 C．NH3可用濃硫酸或無水氯化鈣干燥 D．NH3受熱易分解，須置于冷暗處保存 (2)NH3易于水，標準狀況下，用充滿NH3的燒瓶做噴泉實驗，水充滿整個燒瓶后所形成溶液的物質(zhì)的量濃度為_________molL－1。 (3)氨氣燃燒的化學方程式為_____________________________ ____________________________________________________。 (4)HNO3是一種重要的化工原料，工廠生產(chǎn)出的濃硝酸可用鋁槽車或鐵槽車來運輸。在常溫下能使鋁、鐵鈍化，說明濃硝酸具有很強的_________________________________________________性。 (5)“吸收塔”尾部會有含NO、NO2等氮氧化物的尾氣排出，為消除它們對環(huán)境的破壞作用，通常用以下兩種方法處理： ①純堿溶液吸收法。純堿溶液與NO2的反應原理為：Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋________＋CO2(請?zhí)顚懲瓿苫瘜W方程式)。 ②氨轉化法。已知7 mol氨恰好能將含NO和NO2共6 mol的混合氣體完全轉化為N2，則混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為________，若用通式NOx表示氧化物，則每摩爾氨可將________mol的NOx轉化為N2。 解析：(1)工業(yè)合成NH3的反應條件是高溫、高壓、催化劑，故A正確；NH3可與碳酸等反應生成碳銨等，也可以與二氧化碳反應生成尿素，故B正確；NH3可與硫酸或氯化鈣發(fā)生化合反應，故C不正確；NH3不易分解，故D不正確。故選CD。 (2)水充滿整個燒瓶后所形成溶液的物質(zhì)的量濃度為 molL－1＝0.045 molL－1。 (3)氨氣燃燒的化學方程式為4NH3＋5O24NO＋6H2O。 (4)在常溫下能使鋁、鐵鈍化，說明濃硝酸具有很強的氧化性。 (5)①純堿溶液與NO2的反應原理為Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋CO2。根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知答案為NaNO2。②7 mol氨失去21 mol電子，根據(jù)題意和得失電子守恒可得2n(NO)＋4n(NO2)＝6 mol，2n(NO)＋n(NO2)＝21 mol，解得n(NO)＝1.5 mol，n(NO2)＝4.5 mol，則混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為1∶3，若用通式NOx表示氧化物，反應過程中NOx分子得到2xe－，則每摩爾氨可將 mol的NOx轉化為N2。 答案：(1)CD　(2)(或0.045) (3)4NH3＋5O24NO＋6H2O (4)氧化　(5)①NaNO2?、?∶3