2019屆高中化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 配餐作業(yè)13 氮及其化合物.doc

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配餐作業(yè)(十三)　氮及其化合物 1．下列敘述與氮元素的循環(huán)無關(guān)的是(　　) A．工業(yè)合成氨的過程是固氮的過程 B．自然界中，氨是動物體特別是蛋白質(zhì)腐敗后的產(chǎn)物 C．為防止糧食、罐頭、水果等食品腐爛，常用氮氣作保護(hù)氣 D．電閃雷鳴的雨天，N2與O2會發(fā)生反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物吸收 解析　C項中由于N2很不活潑，故作保護(hù)氣，不參與化學(xué)反應(yīng)，也就不參與氮的循環(huán)。 答案　C 2．科學(xué)家預(yù)測，氨有望取代氫能，成為重要的新一代綠色能源。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．液氨作為清潔能源的反應(yīng)原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O B．液氨具有腐蝕性和毒性，在使用過程中要防止液氨泄漏 C．氨氣比空氣輕，標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度約為0.76 gL－1 D．氨氣與氫氣相比，優(yōu)點在于氨氣不容易發(fā)生爆炸，使用時更安全 解析　該反應(yīng)中有污染性氣體NO產(chǎn)生，故不符合清潔能源的要求，A項錯誤；B、D兩項均正確；氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度ρ標(biāo)＝＝＝0.76 gL－1，C項正確。 答案　A 3．下列制備氨水的實驗裝置中最合理的是(　　) 解析　制備氨水不需要干燥氨氣，A、C兩項錯誤；不能防止倒吸，D項錯誤。 答案　B 4．(2018湖南六校聯(lián)考)a mol FeS與b mol FeO投入V L c molL－1的HNO3溶液中充分反應(yīng)，產(chǎn)生NO氣體，所得澄清溶液可看做Fe(NO3)3、H2SO4的混合液，則反應(yīng)中未被還原的HNO3可能為(　　) A．(a＋b)63 g B．(a＋b)169 g C．(Vc－) mol D．(a＋b) mol 解析　 FeS＋6HNO3===Fe(NO3)3＋H2SO4＋3NO↑＋2H2O amol amol 3amol 3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O bmol bmol mol 若HNO3恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)中未被還原的HNO3的物質(zhì)的量等于反應(yīng)后溶液中NO的物質(zhì)的量，即3(a＋b)mol，未被還原的HNO3的質(zhì)量為(a＋b)189 g。若HNO3過量，作氧化劑的HNO3為mol，則未被還原的HNO3為mol。綜上所述，本題選C。 答案　C 　　　　　　　　　　 5．將充有n mL NO和m mL NO2氣體的試管倒立于盛水的水槽中，然后通入n mL O2。m>n，則充分反應(yīng)后，試管中氣體在同溫同壓下的體積為(　　) A. mL B． mL C. mL D． mL 解析　可認(rèn)為首先發(fā)生反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，反應(yīng)后剩余 mL O2，然后發(fā)生反應(yīng)4NO2＋O2＋H2O===4HNO3， mL O2消耗NO2 n mL，則NO2過量，最后剩余NO的體積為過量NO2的三分之一，即 mL。 答案　A 6．(2018南通調(diào)研)下列裝置適用于實驗室制氨氣并驗證氨氣的某化學(xué)性質(zhì)，其中能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?　　) A．用裝置甲制取氨氣 B．用裝置乙除去氨氣中的水蒸氣 C．用裝置丙驗證氨氣具有還原性 D．用裝置丁吸收尾氣 解析　用裝置甲制取氨氣需要加熱，A項錯誤；氨氣與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，B項錯誤；氨氣與氧化銅在加熱條件下反應(yīng)生成N2、水和銅，可以驗證氨氣具有還原性，C項正確；用裝置丁吸收尾氣容易引起倒吸，D項錯誤。 答案　C 7．科學(xué)家從化肥廠生產(chǎn)的(NH4)2SO4中檢出化學(xué)式為N4H4(SO4)2的物質(zhì)，該物質(zhì)的晶體中含有SO和N4H兩種離子，當(dāng)N4H遇到堿性溶液時，會生成N4分子。下列說法正確的是(　　) A．14N、N4與N2互為同位素 B．N4H4(SO4)2的電離方程式為N4H4(SO4)2N4H＋2SO C．N4H4(SO4)2不能與草木灰、K3PO4等化肥混合施用 D．N4H4(SO4)2中只含共價鍵，不含離子鍵 解析　同種元素的不同原子之間互為同位素，N4與N2為單質(zhì)，A項錯誤；N4H4(SO4)2晶體中含有SO和N4H兩種離子，N4H4(SO4)2為離子化合物，電離方程式為N4H4(SO4)2===N4H＋2SO，B項錯誤；草木灰的主要成分K2CO3、K3PO4都為強堿弱酸鹽，其水溶液顯堿性，當(dāng)N4H遇到堿性溶液時，會生成N4分子，故不能混合施用，C項正確；N4H4(SO4)2中含有離子鍵，D項錯誤。 答案　C 【拓展延伸】 肼(N2H4)是強還原劑，在堿性溶液中能將銀、鎳等金屬離子還原成金屬單質(zhì)，并用作噴氣式發(fā)動機燃料、火箭燃料等。呈堿性，堿性比氨弱。 8．下列說法不正確的是(　　) A．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固體，銅粉仍不溶解 B．某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紅變藍(lán)，該氣體的水溶液一定顯堿性 C．銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O D．HNO3→NO→NO2，以上各步變化均能通過一步實現(xiàn) 解析　加入Cu(NO3)2后，Cu和H＋、NO發(fā)生反應(yīng)：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A項不正確；使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為NH3，NH3溶于水后使溶液顯堿性，B項正確；Cu與稀硝酸反應(yīng)時，還原產(chǎn)物為NO，NO可與O2反應(yīng)生成NO2，C、D兩項正確。 答案　A 9．下列離子方程式正確的是(　　) A．實驗室用氯化銨和熟石灰制氨： NH＋OH－NH3↑＋H2O B．NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱： NH＋OH－NH3H2O C．氨水中加鹽酸：NH3H2O＋H＋===NH＋H2O D．氨水中通入少量CO2： CO2＋NH3H2O===NH＋HCO＋H2O 解析　A項不能寫離子方程式，B項應(yīng)生成NH3，D項應(yīng)生成(NH4)2CO3。 答案　C 10．(2018江西五市八校聯(lián)考)將17.9 g由Al、Fe、Cu組成的合金溶于足量的NaOH溶液中，產(chǎn)生氣體3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；另取等質(zhì)量的合金溶于過量的稀硝酸中，向反應(yīng)后的溶液中加入過量的NaOH溶液，得到沉淀的質(zhì)量為25.4 g；若HNO3的還原產(chǎn)物僅為NO，則生成的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為(　　) A．2.24 L B．4.48 L C．6.72 L D．8.96 L 解析　加入足量的氫氧化鈉溶液中發(fā)生的反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，生成的氫氣為3.36 L，即0.15 mol，所以含有鋁0.1 mol，而0.1 mol鋁變?yōu)椋?價，轉(zhuǎn)移0.3 mol電子。Fe被氧化為＋3價，Cu被氧化為＋2價。假設(shè)Fe、Cu的物質(zhì)的量分別是x、y，質(zhì)量和：2.7＋56x＋64y＝17.9；沉淀量：107x＋98y＝25.4；解得x＝0.1 mol，y＝0.15 mol，Al、Fe、Cu的物質(zhì)的量分別是0.1 mol、0.1 mol、0.15 mol，所以轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為0.9 mol；氮原子從硝酸中的＋5價還原為＋2價，共轉(zhuǎn)移0.9 mol電子，則生成NO為0.3 mol，則V(NO)＝6.72 L。 答案　C 11．(2018濱州期末)十九大報告指出：“建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計”。控制和治理NOx、SO2、CO2是解決光化學(xué)煙霧、減少酸雨和溫室效應(yīng)的有效途徑，對構(gòu)建生態(tài)文明有著極為重要的意義。請回答下列問題： (1)利用SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NOx排放。 ①SCR(選擇催化還原NOx)工作原理： 尿素水溶液熱分解為NH3和CO2的化學(xué)方程式為____________________________，SCR催化反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式為______________________________。 ②NSR(NOx儲存還原)工作原理： 在儲存過程中，NO發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________________。 (2)雙堿法除去SO2的工作原理：NaOH溶液Na2SO3溶液 過程①的離子方程式為__________________________；CaO在水中存在如下轉(zhuǎn)化：CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，從平衡移動的角度，簡述過程②NaOH再生的原理： __________________________________。 解析　(1)①根據(jù)原子守恒可知尿素水溶液熱分解為NH3和CO2的化學(xué)方程式為CO(NH2)2＋H2OCO2＋2NH3；SCR催化反應(yīng)器中NH3還原NO2生成氮氣和水的化學(xué)方程式為8NH3＋6NO27N2＋12H2O。②根據(jù)示意圖可知在儲存過程中NO在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸鋇，因此發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)方程式為2BaO＋4NO＋3O22Ba(NO3)2。(2)過程①是氫氧化鈉溶液吸收SO2轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為2OH－＋SO2===SO＋H2O；由于溶液中的SO與Ca2＋結(jié)合生成CaSO3沉淀，使平衡正向移動，因此有NaOH生成。 答案　(1)CO(NH2)2＋H2OCO2＋2NH3　8NH3＋6NO27N2＋12H2O　 2BaO＋4NO＋3O22Ba(NO3)2 (2)2OH－＋SO2===SO＋H2O　SO與Ca2＋生成CaSO3沉淀，平衡正向移動，有NaOH生成 12．氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。 (1)①氮氣用于工業(yè)合成氨，寫出氮氣的電子式為______________________； ②NH3的穩(wěn)定性比PH3________(填“強”或“弱”)。 (2)如圖所示，向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，迅速蓋上蓋，觀察現(xiàn)象。 表面皿 ①濃鹽酸液滴附近會出現(xiàn)白煙，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。 ②濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象，一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體，該固體可能是______________(寫化學(xué)式，一種即可)。 ③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀，過一段時間后變成紅褐色，發(fā)生的反應(yīng)包括Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓＋2NH和__________________________________________________。 (3)空氣吹脫法是目前消除NH3對水體污染的重要方法。在一定條件下，向水體中加入適量NaOH可使NH3的脫除率增大，用平衡移動原理解釋其原因：_____________________________。 (4)在微生物作用下，蛋白質(zhì)在水中分解產(chǎn)生的氨能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________，若反應(yīng)中有0.3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，生成亞硝酸的質(zhì)量為________ g(小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字)。 解析　據(jù)方程式： 2NH3＋3O22HNO2＋2H2O 247 g　　轉(zhuǎn)移12 mol e－ m(HNO2)　　0.3 mol 247 g∶12＝m(HNO2)∶0.3 m(HNO2)＝2.35 g。 答案　(1)①∶N??N∶?、趶? (2)①NH3＋HCl===NH4Cl ②NH4HSO4或(NH4)2SO4 ③4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－濃度增大平衡逆向移動，故有利于氨的脫除 (4)2NH3＋3O22HNO2＋2H2O　2.35 13．如圖是在實驗室進(jìn)行氨氣快速制備與性質(zhì)探究實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出。 (1)在組裝好裝置后，若要檢驗A～E裝置的氣密性，其操作是首先__________________，打開彈簧夾1，在E中裝入水，然后微熱A，觀察到E中有氣泡冒出，移開酒精燈，E中導(dǎo)管有水柱形成，說明裝置氣密性良好。 (2)裝置B中盛放的試劑是____________________。 (3)點燃C處酒精燈，關(guān)閉彈簧夾2，打開彈簧夾1，從分液漏斗放出濃氨水至浸沒燒瓶中固體后關(guān)閉分液漏斗活塞，稍等片刻，裝置C中黑色固體逐漸變紅，裝置E中溶液里出現(xiàn)大量氣泡，同時產(chǎn)生____________________________(答現(xiàn)象)；從E中逸出液面的氣體可以直接排入空氣，請寫出在C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________。 (4)當(dāng)C中固體全部變紅色后，關(guān)閉彈簧夾1，慢慢移開酒精燈，待冷卻后，稱量C中固體質(zhì)量，若反應(yīng)前固體質(zhì)量為16 g，反應(yīng)后固體質(zhì)量減少2.4 g，通過計算確定該固體產(chǎn)物的成分__________________________________(用化學(xué)式表示)。 (5)在關(guān)閉彈簧夾1后，打開彈簧夾2，殘余氣體進(jìn)入F中，很快發(fā)現(xiàn)裝置F中產(chǎn)生白煙，同時發(fā)現(xiàn)G中溶液迅速倒吸流入F中，寫出產(chǎn)生白煙的化學(xué)方程式： __________________________________________________， 迅速產(chǎn)生倒吸的原因是____________________________。 解析　(1)A是制備NH3的裝置，B是干燥NH3的裝置，C是NH3與CuO的反應(yīng)裝置，E是處理氨氣尾氣的裝置，F(xiàn)是NH3與Cl2的反應(yīng)裝置，G是處理Cl2尾氣的裝置。(2)干燥NH3需使用堿性干燥劑。(3)C中CuO與NH3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅色的Cu、N2和H2O；E中發(fā)生反應(yīng)：2NH3＋BaCl2＋SO2＋H2O===BaSO3↓＋2NH4Cl。(4)若產(chǎn)物全部是Cu，則由差量法知減小的全部是O元素的質(zhì)量，即n(CuO)＝n(O)＝2.4 g16 gmol－1＝0.15 mol，所以反應(yīng)的CuO的質(zhì)量為0.15 mol80 gmol－1＝12 g<16 g，所以CuO未完全轉(zhuǎn)化成Cu，高溫情況下CuO分解生成Cu2O和O2，剩余固體中可能含有Cu2O。(5)Cl2可將NH3氧化為N2，同時生成的HCl會和NH3反應(yīng)生成NH4Cl，產(chǎn)生白煙現(xiàn)象，F(xiàn)瓶內(nèi)壓強變小，從而出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象。 答案　(1)關(guān)閉彈簧夾2和分液漏斗活塞 (2)堿石灰(或生石灰) (3)白色沉淀　2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O (4)Cu2O、Cu (5)3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl　盛滿氯氣的集氣瓶中因氨氣與Cl2反應(yīng)生成固體，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強減小，引起溶液倒吸 14．當(dāng)硝酸與金屬或非金屬反應(yīng)時，反應(yīng)物或反應(yīng)條件不同，硝酸被還原的產(chǎn)物也不同。請回答下列問題： (1)金屬Zn與某濃度的硝酸反應(yīng)時無氣體產(chǎn)生，那么硝酸的還原產(chǎn)物為____________(填化學(xué)式)。 (2)某混酸由200 mL 3 molL－1的稀硝酸和200 mL 2.5 molL－1的稀硫酸均勻混合而成(忽略溶液的體積變化)。將其分成兩等份，分別與銅和鐵反應(yīng)，還原產(chǎn)物只有NO，則最多能溶解__________mol Cu和__________g Fe。 (3)200 mL 16 molL－1的濃硝酸與3.2 g Cu反應(yīng)，反應(yīng)過程中還原產(chǎn)物只有NO2，則反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)生氣體的體積為____________________(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，溶液中c(H＋)∶c(NO)＝____________∶____________(忽略HNO3的揮發(fā))。 (4)用試管將(3)反應(yīng)產(chǎn)生的NO2收集滿并倒立在足量的水中，待試管中液面不再上升時，試管中剩余氣體的體積約為原氣體體積的____________。試管中的液體的物質(zhì)的量濃度為____________(假設(shè)試管中的液體不對外擴散，此反應(yīng)條件下1 mol 氣體的體積為25.0 L)。如果NO2中混有N2O4氣體，試管中的液體的物質(zhì)的量濃度將____________(填“增大”“減小”或“不變”)。 解析　(1)硝酸被還原，N元素化合價降低，若無氣體產(chǎn)生，則還原產(chǎn)物為NH4NO3(或NH)。 (2)設(shè)最多溶解x mol Cu，一份溶液中n(NO)＝0.3 mol，n(H＋)＝0.8 mol， 據(jù)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 3 8 2 x 0.8 0.3 可知x＝0.3(NO過量) 因在反應(yīng)中Fe和Cu的化合價變化均為2價，則最多溶解Fe的物質(zhì)的量也是0.3 mol，質(zhì)量為56 gmol－10.3 mol＝16.8 g。 (3)據(jù)電子守恒V(NO2)＝222.4 L/mol＝2.24 L。 根據(jù)方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，可知： c(H＋)∶c(NO)＝n(H＋)∶n(NO)＝(3.2－0.2)∶(3.2－0.1)＝30∶31。 (4)根據(jù)方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知試管中剩余氣體的體積約為原氣體體積的。設(shè)試管的體積為1 L，則試管中溶液(HNO3)的物質(zhì)的量濃度根據(jù)c＝可得c＝＝0.04 molL－1。 若NO2中混有N2O4，則根據(jù)3N2O4＋2H2O===4HNO3＋2NO可知所得溶液的體積減小，HNO3的物質(zhì)的量增加，則HNO3的物質(zhì)的量濃度將增大。 答案　(1)NH4NO3(或NH) (2)0.3　16.8 (3)2.24 L　30　31 (4)1/3　0.04 molL－1　增大