2019版高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第4章 非金屬及其重要化合物 第4節(jié) 氮及其重要化合物模擬預(yù)測(cè)通關(guān) 新人教版.doc

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第4節(jié) 氮及其重要化合物 一、選擇題 1.隨著我國(guó)汽車年銷量的大幅增加，空氣環(huán)境受到了很大的污染。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(guò)程如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．反應(yīng)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(yīng) D．催化轉(zhuǎn)化總化學(xué)方程式為2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2 解析：選D。反應(yīng)過(guò)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(yīng)不需要催化劑；根據(jù)題中的圖示，可將反應(yīng)的過(guò)程分成如下兩步寫(xiě)：2NO＋O2===2NO2，2NO2＋4CON2＋4CO2，將兩步反應(yīng)式合并可得總化學(xué)方程式為2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2。 2．關(guān)于氨的下列敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．氨易液化，因此可用來(lái)作制冷劑 B．氨溶解于水顯弱堿性，因此可使酚酞溶液變?yōu)榧t色 C．氨氣遇到濃鹽酸、硫酸都會(huì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生白煙現(xiàn)象 D．氨氣可被氯氣氧化生成N2，同時(shí)還可能產(chǎn)生白煙現(xiàn)象 解析：選C。C項(xiàng)，NH3＋HCl===NH4Cl，有白煙生成，但與H2SO4反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生白煙；D項(xiàng)，氨氣可被氯氣氧化生成N2，氯氣被還原生成HCl，HCl與NH3化合產(chǎn)生白煙現(xiàn)象。 3．氮及其化合物的變化關(guān)系如下圖所示。則下列說(shuō)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(yīng)都是氧化還原反應(yīng) D．氮?dú)饪稍谧懔康难鯕庵型ㄟ^(guò)一步反應(yīng)生成NO2 解析：選D。氮?dú)夂脱鯕庠诜烹娀蚋邷貤l件下反應(yīng)生成NO，NO與O2反應(yīng)生成NO2，即氮?dú)馀c氧氣不能一步轉(zhuǎn)化為NO2。 4．氨氣溶于水得到氨水，氯氣溶于水得到氯水，下列關(guān)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(jī)色素 C．“兩水”中都存在可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡和弱電解質(zhì)的電離平衡 D．“兩水”放置時(shí)間較久后都會(huì)因?yàn)橄嗤脑矶冑|(zhì) 解析：選C。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(cuò)；氨水無(wú)漂白性，B錯(cuò)；氯水變質(zhì)是因?yàn)镠ClO見(jiàn)光分解，氨水變質(zhì)是由于氨氣的揮發(fā)，D錯(cuò)。 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(yīng)后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列的關(guān)系正確的是(　　) A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2 C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2 解析：選B。設(shè)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(xiàng)符合題意。 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(shí)驗(yàn)： 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：選B。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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)入澄清的石灰水中，二氧化氮將氫氧化鈣轉(zhuǎn)化為硝酸鈣，二氧化碳不與硝酸鈣溶液反應(yīng)，即②不變渾濁。 7．下列裝置用于實(shí)驗(yàn)室中制取干燥氨氣的實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) A．用裝置甲制備氨氣 B．用裝置乙除去氨氣中少量水蒸氣 C．用裝置丙收集氨氣 D．用裝置丁吸收多余的氨氣 解析：選D。用氯化銨和氫氧化鈣固體共熱制氨氣，試管口應(yīng)略向下傾斜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氨氣和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，不能用濃硫酸干燥氨氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；收集氨氣的燒瓶不應(yīng)密閉，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氨氣極易溶于水，用水吸收氨氣時(shí)要注意防倒吸，可用裝置丁吸收多余的氨氣，D項(xiàng)正確。 8．(2018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(guān)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(shí)都易分解 C．NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng) D．圖中所涉及的鹽類物質(zhì)均可以水解 解析：選C。A項(xiàng)，NaHCO3不是化肥；B項(xiàng)，Na2CO3受熱不易分解；D項(xiàng)，NaCl不水解。 9．把一定質(zhì)量的鐵完全溶解于某濃度的硝酸中收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO。向反應(yīng)后的溶液中加入足量NaOH溶液充分反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾、洗滌后，把所得沉淀加熱至質(zhì)量不再減少為止。得到固體質(zhì)量不可能為(　　) A．18 g　　　　　　　　 B．24 g C．30 g D．36 g 解析：選A。根據(jù)題意可知在反應(yīng)過(guò)程中Fe失去的電子與硝酸得到的電子的物質(zhì)的量相等。最后所得到的固體為Fe2O3。n(e－)＝0.3 mol1＋0.2 mol3＝0.9 mol。若Fe全部為＋2價(jià)，則n(Fe)＝0.45 mol，根據(jù)Fe元素守恒，m(Fe2O3)＝ (0.45 mol2)160 g/mol＝36 g；若Fe全部為＋3價(jià)，則n(Fe)＝0.3 mol，m(Fe2O3)＝(0.3 mol2)160 g/mol＝24 g；若Fe被氧化的價(jià)態(tài)為＋2、＋3兩種價(jià)態(tài)，則最后得到的固體的質(zhì)量在24～36 g之間。因此最后得到固體質(zhì)量不可能為18 g。 10．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是(　　) A．原混合酸中NO物質(zhì)的量為0.1 mol B．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣 C．第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4 D．H2SO4濃度為2.5 molL－1 解析：選A。鐵粉既能與硝酸反應(yīng)也能與硫酸反應(yīng)，從題干圖中看出(注意只是第二份100 mL)OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知NO反應(yīng)完全，第二份中NO應(yīng)為33＝0.1 mol，溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，此時(shí)反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是14.0 g，即0.25 mol，故原混合酸中H2SO4濃度為＝2.5 molL－1，NO物質(zhì)的量為0.2 mol。所以選A。 二、非選擇題 11．氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。 (1)①氮?dú)庥糜诠I(yè)合成氨，寫(xiě)出氮?dú)獾碾娮邮剑篲__________________________。 ②NH3的穩(wěn)定性比PH3________(填“強(qiáng)”或“弱”)。 (2)如下圖所示，向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，迅速蓋上表面皿，觀察現(xiàn)象。 ①濃鹽酸液滴附近會(huì)出現(xiàn)白煙，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________。 ②濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后濃硫酸的液滴中有白色固體，該固體可能是__________________________________(寫(xiě)化學(xué)式，一種即可)。 ③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀，過(guò)一段時(shí)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(duì)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(dòng)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_(kāi)________________________________________，若反應(yīng)中有0.3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，生成亞硝酸的質(zhì)量為_(kāi)_______g(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)。 解析：(1)①氮?dú)夥肿又写嬖谌I；②根據(jù)非金屬性的判斷依據(jù)“非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定”，很容易判斷出NH3的穩(wěn)定性強(qiáng)于PH3。(2)①根據(jù)現(xiàn)象寫(xiě)方程式；②氨氣溶于濃硫酸，能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；③根據(jù)現(xiàn)象寫(xiě)方程式，氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵：4Fe(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(dòng)，有利于氨的逸出。(4)由方程式可看出，每當(dāng)生成1 mol HNO2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6 mol，當(dāng)有0.3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，生成亞硝酸0.05 mol，即 2.35 g。 答案：(1)①N??N　②強(qiáng) (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(dòng)，有利于氨的脫除 (4)2NH3＋3O22HNO2＋2H2O　2.35 12．(1)在100 mL 0.8 mol/L硝酸溶液中加入足量銅粉，則被溶解的銅的質(zhì)量為_(kāi)____g。 (2)在上述溶液中再加入足量稀硫酸，又有________g銅溶解。此過(guò)程中生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)_______L。 (3)若向100 mL 0.8 mol/L硝酸溶液中加入鐵粉，測(cè)得反應(yīng)后的溶液中Fe2＋與Fe3＋的濃度之比為1∶1，則加入鐵的質(zhì)量為_(kāi)___________g。 (4)向100 mL 0.8 mol/L硝酸溶液中加入一定量Fe、FeO、Fe2O3的混合物，充分反應(yīng)后，放出氣體224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，且測(cè)得溶液中鐵元素只以Fe2＋形式存在，為使Fe2＋完全沉淀，可向反應(yīng)后的溶液中加入0.1 mol/L的NaOH溶液__________mL。 解析：(1)在100 mL 0.8 mol/L硝酸溶液含有硝酸的物質(zhì)的量為0.08 mol，根據(jù)3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為0.03 mol，質(zhì)量為0.03 mol64 g/mol＝1.92 g。(2)根據(jù)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為0.08 mol＝0.12 mol，因此在上述溶液中再加入足量稀硫酸，又有(0.12 mol－0.03 mol)64 g/mol＝5.76 g銅溶解。此過(guò)程中生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.09 mol22.4 L/mol＝1.344 L。(3)設(shè)加入鐵的物質(zhì)的量為x，100 mL 0.8 mol/L硝酸溶液含有的硝酸的物質(zhì)的量為0.08 mol，被還原的硝酸的物質(zhì)的量為0.08 mol－2－3，根據(jù)得失電子守恒，有(0.08 mol－2－3)(5－2)＝2＋3，解得x＝0.024 mol，鐵的質(zhì)量為0.024 mol56 g/mol＝1.344 g。(4)HNO3的物質(zhì)的量為0.1 L0.8 mol/L＝0.08 mol，生成NO的物質(zhì)的量為＝0.01 mol，所以與一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物反應(yīng)后溶液中含有的NO的物質(zhì)的量為0.08 mol－0.01 mol＝0.07 mol，再向反應(yīng)后的溶液中加入1 mol/L的NaOH溶液，要使鐵元素全部沉淀下來(lái)，所得溶液的溶質(zhì)為NaNO3，所以需要NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH)＝n(NO)＝0.07 mol，則所加NaOH溶液的體積最少是＝0.7 L，即700 mL。 答案：(1)1.92　(2)5.76　1.344　(3)1.344　(4)700 13．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)以下途徑制取氮?dú)狻? 途徑一：加熱NaNO2(一種致癌物質(zhì)，有毒)與NH4Cl混合物的濃溶液制取N2； 途徑二：將空氣通過(guò)灼熱的活性銅粉制得較純凈的N2； 途徑三：加熱條件下用NH3還原CuO制得純凈的N2和活性銅粉。 可供選擇的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)按途徑一制取N2時(shí)，N2發(fā)生裝置可選用上述裝置中的________(填裝置代碼)。 (2)①按途徑三制取N2時(shí)，所需要的氨氣可用濃氨水與生石灰反應(yīng)制取，則氨氣發(fā)生裝置為_(kāi)_______(填裝置代碼)，檢查該裝置氣密性的方法是__________________________。 為制取并收集較純凈的N2(只允許含少量的水蒸氣)，按氣流從左到右的順序列出所需裝置的代碼：________―→________―→C―→________―→D。 ②若要通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證C處有水產(chǎn)生，則必須在C裝置前后都連接E裝置，其中填充固體藥品按前后順序分別為_(kāi)_____________、________________。 (3)上述三種制取N2的途徑中，途徑二和途徑三常常被協(xié)同使用而越來(lái)越受人們的關(guān)注，這種方法與途徑一相比，優(yōu)越性在于____________________________。 解析：(1)加熱NaNO2與NH4Cl混合物的濃溶液制取N2，要選用液體加熱裝置，故應(yīng)選裝置F。(2)濃氨水與生石灰反應(yīng)制氨氣，不需要加熱，選裝置A。 答案：(1)F　(2)①A　先關(guān)閉分液漏斗活塞，再連接導(dǎo)管并插入水中，用手捂熱燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡冒出，手松開(kāi)后，導(dǎo)管內(nèi)形成一段穩(wěn)定的水柱，則證明不漏氣(或其他合理答案)　A　E　B?、趬A石灰　無(wú)水CuSO4 (3)活性銅粉可以循環(huán)使用；避免使用有毒物質(zhì)，減少環(huán)境污染 14．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組采用下列裝置，對(duì)濃硝酸與木炭的反應(yīng)進(jìn)行探究(已知：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O)。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)檢查裝置氣密性后，將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態(tài)，立即伸入三頸瓶中，并塞緊瓶塞，滴加濃硝酸，可觀察到三頸瓶中氣體的顏色為_(kāi)_______，產(chǎn)生該氣體的主要化學(xué)反應(yīng)方程式是_______________________________________________________。 (2)裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后可觀察到C中出現(xiàn)白色沉淀，該白色沉淀為_(kāi)_______________________________________________________________________ (寫(xiě)化學(xué)式)。其中的Ba(OH)2溶液________(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替，理由是____________________________________________________________________。 (3)裝置B的作用是_______________________________________________。 (4)裝置D中收集到了無(wú)色氣體，部分同學(xué)認(rèn)為是NO，還有部分同學(xué)認(rèn)為是O2。 ①下列對(duì)該氣體的檢驗(yàn)方法合適的是______(填序號(hào))。 A．敞口觀察集氣瓶?jī)?nèi)氣體的顏色變化 B．將潤(rùn)濕的藍(lán)色石蕊試紙伸入集氣瓶?jī)?nèi)，觀察試紙是否變紅 C．將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察木條是否復(fù)燃 ②如果集氣瓶中收集到的無(wú)色氣體是氧氣，則氧氣的來(lái)源是_____________。 解析：(1)裝置A中發(fā)生的是濃硝酸與木炭的反應(yīng)，生成NO2、CO2、H2O，由于NO2為紅棕色氣體，故三頸瓶中的氣體顏色為紅棕色。(2)將NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分別生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液為堿性環(huán)境，BaCO3 不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替，因?yàn)镃a(OH)2 微溶于水，溶液中Ca(OH)2 含量太少，濃度太低，不足以完全吸收生成的酸性氣體，導(dǎo)致溶液呈酸性，從而不能生成CaCO3沉淀。(3)裝置B可以防止裝置C中酸性氣體因溶解速率太快而出現(xiàn)倒吸。(4)①NO與足量O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2，A正確；NO和O2均不具有酸性，B錯(cuò)誤；O2能使帶火星的木條復(fù)燃，而NO不能，C正確。②裝置A中除發(fā)生木炭與濃硝酸的反應(yīng)外，還發(fā)生濃硝酸的分解反應(yīng)。 答案：(1)紅棕色　C＋4HNO3(濃)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O　(2)BaCO3　不能　Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2濃度較低，不能形成CaCO3沉淀 (3)防倒吸 (4)①AC?、跐庀跛岬姆纸?