2023版高考化学一轮总复习第四章非金属及其化合物第15讲氮及其重要化合物限时训练

PAGEPAGE8氮及其重要化合物[选题细目表]考查知识点根底题中档题较难题1.氮及其化合物的转化关系14、82.氮的氧化物对环境质量的影响23.氨气的喷泉实验及制法39114.氨气、铵盐的性质5、65.金属与硝酸反响的计算76.碳与硝酸反响的实验探究10

一、选择题(此题包括7个小题，每题6分，共42分，每题仅有一个选项符合题意)1．(2022·北京卷)以下关于自然界中氮循环(如以下图)的说法不正确的选项是()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、氧三种元素也参与了氮循环解析：A项，N2→NH3过程中氮元素由0价变为－3价，被复原。B项，工业合成氨的过程属于人工固氮。C项，1828年，德国化学家维勒首次利用无机物氰酸铵合成了尿素；而含氮的有机物也可以直接分解为无机物。D项，雷电发生时涉及的反响有N2＋O2eq\o(=,\s\up15(放电))2NO，2NO＋O2=2NO2，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，HNO3进入土壤，与矿物质结合成硝酸盐；豆科植物也可以将N2合成氮肥，生物体内的蛋白质中含有C元素，所以碳、氢、氧三种元素都参加了氮循环。答案：A2．随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂外表吸附与解吸作用的过程如下图，以下说法正确的选项是()A．反响中NO为氧化剂，N2为氧化产物B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2C．NO和O2必须在催化剂外表才能反响D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up15(催化剂))4CO2＋N2解析：反响过程中NO、O2为氧化剂，N2为复原产物；汽车尾气中的N2不是污染物；NO和O2的反响不需要催化剂；根据题中的图示，可将反响的过程分成如下两步写：2NO＋O2=2NO2，2NO2＋4CO=N2＋4CO2，将两步反响式合并可得总化学方程式为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up15(催化剂))4CO2＋N2。答案：D3．(2022·滁州模拟)中学实验中，通常利用如下图的装置进行喷泉实验，来验证气体的“溶解性〞，以下有关说法不正确的选项是()A．用滴管参加液体后，由于气体的“溶解〞，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉B．选用适宜的溶液，CO2也能用于做喷泉实验C．HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验D．用NO2气体做喷泉实验，烧瓶中将充满稀硝酸解析：此题综合考查了喷泉实验的原理，即由于气体溶于水或某种溶液，导致烧瓶中的压强迅速减小，与外界产生足够的压强差，从而形成喷泉，A正确；CO2能与NaOH等强碱溶液反响，从而被吸收，也能与外界产生很大的压强差，故能形成喷泉，B正确；NH3和HCl属于极易溶于水的气体，SO2可以与NaOH溶液等反响，故均能形成喷泉，C正确；NO2和与水反响后有NO生成，故液体不能充满烧瓶，D错误。答案：D4．氮及其化合物的变化关系如以下图所示。那么以下说法不正确的选项是()A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径C．上述所有反响都是氧化复原反响D．氮气可在足量的氧气中通过一步反响生成NO2解析：氮气和氧气在放电条件下反响生成NO，NO与O2转化为NO2，即氮气与氧气不能一步转化为NO2。答案：D5．用加热法可以别离的一组物质是()A．氯化铵和消石灰B．碳酸氢铵和过氧化钠C．氯化铵和氯化钠D．碘和氯化铵解析：铵盐可与碱反响，因此选项A在加热时发生反响2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up15(△))2NH3＋2H2O＋CaCl2，不能用于别离。选项B中的NH4HCO3受热分解，且产生的H2O及CO2能与Na2O2反响，也无法到达别离的目的。碘在受热时升华，NH4Cl受热分解再重新化合后仍与碘混合，应选项D无法到达别离的目的。对于选项C，NH4Cl受热分解后可从体系中脱离，遇冷又重新化合为NH4Cl晶体，从而到达与NaCl别离的目的。答案：C6．(2022·湘潭模拟)NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。以下有关表述正确的选项是()A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化复原反响D．图中所涉及的盐类物质均可以水解解析：A项，NaHCO3不是化肥；B项，Na2CO3受热不易分解；D项，NaCl不水解。答案：C7．在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反响生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L，那么混合气体中NO的体积为()A．112mL B．1008mLC．224mL D．448mL解析：混合气体的总物质的量为1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol，1.92g铜粉的物质的量为0.03mol。设NO的物质的量为n1mol，那么NO2的物质的量为(0.05－n1)mol，根据得失电子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005，V(NO)＝0.005mol×22.4L·mol－1＝0.112L＝112mL。答案：A二、非选择题(此题包括4个小题，共58分)8．(2022·朝阳模拟)(14分)氨气在工农业生产中有重要应用。(1)①氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式：____________；②NH3的稳定性比PH3________(填写“强〞或“弱〞)。(2)如以下图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反响的化学方程式为______________________。②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是________(写化学式，一种即可)。③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反响包括Fe2＋＋2NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)和________________________。(3)空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下，向水体中参加适量NaOH可使NH3的脱除率增大，用平衡移动原理解释其原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反响的化学方程式为__________________，假设反响中有0.3mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为________g(小数点后保存两位有效数字)。解析：(1)①氮气电子式中存在三键；②根据非金属性的判断依据“非金属性越强，气态氢化物越稳定〞，很容易判断出NH3的稳定性强于PH3。(2)①根据现象写方程式；②氨气溶于浓硫酸，能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；③根据现象写方程式，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，参加NaOH后OH－浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的逸出。(4)由方程式可看出，每当生成1molHNO2，转移电子数为6mol，当有0.3mol电子发生转移时，生成亚硝酸0.05mol，即2.35g。答案：(1)①∶N⋮⋮N∶②强(2)①NH3＋HCl=NH4Cl②NH4HSO4[或(NH4)2SO4]③4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，参加NaOH后OH－浓度增大平衡逆向移动，故有利于氨的脱除(4)2NH3＋3O2eq\o(=,\s\up15(微生物))2HNO2＋2H2O2.359．(2022·豫西模拟)(14分)某化学实验小组在实验室通过以下途径制取氮气。途径一：加热NaNO2(一种致癌物质，有毒)与NH4Cl混合物的浓溶液制取N2；途径二：将空气通过灼热的活性铜粉制得较纯洁的N2；途径三：加热条件下用NH3复原CuO制得纯洁的N2和活性铜粉。可供选择的实验装置如下图。请答复以下问题：(1)按途径一制取N2时，N2发生装置可选用上述装置中的________(填装置代码)。(2)①按途径三制取N2时，所需要的氨气可用浓氨水与生石灰反响制取，那么氨气发生装置为______(填装置代码)，检查该装置气密性的方法________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。为制取并收集较纯洁的N2(只允许含少量的水蒸气)，按气流从左到右的顺序列出所需装置的序号：________→________→C→________→D。②假设要通过实验现象验证C处有水产生，那么必须在C装置前后都连接E装置，其中填充固体药品按前后顺序分别为______________、______________。(3)上述三种制取N2的途径中，途径二和途径三常常被协同使用而越来越受人们的关注，这种方法与途径一相比，优越性在于______________________________________________________。解析：(1)加热NaNO2与NH4Cl混合物的浓溶液制取N2，要选用液体加热装置，故应选装置F。(2)浓氨水与生石灰反响制氨气，不需加热，选装置A。答案：(1)F(2)①A先关闭分液漏斗活塞，再连接导管并插入水中，用手捂热烧瓶，导管口有气泡冒出，手松开后，导管内形成一段稳定的水柱，那么证明不漏气(或其他合理答案)AEB②碱石灰无水CuSO4(3)活性铜粉可以循环使用；减少环境污染10．(2022·滁州模拟)(15分)某化学学习小组采用以下装置，对浓硝酸与木炭的反响进行探究(：4HNO3eq\o(=,\s\up15(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O)。请答复以下问题：(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈瓶中气体的颜色为__________，产生该气体的化学反响方程式是______________________________。(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反响一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为________(写化学式)。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)装置B的作用是__________________________________。(4)装置D中收集到了无色气体，局部同学认为是NO，还有局部同学认为是O2。①以下对该气体的检验方法适宜的是______(填序号)。A．敞口观察集气瓶内气体的颜色变化B．将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，那么氧气的来源是________________。解析：(1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反响，生成NO2、CO2、H2O，由于NO2为红棕色气体，故三颈瓶中的气体为红棕色。(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，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，因为Ca(OH)2微溶于水，溶液中Ca(OH)2含量太少，浓度太低，缺乏以完全吸收生成的酸性气体，导致溶液呈酸性，从而不能生成CaCO3沉淀。(3)装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速率太快而出现倒吸。(4)①NO与足量O2反响生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。②装置A中除发生木炭与浓硝酸的反响外，还发生浓硝酸的分解反响。答案：(1)红棕色C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up15(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O(2)BaCO3不能Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2浓度较低，不能形成CaCO3沉淀(3)防倒吸(4)①AC②浓硝酸的分解11．(15分)某课外活动小组欲利用CuO与NH3反响，研究NH3的某种性质并测定其组成，设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请答复以下问题：(1)仪器a的名称为________。(2)实验室中，利用装置A，还可制取的无色气体是________(填字母)。A．Cl2 B．O2C．CO2 D．NO2(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体生成，上述现象证明NH3具有______性，写出相应的化学方程式____________________________。(4)E装置中浓硫酸的作用是___________________________________________________________________________________。(5)读取气体体积前，应对装置F进行的操作是________________________________