新高考2025版高考化学一轮总复习练案11第四章第11讲氮及其重要化合物

第11讲氮及其重要化合物A组基础必做题1．(2024·河北衡水高三检测)如图是某元素的价类二维图。其中X是一种强碱，G为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比C小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是(D)A．A的水溶液显碱性B．D为一种红棕色气体C．B和F能发生复分解反应生成盐D．F在肯定条件下可干脆与Y反应生成D[解析]D的相对分子质量比C小16，Y可能为氧气；Z是无色液体，可能为水；X为强碱，强碱与铵盐加热反应生成氨气，F可为氨气；氨气和氧气发生反应生成氮气，E为氮气；氮气与氧气反应生成一氧化氮，D为一氧化氮；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，C为二氧化氮；二氧化氮与水反应生成硝酸，B为硝酸。A项，硝酸与强碱X反应生成的A为硝酸盐，属于强酸强碱盐，溶液不水解显中性，错误；B项，D为一氧化氮，是一种无色气体，错误；C项，B为硝酸，F为氨气，硝酸和氨气干脆化合生成硝酸铵，属于化合反应，错误；D项，F为氨气，Y为氧气，氨气和氧气在肯定条件下反应可以生成一氧化氮和水，正确。2．肯定温度下，探究铜与稀硝酸反应的过程如下：下列说法不正确的是(B)A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的缘由是NO2溶于水，使c(HNO3)增大C．由试验可知，NO2对该反应具有催化作用D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以接着溶解[解析]A项，过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，正确；B项，步骤Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比Ⅰ快的缘由不行能是c(HNO3)增大，错误；C项，由试验可知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，正确；D项，当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮、氧气与H2O反应生成硝酸，能够与铜接着反应，正确。3．(2024·天津和平区模拟)(双选)利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法不正确的是(CD)A．该分解过程是2NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋O2B．试验室制取NO可以用铜与稀硝酸反应C．过程②释放能量，过程③汲取能量D．标准状况下，NO分解生成5.6LN2转移电子数约为3.01×1023[解析]A．由图可知，NO分解生成N2和O2，化学方程式为2NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋O2，故A正确；B．试验室常用铜与稀硝酸反应制取NO，硝酸具有强氧化性，能和较不活泼的金属Cu反应生成硝酸铜、NO和水，离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故B正确；C．过程②是断裂化学键的过程，汲取能量；过程③是形成化学键的过程，释放能量，故C错误；D．依据方程式：2NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋O2，在标准状况下生成1mol氮气转移4mol电子，则生成5.6LN2转移电子数为eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)×4×6.02×1023mol－1＝6.02×1023，故D错误。4．(2024·黑龙江大庆试验中学开学考试)电化学固氮可以在常温常压下实现氮气的还原合成氨，某课题组提出一种全新的电化学固氮机理——表面氢化机理示意图如下，则有关说法错误的是(B)A．在表面氢化机理中，第一步是H＋的还原反应B．在表面*H原子与催化剂的协同作用下，N2与表面*H原子反应生成*N2H4中间体C．电化学固氮法较传统工业合成氨将空气中的游离氮固定，具有能耗小、环境友好的优点D．若竞争反应(析氢反应)的活化能显著低于固氮反应，则析氢反应的速率要远远高于固氮反应[解析]H＋反应得电子，该过程为还原反应，A项正确；依据图示分析可知，1个N2与2个*H反应不行能生成1个*N2H4，质量不守恒，B项错误；传统工业合成氨须要在高温、高压下实现，电化学固氮在常温常压下就可实现，C项正确；活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度，活化能越高，反应越难进行，活化能越低，反应越易进行，则反应速率越快，D项正确。5．(2024·吉林四平双辽其次中学期末)某爱好小组探讨金属与硝酸的反应，进行如下试验：试验(20℃)现象Ⅰ.过量铜粉、2mL0.5mol·L－1HNO3溶液无色气体(遇空气变红棕色)，溶液变为蓝色Ⅱ.过量铁粉、2mL0.5mol·L－1HNO3溶液6mL(已转化为标准状况下)无色气体(经检测为H2)，溶液几乎无色回答下列问题：(1)Ⅰ中的无色气体是__NO(或一氧化氮)__。(2)写出Ⅱ中生成H2的离子方程式：__Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑__。(3)探讨Ⅱ中的氧化剂：①甲同学认为该浓度的硝酸中H＋的氧化性大于NOeq\o\al(－,3)，所以NOeq\o\al(－,3)没有发生反应。乙同学依据Ⅰ和Ⅱ证明白甲的说法不正确，其试验证据是__硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中溶液变蓝且无氢气放出__。②乙同学通过分析，推想出NOeq\o\al(－,3)也能被还原，依据是__铁粉过量，但是溶液中0.001_mol_H＋仅被还原了约5.4×10－4_mol，据此可以推想＋5价的N也被还原__。进而他通过试验证明该溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)，其试验操作是__取Ⅱ中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使潮湿红色石蕊试纸变蓝的气体__。③依据试验，金属与硝酸反应时，影响硝酸还原产物的因素有__金属的种类(或还原剂的还原性或金属的还原性等)__；试推想还可能有哪些因素影响__温度(或硝酸的浓度等)__(列举1条)。6．甲、乙、丙三位同学分别用如下三套试验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参加探究，并回答下列问题：(1)三位同学利用上述装置制取氨气，反应的化学方程式为__2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O__。(2)三位同学用上述装置制取氨气时，其中有一位同学没有收集到氨气(试验操作都正确)，你认为没有收集到氨气的同学是__乙__(填“甲”“乙”或“丙”)。(3)为确定试管内是否已收集满氨气，应将潮湿的红色石蕊试纸置于收集气体的试管口处，若视察到__试纸变蓝__，则说明氨气已收集满。(4)三位同学都认为他们的试验装置还可用于加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨气，你推断能够达到试验目的的同学是__丙__(填“甲”“乙”或“丙”)。[解析](1)依据装置图可知三位同学利用题述装置制取氨气反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)氨气是碱性气体，能与硫酸反应，所以没有收集到氨气的同学是乙。(3)氨气是碱性气体，因此为确定试管内是否已收集满氨气，应将潮湿的红色石蕊试纸置于收集气体的试管口处，若视察到试纸变蓝，则说明氨气已收集满。(4)碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和CO2，所以要制备氨气须要除去CO2和H2O，须要利用碱石灰，因此能够达到试验目的的同学是丙。B组实力提升题7．(双选)某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的试验，试验过程如图所示：下列说法正确的是(BC)A．试验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明稀硝酸被Cu还原为NO2B．试验③中滴加稀硫酸，铜片接着溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱C．试验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4=4CuSO4＋2NO↑＋4H2OD．由上述试验可得出结论：Cu在常温下既可以与稀硝酸反应，也可以与稀硫酸反应[解析]①中发生3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成硝酸铜溶液为蓝色，试管口NO被氧化生成红棕色的二氧化氮，但硝酸被还原生成NO，A错误；③中加稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，接着与Cu反应，而硝酸的氧化性强，B正确；试验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO3=4CuSO4＋2NO↑＋4H2O，C正确；Cu在常温下与稀硝酸反应，生成Cu(NO3)2，再滴加稀硫酸，则稀硫酸供应的氢离子与溶液中的NOeq\o\al(－,3)相当于加入了硝酸，无法证明常温下铜可以与稀硫酸反应，D错误。8．(2024·广东茂名模拟)某试验小组利用如图装置制备NH3并探究其性质。下列说法正确的是(C)A．①中固体可换为NH4ClB．②中药品为P2O5C．反应一段时间后，③中黑色固体变为红色D．反应一段时间后，④中锥形瓶收集到液氨[解析]①中氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氨气，②为干燥装置，可为碱石灰等，③中在加热条件下，氨气与CuO发生氧化还原反应可生成氮气、水和铜，④可收集氨水，以此解答该题。A．NH4Cl受热分解生成NH3和HCl气体，遇冷重新反应生成NH4Cl，无法制取NH3，故A错误；B．P2O5会与H2O、NH3反应生成(NH4)3PO4，不能用P2O5干燥氨气，故B错误；C．NH3具有还原性，可将黑色氧化铜还原成红色的铜单质，则反应一段时间后，③中黑色固体变为红色，故C正确；D．液氨的沸点为－33.5℃，无法在冰中液化，氨气与氧化铜反应后生成水，过量的氨气可溶于水，故收集到的是氨水，故D错误。9．(2024·全国乙，8,6分)在试验室采纳如图装置制备气体，合理的是(C)化学试剂制备的气体A．Ca(OH)2＋NH4ClNH3B．MnO2＋HCl(浓)Cl2C．MnO2＋KClO3O2D．NaCl＋H2SO4(浓)HCl[解析]A项，利用加热Ca(OH)2和NH4Cl固体混合物制取NH3，由于NH3密度比空气小，不能运用向上排空气法收集，错误；B项，浓盐酸是液体，错误；C项，MnO2与KClO3加热制取O2符合题意，正确：D项，浓硫酸是液体，错误。10．(2024·江西东湖·南昌二中月考)利用压强传感器测定氨气的喷泉试验中的压强改变。下列说法错误的是(CD)A．烧瓶中制取氨气时常用的固体为CaO或NaOHB．可用潮湿的红色石蕊试纸置于三颈瓶口c处验满C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c，挤压胶头滴管，打开b，完成喷泉试验，电脑绘制三颈瓶内压强改变曲线如图2，A点时喷泉最猛烈D．常温下完成该试验，假设溶液刚好充溢烧瓶且混合匀称，则溶液的物质的量浓度大于1/22.4mol/L[解析]固体为CaO或NaOH能够与氨水中的水反应或遇水放热，且溶液呈碱性，使NH3·H2O的电离平衡逆向移动，则烧瓶中制取氨气时常用的固体为CaO或NaOH，A说法正确；氨气遇到潮湿的红色石蕊显蓝色，则可用潮湿的红色石蕊试纸置于三颈瓶口c处验满，B说法正确；关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c，挤压胶头滴管，打开b，完成喷泉试验，电脑绘制三颈瓶内压强改变曲线中，C点时容器内外压强差最大，则喷泉最猛烈，C说法错误；D．若为标准状况下完成该试验，假设溶液刚好充溢烧瓶且混合匀称，容器的容积为VL，则溶液的物质的量浓度＝eq\f(\f(VL,22.4L/mol－1),VL)＝eq\f(1,22.4)mol/L，则常温下应小于该值，D说法错误。11．较活泼金属与硝酸反应，产物困难。如肯定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO2、N2三种气体。某同学欲用如图所示仪器组装装置来干脆验证有NO、NO2生成并制取氮化镁。(假设试验中每步转化均是完全的)已知：①NO2沸点是21.1℃，熔点是－11℃；NO的沸点是－151℃、熔点是－164℃；②氮化镁遇水会发生水解。回答下列问题：(1)为达到上述试验目的，所选用的仪器的正确连接方式是__a__(填序号)。a．A→D→C→F→B→F→Eb．A→C→D→F→B→F→Ec．A→F→C→D→F→B→Ed．A→F→D→C→F→B→E(2)确定还原产物中有NO2的现象是__D中有红棕色液体生成__，试验中两次运用装置F，其次次运用装置F的作用是__防止E中水蒸气进入B中，造成产物不纯__。(3)试验前需先打开开关K，向装置内通CO2气体，其目的是__排出装置内空气，防止干扰试验__，当__E中产生白色沉淀__时停止通入CO2。(4)试验过程中，发觉在D中产生预期现象的同时，C中溶液颜色渐渐褪去，试写出C中反应的离子方程式：__5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=3Mn2＋＋5NOeq\o\al(－,3)＋2H2O__。(5)在A中反应起先时，某同学立刻点燃B处的酒精灯，试验结束后通过测定发觉B处的产品纯度不高，缘由是__CO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))2MgO＋C__(用化学方程式回答)。(6)验证B处有氮化镁生成的方法是__取B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B中有氮化镁生成__。[解析](1)依据题意“肯定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO2、N2”，若有NO2生成则气体呈红棕色，依据已知①中NO2、NO的熔沸点，在装置D中可将NO2冷凝为液态，可视察到装置D中有红棕色液体生成；利用NO具有还原性，用装置C中酸性KMnO4溶液验证NO；依据已知②中Mg3N2遇水会发生水解，与Mg反应的N2必需是干燥的，气体在进入装置B之前必需用浓硫酸干燥，且要防止H2O(g)进入制备Mg3N2的装置；装置的连接依次为A→D→C→F→B→F→E。(2)依据上述分析，确定还原产物中有NO2的现象是装置D中有红棕液体生成，Mg3N2遇水会发生水解，试验中两次运用装置F，第一次运用装置F的作用是干燥N2，其次次运用装置F的作用是防止E中H2O(g)进入B中，使Mg3N2不纯。(3)由于NO能与O2反应生成NO2，会影响NO2、NO的验证，试验起先前要排出装置中的空气，所以试验前先打开开关K，向装置内通CO2气体，其目的是排出装置内空气，防止干扰试验。当视察到装置E的Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀时，表明装置中空气已经排尽，停止通入CO2。(4)装置D中视察到有红棕色液体出现，装置C中溶液颜色渐渐褪去，说明酸性KMnO4溶液将NO氧化成NOeq\o\al(－,3)，同时MnOeq\o\al(－,4)被还原成Mn2＋，反应可写成NO＋MnOeq\o\al(－,4)→NOeq\o\al(－,3)＋Mn2＋，氮元素的化合价由＋2价升至＋5价，锰元素的化合价由＋7价降至＋2价，依据得失电子守恒可写出5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)→5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋，结合原子守恒、电荷守恒，写出离子方程式为5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。(5)在A中反应起先时，立刻点燃B处的酒精灯，Mg与CO2发生置换反应生成MgO和C，导致试验结束后B处制得的Mg3N2纯度不高，Mg与CO2反应的化学方程式为2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(△))2MgO＋C。(6)Mg3N2遇水发生水解生成Mg(OH)2和NH3，检验有Mg3N2生成只要检验B处固体中加水产生NH3即可。12．在稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中，加入铜粉。(1)若将50mL4mol·L－1稀硝酸和200mL0.5mol·L－1稀硫酸混合后，加入19.2g铜粉，微热，充分反应。①若忽视溶液体积改变，溶液中铜离子物质的量浓度为__0.6__mol·L－1。②若使铜粉全部溶解，还需加入0.5mol·L－1H2SO4__400__mL。(2)若c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(NOeq\o\al(－,3))＝amol·L－1。取200mL该混合酸，则能溶解铜的最大物质的量为__0.12a__mol(用含a的式子表示)。[解析](1)①50mL4mol·L－1稀硝酸和200mL0.5mol·L－1稀硫酸混合后，溶液中n(NOeq\o\al(