2022届新教材高考化学一轮四讲氮及其化合物课时跟踪练含解析

课时跟踪练13一、选择题1．氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是()A．海洋中的氮循环起始于氮的氧化B．海洋中的氮循环属于固氮作用的是③C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与D．向海洋中排放含NOeq\o\al(－,3)的废水会影响海洋中NHeq\o\al(＋,4)的含量解析：海洋中氮循环起始于氮的还原，A项错误；海洋中的氮循环属于固氮作用的是②，B项错误；反硝化作用是氮元素化合价降低的过程，反硝化细菌在氧气不足的条件下还原氮，不一定有氧气参与，C项错误；由氮的循环过程可知，硝酸根离子增多，反硝化作用增强，会进一步影响海洋中NHeq\o\al(＋,4)的含量，D项正确。答案：D2．(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是()A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应：H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动解析：由题图和题意知，电池总反应是3H2＋N2=2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MV＋－e－=MV2＋，为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H＋通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。答案：B3．下列有关物质检验的实验操作、现象及结论均正确的是()选项实验操作及现象实验结论A向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)B向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色该溶液中一定含有Fe2＋C将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色该气体一定为SO2D向某溶液中加入氢氧化钠溶液并加热，产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红该溶液中一定含有NHeq\o\al(＋,4)解析：向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则溶液中可能含有硫酸根或银离子，故A项错误；向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，说明一定不含有三价铁离子，再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色，则一定含有亚铁离子，亚铁离子被氯水氧化为三价铁离子，三价铁离子遇到硫氰酸钾显红色，故B项正确；将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，该气体可能为SO2，也可能为Cl2等具有强氧化性的气体，故C项错误；氨气为碱性气体，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D项错误。答案：B4．下列关于氨水的说法不正确的是()A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)C．氨水显弱碱性，是弱电解质D．在1mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、NH3的物质的量浓度之和为1mol·L－1解析：氨极易溶于水，发生如下反应：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－；生成的氨水是混合物，其中的NH3·H2O是弱电解质，电离程度小，且NH3分子极易与H2O结合，故其中浓度最大的粒子是NH3·H2O(H2O除外)。答案：C5．下列关于N、S的化合物的性质解释错误的是()A．HNO3需避光保存，是因为HNO3见光易分解B．SO2能使品红溶液褪色，是因为SO2有漂白性C．NH4HCO3化肥需密封储存，是因为NH4HCO3易分解D．CuSO4·5H2O遇浓硫酸变白，是因为浓硫酸具有脱水性＋2H2O＋O2↑，所以要避光保存，故A项正确；二氧化硫能漂白某些物质，是与有机色素化合成无色不稳定物质，具有漂白性，所以SO2能使品红溶液褪色，故B项正确；碳酸氢铵在常温下易分解，温度越高，分解越快，所以储存、运输时要密封，故C项正确；浓硫酸使蓝色胆矾晶体(CuSO4·5H2O)变白色体现了浓硫酸的吸水性，故D项错误。答案：D6．20世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法正确的是()A．NO是酸性氧化物，它与水反应生成亚硝酸(HNO2)B．NO是造成光化学烟雾的因素之一C．因为NO在人体内起着多方面的重要生理作用，所以NO对人类无害D．NO分子所含电子总数为偶数解析：NO属于不成盐氧化物，它难溶于水，也不与水反应，故A项错误；氮氧化物是造成光化学烟雾的原因，NO是造成光化学烟雾的因素之一，故B项正确；虽然NO在人体内起着多方面的重要生理作用，但NO是有毒气体，因为NO会与血红蛋白结合，导致血红蛋白失去运输氧气的能力，对人体有害，故C项错误；NO分子所含电子总数为15个，为奇数，故D项错误。答案：B7．为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NHeq\o\al(＋,4)废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程。已知：1molCO和1molCH3OH分别完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出的热量为283.0kJ和726.5kJ。下列说法错误的是()A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B．气体X在流程中体现还原性C．相同质量的CO和CH3OH完全燃烧，后者放出的热量多=N2↑＋2H2O解析：由流程图可知，工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3，气体1是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2，X可为空气或氧气，目的是将一氧化氮氧化为二氧化氮，一氧化氮氧化为二氧化氮，NO2与氢氧化钠溶液反应生成NaNO2，NaNO2与含有NHeq\o\al(＋,4)的废水反应生成无污染气体的氮气，则气体2含有CO、N2，用捕获剂捕获的CO气体，在催化剂作用下，和氢气共热反应生成甲醇。据此分析解答。由上述分析可知，固体1主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3，故A项正确；由上述分析可知，气体1中通入的气体X为空气或氧气，目的是将一氧化氮氧化为二氧化氮，二氧化氮与氢氧化钠溶液反应生成NaNO2，故B项错误；相同质量的CO和CH3OH完全燃烧放出的热量分别为eq\f(m,28)×283(kJ)和eq\f(m,32)×726.5(kJ)，则后者放出的热量多，故C项正确；由分析可知，NaNO2与废水中NHeq\o\al(＋,4)发生氧化还原反应生成无污染的氮气和水，反应的离子方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋NOeq\o\al(－,2)=N2↑＋2H2O，故D项正确。答案：B8．依据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是()A．X是N2O5B．可用排水法收集NO、NO2气体C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸D．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应实现解析：图中氮元素及其化合物的转化关系可知，X为＋5价对应的氮的氧化物是N2O5，故A项正确；一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮气体，不可用排水法收集NO2气体，故B项错误；氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸，故C项正确；NH3可与NO2反应生成氮气：8NH3＋6NO2=7N2＋12H2O，故D项正确。答案：B二、非选择题9．一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。请回答下列问题：(1)氮原子结构示意图为____________。(2)图中属于“氮的固定”的是________(填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原反应的是________。(3)若“反应h”是在NO2与H2O的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。(4)若“反应i”是在酸性条件下由NOeq\o\al(－,3)与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________________。解析：(1)N位于第二周期第ⅤA族，其原子结构示意图为。(2)氮的固定是游离态的氮转化成为化合态的氮，根据循环图可知，属于氮的固定的是k和c；发生非氧化还原反应，说明反应前后各元素化合价没有发生变化，则属于非氧化还原反应的是a和l。(3)反应h的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氧化产物是HNO3，NO是还原产物，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1。(4)根据信息，Zn＋H＋＋NOeq\o\al(－,3)→Zn2＋＋N2O↑＋H2O，根据电荷守恒、得失电子守恒以及原子守恒得离子方程式为4Zn＋2NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O。答案：(1)(2)k和ca和l(3)2∶1(4)4Zn＋2NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O10．(2020·北京市海淀区第三次模拟)近年来，我国秋冬季雾霾天气呈现常态化趋势，造成严重空气污染，对人类身心健康造成极大威胁。硫酸盐气溶胶作为PM2.5的主要构成成分之一，是雾霾产生的一个重要元凶。科学家最近发现了一种利用水催化促进硫酸盐形成的化学新机制，如图所示。请回答下列问题：(1)NO2和SO2作为大气初期污染物的主要成分，主要来自____________________________________________________。(2)电子传递可以促进HSOeq\o\al(－,3)中O—H键的解离，进而形成中间体SOeq\o\al(－,3)，反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________。(3)通过“水分子桥”，处于纳米液滴中的SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)可以将电子快速转移到周围的气相NO2分子。观察图示可知“水桥”主要靠________形成。写出HSOeq\o\al(－,3)与NO2间发生的总反应的离子方程式：____________________________________________________________________________________________________________。(4)亚硝酸(HNO2)是一种弱酸，酸性比醋酸稍强，极不稳定，只能存在于稀的水溶液中，加热时发生歧化反应，生成一种强酸和一种遇空气变为红棕色的气体，写出该反应的化学方程式：_______。(5)结合题中信息，请写出一种鉴别NaNO2和NaCl的方法：_____________________________________________________。解析：(1)NO2和SO2主要来自汽车尾气的排放、煤的燃烧、工业过程等。(2)由图可知，HSOeq\o\al(－,3)中O—H键的解离过程为HSOeq\o\al(－,3)和NO2反应得到SOeq\o\al(－,3)和HNO2，反应的离子方程式为HSOeq\o\al(－,3)＋NO2=SOeq\o\al(－,3)＋HNO2。(3)由图可知，“水桥”主要靠“虚线”即氢键形成，由图可知，反应物有HSOeq\o\al(－,3)、H2O、NO2，生成物有HSOeq\o\al(－,4)和HNO2，即HSOeq\o\al(－,3)与NO2间发生的总反应化学方程式为HSOeq\o\al(－,3)＋2NO2＋H2O=2HNO2＋HSOeq\o\al(－,4)。(4)红棕色的气体为NO2，HNO2中N元素化合价为＋3价，则加热的产物之一为NO，NO种N元素化合价为＋2价，加热发生歧化反应，则强酸应为HNO3，结合原子守恒可得HNO2加热反应的化学方程式为3HNO2eq\o(=,\s\up15(△))HNO3＋2NO↑＋H2O。(5)HNO2是一种弱酸，则NaNO2溶液因NOeq\o\al(－,2)的水解而显碱＞7的为NaNO2溶液，pH＝7的为NaCl溶液。答案：(1)汽车尾气的排放，煤的燃烧，工业过程等(合理即可)(2)HSOeq\o\al(－,3)＋NO2=SOeq\o\al(－,3)＋HNO2(3)氢键HSOeq\o\al(－,3)＋2NO2＋H2O=2HNO2＋HSOeq\o\al(－,4)(4)3HNO2eq\o(=,\s\up15(△))HNO3＋2NO↑＋H2O(5)用pH试纸分别测两种溶液的pH，pH＞7的为NaNO2溶液，pH＝7的为NaCl溶液(或其他合理答案)11．某化学学习小组采用如图所示装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO3eq\o(=,\s\up15(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O)。请回答下列问题：(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，伸入三颈烧瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈烧瓶中产生的气体颜色为______________，产生该现象的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(2)装置C中盛有足量澄清石灰水，炽热的木炭与浓硝酸反应后可观察到C中的现象是_____________________________________。(3)装置B的作用是_____________________________________。(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。①下列对该气体的检验方法合适的是________(填字母)。A．将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察蓝色石蕊试纸是否变红B．敞口观察装置D中集气瓶内气体的颜色变化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D中集气瓶中收集的无色气体是氧气，则氧气的来源是________________________________。解析：(1)反应过程中有二氧化氮气体生成，二氧化氮为红棕色，所以可以观察到三颈烧瓶中产生的气体颜色为红棕色；化学方程式为C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up15(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O。(2)木炭与浓硝酸反应会生成二氧化碳，从而使澄清石灰水变浑浊。(3)装置B为安全瓶，可以防止倒吸。(4)①一氧化氮不溶于水，与水不反应，湿润的蓝色石蕊试纸不能区别一氧化氮和氧气，故A项检验方法不合适；一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮为红棕色，如果集气瓶内气体是NO，向装置D中通入O2，可以看到红棕色，故B项检验方法合适；将带火星的木条伸入集气瓶中，若为氧气则木条复燃，故C项检验方法合适；综上所述答案选BC；②根据题意可知浓硝酸在加热条件下可以分解产生氧气。答案：(1)红棕色C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up15(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O(2)澄清石灰水变浑浊(3)防止倒吸(4)①BC②浓硝酸的分解12．(2020·福建学考)某化学兴趣小组为制取NH3并探究其性质，按图1装置进行实验。(制取氨气的反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up15(加热))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，部分夹持仪器已略去)图1请回答下列问题：(1)装置(Ⅰ)中仪器a的名称是________。(2)装置(Ⅱ)中可用________(填“碱石灰”或“食盐”)作干燥剂。(3)实验进行一段时间后，装置(Ⅲ)中干燥的红色石蕊试纸不变色，然后滴加水，观察到试纸颜色变为______(填“白色”或“蓝色”)，原因是氨水呈________(填“碱性”或“酸性”)。(4)装置(Ⅲ)中胶头滴管若改装浓盐酸，实验进行一段时间后，滴加浓盐酸，观察到瓶内充满________(填“白烟”或“白雾”)，写出NH3与HCl反应生成NH4Cl的化学方程式：________________。(5)装置(Ⅳ)中稀硫酸的作用是__________________________。(6)用0.1molNH4Cl与足量Ca(OH)2反应，理论上可生成NH3的物质的量是________mol。(7)已知：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up15(加热))3Cu＋N2＋3H2O，若把装置(Ⅲ)换为如图2装置，当实验进行一段时间后，观察到黑色固体变为_____(填“白色”或“红色”)，在这过程中NH3表现出