2023届新教材高考化学一轮复习氮及其化合物作业

课时作业12氮及其化合物一、单项选择题（本题包括8个小题，每小题只有1个选项符合题意）1．下列关于氮及其化合物的说法，不正确的是（）A．在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧B．氨水可作化肥，氮肥还有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素C．硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解D．亚硝酸钠与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的沉淀2．关于氮的变化关系图如图：则下列说法不正确的是（）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．上述所有反应都是氧化还原反应D．上述反应中只有③属于氮的固定3．将充有mmLNO和nmLNO2的量筒倒立于水槽中，然后通入mmLO2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为（）A．3（m－n）mLB．（m＋n）mLC．（m－n）mLD．eq\f(n－m,3)mL4．全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))，Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))是制备全氮类物质Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(5))Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))的重要中间体，下列说法中不正确的是（）A．全氮类物质属于绿色能源B．每个Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(5))中含有35个质子C．每个Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))中含有35个电子D．Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(5))Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))结构中含共价键5.在如图所示装置中进行氨的催化氧化实验：向三颈烧瓶内的浓氨水中不断通入空气，将红热的铂丝插入瓶中并接近液面。反应过程中，可观察到瓶中有红棕色气体产生，铂丝始终保持红热。下列有关说法错误的是（）A．反应后溶液中含有NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))B．反应后溶液中c（H＋）增大C．实验过程中有化合反应发生D．实验过程中NH3·H2O的电离常数不可能发生变化6．某稀溶液中含有4molKNO3和2.5molH2SO4，向其中加入1.5molFe，充分反应（已知NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))被还原为NO）。下列说法正确的是（）A.反应后生成NO的体积为28LB．所得溶液中c（Fe2＋）∶c（Fe3＋）＝1∶1C．所得溶液中c（NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）＝2.75mol·L－1D．所得溶液中的溶质只有FeSO47．已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气。利用如图装置制取氮气，并用氮气制备Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应。下列说法错误的是（）A．①中发生的化学反应为NaNO2＋NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2OB．④、⑥中依次盛装的试剂可以是浓H2SO4、碱石灰C．③中盛放的试剂是NaOH溶液D．实验结束，取⑤中的少量产物于试管中，加适量蒸馏水，可以使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝8.某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2（同时生成FeO）。下列说法不正确的是（）已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g（或g→h）→b→c→dB．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Feeq\o(=,\s\up7(△))2FeO＋N2C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应二、不定项选择题（本题包括4个小题，每小题有1个或2个选项符合题意）9.三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是（）A．在转化过程中，氮元素均被还原B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程C．还原过程中生成0.1molN2，转移电子数为1molD．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化10．资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置（含药品）进行实验，其中错误的是（）11．某学习小组为研究铜与浓、稀HNO3反应的差异，设计了如图所示的实验装置。下列说法不正确的是（）A．反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气B．A中的离子方程式为Cu＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2OC．当B中0.03mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体等于0.02molD．C装置中装入一定量的水进行尾气处理12．如图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是（）A．一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的B．用一定量的铁粉与大量的9.75mol·L－1HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1molC．硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多D．当硝酸浓度为9.75mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为5∶3∶1三、非选择题13．某课题组同学查阅文献知，3（NH4）2SO4（s）eq\o(=,\s\up7(△))4NH3↑＋3SO2↑＋N2↑＋6H2O。他们拟选择下列装置检验硫酸铵分解的产物（各装置中药品足量）：回答下列问题：（1）仪器A的名称是。（2）甲组同学设计方案：C→G→B→D→E。①能证明有水生成的实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；B装置的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②实验中，观察到D装置产生白色沉淀。实验完毕后，过滤D装置中混合物得白色沉淀。欲验证白色沉淀是BaSO4还是BaSO3，请你设计简单的实验方案：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③D装置中发生的反应与硝酸钡的量有关，若硝酸钡足量，则D中反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④该实验方案能证明硫酸铵的分解产物中有（填化学式）。（3）乙组同学选择上述装置证明产物中是否有NH3。①气体从左至右，装置的连接顺序为C→→F。②F装置的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。14．氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：（1）下列有关NH3的说法中，不正确的是（填字母）。A．工业合成NH3需要在高温高压催化剂下进行B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存（2）NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为mol·L－1。（3）氨气燃烧的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的性。（5）“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2=NaNO3＋＋CO2（请填写完成化学方程式）。②氨转化法。已知7mol氨恰好能将含NO和NO2共6mol的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为，若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将mol的NOx转化为N2。15．甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物（加热装置省略）。文献记载：①在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4、＋2、－3价等氮的化合物。②FeSO4＋NO⇌Fe（NO）SO4（棕色）（ΔH<0）。③NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。甲的实验操作和现象记录如下：实验操作实验现象打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹—打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞无明显现象加热三颈烧瓶，反应开始后停止加热①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅；②反应停止后，A中无固体剩余请回答下列问题：（1）滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是________________________________________________________________________。（3）甲取少量B中溶液，加热，实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。请用平衡移动原理解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。（4）乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是，证明有NO生成的实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1．解析：光化学烟雾形成的过程中，在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用，生成一种有毒的烟雾，叫作光化学烟雾，据此可知，A正确；氮肥是指以氮(N)为主要成分，施于土壤可提供植物氮素营养的肥料，氮肥按含氮基团可分为氨态氮肥、铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥和酰胺态氮肥(尿素)，B正确；硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解：4HNO3eq\o(=,\s\up7(△或光照))4NO2↑＋2H2O＋O2↑，C正确；亚硝酸钠与硝酸银溶液反应：NaNO2＋AgNO3=AgNO2↓＋NaNO3，生成淡黄色的AgNO2，AgNO2可以与稀硝酸反应，D错误。答案：D2．解析：工业上生产硝酸的流程：氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(路线①)，一氧化氮与氧气反应：2NO＋O2=2NO2(路线②)，二氧化氮被水吸收：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(路线③)，路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，故A正确；在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应：N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NO(路线Ⅰ)；NO不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮：2NO＋O2=2NO2(路线Ⅱ)，二氧化氮溶于水生成硝酸：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(路线Ⅲ)，故B正确；从氮的变化关系图可知：N从N2(0价)→NO(＋2价)→NO2(＋4价)→HNO3(＋5价)，都是氧化还原反应，故C正确；上述反应中路线Ⅰ是空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，路线②、③是含氮化合物转变为其他物质，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，故D错误。答案：D3．解析：发生反应4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，故NO与NO2按1∶1混合的总反应为：NO＋NO2＋O2＋H2O=2HNO3，充有mmLNO和nmLNO2的量筒倒立于水槽中，然后通入mmLO2，由于m<n，故按总反应进行，NO2有剩余，剩余NO2的体积为nmL－mmL＝(n－m)mL，再发生3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，故生成NO的体积为eq\f(1,3)(n－m)mL。答案：D4．解析：全氮类物质爆炸产物无污染等优点，所以属于绿色能源，故A正确；每个Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(5))中含有质子为7×5＝35个，而电子为35－1＝34个电子，故B正确；电子为35＋1＝36个电子，所以每个Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))中含有36个电子，故C错误；Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(5))和Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))离子间存在离子键，而离子内氮氮之间存在共价键，所以Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(5))Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))结构中含共价键，故D正确。答案：C5．解析：反应过程生成硝酸，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，硝酸电离产生硝酸根离子，A正确；反应生成硝酸，硝酸是强酸，所以反应后溶液中c(H＋)增大，pH变小，B正确；2NO＋O2=2NO2，为化合反应，C正确；氨的氧化反应为放热反应，溶液温度升高，实验过程中NH3·H2O的电离常数发生变化，D错误。答案：D6．解析：A项，未指明标准状况，无法计算NO的体积；C项，未指明溶液的体积，无法计算浓度；D项，K＋不会参与反应，因而溶质必定有K2SO4；B项，首先考虑酸性条件Fe被氧化为Fe3＋，进行过程计算，H＋不足，按H＋完全反应计算消耗Fe和NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的物质的量：Fe＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O1.25mol1.25mol5mol1.25mol剩余的Fe再被Fe3＋氧化Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋0.25mol0.5mol0.75mol则剩余n(Fe3＋)＝1.25mol－0.5mol＝0.75mol则反应后溶液中n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)＝0.75mol，故B正确。答案：B7．解析：由题干可知，装置①为制备氮气的装置，饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为NaNO2＋NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2O，故A正确；Ca3N2遇水发生水解，所以产生的氮气需要干燥才能进入玻璃管中反应，装置④应为干燥装置，可选用浓硫酸作干燥剂；装置⑥中也应装有干燥剂，防止空气中的水蒸气进入，装置⑥中可盛放碱石灰，故B正确；装置中含有氧气，可利用装置③除去装置中的氧气，NaOH溶液不能除去氧气，可改成酸性氯化亚铁溶液，故C错误；实验结束后，装置⑤中有生成的Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应生成NH3和Ca(OH)2，NH3可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D正确。答案：C8．解析：根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先应制备纯净干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3和产生的NO2，再通过F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过B氧化NO，再通过C吸收，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A项正确；装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Feeq\o(=,\s\up7(△))2FeO＋N2，B项正确；装置D盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3和产生的NO2，C项正确；装置B盛放的是浓硝酸，可以将NO氧化为NO2，便于氢氧化钠溶液充分吸收，D项错误。答案：D9．解析：根据图示可知，NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中，N元素化合价升高被氧化，故A错误；根据图示可知，BaO为催化剂，NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2时，BaO参与储存N元素，故B错误；还原过程中生成0.1molN2，转移电子的物质的量为0.1mol×(5－0)×2＝1mol，故C正确；整个过程中，CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2，说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，故D正确。答案：CD10．解析：氯化铵分解生成氨和氯化氢，在试管口附近氨和氯化氢相遇又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨，选项A错误；可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应，选项B正确；碱石灰可以干燥氨，选项C正确；氨极易溶于稀硫酸，该装置吸收尾气中的氨可以防止倒吸，选项D正确。答案：A11．解析：为便于观察B中生成无色气体，防止NO被氧化，则开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气，故A正确；A中Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，则离子反应为Cu＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋4H＋=Cu2＋＋2H2O＋2NO2↑，故B正确；B中0.03molCu被氧化时，由电子守恒可知生成NO为eq\f(0.03mol×2－0,5－2)＝0.02mol，且二氧化氮与水反应生成NO，即B中产生的NO气体大于0.02mol，故C错误；NO与水不反应，不能用水进行尾气处理，C中应装入NaOH溶液，故D错误。答案：CD12．解析：根据图像可知硝酸的还原产物有多种，因此一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的(转化为硝酸铁)，因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1mol，B错误；根据图像可知随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多，C正确；根据图像可知当硝酸浓度为9.75mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为10∶6∶2＝5∶3∶1，D正确。答案：B13．解析：硫酸铵分解的产物有NH3和SO2，NH3和SO2在水溶液中会发生反应。检验NH3之前必须除去SO2，检验SO2之前必须除去NH3。(1)仪器A为球形干燥管。(2)①白色的无水硫酸铜遇水变为蓝色；浓硫酸只吸收NH3，不吸收SO2。②亚硫酸钡能溶于盐酸，而硫酸钡不溶于盐酸，故取少量白色沉淀于洁净的试管中，向其中滴加足量盐酸，若白色沉淀溶解，则是BaSO3，否则是BaSO4。③若硝酸钡过量，SO2完全转化成BaSO4沉淀，化学方程式为3Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2O=3BaSO4↓＋2NO＋4HNO3；若SO2过量，则硝酸钡完全反应，化学方程式为Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2O=BaSO4↓＋2NO＋2H2SO4。④G装置可检验H2O，D装置可检验SO2(同时生成NO)，E装置可收集N2或NO或NO和N2。故该方案只能证明硫酸铵分解的产物中是否有H2O和SO2，不能证明是否有NH3和N2。(3)选择A装置吸收SO2和H2O，用F装置来检验NH3。答案：(1)球形干燥管(2)①G中白色粉末变蓝色吸收氨气②取少量白色沉淀于洁净的试管中，向其中滴加足量盐酸，若白色沉淀溶解，则是BaSO3，否则是BaSO4③3Ba2＋＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋3SO2＋2H2O=3BaSO4↓＋2NO＋4H＋④H2O、SO2(3)①A②检验NH314．解析：(1)A项，工业合成NH3的反应条件是高温、高压、催化剂，正确；B项，NH3可与碳酸等反应生成碳铵等，也可以与二氧化碳反应生成尿素，正确；C项，NH3可与硫酸或氯化钙发生化合反应，不正确；D项，NH3不易分解，不正