2019版高考化学总复习 第4章 非金属及其重要化合物 第4节 氮及其重要化合物模拟预测通关 新人教版.doc

第4节 氮及其重要化合物一、选择题1.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。汽车尾气处理装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是()A反应中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N2CNO和O2必须在催化剂表面才能反应D催化转化总化学方程式为2NOO24CO4CO2N2解析：选D。反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物；汽车尾气中的N2不是污染物；NO和O2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NOO2=2NO2，2NO24CON24CO2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NOO24CO4CO2N2。2关于氨的下列叙述中，错误的是()A氨易液化，因此可用来作制冷剂B氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色C氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟现象D氨气可被氯气氧化生成N2，同时还可能产生白烟现象解析：选C。C项，NH3HCl=NH4Cl，有白烟生成，但与H2SO4反应不会产生白烟；D项，氨气可被氯气氧化生成N2，氯气被还原生成HCl，HCl与NH3化合产生白烟现象。3氮及其化合物的变化关系如下图所示。则下列说法不正确的是()A路线是工业生产硝酸的主要途径B路线、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氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2解析：选D。氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，即氮气与氧气不能一步转化为NO2。4氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是()A“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同B“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素C“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡D“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质解析：选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错；氨水无漂白性，B错；氯水变质是因为HClO见光分解，氨水变质是由于氨气的挥发，D错。5同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是NO和NO2，NO2和O2，NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列的关系正确的是()AV1V2V3BV1V3V2CV2V3V1DV3V1V2解析：选B。设各种气体的体积都为1体积。根据3NO2H2O=2HNO3NO，即剩余NO的体积V1(1)体积。根据4NO2O22H2O=4HNO3，即剩余O2的体积V2(1)体积。剩余N2的体积V31体积。即B项符合题意。6木炭与浓HNO3共热，产生的气体X等分为和两份，将两份气体分别按下图实验：则澄清石灰水的变化可能是()A不变浑浊，变为乳白色浑浊B变为乳白色浑浊，不变浑浊C、均变为乳白色浑浊D、都不变浑浊解析：选B。木炭与浓硝酸共热可以得到二氧化碳和二氧化氮两种气体，气体先导入适量水中，二氧化氮溶于水，得到硝酸和一氧化氮，二氧化碳几乎不溶于水，再导入澄清的石灰水中，二氧化碳可以使石灰水变浑浊，即变浑浊；气体直接导入澄清的石灰水中，二氧化氮将氢氧化钙转化为硝酸钙，二氧化碳不与硝酸钙溶液反应，即不变浑浊。7下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，能达到实验目的的是()A用装置甲制备氨气B用装置乙除去氨气中少量水蒸气C用装置丙收集氨气D用装置丁吸收多余的氨气解析：选D。用氯化铵和氢氧化钙固体共热制氨气，试管口应略向下倾斜，A项错误；氨气和浓硫酸反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，B项错误；收集氨气的烧瓶不应密闭，C项错误；氨气极易溶于水，用水吸收氨气时要注意防倒吸，可用装置丁吸收多余的氨气，D项正确。8(2018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)。下列有关表述正确的是()ANH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥BNH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解CNH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应D图中所涉及的盐类物质均可以水解解析：选C。A项，NaHCO3不是化肥；B项，Na2CO3受热不易分解；D项，NaCl不水解。9把一定质量的铁完全溶解于某浓度的硝酸中收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO。向反应后的溶液中加入足量NaOH溶液充分反应，经过滤、洗涤后，把所得沉淀加热至质量不再减少为止。得到固体质量不可能为()A18 gB24 g C30 gD36 g解析：选A。根据题意可知在反应过程中Fe失去的电子与硝酸得到的电子的物质的量相等。最后所得到的固体为Fe2O3。n(e)0.3 mol10.2 mol30.9 mol。若Fe全部为2价，则n(Fe)0.45 mol，根据Fe元素守恒，m(Fe2O3) (0.45 mol2)160 g/mol36 g；若Fe全部为3价，则n(Fe)0.3 mol，m(Fe2O3)(0.3 mol2)160 g/mol24 g；若Fe被氧化的价态为2、3两种价态，则最后得到的固体的质量在2436 g之间。因此最后得到固体质量不可能为18 g。10某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是()A原混合酸中NO物质的量为0.1 molBOA段产生的是NO，AB段的反应为Fe2Fe3=3Fe2，BC段产生氢气C第二份溶液中最终溶质为FeSO4DH2SO4浓度为2.5 molL1解析：选A。铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，从题干图中看出(注意只是第二份100 mL)OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe2Fe3=3Fe2，BC段产生氢气，反应为Fe2H=Fe2H2，可知NO反应完全，第二份中NO应为330.1 mol，溶液中最终溶质为FeSO4，此时反应的铁的质量是14.0 g，即0.25 mol，故原混合酸中H2SO4浓度为2.5 molL1，NO物质的量为0.2 mol。所以选A。二、非选择题11氨气在工农业生产中有重要应用。(1)氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式：_。NH3的稳定性比PH3_(填“强”或“弱”)。(2)如下图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上表面皿，观察现象。浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为_。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)。FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe22NH3H2O=Fe(OH)22NH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，向水体中加入适量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)，反应的化学方程式为_，若反应中有0.3 mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为_g(小数点后保留两位数字)。解析：(1)氮气分子中存在三键；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)根据现象写方程式；氨气溶于浓硫酸，能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；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)2O22H2O=4Fe(OH)3。(3)氨在水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH，加入NaOH后OH浓度增大，平衡逆向移动，有利于氨的逸出。(4)由方程式可看出，每当生成1 mol HNO2，转移电子数为6 mol，当有0.3 mol电子发生转移时，生成亚硝酸0.05 mol，即 2.35 g。答案：(1)NN强(2)NH3HCl=NH4ClNH4HSO4或(NH4)2SO44Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)氨在水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH，加入NaOH后OH浓度增大，平衡逆向移动，有利于氨的脱除(4)2NH33O22HNO22H2O2.3512(1)在100 mL 0.8 mol/L硝酸溶液中加入足量铜粉，则被溶解的铜的质量为_g。(2)在上述溶液中再加入足量稀硫酸，又有_g铜溶解。此过程中生成的气体在标准状况下的体积为_L。(3)若向100 mL 0.8 mol/L硝酸溶液中加入铁粉，测得反应后的溶液中Fe2与Fe3的浓度之比为11，则加入铁的质量为_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，充分反应后，放出气体224 mL(标准状况下)，且测得溶液中铁元素只以Fe2形式存在，为使Fe2完全沉淀，可向反应后的溶液中加入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质的量为0.08 mol，根据3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O，反应的铜的物质的量为0.03 mol，质量为0.03 mol64 g/mol1.92 g。(2)根据3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O可知反应的铜的物质的量为0.08 mol0.12 mol，因此在上述溶液中再加入足量稀硫酸，又有(0.12 mol0.03 mol)64 g/mol5.76 g铜溶解。此过程中生成的气体在标准状况下的体积为0.09 mol22.4 L/mol1.344 L。(3)设加入铁的物质的量为x，100 mL 0.8 mol/L硝酸溶液含有的硝酸的物质的量为0.08 mol，被还原的硝酸的物质的量为0.08 mol23，根据得失电子守恒，有(0.08 mol23)(52)23，解得x0.024 mol，铁的质量为0.024 mol56 g/mol1.344 g。(4)HNO3的物质的量为0.1 L0.8 mol/L0.08 mol，生成NO的物质的量为0.01 mol，所以与一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物反应后溶液中含有的NO的物质的量为0.08 mol0.01 mol0.07 mol，再向反应后的溶液中加入1 mol/L的NaOH溶液，要使铁元素全部沉淀下来，所得溶液的溶质为NaNO3，所以需要NaOH的物质的量为n(NaOH)n(NO)0.07 mol，则所加NaOH溶液的体积最少是0.7 L，即700 mL。答案：(1)1.92(2)5.761.344(3)1.344(4)70013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净的N2；途径三：加热条件下用NH3还原CuO制得纯净的N2和活性铜粉。可供选择的实验装置如图所示。请回答下列问题：(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)按途径三制取N2时，所需要的氨气可用浓氨水与生石灰反应制取，则氨气发生装置为_(填装置代码)，检查该装置气密性的方法是_。为制取并收集较纯净的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代码：_C_D。若要通过实验现象验证C处有水产生，则必须在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)浓氨水与生石灰反应制氨气，不需要加热，选装置A。答案：(1)F(2)A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，则证明不漏气(或其他合理答案)AEB碱石灰无水CuSO4(3)活性铜粉可以循环使用；避免使用有毒物质，减少环境污染14某化学学习小组采用下列装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO34NO2O22H2O)。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，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_，产生该气体的主要化学反应方程式是_。(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反应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，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。下列对该气体的检验方法合适的是_(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，观察木条是否复燃如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是_。解析：(1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成NO2、CO2、H2O，由于NO2为红棕色气体，故三颈瓶中的气体颜色为红棕色。(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，不足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)NO与足量O2反应生成红棕色的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。装置A中除发生木炭与浓硝酸的反应外，还发生浓硝酸的分解反应。答案：(1)红棕色C4HNO3(浓)4NO2CO22H2O(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)AC浓硝酸的分解