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1、2022年高考化学一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第4节 氮及其重要化合物课时跟踪练一、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: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=2NO2,2NO24CO=
2、N24CO2,将两步反应式合并可得总化学方程式为2NOO24CO4CO2N2。答案:D2下列关于自然界中氮循环的说法不正确的是()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:N2NH3过程中氮元素由0价变为3价,被还原,A错误;工业合成氨的过程属于人工固氮,B正确;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,C正确;豆科植物可以将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,D正确。答案:A3氮及其化合物的变化关系如下图所示。则下列说法不
3、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:氮气和氧气在放电条件下反应生成NO,NO与O2转化为NO2,即氮气与氧气不能一步转化为NO2。答案:D4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”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡C“两水”都有刺激性气味,都能漂白有机色素D“两水”放置时间较久后,都会因为相同的原理而变质解析:A项,氨水中的微粒有NH3H2O、H2O、NH3三
4、种分子和NH、OH、H三种离子,氯水中有Cl2、HClO、H2O三种分子和Cl、ClO、H、OH四种离子,所以微粒的种类、数目均不相同;C项,氨水没有漂白性,不能漂白有机色素;D项,“两水”的变质原因不相同,氨水因挥发而“变质”,而氯水主要因HClO分解而变质。答案:B5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()AV1V2V3BV1V3V2CV2V3V1 DV3V1V2解析:设各种气体的体积都为1体积。根据3NO2
5、H2O=2HNO3NO,即剩余NO的体积V1体积。根据4NO2O22H2O=4HNO3,即剩余O2的体积V2体积。剩余N2的体积V31体积。即B项符合题意。答案:B6木炭屑与浓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:则石灰水的变化可能是()A不变浑浊变乳白色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: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,气体先导入适量蒸馏水中,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;气体直接导入澄清石灰水中,二氧化氮将氢氧化钙转化为硝酸钙,二
6、氧化碳不与硝酸钙溶液反应,即不变浑浊。答案:B7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: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,可用丁装置,D项正确。答案:D8(2017珠海模拟)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、HNO
7、3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:A项,NaHCO3不是化肥;B项,Na2CO3受热不易分解;D项,NaCl不水解。答案:C9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.
8、5 molL1解析: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 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。答案:A二、非选择题10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的稳定性_(填 “强”或“弱”)。(2)如下图所示,向N
9、aOH固体上滴几滴浓氨水,迅速盖上盖,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
10、子发生转移,生成亚硝酸的质量为_g(小数点后保留两位有效数字)。解析:(1)氮气电子式中存在三键;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,故有利于氨的逸出。(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
11、,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,故有利于氨的脱除(4)2NH33O22HNO22H2O2.3511(1)在100 mL 0.8 molL1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 molL1硝酸溶液中加入铁粉,测得反应后的溶
12、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 molL1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 molL1的NaOH溶液_mL。解析:(1)在100 mL 0.8 molL1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=3Cu22NO
13、4H2O,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/mol1.334 L,故答案为:5.76;1.344;(3)设加入铁的物质的质量为x,100 mL 0.8 molL1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(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
14、0.1 L0.8 molL10.8 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 molL1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)70012某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。回答下列问题:(1)若用装置制取NH3,其反应的化学方