完整高中化学氮及其化合物计算题分类汇编难题推荐文档.docx
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完整高中化学氮及其化合物计算题分类汇编难题推荐文档
氮及其化合物
(一)氮气
1..氮元素存在形态
空气中含大量N2,是工业生产中N2的主要来源。
2.Nk的物理性质
氮气难溶于水,难液化,密度比空气略小(与空气密度相近),只能用排水法收集Nk。
3.Nb的化学性质
由于氮分子的键能很大,所以氮气的性质很稳定,只有在高温条件下才能发生一些化学变化。
高温高压
X
(1)与H2的反应:
N2+3H2-'催优剂2NH3
,一,,一_-放用_
(2)与Q的反应:
N2+O22NO
I点明
(3)与Mg的反应:
3Mg+N2MgNk
4.氮的固定
(1)定义:
把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。
(2)氮的同定的途径
①生物固氮
豆科植物的根部常附有小根瘤,其中含有固氮菌,能把空气中游离的氮变成氨(钱态氮肥)作为养分吸收,所
以这些植物可以少施肥,甚至不施肥。
②大气同氮
渗入土壤被植物根系吸收。
闪电时,大气中的氮转化为氮的氧化物,经降水生成极稀的硝酸(硝态氮肥)
(NH3)。
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2。
=2HNO3+NO
【注意】生物固氮和大气固氮统称自然固氮。
③工业固氮
氮气和氢气在高温、高压并有催化剂存在的条件下,可以直接化合生成氨
工业上就是利用这个原理来合成氨的。
(二)一氧化氮和二氧化氮
1、一氧化氮:
无色气体,难溶于水,有很大毒性,在常温下极易被氧化成二氧化氮。
2NBQ-2NO
2、二氧化氮:
有刺激性气味的红棕色气体,溶于水生成硝酸和一氧化氮。
3NO+H2O=2HNO+NO2NO2-——N2c4(无色)
注意:
关于氮的氧化物溶于水的几种情况的计算方法。
①NO或NO与Nb(或非Q)的混合气体溶于水时可依据:
3NO+HbC^2HNQ+NO利用气体体积变化差值进行计
管
舁。
②NO和Q的混合气体溶于水时,由4NO+2HaO+Q=4HNO可知,当体积比为
i
=4:
1,恰好完全反应
>4:
1,NO过量,剩余气体为NO
<4:
1,Q过量,乘余气体为Q
一_.入水中时,其反应是:
2NBQ作NO,3NO+H2O^2HN0NO,总反应式为:
4N82H83Q一
4HNO当体积比为
「=4:
3,恰好完全反应
V(NO):
V(Q)>4:
3,NO过量,剩余气体为NO
|<4:
3,C2过量,乘余气体为Q
④NONO、Q三种混合气体通入水中,可先按①求出NO与H2O反应生成的NO的体积,再加上原混合气体中的NO
的体积即为NO的总体积,再按③方法进行计算。
(三)硝酸的化学性质
1、HNO具有酸的通性。
2、HNO具有强氧化性,表现在能与多数金属、非金属、某些还原性化合物起反应。
【注意】由于硝酸氧化性很强,任何金属与硝酸反应都不能放出氢气,在与不活泼金属如CukAg等反应时,浓硝
酸还原产物为NO,稀硝酸还原产物为NO(但不能认为稀硝酸的氧化性比浓硝酸强);
这类反应中硝酸只有一部分体现氧化性被还原,另一部分体现酸性生成硝酸盐。
铁、铝常温下遇浓硝酸,由于浓硝酸具有强氧化性,所以在金属的表面形成一层致密的氧化膜,
阻止反应继续进行,这个过程叫钝化。
所以可用铁、铝容器装运浓硝酸(或浓硫酸)二
3、在溶液中NO一几乎与所有离子能大量共存,但注意,当溶液的酸性较强可形成硝酸溶液,具有还原性的某些离
子则不能与其大量共存,如N。
一、4、Fe2+中任意两者能大量共存,但三者则不能大量共存。
即:
NQ一在中性或碱性溶液中不表现氧化性,而在酸性溶液中表现强氧化性。
(四)氨气
1、氨的物理性质
氨气为无色、有刺激性气味的气体,比空气轻,易液化,极易溶于水(喷泉实验),氨水的密度小于水的密度,氨水的浓度一越高,密度越小。
2、氨的化学性质;
(1)与水反应,溶液呈碱性:
NH+H>O=^NH•H2O^=NH++OH
氨水中所含有微粒:
NH3•HO分子,NH+,OH,氨水中溶质通常看作为NH,而不是NH•HO。
(2
NH3+HNO=NH4NOHCl+NH3=NHClH2SO+2NH=(NH4)2SO
氨气与氯化氢相遇便产生,可用于NH与HCl的相互检验。
(3)还原性
NH分子中氮元素呈—3价,具有还原性,能在一定条件下与Q、CMCuO等反应,被它们氧化:
NH+Cl2=NH3+CuO=
NH+O2=NH3+O2=
3、氨气的实验室制法
A
(1)原理:
固态钱盐与碱加热反应:
2NH4C1+Ca(OH)2CaCl2+2NHT+2H2。
(2)发生装置:
固+固+加热型,与制备氧气相似;
(3)收集:
向下排空气法。
(4)干燥:
在干燥管中盛放碱石灰作干燥剂。
不能用浓硫酸、P2。
、无水氯化钙作干燥剂,因CaCl2吸
收氨气生成CaCl2•8NH。
(5)验满:
a.用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口,若变蓝,则满;b.蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口,若
产生白烟,则满。
[特别提醒]:
①制氨气所用钱盐不能用硝钱、碳俊。
因加热过程中NHNO可能发生爆炸性的分解反应,
发生危险;而碳钱受热极易分解产生CO,使生成的NH中混有较多的CO杂质。
②消石灰不能用NaOH
KOH弋替,原因是:
a、NaOHKOHM有吸湿性、易结块,不利于产生NH;b、在高温下能腐蚀大试管。
③因氨气比空气轻,易与空气发生对流,所以收集时,导气管应插入收集气体的试管底部附近,管口塞
一团干燥的棉花团,来防止NH3与空气对流,确保收集到纯净的氨气。
④制备NH也可以通过加热浓氨
水的方法,利用NH3-H2ONHT+H2O原理制备。
也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备,原理:
烧
碱溶于水为放热反应,促进NH-H2。
的分解,增大c(OH)使上述可逆反应向左移动,而产生NH。
课堂练习:
1、将8mLNO2和Q的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒,充分反应后,剩余气体为1mL,则原混合气体
中NO和Q的体积比可能为()
A.7:
5B.3:
7C.7:
1D.1:
7
2、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①NO和NO;②NO和Q;③NH
和N2。
现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V、V2、V3,则下列关系正确的
是()
A.Vi>V>MB,V>M>%C.V2>V3>VD.M>V>%
3、在相同状况下,将下列四种混合气体:
①体积比为3:
1的NH和N2'②体积比为1:
1的NO和N2③体积比
为1:
1的NO和Q'④体积比为4:
1的NO和Q,分别置于相同的四支试管中并倒置于水槽中,充分反应后液面上升高度分别为h、h2、h3、h4,下列关系正确的是()
A.hi>h2>h3>h4B,h4>h3>h2>hiC.h4>hi>h3>h2D,h2>h3>hi>h4
4、在常温下向盛满水并倒置于水槽中的试管里先后通入4mLNO2、4mLNO、5mLO2,经过一段时间后,试管里
剩余的气体有()
A.NOB.QC.NO和QD.NO和Q
6、把盛有48mLNONO混合气体的容器,倒置于水中(同温、同压),待液面稳定后,容器内气体体积变为24mL
则:
⑴原混合气体中,NO是mL,NO是mL。
⑵若在剩余24mL气体中,通入6mLO,待液面稳定后,容器内气体体积为mL。
⑶若在剩余24mL气体中,通入24mLO,待液面稳定后,容器内气体体积为mL。
⑷若在原48mLNONO
混合气体中,通入mLO2,倒置在水面上,气体会全部吸收。
7、常温下,将N5口Q两种气体按物质的量1:
3混合,则其平均相对分子质量()
A.40.7B.46C.36D.44
8、现有10mLNO^NO混合气体,其平均相对分子量为36.4,通入一定量的Q后,还是10mLNO^NO混合气体,
但平均相对分子量为39.6,通入Q的体积是()
A.1mLB.3mLC.5mLD.10mL
9、反应NO+O+NO+H2AHNO(未配平)是多组化学计量数的化学方程式,当氧气有1/3被NOS原时,此反应各物质化学计量数之比是
10、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物,当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的
量之比为2:
1时,还原产物是()
A.NOB.NOC.N2OD.N2
11、物质的量之比为2:
5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N20,反应结束后锌没有剩余,则该反应中
被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()
A.1:
4B,1:
5
C.2:
3D,2:
5
12、某稀硝酸能与5.4g铝恰好反应,当这份酸在与铁反应时,最多消耗铁的量为()
A.16.8gB.0.4molC.11.2gD.0.2mol
13、已知镁和稀硝酸反应时,每有1molHNQ反应,就有0.8mol电子转移,此时硝酸的还原产物可能是A.NOB.N2OC.NHNOD.NO
14、Al可以与稀硝酸反应,已知HNO被还原为NO。
若标准状况有3.36LNO生成,则参加反应的Al的质量为g,参加反应的硝酸为mol
15、在一定温度下,某浓度的HNQ与Zn反应,生成NO2和NO的物质的量之比为1:
3,则要使1mol
Zn完全反应,需要HNO的物质的量为()
A.2.8molB.2.6molC.2.4molD.0.8mol
16、已知Cu2s与某浓度的硝酸反应时,生成硝酸铜和硫酸,若反应中Cu2s与HNQ的物质的量之比
为2:
13,则该反应的还原产物为()
A.N2OB.NOC.NQD.N2Q
17、Cu2s与一定浓度的HNQ反应,生成Cu(NO3)2、CuSQNO、NO和H2O,当NO2和NO的物质
的量之比为1:
1时,实际参加反应的Cu2s与HNO的物质的量之比为
18、足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO、N2Q、NO的混合气体,这些气体与1.68LQ(标准》犬况)
混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。
若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH§液至Cu2+恰好完
全沉淀,则消耗NaOH^^的体积,是()
A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL
19、向一定量的Fe、FeO和Fe?
O的混合物中加入120mL4mol•LT的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344LNO(标准X^况),往所得溶液中加入KSCM§液,无血红色出现。
若用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为()
A.0.24molB.0.21molC.0.16molD.0.14mol
20、将32g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO^NO混合气体在标准状况下的体积为11.2
L。
欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOHm^中全部转化为NaNO,至少需要30%勺双氧水g。
21、将51.2gCu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NON2Q、NO)的混合物共0.9mol,这些气体恰
好能被500mL2mol/LNaOH溶液完全吸收,生成含NaNO^NaNO的盐溶液,其中NaNO的物质的量为()
A.0.2molB.0.4molC.0.8molD.0.9mol
22、1L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。
若向该混合液中加入足量的铜
粉,则最多能溶解铜粉的质量是多少?
23、在某100mL混合酸中,HNO的物质的量浓度为0.4mol-L1,HSQ的物质的量浓度为0.2mol-L\向其中
加入2.56g铜粉,微热,待充分反应后,溶液中Cu2+的物质的量浓度为()
A.0.4mol•L1B.0.3mol•L1C.0.225mol•L1D.无法计算
24、有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含有硫酸的浓度为2mol•1一,含硝酸的浓度为1mol•1一,现向其
中加入0.96g铜粉,充分反应后(假设只生成NO气体),最多可收集到标准状况下的气体的体积为()
A.89.6mLB.112mLC.168mLD.224mL
X。
再向所得溶液中加入过量的
25、将11.2g的Mg-Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中,收集反应产生的气体
NaOH§液,产生21.4g沉淀。
根据题意推断气体X的成分可能是()
A.0.3molNO2B.0.2molNO2
C.0.1molNO、0.3molNO2D.0.6molNO
26、将MgCu组成的混合物26.4g投入到适量的稀硝酸中,固体完全溶解,收集到标准状况下的NO气体8.96
L,向反应后的溶液中加入过量的5mol-L1的NaOH§y夜300mL,金属离子完全沉淀。
则形成沉淀的质量是()
A.43.2gB.46.8g
C.53.6gD.63.8g
27、1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%勺浓硝酸中,得到NO和N2Q的混合气体1120mL(标准X^况),向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀,下列说法不正确的是()
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2:
1B.该浓硝酸中HNO的物质的量浓度是14.0mol/L
C.NQ和N2Q的混合气体中,NO的体积分数是80%D.得到2.54沉淀时,加入脂。
体^液的体积60mL
29、一定量的CuS和CutS的混合物投入足量的HNO中,收集到气体VL(标准状况),向反应后的溶液中(存在
Cu2+和SQ2-)加入足量NaOH产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO12.0g,若上述气体为NO和NO的混合
物,且体积比为1:
1,则V可能为
A.9.0LB.13.5LC.15.7LD.16.8L
30、某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL平均分成两份。
向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2g(已
知硝酸只被还原为NO气体)。
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:
下列分析或结果错误的是()
A.混合酸中NG的物质的量为0.2mol
B.OA段产生的是NOAB段的反应为Fe+2Fe3+===3F€2+,BC段产生氢气
C.溶液中最终溶质为FeSO
D.c(H2SO4)为5mol/L
31、一种工业尾气中含有NG口NO(通常表示为NO),NO是空气中主要污染物之一。
处理尾气的方法较多。
方法一:
氨气还原法:
NH3+NOx-N2+H2O(未配平),
方法二:
用碱液吸收2NO+2NaO+NaNO+NaNO3+H2O,NO+NC2+2NaO+2NaNQ+H2O
(1)NO中x的取值范围为;
(2)NO中n(NO)/n(NO2)=(用含“x”的代数式表示);
(3)当x=1.75时,若用方法一消除NO,则应通入氨气与NO#:
积比(同温同压)V(NH)/V(NOx)R;
(4)若气体中除含NO(NOF口NO)外,还含有体积分数为y的N2Q,用方法二处理1mol这种气体,气体完全被吸收。
计算:
①满足气体完全被吸收的y和x的关系式②若y=0.2,求生成NaN解口NaNO勺质量
32、硝酸发生氧化还原反应时,硝酸浓度越小,对应还原产物中氮的化合价越低。
现有一定量铝粉和铁粉的混合
物,与1000mL很稀的HNO充分反应,反应过程中HNO的还原产物只有两种:
一种是Nb,另一种则以硝酸盐的形
式留在溶液中,已知产生的N的体积为940.8mL(标准状况)。
在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol•L一的
NaOHB液,所加NaOH^^的体积与产生沉淀的物质的量关系如图所示。
况淀的物电的;山niul
DE
°f27oHMtiCHi码"mL
试回答下列问题:
(1)AE过程中发生反应的离子方程式为
(2)B值为。
(3)原稀HNO)溶液的物质的量浓度为。
33、某校化学兴趣小组的同学对硝酸盐的受热分解进行探究。
他们设计了如下装置分别加热了NaN@
Cu(NQ)2、AgNQ(加热及夹持装置未画出)
(1)甲同学加热的是NaN@加热过程发现:
装置②中产生气泡,部分石蕊试液被压至装置③中,且石蕊试液不
变色;用带火星的木条检验②中的气体,木条复燃;分析装置①中剩余的固体得知,剩余固体中含有N元
素且显+3价。
请写出NaNO受热分解的化学方程式:
;
(2)乙同学加热的是Cu(NO)2。
加热过程发现:
装置②中也有气泡产生,但在上升的过程中消失。
装置①
中的固体逐渐变为黑色。
请写出Cu(NO)2受热分解的化学方程式:
实验过程
中还应看到的现象为。
(3)丙同学加热的是AgN@加热过程发现:
装置②中也有气泡产生,但在上升的过程中气泡部分消失,剩余的气体也能使带火星的木条复燃。
石蕊试液也逐渐变为红色,有少量液体被压至装置③中。
装置①中的固体逐渐变为黑色。
丙同学据此写出了AgNO受热分解可能的两种化学方程式:
△A
(I)4AgNO32Ag2O+4NOT+Od,(n)2AgNO32Ag+2NOT+QT。
请你分析,可能正确的是哪一个并说明理由:
。
请你设计一个简单的实验证明你的结论是正确的:
;
(4)由上述3个实验的结果,请你推测:
硝酸盐受热分解的产物可能与有关。
34、实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化俊溶液加热后反应制取氮气.
(1)从图中选择制取气体的合适装置:
氮气、氢气
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有、。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨,(“会”或“不会”)发生倒吸,原因
(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同「时将经加热的钳丝插入乙装置的锥形瓶内,能使钳丝保持红
热的原因是:
锥形瓶中还可观察到的现象是:
。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式:
。
(6)反应结束后锥形瓶内溶液中含有H+、OH,、。