高考化学试题分类解析 考点16氮及其化合物.docx
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高考化学试题分类解析考点16氮及其化合物
考点16氮及其化合物
1.(2013·四川理综化学·7)1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),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︰1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
【答案】D
解析:
A.设CuXg,MgYg.X+Y=1.52X/64×98+Y/24×58=2.54得X=0.02Y=0.01
B.c(HNO3)=1000Ρɯ/M=1000×1.40×63/63=14.0mol/L
C.nHNO3=14.0×0.05=0.7mol=nNO2+2nN2O4
nNO2+N2O4=1.12L/22.4L/mol,nNO2=0.04molnN2O4=0.01mol可知C正确
D.与硝酸反应的NaOHnNaOH=0.7-0.04-0.02=0.64与金属离子反应的NaOHnNaOH=0.06总NaOH的量n总=0.64+0.06=0.7mol故需要NaOH700mL
2.(2013·上海化学·18)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3→K2O+5Na2O+16N2↑。
若氧化物比还原物多1.75mol,则下列判断正确的是
A.生成40.0LN2(标准状况)
B.有0.250molKNO3被氧化
C.转移电子的物质的量为1.25mol
D.被氧化的N原子的物质的量为3.75mol
【答案】CD
【解析】根据反应方程式可知,每当生成16molN2,则氧化物比还原物多14mol。
转移电子的物质的量为10mol,被氧化的N原子的物质的量为30mol,有2molKNO3被还原,现氧化物比还原物多1.7mol,则生成2molN2,转移电子的物质的量为1.25mol,被氧化的N原子的物质的量为3.75mol,因此,C、D正确。
【考点定位】本题考查氧化还原反应计算
3.(2013·上海化学·21)一定条件下,将0.1LCO、0.2LCO2、0.1LNO、0.2LNO2和0.2LNH3混合,然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定)。
假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应则尾气(已干燥)
A.可能是单一气体B.不可能含有一氧化碳
C.可能存在原气体中的两种气体D.成分和洗气瓶的排列顺序无关
【答案】AC
【解析】方法一,洗气瓶排列顺序有6种,若第一个洗气瓶装氢氧化钠溶液,则这时出来的气体有CO、NH3,后面的2个洗气瓶无论怎样的顺序,最后的气体为CO;若第一个洗气瓶装水,则这时出来的气体有CO、CO2、NO,后面的2个洗气瓶无论怎样的顺序,最后的气体为CO、NO;若第一个洗气瓶装饱和碳酸氢钠溶液,则这时出来的气体有CO、CO2、NO,后面的2个洗气瓶无论怎样的顺序,最后的气体为CO、NO.
方法二,洗气瓶的排列顺序无论怎样,最终的气体肯定没有CO2、NH3,而CO与三种溶液都不反应,尾气肯定有CO,若第一个洗气瓶装氢氧化钠溶液,则尾气没有NO(NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O),若第一个洗气瓶不是装氢氧化钠溶液,则尾气一定有NO。
【考点定位】本题考查化学计算、收敛思维能力
ks5u
4.(2013·上海化学·22)一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到气体VL(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和SO42-)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NO2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
【答案】A
【解析】若混合物全是CuS,其物质的量为12/80=0.15mol,电子转移数,0.15×(6+2)=1.2mol。
两者体积相等,设NOxmol,NO2xmol,3x+x1=1.2,计算的x=0.3。
气体体积V=0.6×22.4=13.44L;若混合物全是Cu2S,其物质的量为0.075mol,转移电子数0.075×10=0.75mol,设NOxmol,NO2xmol,3x+x1=0.75,计算得x=0.1875,气体体积0.375×22.4=8.4L,因此选A。
【考点定位】本题考查氧化还原反应计算(极限法)
5.(2013·广东理综·10)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是
解析:
用加热法除去NaCl中的NH2Cl的原因是NH2Cl受热易分解生成氨气和氯化氢,A错误;用KSCN溶液鉴别Fe3+是因为Fe3+与SCN—发生络合反应生成红色Fe(SCN)3,B错误;碳酸钙的溶解度小于碳酸氢钙,而碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,C错误;玻璃的主要成分SiO2易与HF反应,所以氢氟酸保存在塑料瓶中,D正确。
答案:
D
命题意图:
元素化合物
6.(2013·上海化学·2)氰酸铵(NH4OCN)与尿素[CO(NH2)2]
A.都是共价化合物B.都是离子化合物
C.互为同分异构体D.互为同素异形体
【答案】C
【解析】氰酸铵是离子化合物,尿素是共价化合物,他们的分子式相同,结构不同,是同分异构体的关系,因此选C
7.(2013·上海化学·7)将X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y气体,有沉淀生成,X、Y不可能是
选项
X
Y
A
SO2
H2S
B
Cl2
CO2
C
NH3
CO2
D
SO2
Cl2
【答案】B
【解析】A项将SO2通入BaCl溶液,不反应,部分O2溶解在水中后与后来通入的H2S发生反应生成2H2S+SO2=3S+2H2O生成S沉淀,B项始终不反应无现象,C项反应为2NH2+H2O+CO2+BaCl2=2NH4Cl+BaCO3D项发生反应:
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl2BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl因此选B
ks5u
8.(2013·安徽理综·8)
实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。
仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是
选项
A中的物质
B中的物质
C中收集的气体
D中的物质
A
浓氨水
CaO
NH3
HO
B
浓硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
C
稀硝酸
Cu
NO2
H2O
D
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
【答案】B
【解析】该装置分别为固液不加热制气体,向上排空气法收集气体,以及采用防倒吸的方法进行尾气处理。
A、氨气不能使用向上排空气法,错误;B、正确;C、铜与稀硝酸反应需要加热,且
吸收不宜使用防倒吸装置,错误;D、制取氯气需要加热,错误。
【考点定位】考查化学实验基本原理(气体的制备),实验装置、仪器的使用。
9.(2013·江苏化学·4)下列有关物质性质的应用正确的是
A.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂
B.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸
C.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气
D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝
【参考答案】A
【解析】本题属于元素及其化合物知识的考查范畴,这些内容都来源于《必修一》、和《必修二》等课本内容。
A.源于《必修一》P99第8行原文。
B.源于《必修一》P76第9行原文。
C.源于《必修一》P87第3题及《必修一》P85第7行材料。
D.氯化铝从《选修三》电负性差值来看,它属于共价化合物,熔融情况下不导电,不能用于电解制铝。
《必修二》P88-P89都介绍了工业上用电解熔融氧化铝的方法制铝。
【备考提示】看来高三一轮复习围绕课本、围绕基础展开,也不失为一条有效的复习途径。
10.(2013·江苏化学·6)甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系:
。
下列有关物质的推断不正确的是
A.若甲为焦炭,则丁可能是O2
B.若甲为SO2,则丁可能是氨水
C.若甲为Fe,则丁可能是盐酸
D.若甲为NaOH溶液,则丁可能是CO2
【参考答案】B
【解析】本题属于元素及其化合物知识的考查范畴,有一定的难度,代入逐一对照验证法是一种比较简单的方法。
A.若甲为焦炭,则乙为一氧化碳,丙为二氧化碳,二氧化碳与炭反应生成一氧化碳。
B.若甲为二氧化硫,则乙为亚硫酸氢铵,丙为亚硫酸铵,亚硫酸铵与二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵。
C.若甲为铁,丁为盐酸,则乙为氯化来铁,氯化来铁可能再与盐酸反应。
D.若甲为氢氧化钠,丁为二氧化碳,则乙为碳酸钠,丙为碳酸氢钠,碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠。
11.(2013·福建理综·10)下列有关试验的做法不正确的是
A.分液时,分液漏斗的上层液体应由上口到处
B.用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体
C.配置0.1000mol·L-1氢氧化钠溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流
D.检验NH4+时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体
【知识点】溶液的配制、物质的鉴别、离子的检验、化学仪器的使用等知识。
【答案】D
【解析】A项,分液时根据“下流上倒”的原理,打开活塞让下层液体全部流出,关闭活塞,上层从上口倒出;B项,碳酸氢钠受热易分解(产生CO2),而碳酸钠受热无变化;C项,配制一定物质的量浓度溶液的步骤,转移步骤中必须用到玻璃棒,作用是引流;D项,NH4+的检验方法:
加入氢氧化钠溶液,加热,在试管口放湿润的红色石蕊试纸,如果变蓝色,那么原物质中有NH4+。
12、(2013·广西理综·27)(15分)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。
A和B、D、E均能形成共价型化合物。
A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。
回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是,非金属性最强的是(填元素符号);
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是(用化学式表示);
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为,其中存在的化学键类型为;
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为;
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为;
(6)单质E与水反应的离子方程式为。
【答案】
(1)Na(1分)Cl(1分)
(2)PH3(2分)
(3)NH4Cl(2分)离子键和共价键(2分)
(4)H3PO4(2分)(5)2P+5Cl2
2PCl5(2分)PCl3(1分)
(6)Cl2+H2O=H++Cl-+HClO(2分)
【解析】由题干信息,找准关键点:
(1)A、B、C、D、E的原子序数依次增大;
(2)A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。
(3)A和B、D、E均能形成共价型化合物;(4)A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。
可推断出A、B、C、D、E分别为H、N、Na、P、Cl五种元素。
(1)五种元素中,原子半径最大的是Na,非金属性最强的是Cl。
(2)形成的共价化合物为NH3、PH3、HCl,由于P的非金属性最差,所以PH3的稳定性最差。
(3)氯化铵中既含有离子键,也含有共价键。
(4)D最高价氧化物的水化物为磷酸,注意与硝酸化学式的区别。
(5)氯气足量时为PCl5,氯气不足时为PCl3。
(6)注意次氯酸为弱酸,不能拆分。
13、(2013·天津化学·10)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5um的悬浮颗粒物)其主要来源为燃煤、机动车尾气等。
因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
Cl-
浓度/mol.L
4x10-6
6x10-6
2x10-5
4x10-5
3x10-5
2x10-5
根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为——,试样的PH值=————
(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:
将煤转化为清洁气体燃料。
已知:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)
H=-241.8KJ/molC(s)+1/2O2(g)=CO(g)
H=-110.5KJ/mol
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式——————————————————;
洗涤含SO2的烟气,以下物质可作洗涤剂的是————
a.Ca(OH)2b.Na2CO3c.CaCl2d.NaHSO3
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为:
已知气缸中生成NO的反应为:
N2(g)+O2(g)
2NO(g)
H>0
若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。
测得NO为8x10-4mol.计算该温度下的平衡常数K=___________
汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是——————————
汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知该反应的
H>0,简述该设想能否实现的依据————————
目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为———————————
【解析】该题综合考察化学反应原理的基础知识。
涉及离子的水解、PH值的计算、盖斯定律的应用、化学平衡常数的计算、自由能的应用等。
(1)观察表格中发现NH4+水解显酸性,PM2.5的酸碱性为酸性。
试样的PH值根据溶液中电荷守恒计算H+离子浓度为10-4,PH值为4.
(2)焦炭与水蒸汽反应的热化学方程式:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
H=+131.3kJ/mol
洗涤含SO2的烟气,根据酸性氧化物的性质选a.Ca(OH)2b.Na2CO3。
(3)计算平衡常数时,先计算物质的平衡量N2为0.8-4x10-4,O2为0.2-4x10-4,NO为8x10-4,带入平衡常数表达式即可,得4x10-6.
气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是温度升高,反应速率加快,平衡右移
2CO(g)=2C(s)+O2(g),该反应是焓增、熵减的反应。
根据
G=
H-T
S,
G>0,不能实现。
汽车尾气系统中装置反应的化学方程式
14.(2013·福建理综·25)(15分)
固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。
某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:
甲:
Mg(NO3)2、NO2、O2乙:
MgO、NO2、O2丙:
Mg3N2、O2丁:
MgO、NO2、N2
(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是_____________。
查阅资料得知:
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
(2)实验过程
①取器连接后,放人固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E中有气泡连续放出,表明________
②称取Mg(NO3)2固体3.79g置于A中,加热前通人N2以驱尽装置内的空气,其目的是________;关闭K,用酒精灯加热时,正确操作是先________然后固定在管中固体部位下加热。
③观察到A中有红棕色气体出现,C、D中未见明显变化。
ks5u
④待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0g
⑤取少量剩余固体于试管中,加人适量水,未见明显现象。
(3)实验结果分析讨论
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_______是正确的。
②根据D中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2,D中将发生氧化还原反应:
_____________________(填写化学方程式),溶液颜色会退去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检侧到的原因是_____________________。
③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装里进一步研究。
【知识点】化学实验。
【答案】
(1)不符合氧化还原反应原理(或其它合理答案)
(2)①装置气密性良好
②避免对产物O2的检验产生干扰(或其它合理答案)
移动酒精灯预热硬质玻璃管
(3)①乙
②2Na2SO3+O2=2Na2SO4
O2在通过装置B时已参与反应(或其它合理答案)
【解析】
(1)Mg(NO3)2分解过程中发生了氧化还原反应(元素化合价既升高也降低),而丁组中,只有降低的N元素,而没有升高的元素,不符合氧化还原反应发生的原理;
(2)①此装置比较复杂,又是检验气体,所以实验之前必须检验装置的气密性。
加热试管A,如若E试管中持续出现气泡,则说明气密性良好。
②甲乙丙都有氧气生成,而空气中也存在氧气,所以必须把空气中的氧气除去,以防带来干扰。
③玻璃管(盛有固体)在加热前都要预热,预热的方法:
移动酒精灯对玻璃管进行加热。
(3)①红棕色气体是NO2,另外还应有金属氧化物MgO,所以乙的推论是正确的;
②D中盛放的溶液是Na2SO3溶液,Na2SO3具有还原性,能被氧气氧化生成Na2SO4,反应的方程式为2Na2SO3+O2=2Na2SO4。
15、(2013·广西理综·28)(15分)制备氮化镁的装置示意图如下:
回答下列问题:
(1)检查装置气密性的方法是,a的名称是,b的名称是;
(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式;
(3)C的作用是,D的作用是,是否可以把C和D的位置对调并说明理由;
(4)写出E中发生反应的化学方程式;
(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象。
【答案】
(1)微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密性良好(2分)分液漏斗(1分)圆底烧瓶(1分)
(2)2NaNO2+(NH4)2SO4
2N2↑+Na2SO4+4H2O(2分)
(3)除去氧气(及氮氧化物)(1分)除去水蒸气(1分)不能,对调后无法除去水蒸气(1分)(4)N2+3Mg
Mg3N2(2分)
(5)取少量产物于试管中,加入少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把湿润的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁(4分)
【解析】此题考查物质制备实验。
解决此类问题要明确实验目的、实验原理、实验仪器、实验试剂,结合题给装置图分析出各环节中要考虑的各反应物及产物的性质。
(1)该实验制备氮化镁,其原理为N2+3Mg
Mg3N2,该反应在装置E中进行,则由装置A中的药品可知A为氮气的制备装置,对于液液反应的装置气密性检查一般采用微热法。
(2)制备氮气的反应其原理是2NaNO2和(NH4)2SO4中氮元素自身的归中氧化还原反应。
(3)所制得的氮气中常混有氧气(与镁反应生成氧化镁)、水蒸气(使氮化镁水解生成氢氧化镁),因此C中用亚铁盐的还原性除去氧气,D中用浓硫酸的吸水性除去水蒸气。
(4)氮化镁及镁的检验可利用氮化镁的双水解和镁与盐酸的反应。
16.(2013·北京理综·26)(14分)
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:
_.
(2)汽车发动机工作时会引发N2和02反应,其能量变化示意图如下:
1写出该反应的热化学方程式:
_.
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是_.。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放。
①当尾气中空气不足时,NOX在催化转化器中被还原成N2排出。
写出NO被CO还原的化学方程式:
_.
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。
其吸收能力顺序如下:
12MgO<2oCaO<38SrO<56BaO.原因是.,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式:
.
【答案】
(1)3NO2+2H2O=2HNO3+NO;
(2)①、N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+183KJ/mol;
②、增大;
(3)①、2NO+2CO
N2+2CO2
②、由Mg、Ca、Sr、Ba的质子数可知,它们均处于第ⅡA族,同一主族自上而下,原子半径增大;
(4)①、还原;
②、NO+O2--2e-=NO2;
【解析】
(1)NO2与H2O反应生成HNO3与NO;
(2)①、△H=945kJ/mol+498kJ/mol-2×630KJ/mol=+183KJ/mol;
②、该反应正反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应移动,化学平衡常数增大;
(3)①、NO被CO还原N2,CO被氧化为CO2;
②、由Mg、Ca、Sr、Ba的质子数可知,它们均处于第ⅡA族,同一主族自上而下,原子半径增大,金属性增强;
(4)①、由工作原理示意图可知,O2在Pt电极发生还原反应生成O2-;
②、在O2-参加反应下,NO在NiO电极发生氧化反应生成NO2。
17.(2013·四川理综化学·9)(15分)
为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。
为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验。
可选用第试剂KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
⑴请完成下表:
操作
现象
结论
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡
①
存在Fe3+
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入②,振荡
③
存在Fe2+
【实验结论】Fe的氧化产物为存在Fe2+和Fe3+
Ⅱ.AgNO3的热稳定性性
用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。
当反应结束以后,试管中残留固体为黑色。
⑵装置B的作用是。
⑶经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是。
⑷【查阅资料】Ag2O和粉末的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是:
ⅰAg;ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O
【实验验证】该小组为验证上述设想,