高考化学 44氮及其化合物 新人教版必修部分.docx
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高考化学44氮及其化合物新人教版必修部分
4-4氮及其化合物
一、选择题
1.氮元素在地球上含量丰富,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
下列叙述与氮元素的循环无关的是( )
A.工业合成氨的过程是固氮的过程
B.自然界中,氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物
C.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂,常用氮气作保护气
D.电闪雷鸣的雨天,N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
解析:
C项,由于N2很不活泼,故而作为保护气,N2不参与化学反应,也即无循环可言。
答案:
C
2.下列有关氨的性质的叙述中正确的是( )
①氨不能在空气中燃烧
②氨水呈碱性
③氨气和酸相遇都能产生白色烟
④在反应:
NH3+H+===NH
中氨失去电子被氧化
⑤氨水中含氮微粒中最多的是NH
⑥常温下把NH3通入稀HNO3中,当溶液的pH等于7时,NH3和HNO3物质的量相等
A.①② B.③⑤⑥
C.①⑤⑥D.②⑤⑥
解析:
氨在空气中氧化需高温和催化剂;由于氨水中存在平衡:
NH3+H2ONH3·H2ONH
+OH-,故氨水呈弱碱性;氨气只有与挥发性酸相遇才能产生白色烟,与不挥发性酸如H2SO4、H3PO4相遇,不产生白色烟;NH3和H+的反应为非氧化还原反应。
故①、②正确,③、④不正确。
在氨水中,NH3·H2O是一元弱碱,电离很微弱,含氮微粒最多的是NH3·H2O,⑤错。
当NH3和HNO3等物质的量反应时生成NH4NO3,因NH
水解而使溶液呈酸性,⑥错。
答案:
A
3.(2012·云南省重点高中高三联考)亚硝酸钠是一种工业用盐,广泛用于物质合成、金属表面处理等,它的一些性质或用途如图,下列说法不正确的是( )
A.NaNO2的稳定性大于NH4NO2
B.NaNO2与N2H4反应,NaNO2是氧化剂
C.可用淀粉-碘化钾试纸和食醋鉴别NaCl与NaNO2
D.NaN3分解,每产生1molN2转移6mole-
解析:
本题考查NaNO2的性质以及氧化还原反应知识。
难度中等。
NH4NO2微热就分解,NaNO2相对较稳定,A正确;NaNO2与N2H4反应,NaNO2中N的化合价降低,B正确;NaNO2与KI在酸性条件下可反应生成碘单质,而碘能使淀粉变蓝,C正确;2NaN3
3N2+2Na,N2~2/3Na~2/3e-。
所以,每产生1molN2转移2/3mole-,D不正确。
易错点拨:
本题受思维定势影响,错误地认为NaN3中的N的化合价为-3价导致误认为D项正确。
答案:
D
4.(2012·福建理综)下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是( )
A.二氧化氮 B.钠
C.硫酸镁D.二氧化硅
解析:
A项,二氧化氮与H2O反应生成HNO3和NO,HNO3与NH4Cl不反应;B项,钠与水反应生成NaOH和H2,NaOH与NH4Cl反应产生NH3;C项,硫酸镁溶液与NH4Cl不反应;D项,二氧化硅不溶于水,也不与NH4Cl反应。
答案:
B
5.(2012·重庆理综)下列叙述正确的是( )
A.Fe与S混合加热生成FeS2
B.NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
C.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
D.白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷
解析:
A项,Fe与S混合加热生成FeS;B项,NaHCO3的热稳定性小于Na2CO3;C项,随着反应的进行,浓HNO3变成稀HNO3,生成NO;D项,白磷在空气中加热会生成P2O5。
答案:
C
6.(2012·湖北武汉调研)一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应,在相同条件下,用排水集气法收集产生的气体。
下列叙述一定正确的是( )
①硝酸浓度越大,消耗的硝酸越少 ②硝酸浓度不同,生成的Fe(NO3)3的物质的量相同 ③硝酸浓度越大,产生的气体越少 ④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同
A.只有②B.②④
C.③④D.①②③
解析:
依据Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O及Fe+6HNO3(浓)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O可知,硝酸浓度越大,消耗的硝酸越多,①错;根据铁元素守恒,最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同,②正确;
③硝酸浓度越大,产生的气体越多,③错;因3NO2+H2O===2HNO3+NO,故用排水法收集到的气体均为NO,且在相同状况下体积相同,④正确。
答案:
B
7.无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100mL甲气体经过下图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则甲气体的组成为( )
A.NH3、NO2、N2B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2
解析:
开始时混合气体为无色,故混合气体中无NO2,通过浓硫酸后气体体积减小,说明含有NH3,通过足量过氧化钠后气体显红棕色,说明混合气体中含有CO2和NO,而最后将剩余气体通入水中得到酸性溶液且几乎无气体剩余,说明原混合气体中无N2。
答案:
B
8.如下图,利用培养皿探究氨气的性质。
实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。
下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸挥发的HCl气体反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥的红石蕊试纸不变色,湿润的红石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
解析:
B项,浓H2SO4易与NH3发生反应;C项,该溶液也可能是MgCl2溶液等;D项NH3·H2O是碱,而NH3不属于碱。
答案:
A
9.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。
下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A.浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
解析:
D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”,其褪色的原因可能是因为硝酸的强氧化性将酚酞氧化而褪色,但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应,究竟是个哪个因素,还需要实验认证,D项不准确。
答案:
D
10.(2012·四川理综)向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO3)2。
在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2g。
下列有关说法不正确的是( )
A.Cu与Cu2O的物质的量之比为2:
1
B.硝酸的物质的量浓度为2.6mol/L
C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48L
D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol
解析:
依据题意列出如下方程式:
n(Cu)=0.2mol n(Cu2O)=0.1mol
利用氧化还原反应中电子得失守恒可以求出:
n(NO)=
=0.2mol
NO在标况下的体积V(NO)=4.48L
(注:
氮元素得电子总数等于铜元素失电子总数)
c(HNO3)=
=
=2.4mol/L
[注:
n(NaNO3)=n(NaOH),钠元素守恒]
剩余HNO3的物质的量可以用以下两种方法计算:
方法一 N元素守恒法。
n(HNO3)剩=n(HNO3)总-2n[Cu(NO3)2]-n(NO)=1.2mol-2×0.4mol-0.2mol=0.2mol
方法二 根据溶液中NaOH的反应建立守恒式:
Cu(NO3)2~2NaOH HNO3~NaOH
n(HNO3)剩=n(NaOH)-2n[Cu(NO3)2]=1.0mol-2×0.4mol=0.2mol。
答案:
B
11.为了避免NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理(反应方程式:
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O;NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O)。
现有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为( )
A.
mol·L-1B.
mol·L-1
C.
mol·L-1D.
mol·L-1
解析:
无论生成NaNO2还是NaNO3,都有n(Na)n(N)=11,则n(Na)=n(N)=(a+b+2c)mol。
答案:
C
12.能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸:
3Fe2++4H++NO
===3Fe3++NO↑+2H2O
B.铜片与浓HNO3:
Cu+NO
+4H+===Cu2++NO↑+2H2O
C.氯化铵浓溶液跟浓NaOH溶液混合后加热:
NH
+OH-
NH3·H2O
D.碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热:
NH
+OH-
NH3↑+H2O
解析:
B项Cu+4H++2NO
===Cu2++2NO2↑+2H2O;C项NH
+OH-
NH3↑+H2O;D项HCO
+NH
+2OH-
CO
+2H2O+NH3↑。
答案:
A
13.在铁与铜的混合物中,加入一定量的稀硝酸,充分反应后剩余金属m1g,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振荡后,剩余金属m2g,则m1与m2之间的关系是( )
A.m1一定大于m2B.m1可能小于m2
C.m1一定等于m2D.m1可能大于m2
答案:
A
14.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:
氯水中存在的微粒有:
Cl2、H2O和HClO、Cl-、ClO-、H+、OH-,氨水中存在的微粒有:
NH3、H2O和NH3·H2O、NH
、H+、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。
答案:
C
15.下列关系图中,A是一种正盐,B是气态氢化物,C是单质,F是强酸。
当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他反应产物及反应所需条件均已略去),当X是强碱时,过量的B跟Cl2反应除生成C外,另一产物是盐酸盐。
下列说法中不正确的是( )
A.当X是强酸时,A、B、C、D、E、F中均含同一种元素,F可能是H2SO4
B.当X是强碱时,A、B、C、D、E、F中均含同一种元素,F是HNO3
C.B和Cl2的反应是氧化还原反应
D.当X是强酸时,C在常温下是气态单质
解析:
当X是强酸如盐酸时,若A是硫化钠,则B是硫化氢,C是硫,D是二氧化硫,E是三氧化硫,F是H2SO4;当X是强碱时,若A是铵盐,B是氨气,C是氮气,D是一氧化氮,E是二氧化氮,F是HNO3;B和Cl2的反应可能是:
H2S+Cl2===S+2HCl或8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl。
当X是强酸时,C在常温下只能是固态单质S。
答案:
D
二、非选择题
16.(2012·云南省重点高中高三联考)在如图所示的物质转化关系中,A是常见的气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,E的相对分子质量比D大17,G是一种紫红色金属单质。
(部分反应中生成物没有全部列出,反应条件未列出)
请回答下列问题:
(1)B的化学式为________________________________________。
(2)A的电子式为________________________________________。
(3)反应①的化学方程式为_______________________________。
(4)反应②的离子方程式为_______________________________。
解析:
本题通过框图题考查氮及其化合物的转化关系。
难度中等。
由题干信息可知B为O2,G为Cu。
A为常见气态氢化物,与氧气反应一定有水生成,由转化关系,F应为H2O生成的另一产物C还能被氧气氧化,生成D,D与水(F)反应生成能与Cu反应的溶液E,E应为浓硫酸或硝酸,由E的相对分子质量比D大17可知,E为硝酸,A为NH3。
答案:
(1)O2
(2)
(3)3NO2+H2O===2HNO3+NO
(4)3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
17.下图为自然界中氮循环的示意图。
请回答:
(1)上述转化中属于“氮的固定”的是________(填序号)。
(2)铵盐是农业上常用的化肥。
实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气,反应的化学方程式为________________________,实验室可以用____________________试纸检验氨气。
(3)人类的某些活动也参与了自然界中氮的循环。
上图③是工业制取硝酸的重要反应,其化学方程式为______________________,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
若要尽可能多地使反应中的NO2被水吸收,可采取的措施为______________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:
本题以自然界中氮元素的循环为主线,综合考查了化学、生物、物理三个学科的知识。
(1)将氮元素由游离态转变为化合态的过程叫做氮的固定,显然只有过程①⑥符合。
(2)检验氨气可用湿润的红色石蕊试纸,如果试纸变蓝,说明有氨气生成。
(3)图中③是工业制硝酸的反应,该反应中氧化剂和还原剂都是NO2,物质的量之比为1:
2;要尽可能多地将N元素转化为HNO3,可增加O2的用量,O2将NO氧化为NO2,NO2又转化为HNO3,如此反复进行。
答案:
(1)①⑥
(2)Ca(OH)2+2NH4Cl===CaCl2+2NH3↑+2H2O 湿润的红色石蕊
(3)3NO2+H2O===2HNO3+NO 1:
2 在反应过程中不断通入O2
18.硫酸铵是一种常用的铵态氮肥。
下表是硫酸铵化肥品质的主要指标。
某化学研究性学习小组为本地农业生产服务,对某农用品商店出售的一等品硫酸铵化肥的品质进行探究。
[观察外观]该硫酸铵化肥可见杂质。
[实验探究]按右图所示装置进行实验。
(1)烧瓶内发生反应的离子方程式为:
__________________,烧杯中盛放的试剂最好是________(填“浓硫酸”、“稀硫酸”或“水”)。
(2)实验过程中,需往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液并充分加热的原因是________________________________________________。
[交流讨论]
(3)甲同学:
根据此实验测得的数据,计算硫酸铵化肥的含氮量可能偏高,因为实验装置中存在一个明显缺陷:
__________________。
乙同学认为实验装置中还存在另一个明显缺陷是:
缺少赶尽反应装置中残留氨气的装置。
经过大家充分讨论一致认为:
针对甲、乙两位同学指出的实验装置中存在明显缺陷,需改进实验装置,重新进行实验。
[探究结论]
(4)称取13.5g硫酸铵化肥样品,用改进后的实验装置重新进行实验,测得实验后B装置增重3.4g。
则该化肥________(填“是”或“不是”)一等品。
解析:
这样的实验题目,要从实验的结果要求出发,力求测得结果的准确性,所以要考虑到各种可能的误差分析,第一要求氨气不能有损失,第二要求不能引入其他增加硫酸溶液质量的物质。
答案:
(1)NH
+OH-===NH3↑+H2O 稀硫酸
(2)使硫酸铵充分反应完全转化为NH3
(3)A、B装置间缺一个干燥装置
(4)不是
19.(2013·兰州一中高三12月月考)某校化学研究性学习小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮,用下图所示装置进行实验,(加热装置和夹持装置均已略去,气密性已检验,F是用于鼓入空气的双连打气球)
实验操作及现象:
操作
现象
Ⅰ.将B装置下移,使碳酸钙与稀硝酸接触
产生气体
Ⅱ.当C处产生白色沉淀时,立刻将B装置上提
Ⅲ.将A中铜丝放入稀硝酸中,给装置A微微加热
装置A中产生无色气体
装置E中开始时出现浅红棕色气体
Ⅳ.用F向E中鼓入空气
烧瓶E内气体颜色逐渐加深
Ⅴ.一段时间后
C中白色沉淀溶解
试回答:
(1)操作Ⅰ的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)C中白色沉淀的化学式是________,操作Ⅱ中当C产生白色沉淀时立刻将B上提的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)操作Ⅲ中装置A产生无色气体的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)烧瓶E内气体颜色逐渐加深的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)操作Ⅴ现象产生的原因是(结合化学方程式说明)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)D装置的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案:
(1)用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳气赶走装置内的空气
(2)CaCO3 防止消耗硝酸过多影响铜与硝酸的反应
(3)3Cu+8HNO3
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(4)CO2比空气重,从长管进入E,并没有把E中空气赶尽,致使部分NO先与未赶尽的空气生成少量红棕色NO2,当再从F鼓入空气时,E中有更多NO2生成,所以红棕色加深
(5)氮氧化物转化为HNO3,即:
3NO2+H2O===2HNO3+NO(或4NO+3O2+2H2O===4HNO3)
(6)平衡压强,吸收NO、NO2、CO2尾气,防止污染大气