通用版化学二轮复习届全程复习方略课时提升作业十三 44氮及其重要化合物.docx

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通用版化学二轮复习届全程复习方略课时提升作业十三44氮及其重要化合物

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课时提升作业（十三）

氮及其重要化合物

（45分钟　100分）

一、选择题（本题包括10小题,每小题6分,共60分）

1.下列说法中正确的是　（　　）

A.氮气化学性质不如磷活泼,故氮元素非金属性弱于磷

B.磷酸比硝酸稳定,所以磷元素的非金属性比氮元素强

C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有:

N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐

D.因为N≡N键键能大,所以N2分子间作用力大,其熔沸点比白磷高

2.汽车排放的尾气中含有NO2,NO2是城市大气污染的主要污染物之一,在日光照射下,NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生O3,加重空气污染。

反应过程为①2NO2

2NO+2O,②2NO+O2

2NO2,③O+O2

O3。

下列对该反应过程及产物叙述正确的是　（　　）

A.NO2起催化剂作用

B.NO起催化剂作用

C.NO2只起氧化剂作用

D.O3与O2互为同分异构体

3.（2014·郑州模拟）下列离子或分子在溶液中能大量共存,但通入NO2后不能大量共存,且不会生成沉淀的一组是　（　　）

A.K+、Na+、N

、Si

B.Al3+、K+、S

、S2-

C.Ag+、Na+、NH3·H2O、N

D.Cu2+、Fe2+、Cl-、S

4.无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100mL甲气体经过下图各装置,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

5.（2013·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　（　　）

A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥

B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解

C.NH3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

6.（2014·南昌模拟）如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。

下列有关操作不可能引发喷泉现象的是　（　　）

A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹

B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹

C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹

D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹

7.为了证明（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O（硫酸亚铁铵晶体）的成分中含有N

、Fe2+、S

和H2O,下列实验叙述中不正确的是　（　　）

A.取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,加热,试管口有液体生成,则可证明晶体的成分中含有结晶水

B.硫酸亚铁铵晶体溶于水,得淡绿色溶液,滴入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再滴入几滴新制氯水,溶液变为红色,则可证明晶体的成分中含有Fe2+

C.硫酸亚铁铵晶体溶于水,加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体的成分中含有S

D.取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,加入浓氢氧化钠溶液,加热,试管口湿润的蓝色石蕊试纸变红,则可证明晶体的成分中含有N

8.（2014·沈阳模拟）在100mL混合酸中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为

0.4mol·L-1和0.1mol·L-1,向该混合液中加1.92g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度是　（　　）

A.0.15mol·L-1B.0.225mol·L-1

C.0.35mol·L-1D.0.45mol·L-1

9.（2013·汕头模拟）下列药品和装置合理且能完成相应实验的是　（　　）

10.（能力挑战题）足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体4.48L（标准状况）,这些气体与一定体积O2（标准状况）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·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是60mL,下列说法不正确的是　（　　）

A.参加反应的硝酸是0.5mol

B.消耗氧气的体积为1.68L

C.此反应过程中转移的电子为0.6mol

D.混合气体中含NO23.36L

二、非选择题（本题包括3小题,共40分）

11.（12分）轿车进入家庭,给人们带来了极大方便,但排出的尾气给环境带来了污染。

现在已经研制出了汽车尾气处理装置并已投入使用,它可将汽车尾气中的有害成分转化为对环境无害的物质。

某研究小组利用如图装置模拟汽车尾气的处理过程,试回答下列问题:

（1）仪器的连接顺序如下,请把装置代号填入下列括号中:

（2）C中的化学反应方程式为　_____________________________________。

（3）E中的化学反应方程式为　_____________________________________。

（4）D装置的作用是:

①　　　,②通过观察气泡数目调节气体流速。

（5）有同学认为,按上述方案两种气体的体积比例不易得到很好的控制,提出改变装置连接顺序为

但D中的液体需改成　　　。

即便如此,该实验还存在明显缺陷,你认为它是　

_______________________________________________。

（6）科学研究的最终目的是应用于生产与生活实际,造福人类。

你认为汽车尾气处理研究的方向是　　　（填代号）。

A.选择适宜的氧化剂,适宜的温度,高效催化剂

B.选择适宜的还原剂,适宜的温度,高效催化剂

C.选择适宜的还原剂,高温,高效催化剂

12.（12分）（2014·大连模拟）X、Y、Z、W四种化合物均由短周期元素组成,其中X含有四种元素,这四种化合物具有如图所示转化关系。

请回答:

（1）Y的结构式是　　　　。

Z的分子式是　　　　。

（2）利用下图所示装置（夹持固定装置已略去）进行实验可以制备气体Y和Z。

①实验室制备和收集Z所选用的装置是　______________________________。

②请写出一种检验Z是否收集满的方法:

 ______________________________

　__________________________________。

③工业尾气中含有各种氮的氧化物（主要是NO和NO2,表示为NOx）,NOx是严重的大气污染物,处理这些废气方法之一是通入适量的Z,反应后会生成一种无色无味的气体。

写出NOx与Z反应的化学方程式:

 _____________________________

________________________________　。

13.（16分）（能力挑战题）（2013·泰安模拟）某化学兴趣小组利用图一装置制取氨气并探究氨气的有关性质。

（1）装置A中烧瓶内试剂可选用　　　　（填序号）。

a.碱石灰　　　　　　　　b.浓硫酸

c.生石灰d.五氧化二磷

e.烧碱

（2）若探究氨气的溶解性,需在K2的导管末端连接图二装置中的　　　装置（填序号）,当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,引发喷泉的实验操作是____

 __________________________________________________________。

（3）若探究氨气的还原性,需打开K1、K3,K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。

①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气,生成气体必须通过盛有　　　　　试剂的洗气瓶;

②D中氨气与氯气反应产生白烟,同时生成一种无色无味的气体,该反应的化学方程式为　___________________________________________________;

③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2,则C装置中应盛放　　　　　　溶液（填化学式）,反应的离子方程式为 _____________________________________。

答案解析

1.【解析】选C。

N≡N键键能大是N2不活泼的原因,但N2的分子间作用力（范德华力）很弱,故其熔沸点很低。

氮原子半径小、得电子能力强,非金属性比磷强（这可以从NH3比PH3稳定、HNO3是强酸而H3PO4是中强酸来说明）。

不能依据含氧酸的稳定性来比较酸性强弱和元素的非金属性强弱。

2.【解析】选A。

反应过程①+②得O2

2O,③O+O2

O3,NO2起催化剂作用,反应过程中NO2作氧化剂,A项正确,B、C项错误;O3与O2的相对分子质量不相同,不是同分异构体,属于同素异形体,D项错误。

3.【解题指南】解答本题应明确以下两点:

（1）NO2与水反应的原理。

（2）HNO3的强氧化性。

【解析】选D。

A项,通入NO2,溶液显酸性,生成H2SiO3沉淀,A项不符合题意;B项,Al3+水解显酸性,S2-水解显碱性,二者不能共存,B项不符合题意;C项,氨水与Ag+不能共存,C项不符合题意;D项,通入NO2,溶液中含有强氧化性的硝酸,Fe2+被氧化,且无沉淀生成,D项符合题意。

4.【解题指南】解答本题要注意以下3点:

（1）气体的颜色:

NO无色气体,NO2红棕色气体,氧气与NO反应生成红棕色的NO2。

（2）气体的溶解性:

氮气不溶于水。

（3）气体的反应:

4NO2+O2+2H2O====4HNO3。

【解析】选B。

此题可以使用排除法。

原气体为无色,排除A、C,因为A、C中的NO2是红棕色气体。

最终几乎无气体剩余,原气体不可能含有N2,排除D。

B正确,其中NH3被足量的浓硫酸吸收,余下NO、CO2通过足量的Na2O2时,CO2与Na2O2反应生成氧气,氧气与NO反应生成红棕色的NO2,氧气过量,再通入到水中时4NO2+O2+2H2O====4HNO3,得到硝酸溶液,最终几乎无气体剩余。

5.【解析】选C。

NaHCO3不能做化肥,A不正确;Na2CO3受热不分解,B不正确;NaCl不水解,D不正确。

6.【解析】选B。

根据喷泉实验的原理,要发生喷泉现象,必须使烧瓶中压强迅速下降,导致外界压强大于烧瓶中的压强,从而使烧杯（锥形瓶）中的液体进入烧瓶中产生喷泉现象,①中的Cl2易溶于CCl4,③中的NH3易溶于水,所以可以使烧瓶中压强迅速下降,产生喷泉现象,④中HCl和浓氨水反应（首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水放出氨气）,同样也会导致烧瓶中压强减小,而②中H2不溶于NaOH溶液,也不与NaOH反应,所以不能发生喷泉现象。

7.【解析】选D。

D项中检验N

时,加入NaOH溶液,加热,能产生NH3,NH3可使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝,因为氨气遇水能生成显碱性的NH3·H2O。

故D不正确。

8.【解析】选B。

混合液中含HNO30.04mol、H2SO40.01mol,该混合溶液中n（H+）=

0.06mol,n（N

）=0.04mol,1.92gCu的物质的量为0.03mol,根据反应的离子方程式:

3Cu+2N

+8H+====3Cu2++2NO↑+4H2O可知H+不足量,故生成Cu2+的物质的量为

×0.06mol=0.0225mol,则c（Cu2+）=

=0.225mol·L-1。

9.【解析】选D。

NO不溶于水,且不与水反应,A项错;盛装消石灰和氯化铵的试管的管口应该向下倾斜,B项错;为防止加入液体时带入空气,制备Fe（OH）2时,需要将盛有NaOH溶液的胶头滴管插入氯化亚铁溶液中,C项错。

10.【解析】选C。

由60mL5mol·L-1NaOH溶液使Cu2+恰好完全沉淀可知参加反应的铜为0.15mol,此过程转移的电子为0.3mol,由得失电子守恒可得消耗O2:

V（O2）=

×22.4=1.68（L）,由元素守恒可得生成Cu（NO3）20.15mol,

n（NO2）+n（NO）=

=0.2mol,则参加反应的硝酸的物质的量为0.5mol;设生成NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y,由元素守恒和电子守恒列方程:

解得x=0.05mol,y=0.15mol。

【方法技巧】金属与硝酸反应的三个守恒

（1）电子得失守恒。

规律1:

一定量的Cu完全溶于浓硝酸中,所产生的气体与一定量的氧气混合后恰好完全溶于水时,消耗氧气的量只取决于Cu的物质的量,即2n（O2）=n（Cu）。

拓展:

金属与硝酸反应生成的氮的氧化物在与O2混合后用水恰好完全吸收时,消耗氧气的量只取决于消耗金属的量。

可依据得失电子守恒建立等式n（M）×a=n（NO2）+3n（NO）=4n（O2）（a为金属M的化合价）。

（2）氮原子守恒。

规律2:

反应中被还原的硝酸的物质的量等于反应生成的NO和NO2气体的物质的量之和。

规律3:

金属与硝酸反应时,生成的气体的物质的量、生成的M（NO3）x中所含的氮元素的物质的量与剩余的硝酸的物质的量之和等于原硝酸的物质的量。

规律4:

金属与硝酸反应时,若生成的气体NO、NO2恰好完全溶于NaOH溶液中,由于生成物NaNO3、NaNO2中Na+与N个数比为1∶1,则n（NaOH）=n（NO）+n（NO2）。

（3）电荷守恒。

规律5:

金属单质完全溶于硝酸中,其失去的电子的物质的量等于金属离子所结合的N

的物质的量,即n（e-）=n（N

）。

11.【解析】汽车尾气中含有氮的氧化物,主要是NO气体,把它变为无害的N2排出。

本实验中A装置是制取NO气体,C装置是制取NH3,B和F是干燥装置,D是混合两种气体的装置,E是催化反应装置。

（1）混合气体从D装置出来后带有水蒸气,所以括号中应选F装置,干燥NO和NH3,除去水蒸气,而后通入E中发生反应。

（2）C中制取NH3的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2

2NH3↑+CaCl2+2H2O。

（3）E中的化学反应方程式为6NO+4NH3

5N2+6H2O。

（4）D装置的作用之一是使NO与NH3充分混合。

（5）两种气体通过B和F装置已经干燥,不能再通过水溶液,此时D的作用还和第（4）问一样,应该选择一种和NO与NH3都不反应的难挥发的有机溶剂,应填“CCl4”或“难挥发有机溶剂”。

即便如此,该实验还存在明显缺陷是没有尾气处理装置,没有反应完的NO和NH3污染空气。

（6）汽车尾气处理研究的方向是选择适宜的还原剂和高效的催化剂在适宜的温度下和汽车尾气反应生成无害的氮气。

答案:

（1）F

（2）2NH4Cl+Ca（OH）2

2NH3↑+CaCl2+2H2O

（3）6NO+4NH3

5N2+6H2O

（4）使NO与NH3充分混合

（5）CCl4（或难挥发有机溶剂）　缺少尾气处理

（6）B

【加固训练】工业尾气中的氮氧化物常用氨催化吸收法,原理是NH3与NOx反应生成无毒物质。

某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。

（一）提供的装置

（二）NH3的制取

（1）下列有关实验室制备气体的说法正确的是　　　（填序号）。

①可以用排饱和食盐水的方法收集氯气

②用赤热的炭与水蒸气反应制取氢气

③实验室制氧气有时需要加热,有时不需要加热

④用无水氯化钙干燥氨气

⑤用浓盐酸洗涤高锰酸钾分解制氧气的试管

（2）从所提供的装置中选取一个能制取氨气的装置:

　　　　（填序号）。

（3）当采用你所选用的装置制取氨气时,相应反应的化学方程式是 ________

　______________________________________________。

（三）模拟尾气的处理

选用上述部分装置,按下列顺序连接成模拟尾气处理装置,回答有关问题:

（4）A中反应的离子方程式为 __________________________________________。

（5）D装置中的液体可换成　　　　（填序号）。

a.CuSO4　　　b.H2O　　　c.CCl4　　　d.浓硫酸

（6）该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是 _______________

　_______________________________________________。

【解析】

（2）实验室制备氨气可用氢氧化钙与氯化铵固体加热法,也可以用浓氨水与氢氧化钠（或氧化钙）在常温下制取。

可选装置C或G。

（3）根据所选装置写出相应制备反应的化学方程式。

（4）A中为Cu与稀硝酸的反应:

3Cu+2N

+8H+====3Cu2++2NO↑+4H2O。

（5）D中用浓氨水防止氨气被吸收,因此还可以换成CCl4。

（6）该反应中尾气含有NO等污染性气体,应除去后再排空。

答案:

（1）①③⑤

（2）C或G

（3）2NH4Cl+Ca（OH）2

2NH3↑+CaCl2+2H2O或CaO+NH3·H2O====NH3↑+Ca（OH）2（要对应）

（4）3Cu+2N

+8H+====3Cu2++2NO↑+4H2O

（5）c

（6）NO尾气直接排放,没有进行处理

12.【解析】本题以框图和实验题型考查含氮化合物的性质。

（1）X与盐酸反应放出气体Y,说明X为弱酸盐,与碱受热放出气体Z说明是铵盐,X受热能分解且含有四种元素,X则为NH4HCO3或（NH4）2CO3,因此,Y为CO2,Z为NH3,W为H2O。

（2）③NH3还原氮的氧化物,化学方程式为2NH3+NO2+NO====2N2+3H2O或4xNH3+6NOx====（2x+3）N2+6xH2O。

答案:

（1）O＝C＝O　NH3

（2）①B、E

②将湿润的红色石蕊试纸放到集气瓶口,若变成蓝色,则收集满

③4xNH3+6NOx====（2x+3）N2+6xH2O

【方法技巧】

（1）有关氮及其重要化合物的推断题常以产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口。

（2）含氮物质的化合价变化及规律。

①氮元素间的歧化和归中

歧化——同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。

归中——同一元素高价态和低价态生成中间价态。

歧化:

3NO2+H2O====2HNO3+NO

归中:

6NO+4NH3====5N2+6H2O

②含氮物质的连续氧化

NH3

NO

NO2

HNO3

N2

NO

NO2

HNO3

13.【解题指南】解答本题要注意如下4点:

（1）实验室中快速制备氨气的方法和原理。

（2）氨气的“喷泉实验”原理和操作。

（3）氯气的实验室制法和尾气吸收。

（4）氨气和氯气的反应原理。

【解析】

（1）在浓氨水中存在平衡:

NH3+H2O

NH3·H2O

N

+OH-,向其中加入生石灰[发生反应CaO+H2O====Ca（OH）2生成Ca（OH）2]或烧碱,都会使平衡左移,同时放出大量的热促进氨水的挥发。

碱石灰的成分是烧碱和生石灰,原理同上述,都可快速制备氨气。

（2）氨气极易溶于水,不溶于CCl4,需选择防倒吸装置进行实验探究,因此需选择图二中的Ⅱ或Ⅲ。

根据喷泉实验的原理,要使装置D发生喷泉现象,必须使烧瓶中的压强迅速降低,形成内外压强差。

用热毛巾将烧瓶焐热,可使D中氨气受热膨胀通过导管与水接触,即产生“喷泉”。

（3）①用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中,混有氯化氢气体和水蒸气,要得到纯净、干燥的氯气需通过饱和食盐水除去氯化氢,通过浓硫酸除去水蒸气。

②探究氨气具有还原性,氯气与氨气反应产生白烟,联系NH3+HCl====NH4Cl可知,“白烟”的成分为氯化铵,氯元素化合价降低,则生成的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物,可推知为氮气。

③氯气是有毒气体,可与强碱溶液反应,因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。

答案:

（1）a、c、e　

（2）Ⅱ或Ⅲ　用热毛巾将烧瓶焐热（其他合理答案均可）

（3）①饱和食盐水、浓硫酸

②3Cl2+8NH3====6NH4Cl+N2

③NaOH　Cl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O

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