2022屆新教材高考化學一輪四講氮及其化合物課時跟蹤練含解析

課時跟蹤練13一、選擇題1．氮元素在海洋中的循環(huán)是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎和關(guān)鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可用下圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是()A．海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化B．海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是③C．海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與D．向海洋中排放含NOeq\o\al(－,3)的廢水會影響海洋中NHeq\o\al(＋,4)的含量解析：海洋中氮循環(huán)起始于氮的還原，A項錯誤；海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是②，B項錯誤；反硝化作用是氮元素化合價降低的過程，反硝化細菌在氧氣不足的條件下還原氮，不一定有氧氣參與，C項錯誤；由氮的循環(huán)過程可知，硝酸根離子增多，反硝化作用增強，會進一步影響海洋中NHeq\o\al(＋,4)的含量，D項正確。答案：D2．(2019·全國卷Ⅰ)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應：H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應生成NH3D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動解析：由題圖和題意知，電池總反應是3H2＋N2=2NH3。該合成氨反應在常溫下進行，并形成原電池產(chǎn)生電能，反應不需要高溫、高壓和催化劑，A項正確；觀察題圖知，左邊電極發(fā)生氧化反應MV＋－e－=MV2＋，為負極，不是陰極，B項錯誤；正極區(qū)N2在固氮酶作用下發(fā)生還原反應生成NH3，C項正確；電池工作時，H＋通過交換膜，由左側(cè)(負極區(qū))向右側(cè)(正極區(qū))遷移，D項正確。答案：B3．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗的實驗操作、現(xiàn)象及結(jié)論均正確的是()選項實驗操作及現(xiàn)象實驗結(jié)論A向某溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀生成該溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)B向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不顯紅色。再向溶液中加入幾滴新制的氯水，溶液變?yōu)榧t色該溶液中一定含有Fe2＋C將某氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色該氣體一定為SO2D向某溶液中加入氫氧化鈉溶液并加熱，產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅該溶液中一定含有NHeq\o\al(＋,4)解析：向某溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，則溶液中可能含有硫酸根或銀離子，故A項錯誤；向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不顯紅色，說明一定不含有三價鐵離子，再向溶液中加入幾滴新制的氯水，溶液變?yōu)榧t色，則一定含有亞鐵離子，亞鐵離子被氯水氧化為三價鐵離子，三價鐵離子遇到硫氰酸鉀顯紅色，故B項正確；將某氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，該氣體可能為SO2，也可能為Cl2等具有強氧化性的氣體，故C項錯誤；氨氣為堿性氣體，可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，故D項錯誤。答案：B4．下列關(guān)于氨水的說法不正確的是()A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是純凈物B．氨水中物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)C．氨水顯弱堿性，是弱電解質(zhì)D．在1mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、NH3的物質(zhì)的量濃度之和為1mol·L－1解析：氨極易溶于水，發(fā)生如下反應：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－；生成的氨水是混合物，其中的NH3·H2O是弱電解質(zhì)，電離程度小，且NH3分子極易與H2O結(jié)合，故其中濃度最大的粒子是NH3·H2O(H2O除外)。答案：C5．下列關(guān)于N、S的化合物的性質(zhì)解釋錯誤的是()A．HNO3需避光保存，是因為HNO3見光易分解B．SO2能使品紅溶液褪色，是因為SO2有漂白性C．NH4HCO3化肥需密封儲存，是因為NH4HCO3易分解D．CuSO4·5H2O遇濃硫酸變白，是因為濃硫酸具有脫水性＋2H2O＋O2↑，所以要避光保存，故A項正確；二氧化硫能漂白某些物質(zhì)，是與有機色素化合成無色不穩(wěn)定物質(zhì)，具有漂白性，所以SO2能使品紅溶液褪色，故B項正確；碳酸氫銨在常溫下易分解，溫度越高，分解越快，所以儲存、運輸時要密封，故C項正確；濃硫酸使藍色膽礬晶體(CuSO4·5H2O)變白色體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性，故D項錯誤。答案：D6．20世紀80年代后期人們逐漸認識到，NO在人體內(nèi)起著多方面的重要生理作用。下列關(guān)于NO的說法正確的是()A．NO是酸性氧化物，它與水反應生成亞硝酸(HNO2)B．NO是造成光化學煙霧的因素之一C．因為NO在人體內(nèi)起著多方面的重要生理作用，所以NO對人類無害D．NO分子所含電子總數(shù)為偶數(shù)解析：NO屬于不成鹽氧化物，它難溶于水，也不與水反應，故A項錯誤；氮氧化物是造成光化學煙霧的原因，NO是造成光化學煙霧的因素之一，故B項正確；雖然NO在人體內(nèi)起著多方面的重要生理作用，但NO是有毒氣體，因為NO會與血紅蛋白結(jié)合，導致血紅蛋白失去運輸氧氣的能力，對人體有害，故C項錯誤；NO分子所含電子總數(shù)為15個，為奇數(shù)，故D項錯誤。答案：B7．為落實“五水共治”，某工廠擬綜合處理含NHeq\o\al(＋,4)廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分)，設計了如下流程。已知：1molCO和1molCH3OH分別完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出的熱量為283.0kJ和726.5kJ。下列說法錯誤的是()A．固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B．氣體X在流程中體現(xiàn)還原性C．相同質(zhì)量的CO和CH3OH完全燃燒，后者放出的熱量多=N2↑＋2H2O解析：由流程圖可知，工業(yè)廢氣中CO2、SO2可被石灰乳吸收，生成固體1為CaCO3、CaSO3，氣體1是不能被過量石灰乳吸收的N2、NO、CO，氣體1通入氣體X，用氫氧化鈉溶液處理后得到NaNO2，X可為空氣或氧氣，目的是將一氧化氮氧化為二氧化氮，一氧化氮氧化為二氧化氮，NO2與氫氧化鈉溶液反應生成NaNO2，NaNO2與含有NHeq\o\al(＋,4)的廢水反應生成無污染氣體的氮氣，則氣體2含有CO、N2，用捕獲劑捕獲的CO氣體，在催化劑作用下，和氫氣共熱反應生成甲醇。據(jù)此分析解答。由上述分析可知，固體1主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3，故A項正確；由上述分析可知，氣體1中通入的氣體X為空氣或氧氣，目的是將一氧化氮氧化為二氧化氮，二氧化氮與氫氧化鈉溶液反應生成NaNO2，故B項錯誤；相同質(zhì)量的CO和CH3OH完全燃燒放出的熱量分別為eq\f(m,28)×283(kJ)和eq\f(m,32)×726.5(kJ)，則后者放出的熱量多，故C項正確；由分析可知，NaNO2與廢水中NHeq\o\al(＋,4)發(fā)生氧化還原反應生成無污染的氮氣和水，反應的離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋NOeq\o\al(－,2)=N2↑＋2H2O，故D項正確。答案：B8．依據(jù)圖中氮元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，判斷下列說法不正確的是()A．X是N2O5B．可用排水法收集NO、NO2氣體C．工業(yè)上以NH3、空氣、水為原料生產(chǎn)硝酸D．由NH3→N2，從原理上看，NH3可與NO2反應實現(xiàn)解析：圖中氮元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，X為＋5價對應的氮的氧化物是N2O5，故A項正確；一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮氣體，不可用排水法收集NO2氣體，故B項錯誤；氨氣催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，工業(yè)上以NH3、空氣、水為原料生產(chǎn)硝酸，故C項正確；NH3可與NO2反應生成氮氣：8NH3＋6NO2=7N2＋12H2O，故D項正確。答案：B二、非選擇題9．一定條件下，含氮元素的物質(zhì)可發(fā)生如圖所示的循環(huán)轉(zhuǎn)化。請回答下列問題：(1)氮原子結(jié)構(gòu)示意圖為____________。(2)圖中屬于“氮的固定”的是________(填字母，下同)；轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生非氧化還原反應的是________。(3)若“反應h”是在NO2與H2O的作用下實現(xiàn)，則該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為________。(4)若“反應i”是在酸性條件下由NOeq\o\al(－,3)與Zn的作用實現(xiàn)，則該反應的離子方程式為______________________________________________________________________________________________。解析：(1)N位于第二周期第ⅤA族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。(2)氮的固定是游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成為化合態(tài)的氮，根據(jù)循環(huán)圖可知，屬于氮的固定的是k和c；發(fā)生非氧化還原反應，說明反應前后各元素化合價沒有發(fā)生變化，則屬于非氧化還原反應的是a和l。(3)反應h的化學方程式為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氧化產(chǎn)物是HNO3，NO是還原產(chǎn)物，因此氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1。(4)根據(jù)信息，Zn＋H＋＋NOeq\o\al(－,3)→Zn2＋＋N2O↑＋H2O，根據(jù)電荷守恒、得失電子守恒以及原子守恒得離子方程式為4Zn＋2NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O。答案：(1)(2)k和ca和l(3)2∶1(4)4Zn＋2NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O10．(2020·北京市海淀區(qū)第三次模擬)近年來，我國秋冬季霧霾天氣呈現(xiàn)常態(tài)化趨勢，造成嚴重空氣污染，對人類身心健康造成極大威脅。硫酸鹽氣溶膠作為PM2.5的主要構(gòu)成成分之一，是霧霾產(chǎn)生的一個重要元兇?？茖W家最近發(fā)現(xiàn)了一種利用水催化促進硫酸鹽形成的化學新機制，如圖所示。請回答下列問題：(1)NO2和SO2作為大氣初期污染物的主要成分，主要來自____________________________________________________。(2)電子傳遞可以促進HSOeq\o\al(－,3)中O—H鍵的解離，進而形成中間體SOeq\o\al(－,3)，反應的離子方程式為______________________________________________________________________________________。(3)通過“水分子橋”，處于納米液滴中的SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)可以將電子快速轉(zhuǎn)移到周圍的氣相NO2分子。觀察圖示可知“水橋”主要靠________形成。寫出HSOeq\o\al(－,3)與NO2間發(fā)生的總反應的離子方程式：____________________________________________________________________________________________________________。(4)亞硝酸(HNO2)是一種弱酸，酸性比醋酸稍強，極不穩(wěn)定，只能存在于稀的水溶液中，加熱時發(fā)生歧化反應，生成一種強酸和一種遇空氣變?yōu)榧t棕色的氣體，寫出該反應的化學方程式：_______。(5)結(jié)合題中信息，請寫出一種鑒別NaNO2和NaCl的方法：_____________________________________________________。解析：(1)NO2和SO2主要來自汽車尾氣的排放、煤的燃燒、工業(yè)過程等。(2)由圖可知，HSOeq\o\al(－,3)中O—H鍵的解離過程為HSOeq\o\al(－,3)和NO2反應得到SOeq\o\al(－,3)和HNO2，反應的離子方程式為HSOeq\o\al(－,3)＋NO2=SOeq\o\al(－,3)＋HNO2。(3)由圖可知，“水橋”主要靠“虛線”即氫鍵形成，由圖可知，反應物有HSOeq\o\al(－,3)、H2O、NO2，生成物有HSOeq\o\al(－,4)和HNO2，即HSOeq\o\al(－,3)與NO2間發(fā)生的總反應化學方程式為HSOeq\o\al(－,3)＋2NO2＋H2O=2HNO2＋HSOeq\o\al(－,4)。(4)紅棕色的氣體為NO2，HNO2中N元素化合價為＋3價，則加熱的產(chǎn)物之一為NO，NO種N元素化合價為＋2價，加熱發(fā)生歧化反應，則強酸應為HNO3，結(jié)合原子守恒可得HNO2加熱反應的化學方程式為3HNO2eq\o(=,\s\up15(△))HNO3＋2NO↑＋H2O。(5)HNO2是一種弱酸，則NaNO2溶液因NOeq\o\al(－,2)的水解而顯堿＞7的為NaNO2溶液，pH＝7的為NaCl溶液。答案：(1)汽車尾氣的排放，煤的燃燒，工業(yè)過程等(合理即可)(2)HSOeq\o\al(－,3)＋NO2=SOeq\o\al(－,3)＋HNO2(3)氫鍵HSOeq\o\al(－,3)＋2NO2＋H2O=2HNO2＋HSOeq\o\al(－,4)(4)3HNO2eq\o(=,\s\up15(△))HNO3＋2NO↑＋H2O(5)用pH試紙分別測兩種溶液的pH，pH＞7的為NaNO2溶液，pH＝7的為NaCl溶液(或其他合理答案)11．某化學學習小組采用如圖所示裝置，對濃硝酸與木炭的反應進行探究(已知：4HNO3eq\o(=,\s\up15(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O)。請回答下列問題：(1)檢查裝置氣密性后，將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態(tài)，伸入三頸燒瓶中，并塞緊瓶塞，滴加濃硝酸，可觀察到三頸燒瓶中產(chǎn)生的氣體顏色為______________，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(2)裝置C中盛有足量澄清石灰水，熾熱的木炭與濃硝酸反應后可觀察到C中的現(xiàn)象是_____________________________________。(3)裝置B的作用是_____________________________________。(4)裝置D中收集到了無色氣體，部分同學認為是NO，還有部分同學認為是O2。①下列對該氣體的檢驗方法合適的是________(填字母)。A．將濕潤的藍色石蕊試紙伸入集氣瓶內(nèi)，觀察藍色石蕊試紙是否變紅B．敞口觀察裝置D中集氣瓶內(nèi)氣體的顏色變化C．將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察木條是否復燃②如果D中集氣瓶中收集的無色氣體是氧氣，則氧氣的來源是________________________________。解析：(1)反應過程中有二氧化氮氣體生成，二氧化氮為紅棕色，所以可以觀察到三頸燒瓶中產(chǎn)生的氣體顏色為紅棕色；化學方程式為C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up15(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O。(2)木炭與濃硝酸反應會生成二氧化碳，從而使澄清石灰水變渾濁。(3)裝置B為安全瓶，可以防止倒吸。(4)①一氧化氮不溶于水，與水不反應，濕潤的藍色石蕊試紙不能區(qū)別一氧化氮和氧氣，故A項檢驗方法不合適；一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮為紅棕色，如果集氣瓶內(nèi)氣體是NO，向裝置D中通入O2，可以看到紅棕色，故B項檢驗方法合適；將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若為氧氣則木條復燃，故C項檢驗方法合適；綜上所述答案選BC；②根據(jù)題意可知濃硝酸在加熱條件下可以分解產(chǎn)生氧氣。答案：(1)紅棕色C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up15(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O(2)澄清石灰水變渾濁(3)防止倒吸(4)①BC②濃硝酸的分解12．(2020·福建學考)某化學興趣小組為制取NH3并探究其性質(zhì)，按圖1裝置進行實驗。(制取氨氣的反應原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up15(加熱))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，部分夾持儀器已略去)圖1請回答下列問題：(1)裝置(Ⅰ)中儀器a的名稱是________。(2)裝置(Ⅱ)中可用________(填“堿石灰”或“食鹽”)作干燥劑。(3)實驗進行一段時間后，裝置(Ⅲ)中干燥的紅色石蕊試紙不變色，然后滴加水，觀察到試紙顏色變?yōu)開_____(填“白色”或“藍色”)，原因是氨水呈________(填“堿性”或“酸性”)。(4)裝置(Ⅲ)中膠頭滴管若改裝濃鹽酸，實驗進行一段時間后，滴加濃鹽酸，觀察到瓶內(nèi)充滿________(填“白煙”或“白霧”)，寫出NH3與HCl反應生成NH4Cl的化學方程式：________________。(5)裝置(Ⅳ)中稀硫酸的作用是__________________________。(6)用0.1molNH4Cl與足量Ca(OH)2反應，理論上可生成NH3的物質(zhì)的量是________mol。(7)已知：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up15(加熱))3Cu＋N2＋3H2O，若把裝置(Ⅲ)換為如圖2裝置，當實驗進行一段時間后，觀察到黑色固體變?yōu)開____(填“白色”或“紅色”)，在這過程中NH3表現(xiàn)出