2025版高考化學一輪復習課時分層提升練十三氮及其重要化合物含解析新人教版

PAGE9-氮及其重要化合物一、選擇題1.(2024·威海模擬)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(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可如圖表示。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)中屬于固氮作用的是③C.海洋中的反硝化作用肯定有氧氣的參加D.向海洋排放含NO3-的廢水會影響海洋中N【解析】選D。海洋中的氮循環(huán)起始于N2→NH4+,即起始于氮的還原,A錯誤;海洋中的氮循環(huán)中屬于固氮作用的是②,B錯誤;反硝化作用中氮元素化合價降低,被還原,反硝化作用是指將硝酸鹽還原為氮氣的過程,不肯定有O2參加,C錯誤;轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中若硝酸根離子增多,反硝化作用增加,向海洋排放含NO3-的廢水會影響海洋中N2.(2024·松江模擬)某同學探究氨和銨鹽的性質(zhì),下列對相關(guān)試驗操作及現(xiàn)象描述正確的是 ()A.室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH,比較氨水和NaOH堿性強弱B.將氨水緩慢滴入AlCl3溶液中,探討Al(OH)3的酸性C.將蘸有濃氨水和濃硫酸的玻璃棒相互靠近,視察到白煙D.加熱除去NH4Cl中的少量NaHCO3【解析】選A。氨水的主要成分NH3·H2O是弱電解質(zhì),氫氧化鈉是強電解質(zhì),前者部分電離,后者完全電離,故通過室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH,可比較氨水和NaOH堿性強弱,A正確;由于NH3·H2O是弱堿,Al(OH)3不能溶于氨水中,故無法驗證Al(OH)3的酸性,B錯誤;濃硫酸無揮發(fā)性,無法視察到白煙,C錯誤;NH4Cl受熱也會分解,故不行采納加熱法除雜,D錯誤。3.(2024·成都模擬)碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體Y同時通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖所示),下列有關(guān)說法不正確的是 ()A.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇B.在Z導管出來的氣體中有二氧化碳C.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇D.在Z導管口有紅棕色氣體出現(xiàn)【解析】選A。X是CO2和SO2的混合氣體,Y是NO2氣體。在BaCl2溶液中,NO2與水反應生成HNO3和NO。HNO3將SO2氧化成H2SO4,進而與BaCl2反應生成BaSO4沉淀。溶液呈酸性;CO2和NO兩種氣體從Z導管逸出,NO遇氧氣生成紅棕色的NO2。4.(2024·煙臺模擬)已知HNO2在低溫下較穩(wěn)定,酸性比醋酸略強,既有氧化性又有還原性,其氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物與溶液pH的關(guān)系如下表。pH范圍>7<7產(chǎn)物NONO、N2O、N2中的一種下列有關(guān)說法錯誤的是 ()A.堿性條件下,NaNO2與NaClO反應的離子方程式為NO2-+ClO-NO3B.向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2C.向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2D.向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氫碘酸,溶液變藍色【解析】選B。由表中數(shù)據(jù)知,堿性條件下,HNO2可被氧化為NO3-,而ClO-有強氧化性,A正確;HNO2的酸性比碳酸強但比硫酸弱,故CO2不能與亞硝酸鹽作用而硫酸能,B錯、C正確;酸性條件下,NaNO2有氧化性,而I-具有強還原性,NO2-能將I-氧化成二、非選擇題5.(2024·海南高考)干燥的二氧化碳和氨氣反應可生成氨基甲酸銨固體,化學方程式為2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)ΔH<0在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制備氨基甲酸銨的試驗裝置如圖所示,回答下列問題:(1)裝置1用來制備二氧化碳氣體:將塊狀石灰石放置在試管中的帶孔塑料板上,漏斗中所加試劑為__________________;

裝置2中所加試劑為____________。

(2)裝置4中試劑為固體NH4Cl和Ca(OH)2,發(fā)生反應的化學方程式為______________;試管口不能向上傾斜的緣由是______________________。裝置3中試劑為KOH,其作用為__________________________________________________。

(3)反應時三頸瓶需用冷水浴冷卻,其目的是

__________________________。

【解析】(1)試驗室用石灰石與鹽酸反應制取CO2,裝置2中盛放濃硫酸的目的是干燥CO2。(2)試驗室用銨鹽與堿反應制取NH3,該反應同時有水生成,所以試管口應向下傾斜,防止水倒流使試管炸裂。NH3顯堿性,故用堿性物質(zhì)干燥NH3。(3)生成氨基甲酸銨固體反應的ΔH<0,反應放熱,故降溫有利于生成氨基甲酸銨。答案:(1)鹽酸濃硫酸(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O防止試管口部有水凝聚流回試管底部,導致試管炸裂干燥NH3(3)反應放熱,降低溫度,有利于反應正向進行6.氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應用。(1)①氮氣用于工業(yè)合成氨,寫出氮氣的電子式:

_______________________;

②NH3的穩(wěn)定性比PH3________(填寫“強”或“弱”)。

(2)如圖所示,向培育皿中心的NaOH固體上滴幾滴濃氨水,快速用一表面皿扣在上面,視察現(xiàn)象。①濃鹽酸液滴旁邊會出現(xiàn)白煙,發(fā)生反應的化學方程式為__________。

②濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象,一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體,該固體可能是________(寫化學式,一種即可)。

③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀,過一段時間后變成紅褐色,發(fā)生的反應包括Fe2++2NH3·H2OFe(OH)2↓+2NH4+和________________________。(3)空氣吹脫法是目前消退NH3對水體污染的重要方法。在肯定條件下,向水體中加入適量NaOH可使NH3的脫除率增大,用平衡移動原理說明其緣由:

__________________________________________。

(4)在微生物作用下,蛋白質(zhì)在水中分解產(chǎn)生的氨氣能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2),反應的化學方程式為________________________,若反應中有0.3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,生成亞硝酸的質(zhì)量為________g(小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字)。

【解析】(1)①氮氣電子式中存在三鍵;②依據(jù)非金屬性的推斷依據(jù)“非金屬性越強,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定”,很簡單推斷出NH3的穩(wěn)定性強于PH3。(2)①依據(jù)現(xiàn)象寫方程式;②氨氣溶于濃硫酸,能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4;③依據(jù)現(xiàn)象寫方程式,氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(3)氨氣在水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-,加入NaOH后OH-濃度增大,平衡逆向移動,故有利于氨氣的逸出。(4)由方程式可看出,每當生成1molHNO2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol,當有0.3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時,生成亞硝酸0.05mol,即2.35g。答案:(1)②強(2)①NH3+HClNH4Cl②NH4HSO4或[(NH4)2SO4]③4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)氨氣在水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-,加入NaOH后OH-濃度增大平衡逆向移動,故有利于氨氣的脫除(4)2NH3+3O22HNO2+2H2O2.35一、選擇題1.關(guān)于氮的改變關(guān)系圖如下:則下列說法不正確的是 ()A.路途①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑B.路途Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑C.上述全部反應都是氧化還原反應D.氮氣在足量的氧氣中通過一步反應可生成NO2【解析】選D。氮氣和氧氣在放電條件下反應生成NO,NO與O2轉(zhuǎn)化為NO2,即氮氣與氧氣不能一步轉(zhuǎn)化為NO2。2.(2024·萊蕪模擬)已知化學反應:①2NO+2CON2+2CO2,②NO2+SO2NO+SO3。下列說法正確的是 ()A.反應①可用于汽車尾氣處理,NO是還原劑,CO2是氧化產(chǎn)物B.反應②是非氧化還原反應,反應前后氣體分子總數(shù)不變C.反應②中,NO2的氧化性比SO2的氧化性強D.利用上述兩反應處理尾氣,能達到愛護環(huán)境要求【解析】選C。反應①中氮元素的化合價由+2價降為0,被還原NO作氧化劑,A錯誤;反應②中,氮、硫元素的化合價均發(fā)生了改變,為氧化還原反應,B錯誤;反應②中的產(chǎn)物NO、SO3均是污染物,D錯誤。3.(2024·湘潭模擬)NH3是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列有關(guān)表述正確的是 ()A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B.NO2與水反應時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1C.NH3和NO2在肯定條件下可發(fā)生氧化還原反應D.利用上述關(guān)系制取NaHCO3的操作為:向飽和NaCl溶液中依次通入過量的CO2、NH3,然后過濾得到NaHCO3【解析】選C。NaHCO3不是化肥,A項錯誤;氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,B項錯誤;制NaHCO3時是向飽和NaCl溶液中依次通入NH3和CO2,D項錯誤。4.(2024·南寧模擬)銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸,若反應中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mLNO2氣體和336mLN2O4氣體(標準狀況),在反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液,生成沉淀的質(zhì)量為 ()A.9.02gB.8.51gC.8.26gD.7.04g【解析】選B。n(NO2)=0.2mol,n(N2O4)=0.015mol,由HNO3轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2、N2O4過程中得電子數(shù)為n=0.2mol+0.015mol×2=0.23mol。由得失電子守恒知:2n(Cu)+2n(Mg)=0.23mol,那么Cu2+和Mg2+所結(jié)合的OH-的物質(zhì)的量為0.23mol,因此沉淀的質(zhì)量為m=4.6g+0.23mol×17g·mol-1=8.51g。【加固訓練】將Mg、Cu組成的mg混合物投入適量稀硝酸中恰好完全反應,固體完全溶解時收集到的還原產(chǎn)物NO氣體為0.896L(標準狀況),向反應后的溶液中加入2mol·L-1NaOH溶液60mL時金屬離子恰好沉淀完全,則形成沉淀質(zhì)量為()A.(m+2.28)g B.(m+2.04)gC.(m+3.32)g D.(m+4.34)g【解析】選B。利用守恒法解答當金屬離子恰好沉淀時,m(沉淀)=m(金屬)+m(OH-),守恒的奇妙之處在于,n(OH-)=n(金屬失電子)=n(NO得到的電子)=3×0.896L22.4L·mol-1=0.12mol,m(沉淀)=m(二、非選擇題5.亞硝酸鈉(NaNO2)是重要的防腐劑。試驗室以木炭、濃硝酸、水和銅為原料制取的一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示(部分夾持裝置略)。已知:室溫下,①2NO+Na2O22NaNO2;②3NaNO2+3HCl3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;③酸性條件下,NO或NO2-都能與MnO4-反應生成NO完成下列填空:(1)寫出濃硝酸與木炭反應的化學方程式

_____________________________。

(2)B中視察到的主要現(xiàn)象是有無色氣體產(chǎn)生和______________,D裝置的作用是__

_______________________________________________________________。

(3)檢驗C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉的方法是

_____________________________。

(4)經(jīng)檢驗C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉,為避開產(chǎn)生這些副產(chǎn)物應在B、C裝置間增加裝置,則該裝置中盛放的藥品名稱是________。

(5)將1.56g過氧化鈉完全轉(zhuǎn)化成為亞硝酸鈉,理論上至少須要木炭________g。

【解析】(1)裝置A中,濃硝酸和木炭在加熱條件下反應生成二氧化氮、二氧化碳和水,反應的化學方程式為C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。(2)裝置B中發(fā)生的反應是A裝置生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮:3NO2+H2O2HNO3+NO,硝酸和銅反應生成硝酸銅、一氧化氮和水,所以反應現(xiàn)象為溶液變藍,銅片溶解;NO在裝置C中與Na2O2反應制備NaNO2,最終通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余的一氧化氮,防止污染空氣。(3)將生成物置于試管中,加入稀鹽酸,若產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色,則C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉。(4)生成碳酸鈉是由于二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生反應,生成氫氧化鈉是由于水蒸氣和過氧化鈉發(fā)生反應,所以要避開生成碳酸鈉和氫氧化鈉,應除去二氧化碳和水蒸氣,因此可在B、C裝置間增加盛有堿石灰的裝置。(5)1.56g過氧化鈉的物質(zhì)的量是1.56g782NaNO2可知須要NO0.04mol。濃硝酸轉(zhuǎn)化為NO,得到3個電子,因此生成0.04molNO須要得到0.12mol電子,碳在反應中失去4個電子,所以須要碳的物質(zhì)的量是0.12mol×14=0.03mol,其質(zhì)量是0.03mol×12g·mol-10.36g。答案:(1)C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O(2)銅片漸漸溶解,溶液變?yōu)樗{色汲取未反應的NO(3)取樣,加入稀鹽酸,產(chǎn)生無色氣體,遇到空氣變?yōu)榧t棕色(4)堿石灰(5)0.366.(2024·北京海淀區(qū)模擬)某校課外活動小組為了探究銅與稀硝酸反應產(chǎn)生的是NO氣體,設(shè)計了如下試驗。試驗裝置如圖所示(已知NO、NO2能與NaOH溶液反應):(1)設(shè)計裝置A的目的是______________,為達此目的應