2022年高考化学二轮复习讲义第12讲 氮及其化合物（练）解析版

第12讲氮及其化合物【练基础】1．下列关于氮及其化合物的说法，不正确的是(　　)A．在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧B．氨水可作化肥，氮肥还有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素C．硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解D．亚硝酸钠与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的沉淀【答案】D【解析】光化学烟雾形成的过程中，在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用，生成一种有毒的烟雾，叫作光化学烟雾，据此可知，A正确；氮肥是指以氮(N)为主要成分，施于土壤可提供植物氮素营养的肥料，氮肥按含氮基团可分为氨态氮肥、铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥和酰胺态氮肥(尿素)，B正确；硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解：4HNO34NO2↑＋2H2O＋O2↑，C正确；亚硝酸钠与硝酸银溶液反应：NaNO2＋AgNO3===AgNO2↓＋NaNO3，生成淡黄色的AgNO2，AgNO2可以与稀硝酸反应，D错误。2．“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是(　　)①实验室收集氨采用图甲所示装置　②实验室做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置　③实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨与酸生成铵盐的实验④实验室采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应A．②③④　　　　　　　B．①②③C．①②④D．①③④【答案】C【解析】①实验室收集氨采用图甲所示装置，在制备的过程中用带有酚酞的水吸收逸出的氨，防止污染环境，符合“绿色化学”的要求；②实验室做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置，用浸有碱液的棉球可以吸收多余的氯气，防止污染环境，符合“绿色化学”的要求；③实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨与酸生成铵盐的实验，挥发的氯化氢和氨会污染大气，因此不符合“绿色化学”的要求；④ 实验室采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应，生成的氮的氧化物及时收集在气球中，防止污染环境，符合“绿色化学”的要求。综上所述，①②④符合要求。3．下列关于物质检验或推断正确的是(　　)A．蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某溶液，观察到白烟，则该溶液为盐酸B．对某物质进行焰色反应，观察到黄绿色的火焰，则该物质为钡盐C．向某溶液中滴加盐酸，能产生无色能使品红溶液褪色的气体，则原溶液中一定存在SOD．向某溶液中滴加NaOH溶液，加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明原溶液中存在NH【答案】D【解析】浓硝酸也具有挥发性，可以和氨气反应生成硝酸铵固体，也可以观察到白烟，故A错误；对某物质进行焰色反应，观察到黄绿色的火焰，说明含有钡元素，但不一定是钡盐，也可能是氢氧化钡，故B错误；含有HSO的溶液也可以和盐酸反应生成二氧化硫，故C错误；向某溶液中滴加NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明产生了氨气，则原溶液含有NH，故D正确。4．下列有关氨和铵盐的叙述正确的是(　　)A．NH3易液化，常用作制冷剂B．NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生D．某气体通入紫色石蕊溶液后溶液变红，据此可推断该气体为NH3【答案】A【解析】液氨汽化时吸收大量的热导致周围环境温度降低，所以液氨可以作制冷剂，故A正确；加热氯化铵会分解为NH3和HCl，遇冷又生成NH4Cl，所以不能用加热的方法除去NH4Cl中的I2，故B错误；将蘸有浓氨水和挥发性酸(如盐酸和硝酸)的玻璃棒相互靠近，有白烟产生，而硫酸不是挥发性的酸，故C错误；氨通入紫色石蕊溶液后溶液应变蓝，而不是变红，故D错误。5.自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是(　　)A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定 B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂D．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量【答案】D【解析】氮的固定是指氮由游离态转变为化合态，N2→NH3的反应为氮的固定，但NH3→NO的反应没有氮气参与，不属于氮的固定，故A错误；由示意图可知，在催化剂a作用下，氮元素化合价降低被还原，氮气发生还原反应，故B错误；由示意图可知，催化剂a的表面只发生了非极性共价键的断裂，没有发生极性共价键的断裂，故C错误；使用催化剂a、b可加快反应速率，能提高单位时间内生成物的产量，故D正确。6．用下列实验装置和方法进行相应实验，能达到实验目的的是(　　)A．用甲装置制干燥的氨B．用乙装置收集并测量Cu与浓硝酸反应产生的气体及体积C．用丙装置除去CO2中含有的少量HClD．用丁装置吸收NH3，并防止倒吸【答案】A【解析】B项，Cu与浓HNO3反应生成NO2，NO2会与H2O反应，错误；C项，CO2也可与Na2CO3溶液反应，错误；D项，应将苯换成CCl4，将气体通入CCl4中以防止倒吸，错误。7．某化学兴趣小组进行了有关Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　)A．实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明HNO3被Cu还原为NO2B．实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强C．实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O D．由上述实验可得出结论：Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，又可以和稀硫酸反应【答案】C【解析】稀硝酸被Cu还原为NO，故A错误；Cu与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，继续与Cu反应，稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱，故B错误；实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O，故C正确；由上述实验可得出结论：Cu在常温下可以和稀硝酸反应，故D错误。8．下列由相关实验现象推出的结论正确的是(　　)A．NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解，说明可以用加热NH4Cl和NH4HCO3固体的方法制氨B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定含有SOC．Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应D．NH3遇到浓盐酸产生白烟，说明二者发生反应生成白色固体【答案】D【解析】NH4Cl受热分解生成氨和氯化氢，冷却后二者又重新结合生成NH4Cl，不能制备氨，A项错误；向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，在酸性条件下NO具有强氧化性，会把SO氧化成SO，故不能说明原溶液中一定含有SO，也可能含有SO，B项错误；Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，前者是由于稀硝酸的强氧化性，后者是由于Fe与稀硫酸发生置换反应，C项错误；NH3遇到浓盐酸产生白烟，说明二者发生反应生成白色固体氯化铵，D项正确。9.一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如下：下列说法不正确的是(　　)A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解【答案】B【解析】A项，过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ，正确；B项，步骤Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大，错误；C项，由实验可知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，正确；D项，当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，能够与铜继续反应，正确。10．在100mL稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.4mol·L－1。向该溶液中加入足量的铜粉后加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)(　　)A．0.15mol·L－1　　　　　　B．0.24mol·L－1C．0.30mol·L－1D．0.36mol·L－1【答案】B【解析】反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜足量，由上述反应方程式可知，NO和H＋的物质的量之比为1∶4时，反应生成的铜离子物质的量最大，设HNO3、H2SO4各为xmol、ymol，则n(NO)∶n(H＋)＝x∶(x＋2y)＝1∶4，x＋y＝0.4mol·L－1×0.1L，解得x＝0.016mol、y＝0.024mol，由方程式可知，生成铜离子的物质的量为0.016mol×＝0.024mol，故铜离子的最大浓度为＝0.24mol·L－1。【练提升】1．资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是(　　)【答案】A【解析】氯化铵分解生成氨和氯化氢，在试管口附近氨和氯化氢相遇又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨，选项A错误；可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应，选项B正确；碱石灰可以干燥氨，选项C正确；氨极易溶于稀硫酸，该装置吸收尾气中的氨可以防止倒吸，选项D正确。2．下列制取NH3并验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和原理均正确的是(　　) 【答案】B【解析】氯化铵受热分解生成氨和氯化氢，但在试管口又重新化合生成氯化铵，得不到氨，A项错误；氨具有还原性，氯气具有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，又因为氨的密度小于空气的，氯气的密度大于空气的，所以长管通入NH3，短管通入Cl2，可以使其充分反应，装置和原理均正确，B项正确；氨的密度小于空气的，采用向下排空气法收集，即收集时应该是短管进、长管出，C项错误；氨极易溶于水，倒置的漏斗插入水中，不能防倒吸，D项错误。3．三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)A．在转化过程中，氮元素均被还原B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程C．还原过程中生成0.1molN2，转移电子数为2molD．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化【答案】D【解析】根据图示可知，NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中，N元素化合价升高被氧化，故A错误；根据图示可知，BaO为催化剂，NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2时，BaO参与储存N元素，故B错误；还原过程中生成0.1molN2，转移电子的物质的量为0.1mol×(5－0)×2＝1mol，故C错误；整个过程中，CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2，说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，故D正确。4．在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3 中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L，则混合气体中NO的体积为(　　)A．112mL　　　　　　　　　B．1008mLC．224mLD．448mL【答案】A【解析】混合气体的总物质的量为1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol，1.92g铜粉的物质的量为＝0.03mol。设NO的物质的量为n1mol，则NO2的物质的量为(0.05－n1)mol，根据得失电子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005mol，V(NO)＝0.005mol×22.4L·mol－1＝0.112L＝112mL。5．合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素B．反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的氧化剂相同C．Ⅵ的产物可在上述流程中被再次利用D．Ⅴ中发生反应：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl【答案】B【解析】甲是N2，N2与H2化合生成NH3。反应Ⅴ是侯氏制碱法原理，丁是NaHCO3，NaHCO3受热分解生成Na2CO3。NH3发生催化氧化生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3和NH3反应生成NH4NO3，即乙是NO，丙是NO2。甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素，A正确；反应Ⅳ中的氧化剂和还原剂均是NO2，B错误；NaHCO3分解生成的CO2可以循环利用，C正确。6．某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示：实验1实验2①③中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生⑥中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生下列说法正确的是(　　)A．稀硝酸一定被还原为NO2 B．②中溶液存在：2c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(NO)＋c(OH－)C．由上述实验得出结论：常温下，Cu既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应D．③⑥中反应的离子方程式：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O【答案】BD【解析】A项，稀硝酸与铜发生3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O反应，生成硝酸铜溶液为蓝色，试管口NO被空气中的O2氧化生成红棕色的二氧化氮，但硝酸被还原生成NO，故A错误；B项，②中溶液存在电荷守恒：2c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(NO)＋c(OH－)，故B正确；C项，由实验可得出结论：常温下Cu可以和稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，故C错误；D项，③⑥中反应的离子方程式：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故D正确。7．氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：(1)下列有关NH3的说法中，不正确的是________(双选，填标号)。A．工业合成NH3需要在高温高压催化剂下进行B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存(2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。(3)氨气燃烧的化学方程式为_________________________________________________。(4)HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的__________性。(5)“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋________＋CO2(请填写完成化学方程式)。②氨转化法。已知7mol氨恰好能将含NO和NO2共6mol的混合气体完全转化为N2则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为________，若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将________mol的NOx转化为N2。 【解析】(1)A项，工业合成NH3的反应条件是高温、高压、催化剂，正确；B项，NH3可与碳酸等反应生成碳铵等，也可以与二氧化碳反应生成尿素，正确；C项，NH3可与硫酸或氯化钙发生化合反应，不正确；D项，NH3不易分解，不正确。C、D符合题意。(2)水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为mol·L－1≈0.045mol·L－1。(3)氨气燃烧的化学方程式为4NH3＋3O22N2＋6H2O。(4)在常温下浓硝酸能使铝、铁钝化，说明其具有很强的氧化性。(5)①纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋CO2。根据质量守恒定律可知，除NaNO3和CO2外，另一种产物为NaNO2。②7mol氨失去21mol电子，根据题意和电子守恒可得n(NO)＋n(NO2)＝6mol，2n(NO)＋4n(NO2)＝21mol，解得n(NO)＝1.5mol，n(NO2)＝4.5mol，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3，若用通式NOx表示氮氧化物，反应过程中NOx分子得到2xe－，则每摩尔氨可将mol的NOx转化为N2。【答案】(1)CD　(2)(或0.045)(3)4NH3＋3O22N2＋6H2O(4)氧化　(5)①NaNO2　②1∶3　8．甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。已知：ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4、＋2、－3价等氮的化合物。ⅱ.FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH