2014屆步步高(廣東專用)大一輪復習 第四章 常見的非金屬及其化合物 4-4 氮及其化合物

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1、第四講 氮及其化合物 一、選擇題 1．盛有12 mL NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應后，還剩余2 mL無色 氣體，則原混合氣體中O2的體積是 (　　) A．1.2 mL B．2.4 mL C．3.6 mL D．4.8 mL 解析　根據題意，剩余的氣體可能是O2，也可能是NO。 ①當剩余氣體是O2時，由于剩余2 mL O2，則有12 mL－2 mL＝10 mL氣體按反應式4NO2 ＋O2＋2H2O===4HNO3中量的關系進行反應，則原氣體中O2的體積V(O2)＝10 mL×＋2 mL ＝4 mL。 ②當剩余氣體是

2、NO時，即剩余NO為2 mL，而NO來源于NO2與水的反應，根據反應3NO2 ＋H2O===2HNO3＋NO，生成NO的NO2的體積為2 mL×3＝6 mL。則有12 mL－6 mL＝6 mL 的混合氣體按4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3中量的關系進行反應，故原氣體中氧氣體積V(O2) ＝6 mL×＝1.2 mL。 答案　A 2．將22.4 L某氣態(tài)氮氧化合物與足量的灼熱銅粉完全反應后，氣體體積變?yōu)?1.2 L(體積均在相同條件下測定)，則該氮氧化物的化學式為 (　　) A．NO2 B．N2O3

3、 C．N2O D．N2O4 解析　氮氧化合物與灼熱銅粉反應的化學方程式為2NOx＋2xCu2xCuO＋N2。根據[來源: 題目給定的數據可判斷氮氧化合物為NO2。 答案　A 3．無色的混合氣體甲，可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種，將100 mL甲氣體經過如圖實驗的處理，結果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則甲氣體的組成為 (　　) A．NH3、NO2、N2 B．NH3、NO、CO2 C．NH3、NO2、CO2 D．NO、CO2、N2 解析　由題意，

4、無色混合氣體中一定無NO2,100 mL氣體通入濃H2SO4后，體積變?yōu)?0 mL，一定有NH3，經Na2O2后變?yōu)榧t棕色，則含有CO2和NO，最后無氣體剩余，則不 含N2。 答案　B 4．下列實驗過程中，始終無明顯現(xiàn)象的是 (　　) A．NO2通入FeSO4溶液中 B．CO2通入CaCl2溶液中 C．NH3通入AlCl3溶液中 D．SO2通入已酸化的Ba(NO3)2，溶液中 解析　A項，NO2通入水中生成HNO3，能將Fe2＋氧化為Fe3＋，溶液顏色由淺綠色變?yōu)? 黃色；B項，CO2與CaCl2不反應，無明顯現(xiàn)象；C

5、項，生成Al(OH)3白色沉淀；D項， SO2被HNO3氧化為H2SO4，生成BaSO4白色沉淀。 答案　B 5．已知氣體的摩爾質量越小，擴散速度越快。右圖所示為氣體擴散速度的實驗，兩種氣體擴散相遇時形成白色煙環(huán)。下列關于物質甲、乙的判斷正確的是 (　　) A．甲是濃氨水，乙是濃硫酸 B．甲是濃鹽酸，乙是濃氨水 C．甲是濃氨水，乙是濃鹽酸 D．甲是濃硝酸，乙是濃氨水 解析　A項中濃H2SO4不是揮發(fā)性酸，不會產生白色煙環(huán)；B、C、D三項中由于NH3 的摩爾質量小，擴散速度快，所以離白色煙環(huán)遠的甲為濃氨水，故C正確。 答案　C 6．如下圖，利用培養(yǎng)

6、皿探究氨氣的性質。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另 一表面皿扣在上面。下表中對實驗現(xiàn)象所做的解釋正確的是 (　　) 選項 實驗現(xiàn)象 解釋 A 濃鹽酸附近產生白煙 NH3與濃鹽酸揮發(fā)的HCl氣體反應產生了NH4Cl固體 B 濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象 NH3與濃硫酸不發(fā)生反應 C 氯化物溶液變渾濁 該溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥紅色石蕊試紙不變色，濕潤的紅色石蕊試紙變藍 NH3是一種可溶性堿 解析　B項，濃H2SO4易與NH3發(fā)生反應；C項，該溶液也可能是MgCl2溶液等；D項NH3·H2O 是堿，而NH3不屬于堿。 答案　

7、A 7．“綠色化學實驗”已走進課堂，下列做法符合“綠色化學”的是 (　　) ①實驗室收集氨氣采用圖1所示裝置； ②實驗室中做氯氣與鈉的反應實驗時采用圖2所示裝置； ③實驗室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸生成銨鹽的實驗； ④實驗室中采用圖3所示裝置進行銅與稀硝酸的反應 A．②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④ 解析　“綠色化學”的思想是盡量使用無毒、無害的原料，采取合理安全的工藝合成產 物，原子利用率為100%，無污染，對環(huán)境友好。①的做法可防止氨氣對空氣的污染； ②的做法對尾氣進

8、行吸收處理，有效防止氯氣對空氣的污染；④的做法中銅絲可以活動， 能有效地控制反應的發(fā)生與停止，用氣球收集反應產生的污染性氣體，待反應完成后處 理，也防止了對空氣的污染，以上三種做法均符合“綠色化學”的思想。而③的做法中 氨氣與氯化氫氣體直接散發(fā)到空氣中，對空氣造成污染，不符合“綠色化學”的思想。 答案　C 8．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結果錯誤的是 (　　) A．原混合酸中NO物

9、質的量為0.1 mol B．OA段產生的是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產生氫氣 C．第二份溶液中最終溶質為FeSO4 D．H2SO4濃度為2.5 mol·L－1 解析　關鍵看圖，鐵粉既能與硝酸反應也能與硫酸反應，從題干圖看出(注意只是第二份 100 mL)OA段產生的是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產生氫氣，反應 為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知NO反應完了，第二份中NO應為×3÷3＝ 0.1 mol，溶液中最終溶質為FeSO4，此時反應的鐵的質量是14 g，即0.25 mol，故原混 合酸中H2SO4濃度

10、為＝2.5 mol·L－1，NO物質的量為0.2 mol。所以選A。 答案　A[來源:金太陽新課標資源網 HTTP://WX.JTYJY.COM/] 二、非選擇題 9．氨和聯(lián)氨(N2H4)是氮的兩種常見化合物，在科學技術和生產中有重要的應用。 根據題意完成下列計算： (1)聯(lián)氨用亞硝酸氧化生成氮的另一種氫化物，該氫化物的相對分子質量為43.0，其中氮原子的質量分數為0.977，計算確定該氫化物的分子式。 該氫化物受撞擊則完全分解為氮氣和氫氣。4.30 g該氫化物受撞擊后產生的氣體在標準狀況下的體積為________L。 (2)聯(lián)氨和四氧化二氮可用作火箭推進劑，聯(lián)氨是燃料，四氧化二

11、氮作氧化劑，反應產物是氮氣和水。 由聯(lián)氨和四氧化二氮組成的火箭推進劑完全反應生成72.0 kg水，計算推進劑中聯(lián)氨的質量。 (3)氨的水溶液可用于吸收NO與NO2混合氣體，反應方程式為： 6NO＋4NH3―→5N2＋6H2O 6NO2＋8NH3―→7N2＋12H2O NO與NO2混合氣體180 mol被8.90×103g氨水(質量分數0.300)完全吸收，產生156 mol氮氣。吸收后氨水密度為0.980 g·cm－3。[來源:Z_xx_k.Com] 計算：①該混合氣體中NO與NO2的體積比。 ②吸收后氨水的物質的量濃度(答案保留1位小數)。 (4)氨和二氧化碳反應可生成尿素C

12、O(NH2)2。尿素在一定條件下會失去氨而縮合，如兩分子尿素失去一分子氨形成二聚物： 已知常壓下120 mol CO(NH2)2在熔融狀態(tài)發(fā)生縮合反應，失去80 mol NH3生成二聚物(C2H5N3O2)和三聚物。測得縮合產物中二聚物的物質的量分數為0.60，推算縮合產物中各縮合物的物質的量之比。 解析　本題為一道綜合計算題。 (1)分子中N原子數＝＝3 分子中H原子數＝＝1 得出分子式為HN3。 　　 產生氣體體積：0.20 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。 (2)依據氫守恒進行計算 設N2H4的質量為m。 m×＝72.0 kg×，解得m＝64 kg

13、。 (3)①設混合氣體中NO和NO2物質的量分別為x、y。 6NO＋4NH3―→5N2＋6H2O 6　　　　　　　 5 x　　　　　　　x 6NO2＋8NH3―→7N2＋12H2O 6　　　　　　　　7 y　 　　　　　　y 　解得x＝162 mol　y＝18 mol 故V(NO)∶V(NO2)＝162∶18＝9∶1。 ②依據反應方程式計算出消耗NH3的物質的量為162 mol×＋18 mol×＝132 mol[來源:學_科_網] 吸收后剩余NH3的物質的量為－132 mol＝25.06 mol[來源:金太陽新課標資源網 HTTP://WX.JTYJY.COM/] 吸收

14、后溶液的質量＝原溶液的質量＋吸收氮的氧化物的質量－放出氮氣的質量＝ 8.90×103 g＋(162 mol×30 g·mol－1＋18 mol×46 g·mol－1)－156 mol×28 g·mol－1 ＝10 220 g， c＝＝＝2.4 mol·L－1 (4)三聚產物有兩種分子式，一種為環(huán)狀物A(C3O3N3H3)，結構簡式為， [來源:Z,xx,k.Com] ，另一種為鏈狀物B(C3O3N4H6)。[來源: 設縮合物中含二聚物a mol，三聚物A為b mol，三聚物B為c mol。 　解得a＝30，b＝10，c＝10 故三種聚合物的物

15、質的量之比為3∶1∶1。 答案　(1)HN3　4.48　(2)64 kg (3)①V(NO)∶V(NO2)＝9∶1?、?.4 mol·L－1 (4)3∶1∶1 10．某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進行實驗(夾持儀器已略去)。實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸。 可選藥品：濃硝酸、3 mol·L－1稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳 已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應，能與NO2反應。 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (1)實驗應避免有害氣體排放到空氣中。裝

16、置③、④、⑥中盛放的藥品依次是____________________。 (2)滴加濃硝酸之前的操作是檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后____________。 (3)裝置①中發(fā)生反應的化學方程式是__________________________________________。 (4)裝置②的作用是__________，發(fā)生反應的化學方程式是_______________________。 (5)該小組得出的結論依據的實驗現(xiàn)象是________________________________________。 (6)實驗結束后，同學們發(fā)現(xiàn)裝置①中溶液呈綠色，而不顯藍色。

17、甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質量分數較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學們分別設計了以下4個試驗來判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是(選填序號字母)____________。 a．加熱該綠色溶液，觀察顏色變化 b．加水稀釋該綠色溶液，觀察顏色變化 c．向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化 d．向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產生的氣體，觀察顏色變化[來源:金太陽新課標資源網] 解析　實驗題要先看目的，即要驗證什么，由此再來理解或設計實驗。“目的決定過程！” 本題要證明濃HNO3能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。①產生NO2，而非 NO，所以②

18、中盛水與NO2反應生成NO。而NO極易與O2反應產生NO2，故反應前應 用CO2將裝置中的空氣排盡。(6)的思路是從溶液中趕出NO2，或在Cu(NO3)2溶液中通 入NO2，不能采用稀釋綠色溶液的方案，是因為Cu(NO3)2溶液稀釋后，顏色也會發(fā)生相 應的變化，而不能得出正確的結論。 答案　(1)3 mol·L－1稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液 (2)通入CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內[來源: (3)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (4)將NO2轉化為NO　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (5)裝置③中

19、液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色 (6)acd 11．硫氮化合物是現(xiàn)代無機化學研究最活躍的領域之一。某硫氮化合物X，其相對分子質量為184，S、N兩元素的質量比為16∶7。 (1)X的分子式為________。 (2)X在常溫下還算穩(wěn)定，但研磨、摩擦、撞擊、震動和迅速加熱時，會劇烈分解并引起爆炸，生成非常穩(wěn)定的單質A、單質B，A、B的相對分子質量之比為7∶64，則X在研磨時發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________ ________________；B與濃硫酸在加熱條件下反應，該反應

20、的氧化產物為________。 (3)氯化銨作用于S2Cl2的四氯化碳溶液時，可發(fā)生反應生成X、單質B和化合物C，C遇濃氨水可生成氯化銨。試寫出氯化銨與S2Cl2反應生成X的化學方程式：__________________________________________________________。 答案　(1)S4N4[來源:金太陽新課標資源網 HTTP://WX.JTYJY.COM/] (2)2S4N44N2↑＋S8　SO2 (3)4NH4Cl＋6S2Cl2===S4N4＋16HCl＋S8 12．在50 mL a mol·L－1的硝酸溶液中，加入6.4 g Cu，全部溶解，假

21、設硝酸的還原產物只有NO2和NO，將反應后溶液用蒸餾水稀釋至100 mL時測得c(NO)＝3 mol·L－1。 (1)求稀釋后的溶液pH＝________。 (2)若a＝9，則生成的氣體中NO2的物質的量為________mol。 (3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液進行吸收，反應原理如下： NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O 若將上述的NO2和NO的混合氣體通入1 mol·L－1的NaOH恰好被吸收，NaOH溶液的體積為________mL。 解析　(1)HNO3―→ 根據溶液中的電荷守恒：

22、(忽略OH－) c(H＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO) c(Cu2＋)＝＝1 mol·L－1 c(NO)＝3 mol·L－1 c(H＋)＝1 mol·L－1 pH＝－lg c(H＋)＝0。 (2)設生成氣體中NO2的物質的量為x，NO的物質的量為y，根據氧化還原反應中轉移電 子數相等得出x＋3y＝0.1×2 解得：x＝0.125 mol　y＝0.025 mol (3)由化學方程式知1 mol N對應1 mol NaOH n(N)＝0.125 mol＋0.025 mol＝0.15 mol 所以V(NaOH)＝＝0.15 L。 答案　(1)0　(2)0.125　(3)150