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第一部分 專題十八 氮及其化合物
一、選擇題
1.(2015北京理綜)下列關于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法不正確的是( )
A.氮元素均被氧化
B.工業(yè)合成氨屬于人工固氮
C.含氮無機物和含氮有機物可相互轉化
D.碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)
解析:A項,人工固氮時,N2+3H22NH3,氮元素被還原;B項,把游離態(tài)的氮元素轉化為含氮化合物的過程是氮的固定,工業(yè)合成氨屬于人工固氮;C項,硝酸鹽可轉化為蛋白質,動植物遺體可轉化為氨或銨鹽,則含氮有機物和含氮無機物可相互轉化;D項,在自然界氮循環(huán)過程中,碳、氫、氧三種元
2、素也參與了循環(huán)。
答案:A
2.(2015福建福州期末質檢)下列有關氮及其化合物的說法不正確的是( )
A.硝酸應保存在棕色試劑瓶里
B.銨態(tài)氮肥不宜與堿性肥料混合施用
C.常溫下鐵、鋁不與濃硝酸反應
D.NO可用排水法收集,NO2可用向上排空氣法收集
解析:A項,硝酸不穩(wěn)定,見光易分解,所以應保存在棕色試劑瓶里;B項,銨態(tài)氮肥的水溶液呈酸性,與堿性肥料混合施用會產生氨氣,導致肥效降低;C項,常溫下鐵、鋁遇濃硝酸鈍化,鈍化是氧化還原反應,是金屬表面被氧化產生了一層致密的氧化物保護膜,阻止了金屬的進一步反應;D項,NO與氧氣反應但不與水反應,也不溶于水,可用排水法收集,NO2與水
3、反應,不能用排水法收集,由于其密度比空氣大,可用向上排空氣法收集。
答案:C
3.(2015合肥一模)下列說法正確的是( )
A.白色污染是指橡膠造成的污染
B.硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物質
C.汽車尾氣的排放是造成溫室效應的主要原因
D.含磷洗滌劑的使用是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因
解析:本題考查化學與生活,意在考查考生運用化學知識解決實際問題的能力。白色污染是指塑料造成的污染,A項錯誤;汽車尾氣的排放不是造成溫室效應的主要原因,C項錯誤;水體富營養(yǎng)化的主要原因是過多含氮、磷、鉀元素物質的排入,D項錯誤。
答案:B
4.(2015長沙市一模)向溶液X中持續(xù)通入氣體Y
4、,會產生“渾濁→澄清”現象的是( )
A.X:漂白粉溶液 Y:二氧化硫
B.X:硝酸鋇溶液 Y:二氧化硫
C.X:氯化鋁溶液 Y:氨氣
D.X:偏鋁酸鈉溶液 Y:二氧化氮
解析:本題考查元素化合物知識,考查考生分析問題、解決問題的能力。難度中等。A項,因漂白粉具有氧化性,通入SO2后得到CaSO4沉淀使溶液渾濁,再繼續(xù)通入SO2,不再發(fā)生反應,因此不能看到澄清現象;B項,通入SO2后,SO2、NO、Ba2+先發(fā)生氧化還原反應,再發(fā)生復分解反應得到BaSO4沉淀,BaSO4沉淀不與繼續(xù)通入的SO2發(fā)生反應;C項,得到的Al(OH)3沉淀不與過量氨水反應;D項,先得到Al(OH)3沉淀
5、使溶液渾濁,繼續(xù)通入NO2后,NO2與水作用生成硝酸,硝酸可將Al(OH)3沉淀溶解,使溶液變澄清。
答案:D
5.合成氨廠用氨氣和空氣的混合氣體通過灼熱鉑-銠合金網發(fā)生氨氧化反應,若有標準狀況下A L氨氣完全反應,測得轉移電子數X個,則阿伏加德羅常數(NA)可表示為( )
A. mol-1 B. mol-1
C. mol-1 D. mol-1
解析:本題考查氧化還原反應中電子轉移分析。難度中等。標準狀況下,A L氨氣的物質的量為A/22.4 mol,反應中N元素化合價變化了5,所以反應中電子轉移數為5ANA/22.4=X,則NA=22.4X/5A(mol-1)。即D項正確。
6、
答案:D
6.(2015凍北三省四市聯考)已知FeS2與某濃度的HNO3反應時生成Fe(NO3)3、H2SO4和某單一的還原產物,若FeS2和參與反應的HNO3的物質的量之比為1∶8,則該反應的還原產物是( )
A.NO2 B.NO
C.N2O D.NH4NO3
解析:本題考查化學計算。設參加反應的FeS2為1 mol,HNO3為8 mol,還原產物中N元素化合價為x,FeS2中Fe顯+2價,S顯-1價,反應后生成1 mol Fe(NO3)3,由N元素守恒知做氧化劑的HNO3為8 mol-3 mol=5 mol,即還原產物中N為5 mol,由得失電子守恒知1+72=5(5-x)
7、,解得x=2,所以還原產物是NO,B項正確。
答案:B
7.(2015濟南調研)下列由相關實驗現象所推斷出的結論中,正確的是( )
A.Cl2、SO2均能使品紅溶液褪色,說明二者均有氧化性
B.加熱分別盛有氯化銨和碘的兩支試管,試管底部固體均減少,說明二者均發(fā)生升華
C.Fe與稀HNO3溶液、稀H2SO4溶液反應均有氣泡產生,說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應
D.分別充滿HCl、NH3的燒瓶倒置于水中后液面均迅速上升,說明二者均易溶于水
解析:本題考查實驗現象與結論推斷。A項,Cl2能漂白是因為其與水反應生成的次氯酸有強氧化性,SO2能漂白是因為其與有色物質化合生成不穩(wěn)定的無色物
8、質,與氧化性無關,錯誤;B項,氯化銨加熱固體減少是由于發(fā)生了分解反應,錯誤;C項,鐵與稀硝酸反應生成NO,不屬于置換反應,錯誤。
答案:D
8.(2015銀川一中)某100 mL混合酸中,HNO3物質的量濃度為0.4 mol/L,H2SO4物質的量濃度為0.2 mol/L。向其中加入2.56 g Cu粉,待充分反應后(反應前后溶液體積變化忽略不計),溶液中Cu2+的物質的量濃度為( )
A.0.15 mol/L B.0.3 mol/L
C.0.225 mol/L D.無法計算
解析:本題考查根據離子方程式的計算。n(H+)=0.4 mol/L0.1 L+0.2 mol/L0.1
9、 L2=0.08 mol;n(NO)=0.04 mol;n(Cu)=2.56 g64 gmol-1=0.04 mol。根據方程式:
3Cu?。?NO + 8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,
0.04 mol 0.04 mol 0.08 mol
所以H+不足,應按其計算,n(Cu2+)=0.08 mol3/8=0.03 mol,所以c(Cu2+)=0.3 mol/L。
答案:B
9.(2015江西師大附中、臨川一中聯考)固體A的化學式為NH5,它的所有原子的最外層都符合相應稀有氣體原子的最外層電子結構,則下列有關說法中,不正確的是( )
A. NH5中既有離子鍵又有
10、共價鍵
B.NH5的熔沸點高于NH3
C.NH5固體投入少量水中,可產生兩種氣體
D.0.1 mol NH5中含有5 mol N—H鍵
解析:本題考查晶體結構與性質、化學鍵。氮原子最多只能結合4個氫原子,所以有1個氫原子必須單獨成氫負離子,所以該物質是銨根離子與氫負離子形成的離子化合物。A項,NH5是離子化合物,既有離子鍵又有共價鍵,正確;B項,離子化合物的熔沸點較高;C項,NH5固體投入少量水中生成氨氣與氫氣,正確;D項,0.1 mol NH5中只含有0.4 mol N—H鍵,錯誤。
答案:D
10.(2015南昌一模)三支體積相等的試管分別充滿相同狀態(tài)下氣體:①氨氣;②體積比為
11、4∶1的NO2和O2氣體;③NO2氣體;將他們分別倒立于盛有足量水的水槽中,液面恒定后(假設試管內液體不擴散),則下列結論正確的是( )
A.①和③試管內溶液的體積不等,溶質的物質的量濃度也不相等
B.因為它們都可溶于水,所以液面都上升到試管頂部
C.三支試管中,試管②中溶液的溶質的物質的量濃度最小
D.試管②和試管③中溶液的溶質的物質的量濃度一定相等
解析:本題考查氨氣、氮的氧化物溶于水的計算。設3試管中氣體均為1 mol,試管容積為V L,分析三支試管中的反應分別為:①中氨氣全部溶于水形成氨水溶液,NH3+H2ONH3H2O,溶液中溶質(NH3)的物質的量濃度為 mol/L
12、,②中NO2與O2以4∶1恰好反應:4NO2+O2+2H2O===4HNO3,故氣體也全部溶于水中,溶液中溶質(HNO3)的物質的量濃度為 mol/L,③中發(fā)生反應:3NO2+2H2O===2HNO3+NO,溶液體積占試管容積的,溶液中溶質(HNO3)的物質的量濃度為 molV L= mol/L。故C項正確。
答案:C
11.(2015湖南十三校聯考)已知A、B、C、D之間的轉化關系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.若A為Fe,D為氫氣,則B一定為酸
B.若A、D為化合物,B為水,則C一定是氣體單質
C.若A、B、C、D均為化合物,該反應一定屬于復分解反應
D.若A、B、
13、C、D均為10電子微粒,且C是可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,則D在常溫下一定呈液態(tài)
解析:本題考查物質的性質。A項,B也可能為NaHSO4;B項,當A為CaC2時,產物均為化合物;C項,由B項可知也可能是氧化還原反應;D項,C為NH3,則A、B、D分別為NH、OH-、H2O。
答案:D
二、填空題
12.(2015湖南省部分重點中學三聯考)有資料認為NO、NO2不能與Na2O2反應。某小組學生提出質疑,從理論上分析Na2O2和NO2都有氧化性,根據化合價升降原則提出假設并進行探究:假設Ⅰ.Na2O2能氧化NO2
假設Ⅱ.NO2能氧化Na2O2
(1)小組甲同學設計了如圖實驗
14、裝置,并進行如下實驗:
①試管A中發(fā)生反應的化學方程式是______________________________。
②待試管B中收集滿氣體,向試管B中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內粉末,觀察到紅棕色氣體迅速消失;再將帶余燼的木條迅速伸進試管內,看見木條復燃。甲同學認為假設Ⅱ正確;乙同學認為該裝置不能達到實驗目的,為達到實驗目的,在A、B之間增加一個裝置,該裝置的作用是______________________________。
③乙同學用改進后裝置,重復了甲同學的實驗操作,觀察到紅棕色氣體迅速消失;但帶余燼的木條未復燃。得出結論:假設Ⅰ正確。NO2和Na2O2
15、反應的方程式是____________ ____________________________。
(2)丙同學認為NO易被O2氧化,更易被Na2O2氧化。
查閱資料:①2NO+Na2O2===2NaNO2
②6NaNO2+3H2SO4===3Na2SO4+2HNO3+4NO↑+2H2O
③酸性條件下,NO或NO都能與MnO反應生成NO和Mn2+
丙同學用下圖所示裝置(部分夾持裝置略)探究NO與Na2O2的反應。
①A裝置中盛裝Cu片的儀器名稱是___________________________,B中觀察到的主要現象是______________________,F裝置的作
16、用是______________________________。
②在反應前,打開彈簧夾,通入一段時間N2,目的是______________________________。
③充分反應后,檢驗D裝置中產物是NaNO2還是NaNO3的實驗方法是_______________ _____________________________________________________________。
解析:本題考查探究實驗,考查考生的實驗能力。難度中等。(1)①試管A中反應為Cu與濃硝酸的氧化還原反應,生成Cu(NO3)2、NO2與H2O;②木條復燃說明有氧氣生成,因Na2O2可與水發(fā)
17、生反應得到氧氣,而進入試管B的NO2氣體中混有H2O,因此為得出正確結論需在試管A、B間添加一干燥裝置,除去生成NO2氣體中混有的水蒸氣;③假設Ⅰ正確的話,NO2被氧化為N2O5,Na2O2被還原為Na2O,N2O5與Na2O反應得到NaNO3,由此可得反應的方程式為Na2O2+2NO2===2NaNO3。(2)①利用裝置圖可知盛裝Cu片的儀器是三頸燒瓶;NO2進入B中與水作用得到稀硝酸,同時有NO生成,生成稀硝酸與Cu反應得到Cu(NO3)2、NO與H2O,故看到銅片逐漸溶解,溶液變?yōu)楸O(jiān)色,有無色氣泡產生;利用資料③和裝置圖可知裝置F的作用為尾氣處理,用于吸收未反應的NO。③利用資料②可知檢
18、驗D中產物成分,可取少量D裝置中固體產物于試管中,然后加入足量硫酸(或鹽酸),依據反應現象做出相應判斷。
答案:(1)①Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②除去生成NO2氣體中混有的水蒸氣
③Na2O2+2NO2===2NaNO3
(2)①三頸燒瓶 銅片逐漸溶解,溶液變?yōu)樗{色,有無色氣泡產生 吸收未反應的NO
②排出裝置中的空氣
③取D裝置中產物少許于試管,加入足量稀鹽酸,若產生無色氣體,且遇到空氣變?yōu)榧t棕色,產物是亞硝酸鈉;反之為硝酸鈉
13.NH3是一種重要的化工產品,是制造銨鹽的原料。
(1)NH3的電子式為________。
(2)實
19、驗室用圖甲所示裝置制備氨氣,該反應的化學反應方程式為檢驗氨氣的方法是______________________________。
(3)實驗室也常用圖乙所示的簡易裝置制備氨氣,下列說法正確的是________(填字母序號)。
a.錐形瓶中加入的固體物質可以是堿石灰
b.制得的氨氣可用堿石灰來干燥
c.可用圖丙裝置和試劑對氨氣進行尾氣處理
(4)氯化銨常用作除銹劑,用化學用語表達其水溶液呈酸性的原因是______________ ____________________________________________________________________________
20、。
(5)工業(yè)上用活性炭做催化劑,在280~450 ℃條件下氯化銨與甲醇反應制取一氯甲烷,該反應的化學方程式為______________________________________________。
(6)工業(yè)合成氨:N2+3H2NH3。已知斷開1 mol化學鍵所需的能量見下表。
N≡N
H—H
N—H
鍵能/kJmol-1
945
436
391
則運用鍵能數據計算,該反應的ΔH約為________kJmol-1。
解析:本題考查氨氣的結構、制備及性質等。(1)NH3中N分別和3個H形成共用電子對,電子式為H∶∶H。(2)圖甲用NH4Cl和Ca(OH)2共
21、熱制取氨氣,可以用濕潤的紅色石蕊試紙或用玻璃棒蘸取濃鹽酸檢驗氨氣。(3)濃氨水容易揮發(fā),將濃氨水加入堿石灰中,可以制取氨氣,a對;氨氣可以用堿石灰干燥,b對;氨氣極易溶于水,容易引起倒吸,吸收氨氣時不能將導管插入水中,c錯。(4)氯化銨溶液中由于NH水解而使溶液顯酸性。(5)根據質量守恒配平化學方程式為NH4Cl+CH3OHCH3Cl+NH3↑+H2O。(6)該反應斷裂化學鍵吸收的熱量為945+4363=2253 kJ,形成化學鍵放出的熱量為3916=2 346 kJ,故反應為放熱反應,ΔH=2253 kJ/mol-2346 kJ/mol=-93 kJ/mol。
答案:(1)
(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 用濕潤的紅色石蕊試紙檢測氣體,試紙變藍,說明氣體是氨氣(或用一根玻璃棒蘸取濃鹽酸,靠近氣體,有大量白煙,說明氣體是氨氣)
(3)ab
(4)NH+H2ONH3H2O+H+
(5)NH4Cl+CH3OHCH3Cl+NH3↑+H2O
(6)-93