广东省高考化学一轮复习 课时规范练13 氮及其重要化合物(含解析)新人教版-新人教版高三全册化学试题

课时规范练13 氮及其重要化合物
基础巩固
1.(2020湖北仙桃月考)成语是中国文化的瑰宝。

下列成语涉及的金属在常温下不完全溶于浓硝酸的是( )
A.铜壶滴漏
B.化铁为金
C.火树银花
D.书香铜臭
2.(高考题组合)下列说法错误的是( )
A.NH4HCO3可用作化肥
B.NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3
C.NH3易溶于水,所以可用作制冷剂
D.用烧碱处理含高浓度N H4+的废水并回收利用氨
3.氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。

海洋中无机氮的循环过程可如图表示。

下列关于海洋氮循环的说法正确的是( )
A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B.海洋中的氮循环中属于固氮作用的是③
C.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
D.向海洋排放含N O3-的废水会影响海洋中N H4+的含量
4.(2020江西九江调研)关于下列实验现象的说法不正确的是( )
实验1 实验2 加热氨水(含酚酞)至沸腾,溶液红色逐渐变浅
A.氨气是无色有刺激性气味的气体,密度比空气小
B.实验1,由喷泉现象可知氨气极易溶于水且溶解速率快
C.实验1,烧瓶溶液中的含氮微粒有NH3、NH3·H2O和N H4+
D.实验2,加热过程中温度和c(NH3·H2O)对NH3·H2O电离平衡移动方向的影响一致
5.
(2020云南大理质检)如图所示,将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛
体积的气体,该气体与空气接触后立即变为红棕色。

则m 满水的试管内,充分反应后,试管内残留m
2
与n的比值为( )
A.3∶2
B.2∶3
C.8∶3
D.3∶8
6.下列叙述不正确的是( )
A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水
B.NH3遇到挥发性强酸就能产生白烟
C.硝酸应放在棕色的细口瓶中保存
D.NO和NH3均可用排空气法收集
7.(2020四川绵阳调研)NH3及其盐都是重要的化工原料。

Ⅰ.实验室制取氨气的常见方法如下:
(1)方法①的化学方程式
为。

(2)依据表中所列方法,从下列图中选择合适的发生装置并将其序号填入表中装置栏中。

Ⅱ.甲同学设计了如图所示实验装置(部分夹持仪器未画出),探究氨气的还原性并检验产物。

实验现象为:黑色CuO变为红色,白色无水CuSO4粉末变为蓝色,同时生成一种无色、无污染的气体。

(3)写出氨气与CuO反应的化学方程
式:。

(4)碱石灰的作用
是。

(5)该装置存在明显缺陷,应在上述装置最后连接一个尾气吸收装置,你认为可选用(填字母)。

能力提升
8.(2020重庆万州月考)下列叙述不正确的是( )
A.NH3易液化,液氨常用作制冷剂
B.与金属反应时,稀硝酸可能被还原为更低价态,则稀硝酸氧化性强于浓硝酸
C.常温下,可使用铁或铝制容器储存浓硫酸
D.稀硝酸和活泼金属反应时得不到氢气
9.
(2020贵州黔东南质检)中学实验中,通常利用如图所示的装置进行喷泉实验,来验证气体的“溶解性”,下列有关说法不正确的是( )
A.用滴管加入液体后,由于气体的“溶解”,使瓶内压强减小,导致瓶内压强小于外界压强,从而形成喷泉
B.选用合适的溶液,CO2也能用于做喷泉实验
C.HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验
D.用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验,烧瓶中将充满稀硝酸
10.“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。

观察下列四个“封管试验”(夹持装置未
画出),判断下列说法正确的是( )
A.加热时,a上部聚集了固体NH4Cl,说明NH4Cl的热稳定性比较好
B.加热时,发现b中I2变为紫色蒸气,在上部又聚集为紫黑色的固体
C.加热时,c中溶液红色变深,冷却后又变浅
D.水浴时,d内气体颜色变浅,e内气体颜色加深
11.1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g·cm-3、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2
和N2O4的混合气体物质的量为0.05 mol,向反应后的溶液中加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液,当金属离
子全部沉淀时,得到2.54 g沉淀。

下列说法不正确的是( )
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L-1
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是640 mL
12.氮氧化合物(用NO x表示)是大气污染的重要因素,根据NO x的性质特点,开发出多种化学治理氮氧
化合物污染的方法。

(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。

已知:4NH3+6NO5N2+6H2O,8NH3+6NO27N2+12H2O。

同温同压下,3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2,则原混合气体中NO和NO2
的体积之比是。

(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

①NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为1∶1,写出该反应的化学方程
式:。

②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式
是。

拓展深化
13.(2020广东珠海联考)氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要作用。

(1)氨气是一种重要的化工原料,氨态氮肥是常用的肥料。

哈伯法合成氨技术的相关反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93 kJ·mol-1,实际生产中,常用工
艺条件:Fe作催化剂,控制温度773 K、压强3.0×107Pa,原料气中N2和H2物质的量之比为1∶2.8。

①合成氨技术是氮的固定的一种,属于(选填“大气固氮”“生物固氮”或“人工固氮”)。

②合成氨反应常用铁触媒催化剂,下列关于催化剂的说法不正确的是。

A.可以加快反应速率
B.可以改变反应热
C.可以提高转化率
D.可以增加活化分子的数目
③关于合成氨工艺的下列理解,正确的是。

A.原料气中N2过量,是因N2相对易得,适度过量有利于提高H2的转化率
B.控制温度(773 K)远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和较大的反应速率
C.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化
率
D.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和
安全事故发生
(2)肼(N2H4)是氮的氢化物之一,其制备方法可用次氯酸钠氧化过量的氨气。

①次氯酸钠溶液显碱性,表示原理的离子方程式
是。

②常温下,该水解反应的平衡常数为K h=1.0×10-6,则1.0 mol·L-1NaClO溶液的pH=。

③肼与N2O4氧化反应生成N2和水蒸气。

已知:N2(g)+2O2(g)N2O4(l) ΔH=-19.5 kJ·mol-1
N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.2 kJ·mol-1
请写出肼和N2O4反应的热化学反应方程
式:。

(3)在NH4HCO3溶液中,反应N H4++HC O3-+H2O NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=。

(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数K b=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K a1=4×10-7)。

课时规范练13氮及其重要化合物
1.B 铜壶滴漏,铜壶滴漏即漏壶,中国古代的自动化计时(测量时间)装置,又称刻漏或漏刻。

铜能溶于浓硝酸,故A不符合题意;化铁为金,比喻修改文章,化腐朽为神奇。

金不活泼,金在常温下不溶于浓硝酸,铁常温下在浓硝酸中钝化,故B符合题意;火树银花,大多用来形容张灯结彩或大放焰火的灿烂夜景。

银不活泼,但能溶于浓硝酸,故C不符合题意;书香铜臭,书香,读书的家风;铜臭,铜钱上的臭味。

指集书香和铜臭于一体的书商。

铜能溶于浓硝酸,故D不符合题意。

2.C NH4HCO3可以用作化肥是因为含有氮元素,A正确;实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2混合共热制NH3,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,B正确;液氨气化时吸收大量热,所以氨可用作制冷剂,C错误;烧碱可与铵根离子反应产生氨气,D正确。

3.D 海洋中的氮循环起始于N2→N H4+,即起始于氮的还原,A错误;海洋中的氮循环中属于固氮作用的是②,B错误;反硝化作用中氮元素化合价降低,被还原,而O2是常见氧化剂,不需要有O2参与,C错
误;转化关系图中若硝酸根离子增多,反硝化作用增强,向海洋排放含N O3-的废水会影响海洋中N H4+的含量,D正确。

4.D 氨气是无色有刺激性气味的气体,氨气密度比空气小,故不选A;由于氨气极易溶于水,一体积
水可以溶解700体积氨气,且溶解速率快,可以形成较大的压强差,所以可以做喷泉实验,故不选B;
烧瓶溶液中存在平衡NH3+H2O NH3·H2O N H4++OH-,因此含氮微粒有NH3、NH3·H2O和N H4+,故不选C;因为NH3·H2O不稳定受热易分解,加热过程中会有NH3·H2O分解,c(NH3·H2O)减小使电离平衡逆向
移动;弱电解质的电离是吸热过程,升高温度促进电离平衡正向移动。

由题中信息可知,加热后溶液的红色变浅,说明温度和c(NH3·H2O)对NH3·H2O的电离平衡的影响是不一致的,故选D。

5.C 该过程中涉及的反应有2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO,可将两个方程式合并为
体积的4NO+3O2+2H2O4HNO3。

剩余气体与空气接触立即变为红棕色,说明剩余气体为NO。

则可知m
2
NO气体与n体积的O2恰好完全反应。

根据化学方程式求解,
4NO+3O2+2H2O4HNO3
4 3
m
n
2
=3∶n,解得m∶n=8∶3。

4∶m
2
6.D NO的密度和空气接近,且NO能与O2反应生成NO2,所以NO应采用排水集气法收集,D项错误。

7.答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)①b ②a ③c
(3)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O
(4)吸收氨气中的水蒸气,防止干扰产物水的检验
(5)a或b或d
解析:Ⅰ.(1)氯化铵与熟石灰固体混合加热生成氨气、氯化钙和水,反应的化学方程式为
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。

(2)氯化铵与熟石灰固体混合加热制备NH3可选择b装置;加
热浓氨水直接得到氨气,选择装置a;浓氨水滴加到固体烧碱上不需要加热,利用固体烧碱溶解放热
使一水合氨分解生成氨气,选择装置c。

Ⅱ.题给实验是氯化铵和氢氧化钙固体混合加热反应生成氨气、氯化钙和水蒸气,通过干燥管
中碱石灰吸收水蒸气,得到干燥氨气,NH3与氧化铜加热反应生成铜、氮气和水,最后通过无水硫酸铜检验生成的水蒸气。

(3)氨气具有还原性,CuO具有氧化性,二者发生氧化还原反应生成氮气、铜和水,反应的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。

(4)碱石灰的作用是吸收氨气中的水蒸气,防止干扰产物水的检验。

(5)氨气极易溶于水,吸收时需要防止倒吸,故选a或b或d。

8.B 根据氨气的物理性质可知,NH3易液化,液氨汽化时吸收大量的热,通常用作制冷剂,A正确;氧
化性的强弱和得电子的能力有关,和得电子的多少无关,浓硝酸氧化性强于稀硝酸,B不正确;常温下,浓硫酸和铁、铝能发生氧化还原反应而生成一层致密的氧化物薄膜,阻止进一步被氧化,该现象为
钝化现象,可使用铁或铝制容器储存浓硫酸,C正确;由于稀硝酸具有强氧化性,与活泼金属反应时不生成氢气,一般生成NO,还可能生成硝酸铵等,D正确。

9.D 本题综合考查了喷泉实验的原理,即由于气体溶于水或某种溶液,导致烧瓶中的压强迅速减小,与外界产生足够的压强差,从而形成喷泉,A正确;CO2能与NaOH等强碱溶液反应,从而被吸收,也能
与外界产生很大的压强差,故能形成喷泉,B正确;NH3和HCl属于极易溶于水的气体,SO2可以与NaOH 溶液等反应,故均能形成喷泉,C正确;NO2与水反应后有NO生成,故液体不能充满烧瓶,D错误。

10.B A选项,NH4Cl受热分解生成的NH3、HCl,在上部又化合生成固体NH4Cl,A选项错误;B选项,I2易升华,正确;C选项,氨水易挥发,加热时,氨水浓度减小,碱性减弱,溶液红色变浅,C选项错误;2NO2 N2O4为放热反应,所以d内气体颜色变深,D选项错误。

11.A 2.54g沉淀为氢氧化铜和氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g,则OH-的
物质的量为0.06mol。

根据电荷守恒,金属提供电子的物质的量等于氢氧根的物质的量,设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为x、y,则:
{2m +2m =0.06mol 64g·mol -1×m +24g·mol -1×m =1.52g
,解得x =0.02mol,y =0.01mol 。

所以合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol ∶0.01mol=2∶1,A 错误;该浓硝酸密度为1.40g ·cm -3
、质量分数为63%,则该浓硝酸的物质的量浓度为
1000×1.40×63%
63
mol ·L -1=14.0mol ·L -1
,B 正确;NO 2和N 2O 4混合气体物质的量
为0.05mol,设NO 2为a mol,N 2O 4为(0.05-a )mol,则a ×1+(0.05-a )×2×1=0.06,解得a =0.04,NO 2和N 2O 4的物质的量之比为4∶1,NO 2的体积分数是
4
4+1
×100%=80%,C 正确;反应后溶质为硝酸钠,根据氮
元素守恒可知,硝酸钠的物质的量为0.05L ×14mol ·L -1
-0.04mol-0.01mol ×2=0.64mol,根据钠离子守恒,n (NaOH)=n (NaNO 3)=0.64mol,故加入NaOH 溶液的体积为0.64mol
1.0mol·L -1
=0.64L,D 正确。

12.答案:(1)1∶3
(2)①2NO 2+2NaOH NaNO 3+NaNO 2+H 2O
②NaNO 2
解析:(1)设NO 的体积为V (NO),NO 2的体积为V (NO 2),依据方程式知,处理NO 需NH 3的体积为2
3V (NO),处理NO 2需NH 3的体积为4
3V (NO 2),则
{m (NO)+m (NO 2)=3.0m
23m (NO)+43
m (NO 2)=3.5m 解得V (NO)=0.75L
V (NO 2)=2.25L V (NO)∶V (NO 2)=1∶3。

(2)①生成两种钠盐,必然是NO 2的歧化反应,依据量的关系可知两种盐分别为NaNO 3和NaNO 2。

②NO 中氮的化合价为+2价,NO 2中氮的化合价为+4价,二者1∶1混合时与NaOH 反应生成一种钠盐,依据电子守恒可知,钠盐中氮的化合价为+3,即为NaNO 2。

13.答案:(1)①人工固氮 ②BC ③AD (2)①ClO -
+H 2O
HClO+OH -
②11 ③2N 2H 4(l)+N 2O 4(g)
3N 2(g)+4H 2O(g) ΔH =-1 048.9 kJ ·mol -1
(3)1.25×103
解析:(1)①N2与H2在催化剂存在时,在高温、高压条件下发生反应产生NH3,该反应属于氮的固定,是人工固氮。

②铁触媒是合成氨气的催化剂,由于降低了反应的活化能,使更多的分子变为活化分子,活化分子数增加,反应速率加快,A、D正确;催化剂可以改变反应途径,但不能改变物质的始态和终态,因此不可以改变反应热,也不能提高转化率,B、C错误;③合成氨气中N2、H2反应的物质的量的比是1∶3,加入的原料气中N2和H2物质的量之比为1∶2.8,N2过量,是因N2相对易得,适度过量可以加快反应速率,由于增大了一种反应物的浓度,可以使化学平衡正向移动,从而可以使其他反应物的转化率提高,从而可提高H2的转化率,A正确;控制温度(773K)远高于室温,主要是因为在此温度下催化剂的活性较大,由于该反应的正反应是放热反应,所以升高温度,化学平衡逆向移动,反应物平衡转化率降低,B错误;当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,由于不能改变任何一种反应物的量,因此对物质平衡转化率无影响,C错误;空气的主要成分是N2、O2,分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气N2、H2必须经过净化处理,以防止催化剂中毒导致失去催化活性及发生安全事故发生,D正确。

(2)①次氯酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中ClO-会发生水解反应ClO-+H2O HClO+OH-,最终达到平
衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),所以溶液显碱性;②ClO-的水解平衡常数K h=m(HClO)·m(OH -)
m(ClO-)
=
m2(OH-)
m(ClO-)
=1.0×10-6,则c2(OH-)=1.0mol·L-1×1.0×10-6mol·L-1=1.0×10-6(mol·L-1)2,所以c(OH-
)=1.0×10-3mol·L-1,则c(H+)=m W
m(OH-)=1.0×10-14
1.0×10-3
mol·L-1=1.0×10-11mol·L-1,所以溶液的pH=11;③
(i)N2(g)+2O2(g)N2O4(l) ΔH=-19.5kJ·mol-1
(ii)N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.2kJ·mol-1
(ii)×2-(i),整理可得2N2H4(l)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9kJ·mol-1
(3)反应N H4++HC O3-+H2O NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=m(NH3·H2m)·(H2m O3)
m(NH4+)·m(HCO3-)
=
m(NH3·H2m)·m(H2m O3)·m(H+)·m(OH-) m(NH4+)·m(HCO3-)·m(H+)·m(OH-)=m W
m b·K a1
= 1.0×10-14
2×10-5×4×10-7
=1.25×10-3。