第11頁共SECTIONPAGES11頁2022屆一輪專題(十三)氮及其化合物一、選擇題1．最新病毒學研究證實，一氧化氮對SARS病毒有直接的抑制作用。下列關于一氧化氮的敘述正確的是()A．一氧化氮是一種紅棕色的氣體B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C．一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集解析：NO是無色氣體，難溶于水，常溫下能與氧氣直接化合，在放電的條件下N2與O2化合生成NO。答案：C2．下列各組反應中，硝酸既體現(xiàn)了氧化性，又體現(xiàn)了酸性的是()A．C＋HNO3B．NH3＋HNO3C．Fe(OH)3＋HNO3D．Cu＋HNO3解析：碳和硝酸反應，硝酸中的氮元素化合價降低，硝酸表現(xiàn)氧化性，沒有表現(xiàn)酸性，A錯誤；氨氣和硝酸反應生成硝酸銨，硝酸表現(xiàn)酸性，沒有表現(xiàn)氧化性，B錯誤；氫氧化鐵和硝酸反應生成硝酸鐵和水，沒有化合價變化，硝酸只表現(xiàn)酸性，C錯誤；銅和硝酸反應生成硝酸銅、氮的氧化物和水，硝酸表現(xiàn)酸性和氧化性，D正確。答案：D3．無色的混合氣體甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種，將100mL甲氣體經過如圖所示裝置的處理，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、N2B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2解析：因是無色混合氣體，證明沒有NO2的存在，排除A、C，又經過系列裝置的處理得酸性溶液且通過足量Na2O2后顯紅棕色，最后通入水中無氣體剩余，證明甲氣體中無N2，排除D，應存在NH3、NO、CO2，故B正確。答案：B4．利用N2→NH3→NO→NO2→HNO3這一過程制備HNO3，有關上述各物質的敘述中不正確的是()A．上述轉化過程中某些氣體會發(fā)生顏色變化B．可利用Cu與硝酸的反應，將氮元素轉化為NO或NO2C．為使上述各步驟依次發(fā)生，必須向每個步驟中提供氧化劑D．實驗室中可以利用Ca(OH)2固體與NH4Cl固體混合加熱制備NH3解析：上述轉化過程中，一氧化氮轉化為二氧化氮，氣體顏色從無色變?yōu)榧t棕色，A正確；硝酸具有強的氧化性，與銅反應，稀硝酸被還原為一氧化氮，濃硝酸被還原為二氧化氮，B正確；N2→NH3需要加入還原劑(氫氣)，NO2→HNO3即NO2遇水生成硝酸，反應過程中二氧化氮自身發(fā)生氧化還原反應，C錯誤；實驗室可利用氫氧化鈣固體與NH4Cl固體混合加熱制備NH3，D正確。答案：C5．如圖所示是NH3的兩個性質實驗，下列有關說法中正確的是()A．兩個實驗均體現(xiàn)了NH3易溶于水B．兩個實驗均體現(xiàn)了NH3易揮發(fā)C．兩個實驗均體現(xiàn)了NH3是堿性氣體D．兩個實驗均體現(xiàn)了NH3是還原性氣體解析：左邊實驗體現(xiàn)了NH3易溶于水，右邊體現(xiàn)氨氣的揮發(fā)性和水溶液呈堿性，A錯誤；左邊實驗體現(xiàn)了NH3易溶于水，而不是揮發(fā)性，B錯誤；噴泉實驗證明氨氣極易溶于水，溶于水形成一水合氨弱堿溶液，滴加酚酞的溶液變紅色，證明氨氣是堿性氣體，發(fā)煙實驗證明濃氨水易揮發(fā)，氨氣遇到氯化氫發(fā)生反應生成氯化銨(白色煙)，證明氨氣是堿性氣體，所以兩個實驗均體現(xiàn)了NH3是堿性氣體，C正確；兩個實驗中都未發(fā)生氧化還原反應，所以無氧化性和還原性的體現(xiàn)，D錯誤。答案：C6．氫化銨(NH4H)與氯化銨結構相似。已知NH4H與水反應有氫氣產生，則下列敘述不正確的是()A．NH4H的電子式是：B．NH4H固體投入少量水中，有兩種氣體產生C．NH4H中的H－離子半徑比鋰離子半徑大D．NH4H溶于水后，形成的溶液呈酸性解析：NH4H是離子化合物，由銨根離子與氫負離子構成，電子式為，A正確；NH4H固體投入少量水中，發(fā)生水解反應，銨根離子與氫氧根離子結合生成一水合氨，氫負離子與氫離子結合生成氫氣，反應放出大量的熱，一水合氨分解生成氨氣，故有兩種氣體產生，B正確；H－與鋰離子電子層結構相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，所以H－半徑比鋰離子半徑大，C正確；NH4H溶于水后發(fā)生水解反應，銨根離子與氫氧根離子結合生成一水合氨，氫負離子與氫離子結合生成氫氣，一水合氨電離，溶液呈堿性，D錯誤。答案：D7．工業(yè)上常利用反應3Cl2＋2NH3=N2＋6HCl檢查氯氣管道是否漏氣。下列有關說法中錯誤的是()A．該反應屬于氧化還原反應B．該反應中NH3表現(xiàn)了強氧化性C．生成1molN2有6mol電子轉移D．若管道漏氣遇氨就會產生白煙解析：反應中Cl和N化合價發(fā)生變化，屬于氧化還原反應，A正確；NH3中N化合價升高，被氧化，NH3為還原劑表現(xiàn)了還原性，B錯誤；N化合價由－3價升高到0價，則生成1molN2時有6mol電子轉移，C正確；反應生成HCl，NH3可與HCl反應生成氯化銨，有白煙生成，D正確。答案：B8．下列有關氨氣及銨鹽的敘述正確的是()A．所有銨鹽受熱均可以分解，產物均有NH3生成B．在反應8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2中體現(xiàn)了氨氣的還原性和堿性C．所有銨鹽都易溶于水，所有銨鹽中的N均呈－3價D．氨氣極易溶于水，可用來做噴泉實驗，所得的氨水很穩(wěn)定解析：硝酸銨分解不生成氨氣，NH4NO3N2O↑＋2H2O，A錯誤；8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl反應中，N元素的化合價升高被氧化，Cl元素的化合價降低被還原，反應中8mol氨氣中只有2mol被氧化，另外6mol氨氣轉化為鹽，則反應中NH3體現(xiàn)了還原性和堿性，B正確；大多數(shù)銨鹽都易溶于水，但由于銨鹽中氮元素不都是以銨根離子形式存在，如NH4NO3中的既有NHeq\o\al(＋,4)中－3價的N元素，也有NOeq\o\al(－,3)中＋5價的N元素，所以不是所有銨鹽中的氮均呈－3價，C錯誤；氨氣極易溶于水，可用來做噴泉實驗，但氨水不穩(wěn)定，易分解生成氨氣和水，D錯誤。答案：B9．“綠水青山”是習近平總書記構建美麗中國的偉大構想，某工廠擬綜合處理含NHeq\o\al(＋,4)廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分)，設計了如下流程：下列說法正確的是()A．固體1中主要含有CaCO3、CaSO3B．X可以是空氣，且需過量C．捕獲劑所捕獲的氣體主要是COD．處理含NHeq\o\al(＋,4)廢水時，發(fā)生的反應為：NHeq\o\al(＋,4)＋5NOeq\o\al(－,2)＋4H＋=6NO↑＋4H2O解析：固體還包括過量的Ca(OH)2，A錯誤；通入空氣不能過量，不然會生成NOeq\o\al(－,3)，B錯誤；分析題圖可知，氣體2為一氧化碳和氮氣的混合氣體，氮氣無污染，所以捕獲氣體為一氧化碳，C正確；銨根離子和亞硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應生成氮氣，方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋NOeq\o\al(－,2)=N2↑＋2H2O，D錯誤。答案：C10．將Li3N固體溶于水中，產生了大量的氨氣，下列有關此過程的說法正確的是()A．產生氨氣的過程無能量變化B．Li3N中只含有離子鍵C．Li3N中含有離子鍵、共價鍵D．產生氨氣的過程有電子轉移解析：化學反應總是伴隨著能量的變化，故產生氨氣的過程中有能量的變化，A錯誤；Li3N是由Li＋和N3－結合成的離子化合物，只含有離子鍵，不含有共價鍵，B正確，C錯誤；元素的化合價沒有發(fā)生變化，故產生氨氣的過程無電子轉移，D錯誤。答案：B11．將2.56g銅粉加入100mL0.4mol·L－1的稀HNO3溶液中，加熱充分反應后再加入100mL0.2mol·L－1的H2SO4溶液，繼續(xù)加熱，待充分反應后，所得溶液中Cu2＋的物質的量濃度是(忽略溶液體積變化)()A．0.15mol·L－1B．0.2mol·L－1C．0.075mol·L－1D．0.45mol·L－1解析：2.56g銅粉的物質的量為eq\f(2.56g,64g/mol)＝0.04mol，硝酸根離子物質的量為0.1L×0.4mol·L－1＝0.04mol，氫離子物質的量為0.4mol·L－1×0.1L＋0.2mol·L－1×2×0.1L＝0.08mol，3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3820.04mol0.08mol0.04mol顯然Cu過量，0.08mol氫離子完全反應消耗0.03mol銅，生成0.03mol銅離子，則銅離子物質的量濃度為eq\f(0.03mol,0.2L)＝0.15mol·L－1。答案：A12．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6g。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NOeq\o\al(－,3)物質的量為0.1molB．OA段產生的是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產生H2C．第二份溶液中最終溶質為FeSO4D．H2SO4濃度為2.5mol·L－1解析：鐵粉既能與硝酸反應也能與硫酸反應，從題圖中看出(注意只是第二份100mL)OA段產生的是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產生H2，反應為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，可知NOeq\o\al(－,3)反應完全，第二份中n(NOeq\o\al(－,3))＝eq\f(5.6g,56g·mol－1)×3÷3＝0.1mol，溶液中最終溶質為FeSO4，此時反應的鐵的質量是14g，即0.25mol，故原混合酸中H2SO4濃度為eq\f(0.25mol,0.1L)＝2.5mol·L－1，NOeq\o\al(－,3)物質的量為0.2mol。答案：A二、非選擇題13．較活潑金屬與硝酸反應，產物復雜。如一定濃度的硝酸與鎂反應，可同時得到NO、NO2、N2三種氣體。某同學欲用下列儀器組裝裝置來直接驗證有NO、NO2生成并制取氮化鎂。(假設實驗中每步轉化均是完全的)已知：①NO2沸點是21.1℃、熔點是－11℃；NO的沸點是－151℃、熔點是－164℃；②氮化鎂遇水會發(fā)生水解：Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑?；卮鹣铝袉栴}：(1)為達到上述實驗目的，所選用的儀器的正確連接順序是________(填序號)。a．A→D→C→F→B→F→Eb．A→C→D→F→B→F→Ec．A→F→C→D→F→B→Ed．A→F→D→C→F→B→E(2)確定還原產物中有NO2的現(xiàn)象是________________________，實驗中兩次使用裝置F，第二次使用裝置F的作用是________________________________________________________________________。(3)實驗前需先打開開關K，向裝置內通CO2氣體，其目的是__________________________________________，當______________________________時停止通入CO2。(4)實驗過程中，發(fā)現(xiàn)在D中產生預期現(xiàn)象的同時，C中溶液顏色慢慢褪去，試寫出C中反應的離子方程式：_____________________________________________________________。(5)在A中反應開始時，某同學馬上點燃B處的酒精燈，實驗結束后通過測定發(fā)現(xiàn)B處的產品純度不高，原因是____________________________(用化學方程式回答)。(6)驗證B處有氮化鎂生成的方法是________________________________________________________________________。解析：(1)若有NO2生成，則氣體呈紅棕色，根據(jù)NO2、NO的熔、沸點可知，在裝置D中可將NO2冷凝為液態(tài)，可觀察到裝置D中有紅棕色液體生成；利用NO具有還原性，用裝置C中KMnO4酸性溶液檢驗NO；已知Mg3N2遇水會發(fā)生水解，則與Mg反應的N2必須是干燥的，氣體在進入裝置B之前必須用濃硫酸干燥，且要防止水蒸氣進入裝置B，所以裝置的連接順序為A→D→C→F→B→F→E。(2)確定還原產物中有NO2的現(xiàn)象是裝置D中有紅棕色液體生成。Mg3N2遇水會發(fā)生水解，實驗中兩次使用裝置F，第一次使用裝置F的作用是干燥N2，第二次使用裝置F的作用是防止E中水蒸氣進入B中，使Mg3N2不純。(3)由于NO能與O2反應生成NO2，會影響對NO2、NO的驗證，所以實驗前先打開開關K，向裝置內通CO2氣體，以排出裝置內空氣，防止干擾實驗；當觀察到裝置E中Ba(OH)2溶液中產生白色沉淀時，表明裝置中空氣已經排盡，停止通入CO2。(4)實驗過程中，裝置D中產生預期現(xiàn)象的同時，裝置C中溶液顏色慢慢褪去，說明KMnO4酸性溶液將NO氧化成NOeq\o\al(－,3)，同時MnOeq\o\al(－,4)被還原成Mn2＋，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可知反應的離子方程式為5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。(5)在A中反應開始時，馬上點燃B處的酒精燈，Mg會與CO2發(fā)生置換反應生成MgO和C，導致實驗結束后B處制得的Mg3N2純度不高，Mg與CO2反應的化學方程式為2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO＋C。(6)Mg3N2遇水發(fā)生水解生成Mg(OH)2和NH3，檢驗B處有Mg3N2生成的方法是：取B中固體少量于試管中，向其中加入少量水，若產生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則B中有氮化鎂生成。答案：(1)a(2)D中有紅棕色液體生成防止E中水蒸氣進入B中，造成產物不純(3)排出裝置內空氣，防止干擾實驗E中產生白色沉淀(4)5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O(5)CO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO＋C(6)取B中固體少量于試管中，向其中加入少量水，若產生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則B中有氮化鎂生成14．某興趣小組用如圖裝置探究氨的催化氧化。(1)氨催化氧化的化學方程式為________________________________________________________________________。(2)加熱玻璃管2一段時間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質呈紅熱狀態(tài)；停止加熱后仍能保持紅熱，該反應是______(填“吸熱”或“放熱”)反應。(3)為實現(xiàn)氨催化氧化，也可用裝置5替換裝置1，若化合物X為NH4HCO3，NH4HCO3發(fā)生分解反應，該反應的化學方程式為________________________________________________________________________，部分產物和Na2O2反應得到O2，使NH3和O2混合催化氧化，裝置4中可以觀察到有紅棕色氣體生成，紅棕色氣體生成的化學方程式為________________________________________________________________________。(4)為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3中應裝入__________。若取消裝置3，在裝置4中會觀察到產生大量白煙，該白煙的化學式是______________。解析：(1)氨催化氧化，生成一氧化氮和水，方程式為4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O。(2)停止加熱后仍能保持紅熱，說明該反應放熱。(3)若化合物X為NH4HCO3，NH4HCO3發(fā)生分解反應，NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O，后續(xù)反應為：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O，2NO＋O2=2NO2。(4)為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3中應裝入去除氨氣的物質，所以應使用濃H2SO4，若取消裝置3，在裝置4中會觀察到產生大量白煙，則發(fā)生反應為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，NH3＋HNO3=NH4NO3(白煙)。答案：(1)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O(2)放熱(3)NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O2NO＋O2=2NO2(4)濃H2SO4NH4NO315．某實驗小組收集銅與濃硝酸反應生成的氣體進行探究。試回答下列問題。(1)如圖是銅與濃硝酸反應的實驗裝置①指出裝置中的錯誤______________________________________________________。②裝置改進后，為了使生成的氣體充滿燒瓶，實驗時先關閉彈簧夾________，再打開彈簧夾__________。③當氣體充滿燒瓶后，_______________________________________________，即可使反應停止。(2)當燒瓶中充滿紅棕色的氣體時停止實驗，取下燒瓶，塞好橡皮塞。①把燒瓶倒扣在裝水的水槽中并打開燒瓶的橡皮塞，燒瓶中水面上升，根據(jù)化學方程式3NO2＋H2O=2HNO3＋NO計算燒瓶中溶液的濃度是______mol/L(假設溶質未擴散到水槽，且當時條件下氣體的摩爾體積為25L/mol)。②把燒瓶倒扣在裝水的水槽中并打開燒瓶的橡皮塞，實驗時發(fā)現(xiàn)燒瓶中液面上升幾乎充滿了整個燒瓶，產生這種現(xiàn)象的原因可能是收集的NO2中含有________。A．NOB．N2O4C．O2D．空氣③小組同學查閱資料發(fā)現(xiàn)，NO2溶于水時能生成硝酸和亞硝酸：NO2＋H2O=HNO3＋HNO2，為了證明這是造成剩余氣體少的主要原因，小組同學向燒瓶中的溶液中滴加高錳酸鉀溶液，發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀溶液褪色，寫出高錳酸鉀溶液褪色的離子方程式________________________________________________________________________。(3)HNO2是一種不穩(wěn)定易分解的弱酸：Ⅰ.2HNO2=NO↑＋NO2↑＋H2O，Ⅱ.3HNO2=HNO3＋2NO↑＋H2O。為了探究不同溫度、濃度下亞硝酸的分解產物，小組同學進行如下實驗：第一步：配制1mol/LNaNO2溶液100mL(標為溶液A)。第二步：取溶液A分別加水稀釋為0.5mol/L、0.2mol/L、0.1mol/L的溶液，依次標為溶液B、C、D。第三步：分別取兩滴管A～D溶液于試管中，塞上橡皮塞后置于不同溫度的水中加熱5min，再加入一滴管10mol/LH2SO4溶液并立即塞緊橡皮塞，觀察生成氣體的顏色。水浴溫度/℃ABCD沸水浴紅棕色紅棕色紅棕色紅棕色80～70紅棕色紅棕色紅棕色無色50～40紅棕色僅液面上為紅棕色無色無色20～10僅液面上為紅棕色無色無色無色①第一步實驗要用到玻璃儀器有：燒杯、100mL容量瓶、玻璃棒和________。②用NaNO2溶液加硫酸而不直接用HNO2溶液的原因是________________________________________________________________________。③通過實驗現(xiàn)象得出結論：_________________________________________條件下，亞硝酸按反應Ⅰ發(fā)生分解。解析：(1)①相同條件下，NO2的密度大