第23講含氮物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化綠色化學(xué)與環(huán)境保護(hù)(說明:選擇題每小題3分)層次1基礎(chǔ)性1.(2025·江西贛州五校聯(lián)考)下列有關(guān)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)的敘述錯(cuò)誤的是()A.綠色化學(xué)的核心是如何對(duì)被污染的環(huán)境進(jìn)行無毒無害的治理B.減少廢舊電池的隨意丟棄,有利于減緩對(duì)土壤和水體的破壞C.用乙烯與氧氣在Ag催化下制備環(huán)氧乙烷的原子利用率為100%,符合綠色化學(xué)理念D.開發(fā)高效氫能、太陽能等新型電動(dòng)汽車,可以解決城市機(jī)動(dòng)車尾氣排放問題2.“綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)”已走進(jìn)課堂,下列做法符合綠色化學(xué)的是()①實(shí)驗(yàn)室收集氨氣采用圖甲所示裝置②實(shí)驗(yàn)室中做氯氣與鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)采用圖乙所示裝置③實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)④實(shí)驗(yàn)室中采用圖丙所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng)A.②③④ B.①②③C.①②④ D.①③④3.(2025·江蘇南通名校聯(lián)考)空氣中的氮?dú)饪赏ㄟ^人工固氮獲得氨氣,氨氣是重要的化工原料,通過氨氧化法可制得硝酸,反應(yīng)過程如下:N2NH3NONO2HNO3硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸,制硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣中含有氮氧化物(NOx),應(yīng)處理后才能排放。下列說法正確的是()A.BaSO3固體能溶于稀硝酸,生成Ba(NO3)2,同時(shí)放出SO2氣體B.工業(yè)上,當(dāng)轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),需不斷地從混合氣體中分離出NH3,將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率C.工業(yè)尾氣中NOx常用堿液吸收處理,NO、NO2的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≤n(NO)D.向濃硝酸中插入紅熱的炭,產(chǎn)生紅棕色氣體,則可證明炭與濃硝酸反應(yīng)一定生成NO24.(12分)如圖是氮元素的幾種價(jià)態(tài)與物質(zhì)類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系,回答下列問題:(1)寫出N2的一種用途:。

(2)從N元素化合價(jià)分析,N2具有氧化性和還原性。各舉一例說明(用化學(xué)方程式表示)。氧化性:。

還原性:。

(3)HNO3與圖中的物質(zhì)C常用于檢驗(yàn)Cl-的存在,則C的化學(xué)式為。(4)實(shí)驗(yàn)室制取物質(zhì)B的化學(xué)方程式為。

(5)NO2與水反應(yīng)生成物質(zhì)A的化學(xué)方程式為。

(6)濃硝酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

層次2綜合性5.(2025·黑龍江雙鴨山統(tǒng)考)下圖是某元素常見物質(zhì)的“價(jià)—類”二維圖,其中d為紅棕色氣體,f和g均為正鹽且焰色試驗(yàn)的火焰為黃色。下列說法不正確的是()A.e的濃溶液可以用鋁槽車運(yùn)輸B.氣體a、c均可用濃硫酸干燥C.常溫下,將充滿d的密閉燒瓶置于冰水中,燒瓶內(nèi)紅棕色變淺D.d可與NaOH溶液反應(yīng)生成f和g6.(2025·湖南長沙一中月考)從廢舊CPU中回收Au、Ag、Cu的部分流程如下:已知HAuCl4H++AuCl4-,下列說法正確的是(A.酸溶時(shí),硝酸只體現(xiàn)氧化性B.向過濾所得濾液中加入過量濃氨水,可以分離Cu2+、Ag+C.溶金時(shí)NaCl的作用為增強(qiáng)硝酸的氧化性D.向1molHAuCl4中加入過量Zn使其完全還原為Au,需消耗2molZn7.(2024·江蘇如皋期初調(diào)研)亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽,在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)用下圖所示裝置(夾持裝置已省略)及藥品探究亞硝酸鈉與硫酸的反應(yīng)及氣體產(chǎn)物的成分。已知?dú)怏w的沸點(diǎn)為NO2:21℃,NO:-152℃。下列說法錯(cuò)誤的是()A.用裝置b代替裝置a的好處是便于控制反應(yīng)的發(fā)生與停止B.反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾,先通入一段時(shí)間氮?dú)?除去裝置中的空氣C.裝置中冰水浴的作用是冷凝,使NO2液化D.裝置中熱水浴有利于促進(jìn)NO2生成,便于檢驗(yàn)是否有NO生成層次3創(chuàng)新性8.(10分)(2024·陜西渭南模擬)結(jié)合所給圖示回答相關(guān)問題:(1)從元素化合價(jià)和物質(zhì)類別兩個(gè)角度學(xué)習(xí)、研究物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化,是一種行之有效的方法。氮元素的“價(jià)—類”二維圖的信息如圖所示:①寫出X的電子式:,Y的化學(xué)式:。

②圖中關(guān)于NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的反應(yīng)過程,下列說法不正確的是(填字母)。

a.氮元素的化合價(jià)不發(fā)生變化b.NO2生成HNO3過程中,NO2被還原c.若用NO2與H2O反應(yīng)制取HNO3,可生成另一種產(chǎn)物NO(2)研究表明硝酸與金屬反應(yīng)時(shí),最容易生成亞硝酸(HNO2,弱酸),然后才轉(zhuǎn)化成NOx,如果溶液中存在更強(qiáng)的氧化劑,如過氧化氫,可以將新產(chǎn)生的亞硝酸再氧化成硝酸。如圖為金屬在不同濃度的HNO3—H2O2混合溶液中的溶解速率和生成NOx的體積V的變化示意圖。①最佳溶解金屬的混合溶液中HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為,理由是。

②過氧化氫與亞硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)在焙燒NH4VO3的過程中,固體質(zhì)量的變化(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線如圖所示,210℃時(shí),剩余固體物質(zhì)的化學(xué)式為。

第23講含氮物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化綠色化學(xué)與環(huán)境保護(hù)1.A解析:綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理和技術(shù)手段,減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應(yīng)用中涉及的有害化學(xué)物質(zhì),實(shí)現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染,A錯(cuò)誤。2.C解析:實(shí)驗(yàn)室采用圖甲所示裝置收集NH3,在收集的過程中用滴有酚酞的水檢驗(yàn)NH3收集滿并吸收逸出的NH3,防止污染環(huán)境,符合綠色化學(xué)的要求,①合理;實(shí)驗(yàn)室中做Cl2與鈉的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)采用圖乙所示裝置,浸有堿液的棉球可以吸收多余的氯氣,防止污染環(huán)境,符合綠色化學(xué)的要求,②合理;實(shí)驗(yàn)室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸反應(yīng)生成銨鹽的實(shí)驗(yàn),揮發(fā)的HCl氣體和NH3會(huì)污染環(huán)境,不符合綠色化學(xué)的要求,③不合理;實(shí)驗(yàn)室中采用圖丙所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng),生成的氮氧化物可以收集在氣球里,防止污染環(huán)境,符合綠色化學(xué)的要求,④合理。3.B解析:BaSO3會(huì)被稀硝酸氧化成BaSO4,A錯(cuò)誤;減小生成物的濃度,平衡正向移動(dòng),可以提高原料氣的利用率,B正確;NO和NO2恰好與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O,NO2被NaOH溶液吸收:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,NO、NO2的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO),C錯(cuò)誤;濃硝酸可能受熱分解產(chǎn)生NO2,D錯(cuò)誤。4.答案(1)作保護(hù)氣、保存糧食(或合成氨、制硝酸等)(2)N2+3H22NH3(或N2+3MgMg3N2)N2+O22NO(3)AgNO3(4)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(5)3NO2+H2O2HNO3+NO(6)4HNO3(濃)+CCO2↑+4NO2↑+2H2O5.B解析:由題干信息,d為紅棕色氣體氧化物,則d為NO2,說明該圖為N元素的“價(jià)—類”二維圖,從而可知:a為NH3、b為N2、c為NO、d為NO2、e為HNO3,f和g均為正鹽且焰色試驗(yàn)的火焰為黃色,說明g、f含有Na+,則f為NaNO3、g為NaNO2。e濃溶液即濃硝酸,由于常溫下鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化,故可以用鋁槽車運(yùn)輸濃硝酸,A正確;氣體a為NH3,不能用濃硫酸干燥,c為NO,可用濃硫酸干燥,B錯(cuò)誤;d為NO2,常溫下,反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,將充滿d的密閉燒瓶置于冰水中,平衡正向移動(dòng),故燒瓶內(nèi)紅棕色變淺,C正確;d為NO2,發(fā)生反應(yīng)2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,即NO2可與NaOH溶液反應(yīng)生成f(即NaNO3)和g(即NaNO2),D正確。6.D解析:酸溶時(shí),銀、銅與硝酸溶液反應(yīng)生成硝酸銀、硝酸銅、氮的氧化物和水,反應(yīng)中氮元素部分化合價(jià)降低被還原,硝酸表現(xiàn)酸性和強(qiáng)氧化性,A錯(cuò)誤;Cu2+、Ag+都能與過量氨水反應(yīng)生成銅氨絡(luò)離子和銀氨絡(luò)離子,則用過量氨水無法分離銅離子和銀離子,B錯(cuò)誤;加入硝酸和氯化鈉的混合溶液的目的是將金溶解得到HAuCl4溶液,其中氯化鈉的作用是提供氯離子與金離子形成AuCl4-配離子,C錯(cuò)誤;加入鋅粉的目的是將HAuCl4轉(zhuǎn)化為金,由題意可知HAuCl4為強(qiáng)酸,在溶液中完全電離出的氫離子也能與鋅反應(yīng),則由得失電子數(shù)目守恒可知,1molHAuCl4完全反應(yīng)時(shí),消耗鋅的物質(zhì)的量為1mol×32+1mol×127.A解析:b代替a利于液體流下,不能控制反應(yīng)的發(fā)生與停止。8.答案(1)①H··N····H··H(2)①10.5%溶解速率最快,生成的NOx少②HNO2+H2O2HNO3+H2O(3)HVO3解析:(1)①由圖可知,化合物X是NH3,電子式為H··N····H··H;化合物Y是氮的氧化物,氮元素的化合價(jià)為+5價(jià),所以Y的化學(xué)式為N2O5。②NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的反應(yīng)過程,氮元素化合價(jià)從+4價(jià)升高到+5價(jià),化合價(jià)發(fā)生改變,a錯(cuò)誤;NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的過程中,氮元素化合價(jià)升高,NO2被氧化,b錯(cuò)誤;NO2與H2O反應(yīng)制取HNO3的化學(xué)方程式為3NO2+H2(2)①根據(jù)圖示可知,HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10