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2021高考化学一轮复习 第四章 非金属元素及其重要化合物 第16讲 氮及其化合物课时作业

2021高考化学一轮复习 第四章 非金属元素及其重要化合物 第16讲 氮及其化合物课时作业

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姓名：

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第16讲　氮及其化合物
　　建议用时：40分钟　　　满分：100分
一、选择题(本题共5小题，每小题只有一个选项符合题意)
1．(2019·广州高三调研测试)下列关于自然界中氮循环的说法错误的是(　　)
A．氮肥均含有NH
B．雷电作用固氮中氮元素被氧化
C．碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环
D．合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制备纯碱
答案　A
解析　氮肥是含氮元素的肥料，不一定含NH，如尿素CO(NH2)2，A错误；雷电作用固氮发生反应N2＋O22NO，氮元素被氧化，B正确；由硝酸盐制造蛋白质、动物摄食蛋白质、由动物排泄物及遗体得到氨或铵盐，这些过程中碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环，C正确；侯式制碱法的反应原理为NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，氨气作为原料气，D正确。
2．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2―→2NO＋2O；②2NO＋O2―→2NO2；③O＋O2―→O3。下列有关该反应过程及产物的叙述正确的是(　　)
A．NO2起催化剂作用 B．NO起催化剂作用
C．NO2只起氧化剂作用 D．O3与O2互为同分异构体
答案　A
解析　由反应过程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，由此可知NO2起催化剂作用，A正确；B、C错误；O3与O2互为同素异形体，D错误。
3．(2019·广东汕头高三期末)某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)，设计了如下工业流程：

下列说法错误的是(　　)
A．气体Ⅰ中主要含有的气体有N2、NO、CO
B．X在反应中作氧化剂，可通入过量的空气
C．处理含NH废水时，发生离子方程式是：NH＋NO===N2↑＋2H2O
D．捕获剂所捕获的气体主要是CO
答案　B
解析　工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收，生成CaCO3、CaSO3，因Ca(OH)2过量，则固体Ⅰ主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3，气体Ⅰ是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO，A正确；由分析可知，气体Ⅰ中通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到NaNO3，B错误；NaNO2与含有NH的溶液反应生成无污染气体，应生成N2，发生氧化还原反应，离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O，C正确；气体Ⅱ含有CO、N2，经捕获剂所捕获的气体主要是CO，D正确。
4．为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是(　　)

A．关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处
B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C．通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D．反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO
答案　A
解析　关闭活塞1，U形管左端气体被封在管内，气体产生压强导致稀硝酸的左端液面无法上升到a处，故A错误；无论该反应是吸热还是放热反应，升高温度都能加快反应速率，所以在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率，故B正确；关闭或开启活塞1，能控制U形管内产生气体的压强，当压强大时能使Cu和硝酸分离从而停止反应，所以通过关闭或开启活塞1可以控制反应进行，故C正确；NO为无色气体，如果证明反应产生的气体是NO，需要将活塞1打开，将气体放入分液漏斗中，气体在分液漏斗中变为红棕色，则证明反应产生的气体是NO，否则无法证明，故D正确。
5．如下图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(　　)

选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
答案　A
解析　NH3能与HCl发生化合反应，生成NH4Cl白色固体，NH3也能与H2SO4发生化合反应，生成(NH4)2SO4；NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O属于碱，NH3不属于碱。
二、选择题(本题共4小题，每小题有一个或两个选项符合题意)
6．将少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体(不考虑水蒸气)通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　)
A．O2 B．SO2
C．NO2、O2 D．NO、O2
答案　C
解析　假设NO2气体的物质的量为3 mol，根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、NaHCO3＋HNO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2NO＋O2===2NO2，知3 mol NO2通入过量小苏打溶液中逸出的气体为2 mol CO2和1 mol NO，2 mol CO2与足量过氧化钠反应生成1 mol O2,0.5 mol O2和1 mol NO反应生成1 mol NO2，剩余0.5 mol O2，故最后收集到的气体为1 mol NO2和0.5 mol O2。
7．已知X、Y、Z、E、F五种常见物质含有同一元素M，在一定条件下它们有如图转化关系，Z是NO，下列推断不合理的是(　　)

A．X一定是一种氢化物
B．X生成Z一定是化合反应
C．E可能是一种有色气体
D．F中M元素的化合价可能为＋5价
答案　AB
解析　根据题给转化关系推断，M为氮元素，Z为NO，E为NO2，F为HNO3。A项，X可能是NH3，则Y为N2(或X可能为N2，Y为NH3)，错误；B项，若X为NH3，NH3转化为NO可发生反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O，不是化合反应，错误；C项，E可能是NO2，是一种红棕色气体，正确；D项，F可能为HNO3，其中氮元素的化合价为＋5价，正确。
8．称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反应，生成NH3 1792 mL(标准状况)，则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比为(　　)
A．1∶1 B．1∶2
C．1.87∶1 D．3.65∶1
答案　C
解析　由题意知假如样品全部为硫酸铵时消耗氢氧化钠最少，7.24 g硫酸铵的物质的量为≈0.0548 mol，消耗氢氧化钠的物质的量为0.0548 mol×2＝0.1096 mol>0.1 mol，说明0.1 mol氢氧化钠不足，故NaOH先与H＋反应完全，再与NH反应，因共生成NH3 0.08 mol，故与H＋反应的氢氧化钠为0.02 mol，则可知道NH4HSO4为0.02 mol，则(NH4)2SO4的质量为7.24 g－115 g·mol－1×0.02 mol＝4.94 g，物质的量为4.94 g÷132 g·mol－1≈0.0374 mol。两者物质的量之比为1.87∶1。
9．铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为(　　)
A．16 g B．32 g
C．64 g D．无法计算
答案　B
解析　该题氮元素变化为硝酸→氮的氧化物→硝酸，所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为＝0.5 mol，即32 g。
三、非选择题(本题共2小题)
10．(2019·北京海淀高三期中)某化学兴趣小组探究NO和Na2O2的反应，设计了如下图所示实验装置，其中E为实验前压瘪的气囊。
资料：除浅黄色的AgNO2难溶于水外，其余亚硝酸盐均易溶于水。

(1)写出A中反应的化学方程式：___________________________________。
(2)将装置B补充完整，并标明试剂。
(3)用无水CaCl2除去水蒸气的目的是______________________________。
(4)反应一段时间后，D处有烫手的感觉，其中固体由淡黄色变为白色，直至颜色不再变化时，气囊E始终没有明显鼓起。
①学生依据反应现象和氧化还原反应规律推断固体产物为NaNO2。写出该反应的化学方程式：______________________________。
②设计实验证明NaNO2的生成，实验方案是_________________________。(写出操作、现象和结论)
答案　(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)
(3)防止水蒸气与过氧化钠反应，干扰实验
(4)①2NO＋Na2O2===2NaNO2　②取少量D管中的固体于试管中，加水溶解，再加入AgNO3溶液，若生成浅黄色沉淀，则有亚硝酸钠生成
解析　(1)A中的物质为Cu与浓硝酸，反应的方程式为：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
(2)装置B的目的为将NO2转化为NO，则需将A中产生的气体通过盛有水的洗气瓶。
(3)因为过氧化钠会与水反应，从而干扰过氧化钠与NO的反应。
(4)①由题意分析可知反应的产物为NaNO2，且无其他气体产物生成，则反应的方程式为：2NO＋Na2O2===2NaNO2；
②若反应中有NaNO2生成，则加入硝酸银溶液会产生浅黄色的亚硝酸银沉淀。
11．(2019·北京朝阳高三期末)某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。
装置(尾气处理装置略)
现象

Ⅰ中开始无明显现象，渐有小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色
Ⅱ中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色
(1)试管Ⅰ中Cu与稀HNO3反应的化学方程式是
________________________________________________。
(2)Ⅱ中反应的速率比Ⅰ中的快，原因是
_______________________________________________________________。
(3)针对Ⅱ中溶液呈绿色的原因，提出假设：
假设1：Cu2＋的浓度较大所致；
假设2：溶解了生成的NO2。

探究如下：取Ⅱ中绿色溶液，分为两等份。
①取一份于如图1所示装置中，____________________________(填操作和现象)，证实Ⅱ中溶解了NO2。
②向另一份溶液中加入________(填化学试剂)，溶液变为蓝色。证实假设1不成立，假设2成立。
(4)对于稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的原因，提出两种解释：
解释1.HNO3浓度越稀，溶液中NO的数目越少，被还原时，每个NO从还原剂处获得较多电子的机会________(填“增多”或“减少”)，因此被还原为更低价态。
解释2.推测下列平衡导致了产物的不同，并通过如下实验证实了推测的合理性。
3NO2＋H2O2HNO3＋NO

①B中盛放的试剂是________。
②C中盛放Cu(NO3)2和________。
③该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是______________________。
答案　(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)硝酸浓度大
(3)①向上拉动活塞a，试管内液面上方出现红棕色气体
②Cu(OH)2(或CuO等)
(4)增多　①水　②浓硝酸　③C中溶液变绿
解析　(2)Ⅱ中是铜与浓硝酸反应，产生硝酸铜、二氧化氮和水，Ⅱ中物质浓度大，反应速率快。
(3)①若溶液颜色差异是NO2溶解所致，则可以通过向上拉动活塞a，减小装置中NO2在溶液中的溶解度，就会看到试管内液面上方出现红棕色气体。
②若向另一份溶液中加入含有Cu元素的物质，如CuO或Cu(OH)2，物质溶解，使溶液中Cu2＋浓度增大，若溶液仍为蓝色，证实假设1不成立，假设2成立。
(4)解释1.HNO3浓度越稀，溶液中NO的数目越少，被还原时，每个NO从还原剂处获得较多电子的机会增多，被还原为较低的价态；
解释2.Cu与浓硝酸反应产生NO2气体，NO2气体与B中水发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO，将产生的NO气体通入到C溶液中，C中盛放Cu(NO3)2和浓硝酸，若C中溶液变为绿色，就证明解释2正确。