资源描述
考点11 氮及其化合物
(核心考点精讲)
一、3年真题考点分布
考点内容
考题统计
氮及其氮所氧化物
2023湖北卷1题,3分;2022天津卷4题,3分;2022北京卷12题,4分;2021河北卷2题,3分
氨气、铵盐
2023新课标卷12题,6分;2023辽宁卷3题,3分;2023浙江1月5题,2分;2022天津卷4题,3分;2021全国甲卷9题,6分;2021浙江1月10题,2分
硝酸
2023山东卷2题,2分;2022山东卷12题,4分;2021湖北卷2题,3分
不同价态氮的物质相互转化
2023湖南卷1题,3分;2022江苏卷8题,3分;2022北京卷12题,3分;2022湖南卷9题,3分;2021河北卷10题,3分;2021浙江6月16题,2分
二、命题规律及备考策略
【命题规律】
从近三年高考试题来看,重点考查氮氧化物的性质、铵盐的性质(NH4+的水解、与碱反应)、氨气的还原性、硝酸的强氧化性,多以实验题和工艺流程题的形式出现,与生产、生活实际相联系,将物质的循环利用、保护环境等观念渗透在考题中,以体现“科学态度与社会责任”的化学核心素养。
【备考策略】
1.掌握氮及其化合物的性质、制备方法,提高实验设计、探究和评价能力;
2.了解氮及化合物的重要应用,尤其氮氧化物对环境污染与防治措施;
3.把氮及其化合物知识与生活生产紧密联系起来,针对性地展开有关实验、工艺流程融合的专项训练。
【命题预测】
预测2024年高考单独考查含氮化合物的性质的可能性不大,但与其相关的内容会分散在一些题目中进行考查;此外,还应关注磷、砷及其化合物的性质和应用
考法1 氮及其氧化物
1.氮的固定
2.氮气
(1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质
3.氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物,氮元素从+1~+5价都有对应的氧化物,如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较
性质
NO
NO2
色、态、味
无色、无味气体
红棕色、有刺激性气味气体
溶解性
难溶于水
毒性
有毒,大气污染物之一
有毒,大气污染物之一
与水反应
不反应
3NO2+H2O===2HNO3+NO
与氧气反应
NO+O2===2NO2
不反应
对环境的影响
NO与血红蛋白结合使人中毒,NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层
4.氮氧化物对环境的污染及防治
(1)常见的污染类型
①光化学烟雾:NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨:NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NOx尾气处理方法
①碱液吸收法
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。
②催化转化法
在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2),或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
氮氧化物溶于水的问题分析
无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中,总关系式为4NO+3O2+2H2O===4HNO3(4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中,总关系式为4NO2+O2+2H2O===4HNO3(4∶1)。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)氮气在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供呼吸( )
(2)液氮可用于医学和高科技领域,制造低温环境( )
(3)高温高压催化剂条件下与氢气反应时,氮气作还原剂( )
(4)固氮反应一定属于氧化还原反应( )
(5)高温或通电的条件下,氮气能与氧气化合生成一氧化氮( )
(6)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
(5)NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂( )
(7)NO易溶于水,所以可用排空气法收集( )
(8)NO是一种有刺激性气味的红棕色气体( )
(9)常温常压下,含等质量氧元素的NO和CO的体积相等( )
(10)NO2不能通过化合反应获得( )
(11)NO2能与水反应生成硝酸,故NO2为酸性氧化物( )
(12)除去O2中混有的NO2,可将混合气体通过水,将NO2溶解( )
(13)NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液,溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2,得橙色溶液的为溴蒸气( )
(14)CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都稳定存在( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)× (9)√ (10)× (11)× (12)× (13)× (14)×
例1 (2023·浙江省宁波市镇海中学选考模拟)氮及其化合物的转化具有重要应用,下列说法不正确的是( )
A.工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产HNO3
B.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮化合物
C.氨气是重要的工业原料,可用于制备化肥和纯碱等大宗化学品
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
【答案】A
【解析】A项,自然界 “雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO,工业生产硝酸的第一步是将氮气和氢气反应生成氨气,氨气催化氧化得到NO,NO被氧化为NO2,NO2和水反应最后得到硝酸,A项错误;B项,氮的固定是是将N2转化为含氮化合物的过程,其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮,B项正确;C项,氨气作为重要的工业原料可以制备化肥和纯碱等大宗化学品,C项正确;D项,氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”,D项正确;故选A。
例2 自然界的氮循环如图所示。下列说法中,不正确的是( )
A.工业合成氨属于人工固氮
B.雷电作用下N2与O2发生化学反应
C.在氮循环过程中不涉及氧化还原反应
D.含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
【答案】C
【解析】A项,工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3,属于人工固氮,故A正确;B项,雷电作用下N2与O2发生化学反应生成NO,,故B正确;C项,N2与O2发生化学反应生成NO的反应是氧化还原反应,所以在氮循环过程中涉及氧化还原反应,故C错误;D项,由氮循环的示意图可知,通过生物体可以将铵盐和蛋白质相互转化,实现了含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化,故D正确。
对点1 下列说法正确的是( )
A.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
B.NO可用于某些疾病的治疗
C.NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象
D.常温常压下,NO不能与空气中的氧气直接化合
【答案】B
【解析】NO易被氧化为NO2;NO2通入FeSO4溶液中首先生成HNO3,然后生成的HNO3能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色;常温常压下,NO易与空气中的氧气直接化合生成NO2。
对点2 自然界中氮循环的部分过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.雷电是使大气中的氮转化为硝酸盐的最主要方式
B.氨或铵盐转化为亚硝酸盐属于氮的固定
C.多数蛋白质在动物体内被直接吸收
D.研究自然界中的元素循环有利于解决环境和资源问题
【答案】D
【解析】雷电只能使大气中的少量氮转化为硝酸盐,A项错误;氮的固定指氮气转化为含氮化合物的过程,B项错误;多数蛋白质在动物体内水解成氨基酸后被吸收,C项错误;研究自然界中的元素循环有利于解决环境和资源问题,D项正确。
考法2 硝酸
1.物理性质
硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。
2.化学性质
(1)不稳定性
反应:4HNO3(浓)△或光照,2H2O+4NO2↑+O2↑。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。
①与金属反应:
稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
②与非金属反应:
浓硝酸与C的反应:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
③与还原性化合物反应:
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式:3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O。
(3)与有机物反应
①硝化反应(与反应):+HNO3(浓) +H2O;
②显色反应:含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
1.浓、稀硝酸的性质
(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性,浓度越大,氧化性越强,其还原产物的价态越高。浓硝酸与金属反应的过程中,浓度逐渐减小,还原产物有可能是NO2和NO的混合物。
(2)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红,后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。
(3)常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”,故常温下,浓硝酸可用铁桶盛放。
(4)硝酸几乎能够与所有的金属反应(除Au、Pt外),但不生成氢气;与变价金属反应时,金属能够被氧化为最高价态。
(5)硝酸与具有还原性的弱酸盐(如Na2SO3、NaI等)、碱性氧化物、碱以及其他还原剂反应时,优先发生氧化还原反应。
(6)在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时,要注意溶液中H+和NO的组合,它们相当于HNO3,能够氧化具有强还原性的离子,而单纯的NO不能氧化这些离子。
2.金属与硝酸反应的思维模型
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
(2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S( )
(3)过量的铜与浓硝酸反应,产物中一定有NO( )
(4)浓硝酸在光照下久置,会变黄( )
(5)硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮得电子( )
(6)浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫王水( )
(7)硝酸电离出的H+能被Zn、Fe等金属还原成H2( )
(8)常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量红棕色气体( )
(9)不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜,说明浓硝酸具有挥发性( )
(10)足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+( )
(11)锌与稀硝酸反应得不到氢气,说明稀硝酸能使锌钝化( )
(12)稀硝酸与Cu反应生成NO,而浓硝酸与Cu反应生成NO2,稀硝酸得电子更多,故稀硝酸的氧化性大于浓硝酸( )
(13)在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解( )
(14)铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O( )
(15)HNO3→NO→NO2,以上各步变化均能通过一步实验完成( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)× (9)× (10)× (11)× (12)× (13)× (14)√ (15)√
例1 硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是( )
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后退色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色退去——强氧化性
【答案】D
【解析】浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性,使其退色表现的是强氧化性,A项正确;硝酸具有强氧化性,与锌反应生成的是氮的氧化物,不是氢气,B项正确;浓硝酸见光易分解,应用棕色试剂瓶存放,C项正确;硝酸与NaOH溶液中和后,使溶液中的红色退去,利用的是酸性,D项错误。
例2 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
选项
实验操作
现象
解释或结论
①
过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀HNO3将Fe
氧化为Fe3+
②
浓HNO3久置或光照
变黄色
HNO3不稳定易分解
③
Al箔插入稀HNO3中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜
④
用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上
试纸先变红色后褪色
浓HNO3具有酸性和强氧化性
A.①② B.③④ C.②③④ D.②④
【答案】D
【解析】过量的铁粉加入稀HNO3生成Fe2+,加入KSCN溶液时颜色不变,故①错;浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3所致,故②正确;Al箔遇浓HNO3钝化,稀HNO3会使Al箔溶解,故③错;浓硝酸具有酸性和强氧化性,可使蓝色石蕊试纸先变红色后褪色,故④正确,选D。
对点1 下列有关硝酸的说法正确的是( )
A.工业硝酸的质量分数约为 69%,常因溶有少量NO而略显黄色
B.硝酸是一种氧化性很强的酸,可以与金、铂等金属反应
C.将木炭放入浓硝酸中,可立即观察到有气泡生成
D.工业制备硝酸第三步为用水吸收二氧化氮生成硝酸
【答案】D
【解析】A项,工业硝酸的质量分数约为69%,常因溶有少量NO2而略显黄色,而不是NO,故A错误;B项,硝酸是一种氧化性很强的酸,和很多金属(除金、铂)反应,故B错误;C项,将木炭放入浓硝酸中,由于木炭的活泼性较弱,反应速率很慢,不能立即观察到有气泡生成,中学阶段一般理解为要加热才反应,故C错误;D项,工业制备硝酸第三步为用水吸收二氧化氮生成硝酸,发生3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO反应,故D正确。故选D。
对点2 下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
①
②
③
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】D
【解析】①中灼热碎玻璃起加热作用,浓硝酸受热分解生成红棕色NO2,硝酸中氮元素化合价降低,必有元素化合价升高,只能为氧元素,因此,还有O2生成,产生的气体为混合气体,A项正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体,所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的,B项正确;③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触,产生的NO2是还原产物,C项正确;红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2,不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2,D项错误。
考法3 氨、铵盐
1.氨的分子结构和物理性质
电子式
密度
气味
水溶性
比空气小
强烈刺激性气味
极易溶于水(1∶700)
2.氨的化学性质
(1)氨与水的反应
NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,氨溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH-、H+。氨水为可溶性一元弱碱,易挥发,不稳定,易分解:NH3·H2ONH3↑+H2O。
(2)氨与酸的反应:蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为有白烟生成,将浓盐酸改为浓硝酸,也会出现相同的现象。
化学方程式:HCl+NH3===NH4Cl、NH3+HNO3===NH4NO3。
(3)与盐溶液的反应
如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH。
(4)氨的还原性——氨的催化氧化
化学方程式:4NH3+5O24NO+6H2O。
3.氨的实验室制法
(1)加热固态铵盐和碱的混合物
一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物,化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。
①装置:“固体+固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。
②收集:只能用向下排空气法。
③验满方法:A.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;B.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,现象是有白烟产生。
④尾气处理:收集时,一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气。
(2)实验室制取氨的其他方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+固体NaOH
NaOH溶于水放热,促使氨水分解。且OH-浓度的增大有利于NH3的生成
浓氨水+固体CaO
CaO与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热,促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
4.铵盐及NH的检验
(1)铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体,均易溶于水。
(2)铵盐的化学性质
(3)NH的检验
未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则证明含NH。
氨水、液氨和一水合氨的区别
氨水
液氨
一水合氨
化学式
——
NH3
NH3·H2O
分类
混合物,多成分物,非电解质
纯净物,氢化物
一元弱碱
成分
NH3、NH3·H2O、NH、OH-、H+(极少)
NH3
NH3·H2O
联系
氨溶于水形成氨水,氨水中含有NH3和NH3·H2O
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)NH3易溶于水,可用作制冷剂( )
(2)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀,反应中氨气被还原( )
(3)氨溶于水显弱碱性,因此可使酚酞溶液变为红色( )
(4)氨极易溶解于水,因此氨水比较稳定(不容易)分解( )
(5)氨可被氯气氧化生成N2,同时还可能产生白烟现象( )
(6)氨水和液氨不同,氨水是混合物,液氨是纯净物( )
(7)氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外) ( )
(8)氨水显弱碱性,是弱电解质( )
(9)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH( )
(10)铵盐都易溶于水,其水溶液均呈酸性( )
(11)现有1 mol·L-1的氨水,则该溶液中NH3·H2O的浓度是1 mol·L-1( )
(12)在1 mol·L-1氨水中,NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L-1( )
(13)某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性( )
(14)加热盛有NH4Cl固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结,说明NH4Cl固体可以升华( )
(15)加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝,说明NH4HCO3显碱性( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)√ (8)× (9)× (10)× (11)× (12)√ (13)√ (14)× (15)×
例1 实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氨
B.用装置乙收集氨时气体应该从a口进b口出
C.装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜
D.可以用装置丁吸收氨,进行尾气处理
【答案】B
【解析】A项,装置中的氯化铵固体分解生成氨和氯化氢气体,在试管口处重新反应生成固体氯化铵;B项,氨密度比空气小,应用向下排空气法收集,用乙装置收集NH3时,从a口进b口出,正确;C项,氧化铜被还原为铜、氧化亚铜都是红色固体;D项,氨极易溶于水,导管直接插入水溶液中吸收易发生倒吸。
例2 (2023·广东省惠州市一模)氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是( )
A.合成塔内发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的生成
B.氧化炉内发生的反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4
C.使用溶液吸收尾气中的氮氧化物,和NO2是酸性氧化物
D.向吸收塔中通入O2的作用是氧化
【答案】C
【解析】氮气和氢气和成氨气,氨气和氧气反应生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮。A项,合成塔内为氮气和氢气反应生成氨气,有氮气和氢气中的非极性键的断裂,和氨气中的极性键的形成,A正确;B项,氧化炉内的反应为4NH3+5O24NO+6H2O,氨气为还原剂,氧气Wie氧化剂,则氧化剂和还原剂的物质的量比为5:4,B正确;C项,一氧化氮和二氧化氮都不是酸性氧化物,C错误;D项,吸收塔中通入氧气是为了使一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,促进氮的吸收为硝酸,D正确;故选C。
对点1 某同学探究氨气和铵盐的性质,对相关实验操作及现象描述正确的是( )
A.室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH,比较氨水和NaOH碱性强弱
B.向试管中滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口,若试纸不变蓝,则原溶液中无NH
C.液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3+5O24NO+6H2O
D.加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3
【答案】A
【解析】NH3·H2O是弱电解质,NaOH是强电解质,前者部分电离,后者完全电离,故通过室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH,可比较氨水和NaOH碱性强弱,A正确;NH3极易溶于水,稀溶液中不加热NH3不能逸出,无法确定是否含NH,B错误;NH3不易燃烧,产生的NO是大气污染物,不能作清洁能源,C错误;NH4Cl受热也会分解,故不可采用加热法除杂,D错误。
对点2 如下图,利用培养皿探究氨的性质。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。
1.(2023•湖北省选择性考试,1)2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是( )
A.液氮-液氢 B.液氧-液氢 C.液态NO2-肼 D.液氧-煤油
【答案】A
【解析】A项,虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应,而且是放热反应,但是,由于N≡N键能很大,该反应的速率很慢,氢气不能在氮气中燃烧,在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体,因此,液氮-液氢不能作为火箭推进剂,A符合题意;B项,氢气可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-液氢能作为火箭推进剂,B不符合题意;C项,肼和NO2在一定的条件下可以发生剧烈反应,该反应放出大量的热,且生成大量气体,因此,液态NO2-肼能作为火箭推进剂,C不符合题意;D项,煤油可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-煤油能作为火箭推进剂,D不符合题意;故选A。
2.(2023•山东卷,2)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是( )
A.稀盐酸:配制AlCl3溶液
B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解
C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管
D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化
【答案】D
【解析】A项,实验室配制AlCl3溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑制Al3+水解,A不合题意;B项,蔗糖和淀粉的水解时常采用稀硫酸作催化剂,B不合题意;C项,清洗附有银镜的试管用稀硝酸,反应原理为:Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,C不合题意;D项,苯的磺化是苯和浓硫酸共热,反应生成苯磺酸的反应,故不需要用到浓硫酸和浓硝酸的混合溶液,D符合题意;故选D。
3.(2023•辽宁省选择性考试,3)下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A.合成氨:N2+3H22NH3 B.制HCl:H2+Cl22HCl
C.制粗硅:SiO2+2CSi+2CO D.冶炼镁:2MgO(熔融)2Mg+O2↑
【答案】D
【解析】A项,工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的,反应方程式为N2+3H22NH3,A正确;B项,工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的,反应方程式为H2+Cl22HCl,B正确;C项,工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅,反应方程式为SiO2+2CSi+2CO,C正确;D项,冶炼金属镁是电解熔融氯化镁,反应方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑,D错误;故选D。
4.(2023•浙江省1月选考,5)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是( )
A.和乙醇反应可生成H2 B.工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2
C.工业上用氨的催化氧化制备NO D.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2
【答案】D
【解析】A项,乙醇分子中含有羟基,可以和钠反应生成氢气,A正确;B项,黄铁矿(FeS2)在空气中煅烧生成二氧化硫和氧化铁,B正确;C项,工业上利用氨与氧气催化氧化生成一氧化氮和副产物水,C正确;D项,常温下铁与浓硝酸会发生钝化,不能制备二氧化氮,D错误;故选D。
5.(22•北京卷,12)某的多孔材料刚好可将N2O4 “固定”,实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3,如图所示:
己知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是( )
A.气体温度升高后,不利于N2O4的固定
B.N2O4被固定后,平衡正移,有利于NO2的去除
C.制备HNO3的原理为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D.每制备0.4mol硝酸,转移电子数约为6.02×1022
【答案】D
【解析】A项,二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,四氧化二氮的浓度减小,所以气体温度升高后,不利于四氧化二氮的固定,故A正确;B项,四氧化二氮被固定后,四氧化二氮的浓度减小,二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度减小,所以四氧化二氮被固定后,有利于二氧化氮的去除,故B正确;C项,由题意可知,被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸,反应的化学方程式为2N2O4+O2+2H2O=4HNO3,故C正确;D项,四氧化二氮转化为硝酸时,生成1mol硝酸,反应转移1mol电子,则每制备0.4mol硝酸,转移电子数约为0.4mol×6.02×1023=2.408×1023,故D错误;故选D。
6.(2022•江苏卷,8)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
【答案】A
【解析】A项,自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,比如大气固氮是将N2会转化为NO,A错误;B项,侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,B正确;C项,工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3,相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3,C正确;D项,氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”,D正确;故选A。
7.(2022•湖南选择性考试,9)科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如a、b和c),能将海洋中的NO2-转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ中NO2-发生氧化反应
B.a和b中转移的e-数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO):n(NH4+)=1:4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO2-+NH4+=N2↑+2H2O
【答案】D
【解析】A项,由图示可知,过程I中NO2-转化为NO,氮元素化合价由+3价降低到+2价,NO2-作氧化剂,被还原,发生还原反应,A错误;B项,由图示可知,过程I为NO2-在酶1的作用下转化为NO和H2O,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:NO2-+2H++e-NO+H2O,生成1molNO,a过程转移1mole-,过程II为NO和NH4+在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:NO+NH4++2H++3e- =H2O+N2H4,消耗1molNO,b过程转移3mol e-,转移电子数目不相等,B错误;C项,由图示可知,过程II发生反应的过程为:NO+NH4++2H++3e- =H2O+N2H4,n(NO):n(NH4+)=1:1,C错误;D项,由图示可知,过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO2-+NH4+=N2↑+2H2O,D正确;故选D。
8.(2021•浙江6月选考,16)关于化合物ClONO2的性质,下列推测不合理的是( )
A.具有强氧化性 B.与NaOH溶液反应可生成两种钠盐
C.与盐酸作用能产生氯气 D.水解生成盐酸和硝酸
【答案】D
【解析】A项,ClONO2里面含有正一价的氯元素和正五价的氮元素,具有强氧化性,A正确;B项,ClONO2与NaOH溶液反应可生成次氯酸盐和硝酸盐,B正确;C项,ClONO2与盐酸发生归中反应生成氯气,C正确;D项,ClONO2发生水解反应生成次氯酸和硝酸,D错误;故选D。
9.(2021•浙江1月选考,10)关于反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O,下列说法正确的是
A.NH3中H元素被氧化( )
B.NO2在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3:4
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4:3
【答案】D
【解析】由反应8NH3+6NO2==7N2+12H2O可知,其中NH3的N元素的化合价由-3升高到0、NO2中的N元素的化合价由-+4降低到0,因此,NH3是还原剂, NO2是氧化剂。A项,NH3中H元素的化合价没有发生变化,故其未被氧化,被氧化的是N元素,A不正确;B项,NO2在反应过程中得到电子,B不正确;C项,该反应中,NH3是还原剂,NO2是氧化剂。由化学方程式可知,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:3,C说法不正确;D项,该反应中氧化产物和还原产物均为N2。还原剂被氧化后得到氧化产物,氧化剂被还原后得到还原产物,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:3,因此,氧化产物与还原产物的质量之比为4:3 ,D说法正确。故选D。
10.(2021•河北选择性考试,4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
【答案】D
【解析】A项,NO2是红棕色且有刺激性气味的气体,而SO2是无色有刺激性气味的气体,A错误;B项,汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物,如NOx和CO等,B错误;C项,氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,C错误;D项,工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理,D正确;故选D。
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