优化方案2017高考化学总复习必修部分专题4硫氮和可持续发展第二单元生产生活中的含氮化合物课后达标检测苏教版.doc

生产生活中的含氮化合物1随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是()A反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物B汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2CNO和O2必须在催化剂表面才能反应D催化转化总化学方程式为2NOO24CO催化剂,4CO2N2解析：选D。反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物；汽车尾气中的N2不是污染物；NO和O2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NOO2=2NO2,2NO24CO=N24CO2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NOO24CO4CO2N2。2已知氨气极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做氨气尾气吸收的是()解析：选C。A项，氨气不溶于CCl4，不会发生倒吸；B项，导管末端连接倒置漏斗，漏斗下沿刚好没入水中可有效防止倒吸；C项，会发生倒吸；D项，导管末端连接干燥管，干燥管细口没入水中少许可有效防止倒吸。3下列关于氮及其化合物的说法正确的是()AN2分子的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧B液氨汽化时要吸收大量热，因而液氨可用作制冷剂CNO可用向上排空气法或排水法收集D浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发解析：选B。Mg能在N2中燃烧，A项错误；NO能与空气中的O2反应生成NO2，C项错误；浓硝酸见光易分解，故保存在棕色瓶内，D项错误。4某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。如图所示，在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体，胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶中，然后打开弹簧夹，便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅最后褪为无色。则X、Y分别为()ANH3和HClBHCl和NH3CSO2和HCl DNO和HCl解析：选A。要想产生“喷烟”现象，应具备两个条件：一是形成压强差，二是两种气体反应会生成白烟，排除C、D项。根据甲中溶液颜色发生的变化，结合题给条件“胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知，甲中气体溶于水所得溶液显碱性，即X为NH3，故Y为HCl，选A。5下列说法不正确的是()A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B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C铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu4H2NO=Cu22NO22H2ODHNO3NONO2，以上各步变化均能通过一步实验完成解析：选A。A项中加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H、NO发生反应：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O，该项不正确。6N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO2NO23CO2N2O。下列关于N2O的说法正确的是()A上述反应中每生成1 mol N2O，消耗1.5 mol COB等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数CN2O只具有氧化性，无还原性DN2O会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒解析：选B。由方程式知，生成1 mol N2O时消耗3 mol CO，A错误；1 mol N2O与1 mol CO2都含有22 mol电子，B正确；N2O中氮元素的化合价为1价，是氮元素的中间价态，所以N2O既具有氧化性又具有还原性，C错误；NO能与人体血红蛋白结合，使人体中毒，D错误。7下列由相关实验现象所推出的结论正确的是()ANH4Cl和NH4HCO3受热都能分解，说明可以用加热NH4Cl或NH4HCO3固体的方法制氨气B向溶液中滴加硝酸酸化的BaCl2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SOCFe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应D分别将充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中，液面均迅速上升，说明二者均易溶于水解析：选D。A项，不能用加热NH4Cl固体的方法制氨气，因为NH3和HCl会在试管里重新化合成NH4Cl；B项，硝酸能将SO或HSO氧化成SO；C项，铁和稀硝酸反应生成的气体是NO，不是置换反应。8(2014·高考山东卷)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()AFeOBFe2O3CFeSO4 DFe3O4解析：选A。根据得失电子守恒，还原剂提供的电子越多，氧化剂硝酸生成的NO的物质的量就越多。1 g题述四种物质能提供的电子的物质的量为A.×1 mol；B.0 mol；C.×1 mol；D.×1 mol(Fe3O4也可以写为Fe2O3·FeO)，提供电子的物质的量最多的为FeO。9对于1 L H2SO4和HNO3的混合溶液，若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在如下关系：c(H2SO4)c(HNO3)1.2 mol·L1，则理论上最多能溶解铜的物质的量为()A0.80 mol B0.72 molC0.45 mol D0.40 mol解析：选B。HNO3、H2SO4的混酸和金属的反应，用离子方程式法计算。因为H2SO4电离出的H能与NO结合继续和铜反应。离子方程式为3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O，设n(H2SO4)x，则n(HNO3)1.2 molx，当两者电离出的H之和与NO的物质的量之比符合离子方程式化学计量数之比时，表明两者完全反应，溶解的铜最多，有，得x0.72 mol，n(NO)0.48 mol，根据离子方程式计算得n(Cu)0.72 mol。10氨气在工农业生产中有重要应用。(1)氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式：_。NH3的稳定性比PH3_(填“强”或“弱”)。(2)如下图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为_。浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是_(写化学式，一种即可)。FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe22NH3·H2O=Fe(OH)22NH和_。(3)空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大，用平衡移动原理解释其原因：_。(4)在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反应的化学方程式为_，若反应中有0.3 mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为_g(小数点后保留两位有效数字)。解析：(1)氮气电子式中存在叁键；根据非金属性的判断依据“非金属性越强，气态氢化物越稳定”，很容易判断出NH3的稳定性强于PH3。(2)根据现象写方程式；氨气溶于浓硫酸，能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；根据现象写方程式，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(3)氨水中存在平衡：NH3H2ONH3·H2ONHOH，加入NaOH后OH浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的逸出。(4)由方程式可看出，每当生成1 mol HNO2，转移电子数为6 mol，当有0.3 mol电子发生转移时，生成亚硝酸0.05 mol，即2.35 g。答案：(1)NN强(2)NH3HCl=NH4ClNH4HSO4或(NH4)2SO44Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)氨水中存在平衡：NH3H2ONH3·H2ONHOH，加入NaOH后OH浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除(4)2NH33O22HNO22H2O2.3511工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物，假设不含N2O4)，对生态环境和人类健康带来较大的威胁。(1)工业上可用氨催化吸收法处理NOx，反应原理如下：4xNH36NOx(2x3)N26xH2O某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如下：装置A中发生反应的化学方程式为_。装置D中碱石灰的作用是_。(2)工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx。已知：NO不能与Na2CO3溶液反应。NONO2Na2CO3=2NaNO2CO2()2NO2Na2CO3=NaNO2NaNO3CO2()当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的值不可能是_(填字母)。A1.3B1.6C1.8将1 mol NOx通入Na2CO3溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO、NO两种离子的物质的量随x变化关系如图所示： 图中线段a表示_离子随x值变化的关系；若用溶质质量分数为21.2%的Na2CO3溶液吸收，则需要Na2CO3溶液至少_g。用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44 g，则NOx中的x值为_。(3)氨催化吸收法和Na2CO3溶液吸收法处理NOx尾气共同的优点是_。解析：(1)A中发生的是实验室制NH3的反应。碱石灰的作用是作干燥剂。(2)由信息可知，NO不能过量，过量的NO不能被吸收，因此n(NO2)n(NO)，则x1.5。当x1.5时，该氮氧化物为等物质的量的NO2、NO，只发生反应()，生成NaNO2，a表示NO。最终生成NaNO3和NaNO2，由钠元素与氮元素守恒得n(Na2CO3)0.5 mol。Na2CO3溶液的质量为250 g。由N原子与C原子的关系，可知每产生1 mol CO2，消耗2 mol NOx。产生1 mol CO2，即质量为44 g，溶液质量增加44 g，说明通入的氮氧化物共88 g,2 mol NOx质量为88 g，NOx的相对分子质量为44，得x。答案：(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O除去气体中含有的水蒸气(或作干燥剂)(2)ANO250(或1.875 )(3)将有毒气体转化成无毒的物质，防止有毒气体的污染(其他合理答案均可)12利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：(1)一定条件下，NO与NO2存在下列反应：NO(g)NO2(g)N2O3(g)，其平衡常数表达式为K_。(2)上述工艺中采用气­液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是_，滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是_(填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近11。若n(NO)n(NO2)11，则会导致_，若n(NO)n(NO2)11，则会导致_。(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为_。解析：(2)气­液逆流可以使气体与吸收液充分接触，吸收更完全；滤渣的主要成分是Ca(OH)2，可以循环使用。(3)据NONO2Ca(OH)2= Ca(NO2)2H2O可知参加反应的NO与NO2的物质的量之比为11，如果n(NO)n(NO2)11，剩余的NO不能被吸收，排放的气体中NO含量升高；如果n(NO)n(NO2)11，则发生反应：4NO22Ca(OH)2= Ca(NO2)2Ca(NO3)22H2O，产品中Ca(NO3)2的含量升高。(4)酸性条件下NO发生歧化反应。答案：(1)(2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2(3)排放气体中NO含量升高(或气体吸收不完全)产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3NO2H=NO2NOH2O13问题提出在检验Cu与稀硝酸反应的还原产物时，传统实验通常是直接在试管中进行，由于试管中有空气，开始往往看到的是红棕色气体，导致实验现象与实验原理无法吻合。某校化学活动小组对这一实验进行了研究，并提出改进措施。研究目的与要求(1)克服传统实验的缺点，并能证明Cu与稀硝酸反应生成的是NO，NO不溶于水，可以与O2反应产生红棕色的NO2。(2)改进后的实验必须达到的要求：节约药品、操作简便、现象明显、减少污染。实验过程实验方案一：(1)按图1所示安装好仪器，检查装置气密性的方法是_。(2)根据你对装置和研究目的的理解，请补充制取NO并验证NO不溶于水的实验操作：_。(3)验证NO和O2生成NO2的实验操作和现象是_。实验方案二：(4)按图2所示连接装置，检查气密性后，在干燥管内加入3.2 g铜片，在烧杯中加入适量经过预热的稀硝酸。(5)打开止水夹，用注射器快速抽空干燥管内的空气，使稀硝酸充满整个干燥管，然后关闭止水夹。观察到的现象是_。(6)反应停止后，打开止水夹，用注射器将抽取的空气慢慢推入干燥管内，发现干燥管内的气体变成红棕色，且液面缓缓上升，Cu和稀硝酸反应继续进行。不断充入O2，直至加入的3.2 g Cu完全反应，则共消耗的氧气在标准状况下的体积为_L。解析：题干已经指出实验的不足，并提出了改进实验方案的要求，要克服实验的缺点，必须使反应在无O2的环境中进行。实验方案一：(1)根据实验装置图1可以确定检查装置气密性的方法是关闭分液漏斗活塞，从U形管的右端加水使两边产生液面差，静置一会，观察液面差是否缩小。(2)连接好装置，打开分液漏斗活塞，从U形管的右端快速注入稀硝酸，直到U形管左端完全充满液体，关闭分液漏斗活塞，会发现U形管中液面左降右升，这就证明了生成的NO不溶于水。(3)打开分液漏斗的活塞，在压力作用下，NO会进入分液漏斗内，与分液漏斗中的空气反应生成红棕色气体NO2。实验方案二：(5)根据操作和装置知反应时铜片表面有气泡产生，液面下降，溶液变蓝等现象。(6)根据得失电子守恒：2n(O2)n(Cu)3.2 g÷64 g/mol0.05 mol，V(O2)0.56 L。答案：(1)关闭分液漏斗活塞，从U形管的右端加水，使两边产生液面差，静置一会，若液面差不变，则装置气密性良好，若液面差减小，则装置气密性不好(2)连接好装置，打开分液漏斗活塞，从U形管的右端注入稀硝酸，直到U形管左端完全充满液体，然后关闭分液漏斗活塞，可观察到有无色气体生成，U形管中液面左降右升，则说明生成了NO，且NO不溶于水(3)将分液漏斗活塞慢慢打开，观察到分液漏斗内有红棕色气体生成(5)干燥管内铜片溶解，表面有气泡产生，干燥管内液面逐渐下降，溶液变成蓝色，当稀硝酸不与铜片接触时，液面停止下降(6)0.566