(全国通用)高考化学一轮精练-氮及其化合物的转化.docx

氮及其化合物的转化1(2020·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NHB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，尿素CO(NH2)2和KNO3中不含NH，A项错误；雷电作用固氮发生反应：N2O22NO，氮元素被氧化，B项正确；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项正确；侯氏制碱法的反应原理：NaClH2OCO2NH3=NaHCO3NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，氨气作为原料气，D项正确。2关于氮的变化关系图如图：则下列说法不正确的是()A路线是工业生产硝酸的主要途径B路线、是雷电固氮生成硝酸的主要途径C上述所有反应都是氧化还原反应D上述反应中只有属于氮的固定答案D解析工业上生产硝酸的流程：氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应：4NH35O24NO6H2O(路线)，一氧化氮与氧气反应：2NOO2=2NO2(路线)，二氧化氮被水吸收：3NO2H2O=2HNO3NO(路线)，路线是工业生产硝酸的主要途径，故A正确；在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应：N2O22NO(路线)；NO不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮：2NOO2=2NO2(路线)，二氧化氮溶于水生成硝酸：3NO2H2O=2HNO3NO(路线)，故B正确；从氮的变化关系图可知：N从N2(0价)NO(2价)NO2(4价)HNO3(5价)，都是氧化还原反应，故C正确；上述反应中路线是空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，路线、是含氮化合物转变为其他物质，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，故D错误。3某无色透明的混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。下列对于原混合气体成分的判断中正确的是()A肯定有SO2、O2和NOB肯定没有Cl2、O2和NO2C可能有Cl2和O2D肯定只有NO答案B解析无色气体，说明无Cl2、NO2；使品红褪色，说明有SO2；通入空气变红棕色，说明有NO，无O2。4(2020·福建三明高三期末)下图是某元素的价类二维图，其中X是一种强碱，A为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比E小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是()AA是可与草木灰混合使用的肥料BC可用排空气法收集CF和B能发生复分解反应生成盐DB在一定条件下可直接与Y反应生成D答案D解析A为正盐，X是一种强碱，二者反应生成氢化物B，则A为铵盐、B为NH3，B连续与Y反应得到氧化物D与氧化物E，且E的相对分子质量比D大16，则Y为O2、C为N2、D为NO、E为NO2，通常条件下Z是无色液体，E与Z反应得到含氧酸F，则Z为H2O、F为HNO3，F与强碱X发生酸碱中和反应得到G为硝酸盐。物质A为铵盐，草木灰的主要成分是K2CO3，水溶液呈碱性，二者混合会发生反应放出氨气，使肥效降低，A错误；C是N2，氮气的密度与空气接近，不宜采取排空气法收集，B错误；B是NH3，F是HNO3，二者发生化合反应生成NH4NO3，C错误；B是NH3，Y为O2，NH3在催化剂存在并加热的条件下，与O2反应生成NO和H2O，D正确。5“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置已略去)，判断下列说法正确的是()A加热时，a上部聚集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好B加热时，发现b中I2变为紫色蒸气，在上部又聚集为紫黑色的固体C加热时，c中溶液红色变深，冷却后又变浅D水浴时，d内气体颜色变浅，e内气体颜色加深答案B解析A项，NH4Cl受热易分解，遇冷又生成NH4Cl；B项，I2易升华；C项，加热含NH3的酚酞溶液，NH3逸出，红色变浅；D项，NO2存在：2NO2(红棕色)N2O4(无色)H<0，加热，上述平衡左移，d内颜色加深。6(2020·辽宁铁岭协作体联考)已知Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为2Cu(NO3)22CuO4NO2O2，将少量的Cu(NO3)2固体放入试管中加热，然后用带火星的木条放入试管中，木条复燃，则下列说法正确的是()ANO2能支持燃烧BNO2不能支持燃烧C木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气的缘故D木条复燃是因为硝酸铜分解产生的CuO催化作用的结果答案A解析氧气具有助燃性，纯氧气能使带火星的木条复燃，但空气中由于含有大量不能助燃的N2，而氧气量较少，所以空气不能使带火星的木条复燃，反应2Cu(NO3)22CuO4NO2O2中，产物中NO2、O2的体积比与空气中N2、O2体积比近似相同，即为41，带火星的木条放入Cu(NO3)2受热分解得到的混合气体的试管中，木条复燃，说明NO2能支持燃烧，A项正确。7科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出化学式为N4H4(SO4)2的物质，该物质的晶体中含有SO和N4H两种离子，当N4H遇到碱性溶液时，会生成N4分子。下列说法正确的是()A14N、N4与N2互为同位素BN4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2N4H2SOCN4H4(SO4)2不能与草木灰、K3PO4等化肥混合施用DN4H4(SO4)2中只含共价键，不含离子键答案C解析同位素是指同种元素的不同原子的互称，N4与N2为两种单质，故A错误；N4H4(SO4)2的晶体中含有SO和N4H，可知该物质为离子化合物，完全电离，电离方程式为N4H4(SO4)2=N4H2SO，故B错误；草木灰、K3PO4等化肥显碱性，根据题给信息N4H遇到碱性溶液时，会生成N4分子判断会使肥效降低，不能混用，故C正确；根据晶体中含有SO和N4H两种离子可知该晶体中还含离子键，故D错误。8亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品探究亚硝酸钠与硫酸的反应及气体产物的成分。已知气体的沸点为NO2：21 ，NO：152 。下列说法错误的是()A用装置b代替装置a的好处是便于控制反应的发生与停止B反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，除去装置中的空气C装置中冰水浴的作用是冷凝，使NO2液化D装置中热水浴有利于促进NO2生成，便于检验是否有NO生成答案A解析b代替a利于液体流下，不能控制反应的发生与停止。9将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为()A3(mn) mL B(mn) mLC(mn) mL D. mL答案D解析发生反应4NO2O22H2O=4HNO3，4NO3O22H2O=4HNO3，故NO与NO2按11混合的总反应为：NONO2O2H2O=2HNO3，充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，由于m<n，故按总反应进行，NO2有剩余，剩余NO2的体积为n mLm mL(nm) mL，再发生3NO2H2O=2HNO3NO，故生成NO的体积为(nm) mL。10向200 mL 2 mol·L1HNO3溶液中，逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种)，在此过程中，n(Fe2)随n(Fe)的变化如图所示。下列有关说法正确的是()A该过程中产生标准状况下的氢气4.48 LB向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象C图中a1.5、b1.5D当加入铁粉n mol时(0.1<n<0.15)，溶液中n(Fe3)(0.32n) mol答案D解析硝酸与铁反应生成硝酸铁、NO和水，不生成氢气，A错误；c点处溶液的溶质是硝酸亚铁，若加入盐酸，H、NO和Fe2发生氧化还原反应生成Fe3，溶液变为棕黄色，B错误；向硝酸中加入铁粉发生的反应为Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，硝酸的物质的量为0.4 mol，则消耗铁的物质的量为0.1 mol，b0.1，生成硝酸铁0.1 mol，随后发生反应2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)2，生成硝酸亚铁为0.15 mol，则a0.15，C错误；根据上述分析，当加入铁粉n mol时(0.1<n<0.15)，参加反应2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)2的铁为(n0.1) mol，消耗硝酸铁为2(n0.1) mol，则溶液中n(Fe3)0.1 mol2(n0.1) mol(0.32n) mol，D正确。11如图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是()A一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的B用一定量的铁粉与大量的9.75 mol·L1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 molC硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多D当硝酸浓度为9.75 mol·L1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为531答案B解析根据图像可知硝酸的还原产物有多种，因此一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的(转化为硝酸铁)，因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1 mol，B错误；根据图像可知随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多，C正确；根据图像可知当硝酸浓度为9.75 mol·L1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为1062531，D正确。12某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图所示。甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30%H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。(1)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为_。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是_(填字母)。a使氨气和氧气充分混合b控制通入氨气和氧气的体积比c平衡装置内的压强d锥形瓶内液体是饱和食盐水(2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为_，若制得的氨气仅按的顺序完全转化为硝酸，欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为_ L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。(3)乙同学为模拟过程的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是_(填字母)。a关闭K3并熄灭酒精灯b关闭K4并熄灭酒精灯c关闭K3、K4并熄灭酒精灯(4)丙同学认为该系统实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是_。答案(1)2H2O22H2OO2d(2)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O224(3)a(4)缺少尾气处理装置解析(1)由题给条件和实验装置图可知，装置A是制备氧气的装置，装置B是制备氨气的装置，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O22H2OO2；装置E可以使氨气和氧气充分混合，观察装置E中气泡的速率可以控制通入氨气和氧气的体积比，装置E还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水，所以锥形瓶中液体不能是饱和食盐水，选d。(2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发生了反应：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。n(H2SO4)0.15 L×1 mol·L10.15 mol，n(H)0.15 mol×20.3 mol，n(SO)0.15 mol，根据上述反应和题目要求，可知SOCu2HNO3，故需要HNO3的物质的量为0.1 mol，根据NH3NONO2HNO3，可知需要NH3的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为2.24 L。(3)过程的反应是NH3与HNO3的反应，则应停止供O2，关闭K3，熄灭酒精灯，使氨气进入G发生反应，选a。(4)整套装置没有尾气处理装置。13(2020·烟台模拟)某课题组同学查阅文献知，3(NH4)2SO4(s)4NH33SO2N26H2O。他们拟选择下列装置检验硫酸铵分解的产物(各装置中药品足量)：回答下列问题：(1)仪器A的名称是_。(2)甲组同学设计方案：CGBDE。能证明有水生成的实验现象是_；B装置的作用是_。实验中，观察到D装置产生白色沉淀。实验完毕后，过滤D装置中混合物得白色沉淀。欲验证白色沉淀是BaSO4还是BaSO3，请你设计简单的实验方案：_。D装置中发生的反应与硝酸钡的量有关，若硝酸钡足量，则D中反应的离子方程式为_。该实验方案能证明硫酸铵的分解产物中有_(填化学式)。(3)乙组同学选择上述装置证明产物中是否有NH3。气体从左至右，装置的连接顺序为C_F。F装置的作用是_。答案(1)球形干燥管(2)G中白色粉末变蓝色吸收氨气取少量白色沉淀于洁净的试管中，向其中滴加足量盐酸，若白色沉淀溶解，则是BaSO3，否则是BaSO43Ba22NO3SO22H2O=3BaSO42NO4HH2O、SO2(3)A检验NH3解析硫酸铵分解的产物有NH3和SO2，NH3和SO2在水溶液中会发生反应。检验NH3之前必须除去SO2，检验SO2之前必须除去NH3。(1)仪器A为球形干燥管。(2)白色的无水硫酸铜遇水变为蓝色；浓硫酸只吸收NH3，不吸收SO2。亚硫酸钡能溶于盐酸，而硫酸钡不溶于盐酸，故取少量白色沉淀于洁净的试管中，向其中滴加足量盐酸，若白色沉淀溶解，则是BaSO3，否则是BaSO4。若硝酸钡过量，SO2完全转化成BaSO4沉淀，化学方程式为3Ba(NO3)23SO22H2O=3BaSO42NO4HNO3；若SO2过量，则硝酸钡完全反应，化学方程式为Ba(NO3)23SO22H2O=BaSO42NO2H2SO4。G装置可检验H2O，D装置可检验SO2(同时生成NO)，E装置可收集N2或NO或NO和N2。故该方案只能证明硫酸铵分解的产物中是否有H2O和SO2，不能证明是否有NH3和N2。(3)选择A装置吸收SO2和H2O，用F装置来检验NH3。