高中化学氮及其化合物计算题分类汇编(难题)(共9页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上氮及其化合物(一)氮气 1氮元素存在形态 空气中含大量N2，是工业生产中N2的主要来源。 2N2的物理性质 氮气难溶于水，难液化，密度比空气略小（与空气密度相近），只能用排水法收集N2。 3N2的化学性质 由于氮分子的键能很大，所以氮气的性质很稳定，只有在高温条件下才能发生一些化学变化。 (1)与H2的反应：N2 + 3H22NH3 (2)与O2的反应：N2 + O22NO (3)与Mg的反应：3Mg + N2Mg3N2 4氮的固定 (1)定义：把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。 (2)氮的同定的途径 生物固氮 豆科植物的根部常附有小根瘤，其中含有固氮

2、菌，能把空气中游离的氮变成氨（铵态氮肥）作为养分吸收，所以这些植物可以少施肥，甚至不施肥。 大气同氮 闪电时，大气中的氮转化为氮的氧化物，经降水生成极稀的硝酸（硝态氮肥），渗入土壤被植物根系吸收。 N2 + O22NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 【注意】生物固氮和大气固氮统称自然固氮。 工业固氮 氮气和氢气在高温、高压并有催化剂存在的条件下，可以直接化合生成氨(NH3)。 N2 + 3H22NH3工业上就是利用这个原理来合成氨的。（二）一氧化氮和二氧化氮1、一氧化氮：无色气体，难溶于水，有很大毒性，在常温下极易被氧化成二氧化氮。2NOO22

3、NO22、二氧化氮：有刺激性气味的红棕色气体，溶于水生成硝酸和一氧化氮。3NO2H2O = 2HNO3NO 2NO2N2O4（无色）注意：关于氮的氧化物溶于水的几种情况的计算方法。 NO2或NO2与N2（或非O2）的混合气体溶于水时可依据：3NO2H2O 2HNO3NO 利用气体体积变化差值进行计算。 NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO22H2OO2 = 4HNO3 可知，当体积比为 4：1，恰好完全反应V(NO2)：V(O2) 4：1，NO2过量，剩余气体为NO 4：1，O2过量，乘余气体为O2 NO和O2同时通入水中时，其反应是：2NOO22NO2 ，3NO2H2O 2HNO3NO

4、，总反应式为：4NO2H2O3O24HNO3 当体积比为 4：3，恰好完全反应V(NO)：V(O2) 4：3，NO过量，剩余气体为NO 4：3，O2过量，乘余气体为O2NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按方法进行计算。（三）硝酸的化学性质1、HNO3具有酸的通性。2、HNO3具有强氧化性，表现在能与多数金属、非金属、某些还原性化合物起反应。【注意】由于硝酸氧化性很强，任何金属与硝酸反应都不能放出氢气，在与不活泼金属如Cu、Ag等反应时，浓硝酸还原产物为NO2，稀硝酸还原产物为NO，（但不能认为

5、稀硝酸的氧化性比浓硝酸强）；这类反应中硝酸只有一部分体现 氧化性 被还原，另一部分体现 酸性 生成硝酸盐。铁、铝常温下遇浓硝酸，由于浓硝酸具有 强氧化性 ，所以在金属的表面形成一层 致密的氧化膜 ，阻止反应继续进行，这个过程叫 钝化 。所以可用铁、铝容器装运浓硝酸（或浓硫酸）。3、在溶液中NO3几乎与所有离子能大量共存，但注意，当溶液的酸性较强可形成硝酸溶液，具有还原性的某些离子则不能与其大量共存，如NO3、H、Fe2 中任意两者能大量共存，但三者则不能大量共存。即：NO3 在中性或碱性溶液中不表现氧化性，而在酸性溶液中表现强氧化性。（四）氨气1、氨的物理性质氨气为 无 色、有 刺激性 气味的

6、气体，比空气轻，易液化， 极易 溶于水（喷泉实验），氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度 越高 ，密度 越小 。 2、氨的化学性质；（1）与水反应，溶液呈碱性：NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-氨水中所含有微粒： NH3H2O分子，NH4+，OH- ，氨水中溶质通常看作为NH3，而不是NH3H2O。（2）与酸反应 NH3+HNO3 = NH4NO3 HCl+NH3=NH4Cl H2SO4+2NH3= (NH4)2SO4 氨气与氯化氢相遇便产生 ，可用于NH3与HCl的相互检验。（3）还原性 NH3分子中氮元素呈3价，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：NH3

7、 Cl2 = NH3 CuO = NH3 O2 = NH3 O2 = 3、氨气的实验室制法（1）原理：固态铵盐与碱加热反应： 2NH4ClCa(OH)2 CaCl22NH32H2O （2）发生装置：固+固+加热型，与制备 氧气 相似；（3）收集： 向下排空气法 。（4）干燥：在干燥管中盛放 碱石灰 作干燥剂。不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl28NH3。（5）验满：a用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满；b蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。特别提醒：制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生

8、危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；b、在高温下能腐蚀大试管。因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3H2ONH3+H2O原理制备。也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：烧碱溶于水为放热反应，促进NH3H2O的分解，增大c(OH-)使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。课堂练习：1、将8 mL NO

9、2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒，充分反应后，剩余气体为1 mL，则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为()A75 B37 C71 D172、同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是NO和NO2；NO2和O2；NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是()AV1V2V3 BV1V3V2 CV2V3V1 DV3V1V23、在相同状况下，将下列四种混合气体：体积比为3 1的NH3和N2体积比为1 1的NO2和N2体积比为1 1的NO2和O2体积比为4 1的NO2和O2，分别置于相

10、同的四支试管中并倒置于水槽中，充分反应后液面上升高度分别为h1、h2、h3、h4，下列关系正确的是()Ah1h2h3h4 Bh4h3h2h1 Ch4h1h3h2 Dh2h3h1h44、在常温下向盛满水并倒置于水槽中的试管里先后通入4 mL NO2、4 mL NO、5 mL O2，经过一段时间后，试管里剩余的气体有()ANO BO2 CNO2和O2DNO和O25、NO、NO2均可与NH3反应转化为无害的N2和H2O，现有3L NO、NO2的混合气体，当耗用3L NH3时，可全部转化为N2和H2O，则NO和NO2的体积之比为（ ）A1：1 B1：2 C1：3 D任意比6、把盛有48mLNO、NO2

11、混合气体的容器，倒置于水中（同温、同压），待液面稳定后，容器内气体体积变为24mL。则：原混合气体中，NO是 mL，NO2是 mL。若在剩余24mL气体中，通入6mLO2，待液面稳定后，容器内气体体积为 mL。若在剩余24mL气体中，通入24mLO2，待液面稳定后，容器内气体体积为 mL。若在原48mLNO、NO2混合气体中，通入 mL O2，倒置在水面上，气体会全部吸收。7、常温下，将NO和O2两种气体按物质的量1：3混合，则其平均相对分子质量 （ ）A40.7 B46 C36 D448、现有10mLNO和NO2混合气体，其平均相对分子量为36.4，通入一定量的O2后，还是10mLNO和NO

12、2混合气体，但平均相对分子量为39.6，通入O2的体积是（ ）A.1mLB.3mLC.5mLD.10mL9、反应NO+O2+NO2+H2OHNO3（未配平）是多组化学计量数的化学方程式，当氧气有1/3被NO还原时，此反应各物质化学计量数之比是 10、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物，当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为21 时，还原产物是()ANO2 BNO CN2O DN211、物质的量之比为25的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()A14 B15C23 D2512、某稀硝

13、酸能与5.4g铝恰好反应，当这份酸在与铁反应时，最多消耗铁的量为（ ）A. 16.8g B. 0.4mol C. 11.2g D. 0.2mol13、已知镁和稀硝酸反应时，每有1mol HNO3反应，就有0.8mol电子转移，此时硝酸的还原产物可能是ANO2 BN2O CNH4NO3 DNO14、Al 可以与稀硝酸反应，已知 HNO3 被还原为 NO。若标准状况有 3.36 L NO 生成，则参加反应的 Al的质量为_g，参加反应的硝酸为_mol15、在一定温度下，某浓度的 HNO3 与 Zn 反应，生成 NO2 和 NO 的物质的量之比为 1：3，则要使 1mol Zn 完全反应，需要 HN

14、O3 的物质的量为（ ） A2.8mol B2.6mol C2.4mol D0.8mol16、已知 Cu2S 与某浓度的硝酸反应时，生成硝酸铜和硫酸，若反应中 Cu2S 与 HNO3 的物质的量之比为 2:13，则该反应的还原产物为（ ） AN2O BNO CNO2 DN2O317、Cu2S 与一定浓度的 HNO3 反应，生成 Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO 和 H2O，当 NO2 和 NO 的物质的量之比为 11 时，实际参加反应的 Cu2S 与 HNO3 的物质的量之比为 18、足量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1.68 L

15、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。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( )A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL19、向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 molL1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现。若用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为()A0.24 mol B0.21 mol C0.16 mol D0.14 mol20、将32 g铜与14

16、0 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水_g。21、将51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.9 mol，这些气体恰好能被500 mL 2 mol/L NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，其中NaNO3的物质的量为()A0.2 molB0.4 mol C0.8 mol D0.9 mol22、1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L

17、。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量是多少？23、在某100 mL混合酸中，HNO3的物质的量浓度为0.4 molL1，H2SO4的物质的量浓度为0.2 molL1。向其中加入2.56 g铜粉，微热，待充分反应后，溶液中Cu2的物质的量浓度为()A0.4 molL1B0.3 molL1 C0.225 molL1 D无法计算24、有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中含有硫酸的浓度为2 molL1，含硝酸的浓度为1 molL1，现向其中加入0.96 g铜粉，充分反应后(假设只生成NO气体)，最多可收集到标准状况下的气体的体积为()A89.6 mL B112 mL C168 m

18、L D224 mL25、将11.2 g的MgCu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的气体X。再向所得溶液中加入过量的NaOH溶液，产生21.4 g沉淀。根据题意推断气体X的成分可能是()A0.3 mol NO2 B0.2 mol NO2C0.1 mol NO、0.3 mol NO2 D0.6 mol NO26、将Mg、Cu组成的混合物26.4 g投入到适量的稀硝酸中，固体完全溶解，收集到标准状况下的NO气体8.96 L，向反应后的溶液中加入过量的5 molL1的NaOH溶液300 mL，金属离子完全沉淀。则形成沉淀的质量是() A43.2 gB46.8 g C53.6 g D63.8

19、g 27、1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀，下列说法不正确的是（ ） A.该合金中铜与镁的物质的量之比是21 B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/LC.NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80% D.得到2.54沉淀时，加入NaOH溶液的体积60mL28、汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3K2O+5Na2O+16N2。若氧化产物比还原产物多1

20、.75mol，则下列判断正确的是 A.生成40.0LN2（标准状况） B.有0.250molKNO3被氧化 C.转移电子的物质的量为1.25mol D.被还原的N原子的物质的量为3.75mol29、一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气体VL（标准状况），向反应后的溶液中（存在Cu2+和SO42-）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO12.0g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为11，则V可能为A.9.0LB.13.5LC.15.7LD.16.8L30、某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多

21、能溶解19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示： 下列分析或结果错误的是()A混合酸中NO的物质的量为0.2 molBOA段产生的是NO，AB段的反应为Fe2Fe3=3Fe2，BC段产生氢气C溶液中最终溶质为FeSO4Dc(H2SO4)为5 mol/L31、一种工业尾气中含有NO和NO2（通常表示为NOx），NOx是空气中主要污染物之一。处理尾气的方法较多。方法一：氨气还原法： NH3+ NOxN2 + H2O （ 未配平），方法二：用碱液吸收2NO2 + 2NaOHNaNO2 + NaNO3 + H2O，NO + NO2 +

22、 2NaOH2NaNO2 + H2O （1）NOx中x的取值范围为_； （2）NOx中n(NO)/n(NO2)=_（用含“x”的代数式表示）；（3）当 x =1.75时，若用方法一消除NOx，则应通入氨气与NOx体积比（同温同压）V(NH3)/V(NOx)_；（4）若气体中除含NOx（NO和NO2）外，还含有体积分数为y 的N2O4，用方法二处理1mol这种气体，气体完全被吸收。计算：满足气体完全被吸收的 y 和 x 的关系式 若y =0.2，求生成NaNO3和NaNO2的质量32、硝酸发生氧化还原反应时，硝酸浓度越小，对应还原产物中氮的化合价越低。现有一定量铝粉和铁粉的混合物，与1000 m

23、L很稀的HNO3充分反应，反应过程中HNO3的还原产物只有两种：一种是N2，另一种则以硝酸盐的形式留在溶液中，已知产生的N2的体积为940.8 mL(标准状况)。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4 molL1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生沉淀的物质的量关系如图所示。试回答下列问题：(1) DE过程中发生反应的离子方程式为_。(2)B值为_。(3)原稀HNO3溶液的物质的量浓度为_。33、某校化学兴趣小组的同学对硝酸盐的受热分解进行探究。他们设计了如下装置分别加热了NaNO3、Cu(NO3)2、AgNO3。（加热及夹持装置未画出） （1） 甲同学加热的是NaNO3。加热过程发现：装置

24、中产生气泡，部分石蕊试液被压至装置中，且石蕊试液不变色；用带火星的木条检验中的气体，木条复燃；分析装置中剩余的固体得知，剩余固体中含有N元素且显3价。请写出NaNO3受热分解的化学方程式：_； （2）乙同学加热的是Cu(NO3)2。加热过程发现：装置中也有气泡产生，但在上升的过程中消失。装置中的固体逐渐变为黑色。请写出Cu(NO3)2受热分解的化学方程式：_，实验过程中还应看到的现象为_。（3）丙同学加热的是AgNO3。加热过程发现：装置中也有气泡产生，但在上升的过程中气泡部分消失，剩余的气体也能使带火星的木条复燃。石蕊试液也逐渐变为红色，有少量液体被压至装置中。装置中的固体逐渐变为黑色。丙同

25、学据此写出了AgNO3受热分解可能的两种化学方程式：()4AgNO32Ag2O4NO2O2， () 2AgNO32Ag2NO2O2。 请你分析，可能正确的是哪一个并说明理由：_。请你设计一个简单的实验证明你的结论是正确的：_；（4）由上述3个实验的结果，请你推测：硝酸盐受热分解的产物可能与_有关。34、实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液加热后反应制取氮气(1)从图中选择制取气体的合适装置：氮气_、氢气_。(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有_、_。(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，_(“会”或“不会”)发生倒吸，原因是：_。(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：_，锥形瓶中还可观察到的现象是：_。(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：_。(6)反应结束后锥形瓶内溶液中含有H、OH、_、_。专心-专注-专业