2022年高中化学氮及其化合物计算题分类汇编 2.pdf

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1、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，其中含有固氮菌，能把空气中游离的

2、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。2NO O2 2NO22、二氧化

3、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页NO2和 O2的混合气体溶于水时，由4NO22H2O O2 = 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

4、为O2NO和 O2同时通入水中时，其反应是：2NO O2 2NO2，3NO2H2O2HNO3 NO ，总反应式为：4NO 2H2O 3O24HNO3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

5、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

6、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

7、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 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： 2NH4Cl Ca(OH)2CaCl22NH3 2H2O （ 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

8、 ：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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页因氨气比空气轻，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，

9、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 NO2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 C 71 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、V

10、3，则下列关系正确的是( ) AV1V2V3 BV1V3V2 CV2V3V1DV3V1V2 3、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 Dh2h3h1h4 4、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

11、体有( ) ANO BO2 C NO2和 O2DNO和 O2 5、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 C 1：3 D任意比6、把盛有 48mLNO 、NO2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

12、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页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 C 36 D44 8、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 NO2混合气体，但平均相对分子量为39.6 ，通入 O2的体积是（）A.1mL B.3mL C.5mL D.10mL 9、反应 NO+O

13、2+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 C N2O DN2 11、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. 0.4m

14、ol C. 11.2g D. 0.2mol 13、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ANO2BN2O CNH4NO3 DNO 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页14、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_mol 15、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

15、反应，需要 HNO3的物质的量为（）A2.8mol B 2.6mol C 2.4mol D 0.8mol 16、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 C NO2 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 1 1 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

16、.68 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。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 mL 19、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.

17、14 mol 20、将 32 g 铜与 140 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 mol B0.4 mol C0.8 mol D0.9 mol 精选学习资

18、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页22、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 。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 mol L1， H2SO4的物质的量浓度为0.2 mol L 1。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 mol L1B0.3 mol L1 C0.225 mol L1 D无法计算24、有某硫酸和硝酸的混合溶液20 m

19、L ，其中含有硫酸的浓度为2 molL 1，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 B 112 mL C 168 mL D 224 mL 25、将 11.2 g 的 Mg-Cu 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 NO2B0.2 mol NO2C0.1 mol NO 、0.3 mol NO2D0.6 mol NO 26、将 Mg 、Cu组成

20、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 g B46.8 g C53.6 g D63.8 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

21、质的量之比是2 1 B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L C.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60mL 28、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1.75mol ，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3.75mol 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -

22、- - - - -第 6 页，共 9 页29、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.9.0L B.13.5L C.15.7L D.16.8L 30、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

23、果错误的是( ) A混合酸中NO3的物质的量为0.2 mol BOA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/L 31、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+ 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O ，NO + NO2+ 2NaOH 2NaNO2 + H2O （1）NOx中x的取值范围为_；（2）NOx中n(NO)/n(NO2

24、)=_ （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 mL 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

25、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 molL 1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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页试回答下列问题：(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

26、是NaNO3。加热过程发现： 装置中产生气泡，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

27、中。装置中的固体逐渐变为黑色。丙同学据此写出了AgNO3受热分解可能的两种化学方程式：( )4AgNO32Ag2O4NO2 O2， ( ) 2AgNO32Ag2NO2 O2。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 _。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页(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、_、_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页