第3章 第4节 氮的循环-【创新教程】2025年高考化学总复习大一轮课时作业word（鲁科多选版）

课时冲关十一　氮的循环 一、选择题：每题只有一个选项符合题意 1．依据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是(　　) A．X是N2O5 B．可用排水法收集NO、NO2气体 C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸 D．由NH3→N2，从原理上看，可由NH3与NO2反应实现 解析：B　[由题图中氮元素及其化合物的转化关系可知，x为＋5价的氮对应的氧化物，故X是N2O5，A说法正确；二氧化氮和水能发生反应，不可用排水法收集NO2气体，B说法错误；工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸，C说法正确；NH3可与NO2反应生成氮气，反应的化学方程式为8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O，D说法正确。] 2．某同学探究氨和铵盐的性质，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．将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中，探究Al(OH)3的两性 C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到白烟 D．加热除去NH4Cl中的少量NaHCO3 解析：A　[氨水的主要成分NH3·H2O是弱电解质，氢氧化钠是强电解质，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。由于NH3·H2O是弱碱，Al(OH)3不能溶于氨水中，故无法验证Al(OH)3的酸性，B错误。浓硫酸无挥发性，无法观察到白烟，C错误。NH4Cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D错误。] 3．N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂，下列反应能产生N2O：3CO＋2NO2===3CO2＋N2O。下列关于N2O的说法一定正确的是 (　　) A．上述反应，每生成1 mol N2O，消耗1.5 mol CO B．等物质的量N2O和CO2含有相等的电子数 C．N2O只有氧化性，无还原性 D．N2O会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒 解析：B　[根据方程式可知上述反应中，每生成1 mol N2O，消耗3 mol CO，A错误；N2O和CO2的电子数相同，均是22个，因此等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数，B正确；N2O中氮元素的化合价是＋1价，处于中间价态，既有氧化性，也有还原性，C错误；NO会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒，但N2O不能，D错误。] 4．同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3，②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为(　　) A．①>②　　　　　　 B．①<② C．①＝② D．不能确定 解析：C　[在相同条件下，气体摩尔体积相同，烧瓶的容积相同，则氨气、NO2的物质的量相等。NO2能与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以两烧瓶中溶质的物质的量之比为3∶2，做喷泉实验时，两烧瓶中溶液的体积分别为1烧瓶和烧瓶，所以溶液的体积比为3∶2，所以各物质的物质的量浓度之比为＝1∶1。] 5．氮化铬具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能和高温稳定性能，因而具有广泛应用前景。实验室制备CrN反应原理为 CrCl3＋NH3CrN＋3HCl，装置如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．装置①还可以用于制取O2、Cl2、CO2等气体 B．装置②、④中分别盛装NaOH溶液、KOH固体 C．装置③中也可盛装维生素C ，其作用是除去氧气 D．装置⑤中产生的尾气冷却后用水吸收得到纯盐酸 解析：D　[装置①可以用双氧水(MnO2作催化剂)制取氧气，用浓盐酸与高锰酸钾制取氯气，用盐酸与碳酸钙制取二氧化碳气体，A正确；装置②中的NaOH溶液可以吸收装置中的二氧化碳气体，④中的KOH固体可以吸收水分，B正确；装置③中的亚硫酸钠可以除去装置中的氧气，也可盛装维生素C，C正确；装置⑤中产生的尾气有反应生成的HCl，还有未完全反应的NH3，所以冷却后用水吸收得到的不是纯盐酸，D错误。] 6．将一铁、铜混合物粉末平均分成三等份，分别加入到同浓度、不同体积的稀硝酸中，充分反应后，收集到NO气体的体积及剩余固体的质量如表 (设反应前后溶液的体积不变，气体体积已换算为标准状况时的体积)： 实验 序号 稀硝酸的 体积/mL 剩余固体 的质量/g NO的 体积/L 1 100 17.2 2.24 2 200 8.00 4.48 3 400 0 V 下列说法正确的是(　　) A．表中V＝7.84 L B．原混合物粉末的质量为25.6 g C．原混合物粉末中铁和铜的物质的量之比为2∶3 D．实验3所得溶液中硝酸的物质的量浓度为0.875 mol·L﹣1 解析：A　[由第一组数据可知固体有剩余，硝酸与Fe、Cu反应，都有：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO)2＋2NO↑＋4H2O,3Cu＋8HNO3===3Cu(NO)2＋2NO↑＋4H2O，根据化学方程式得，n(HNO3)＝4n(NO)，加入100 mL硝酸溶液时，n(NO)＝0.1mol，则n(HNO3)＝0.4 mol，所以c(HNO3)＝4 mol·L－1，由1、2两组数据分析，两次剩余物的质量相差9.2 g，此时生成2.24 LNO气体(转移0.3 mol电子)，根据电子守恒得：若只溶解铁，消耗Fe的质量为8.4 g，若只溶解铜，消耗Cu的质量为9.6 g，由此现在消耗9.2 g，介于两者之间，可知这9.2 g中应有Fe和Cu两种金属，设Fe和Cu的物质的量分别为x mol和y mol，则解之得所以9.2 g中含铁质量是2.8 g，含铜的质量是6.4 g，所以第一次实验反应消耗的是Fe，反应后剩余金属为Fe和Cu，而第二次实验后剩余金属只有铜，所以每一份固体混合物的质量为：8.4 g＋17.2 g＝25.6 g，其中含铁为8.4 g＋2.8 g＝11.2 g，含铜的质量为：6.4 g＋8 g＝14.4 g，所以铁和铜的物质的量之比为11.2 g÷56 g·mol－1∶14.4 g÷64 g·mol－1＝8∶9；400 mL硝酸的物质的量是：n(HNO3)＝0.4 L×4 mol·L－1＝1.6 mol，n(Fe)＝0.2 mol，n(Cu)＝0.225 mol，根据得失电子守恒和N元素守恒得：铜完全反应消耗硝酸的物质的量为：n(HNO3)＝n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＝n(Cu)×2÷3＋2n(Cu)×2＝0.6 mol，铁完全反应消耗硝酸的最多的(生成Fe3＋)物质的量为：n(HNO3)＝n(NO)＋3n[Fe(NO3)3]＝n(Fe)＋3n(Fe)＝0.8 mol，共消耗硝酸0.8 mol＋0.6 mol＝1.4 mol，小于1.6 mol，所以硝酸过量，根据得失电子守恒，V(NO)＝[2n(Cu)＋3n(Fe)] ÷3 ×22.4 L·mol－1＝7.84 L，A正确；根据前面的推算，每一份混合物的质量是25.6 g，原混合物粉末的质量为25.6 g×3＝76.8 g，B选项错误；根据前面的推算，铁和铜的物质的量之比为8∶9，C选项错误；根据前面的推算，实验3消耗的硝酸是1.4 mol，剩余0.2 mol，所得溶液中硝酸的物质的量浓度为0.2 mol÷0.4 L＝0.5 mol·L－1，D选项错误。] 7．(2024·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NaOH溶液吸收尾气中的氮氧化物，NO和NO2是酸性氧化物 D．向吸收塔中通入O2的作用是氧化NO 解析：C　[氮气和氢气合成氨，氨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。据此解答。A.合成塔内为氮气和氢气反应生成氨，有氮气和氢气中的非极性键的断裂，和氨中的极性键的形成，A正确；B.氧化炉内的反应为4NH3＋5O24NO＋6H2O，氨为还原剂，氧气为氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量比为5∶4，B正确；C.一氧化氮和二氧化氮都不是酸性氧化物，C错误；D.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，促进二氧化氮和水反应生成硝酸，D正确。] 8．氮及其化合物的转化过程如下图所示，其中如图为反应①过程中能量变化的曲线图。 下列分析合理的是(　　) A. 如图中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线 B．反应①的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1 C．在反应②中，若有1.25 mol电子发生转移，则参加反应的NH3的体积为5.6 L D．催化剂a、b能提高化学反应①、②的化学反应速率和平衡转化率 解析：B　[A.使用催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，所以曲线d是加入催化剂a时的能量变化曲线，A错误；B.根据图示可知反应物比生成物的能量高出600 kJ－508 kJ＝92 kJ，故反应①的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，B正确；C.未指明气体所处条件，因此不能根据电子转移的物质的量确定气体的体积，C错误；D.催化剂能加快化学反应的反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能改变物质的平衡转化率，D错误。] 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意 9．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　) A．将集有氨的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨极易溶于水 B．向氨水中加入浓氢氧化钠溶液，加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明氨水中含有NH C．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性 D．将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量的红棕色气体，说明氨催化氧化的产物中有NO2 解析：BD　[B项，因为氨水中存在氨分子，加热氨逸出，也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，不能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生的氨，错误；D项，4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，NH3的氧化产物应为NO，在瓶口出现红棕色气体，说明氨的催化氧化产物为NO在瓶口遇空气生成NO2，错误。] 10．(2021·河北卷)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 解析：D　[A项，SO2为无色刺激性气味的气体，错误。B项，汽车尾气中的主要大气污染物为氮的氧化物和碳氢化合物，在空气中形成PM2.5，错误。C项，豆科植物直接吸收利用空气中的氮气作为肥料，实现氮的固定，错误。D项，工业中的二氧化硫利用氧化钙进行脱除，正确。] 11．(2021·福建卷)明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下： 下列说法错误的是(　　) A．FeSO4的分解产物X为FeO B．本流程涉及复分解反应 C．HNO3的沸点比H2SO4的低 D．制备使用的铁锅易损坏 解析：A　[A.据图可知FeSO4分解时生成SO2和SO3，部分S元素被还原，则Fe元素应被氧化，X为Fe2O3，A错误；B.H2SO4与KNO3在蒸馏条件下生成HNO3和K2SO4，为复分解反应，B正确；C.H2SO4与KNO3混合后，蒸馏过程中生成HNO3，说明HNO3的沸点比H2SO4的低，C正确；D.硫酸、硝酸均可以和铁反应，所以制备使用的铁锅易损坏，D正确。] 12．氮元素的化合价与其形成物质类别的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．b与O2在一定条件下反应可以生成f B．c既有氧化性，又有还原性 C．f的化学式一定为NO2 D．g与b可化合生成离子化合物 解析：AC　[A.b为－3价氢化物NH3，f为＋4氧化物NO2，氨气催化氧化可生成的是NO，故A错误；B.c为N2，氮气既可以被氧化又可以被还原，则氮气既有还原性，又有氧化性，故B正确；C.f为＋4价氧化物，则f为NO2或N2O4，故C错误；D.g为＋5价的酸HNO3，b为NH3，二者反应生成离子化合物硝酸铵，故D正确。] 三、非选择题 13．某化学自主实验小组通过实验研究NH3、NO2的性质。 探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置已略去) (1)A装置中制取NH3的化学方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)甲、乙分别是________。 a．浓硫酸、碱石灰 b．碱石灰、碱石灰 c．碱石灰、无水氯化钙 d．五氧化二磷、五氧化二磷 (3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是 ________________________________________________________________________。 (4)此实验装置存在一个明显的缺陷是 ________________________________________________________________________。 探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。 (5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。 (6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2； ________________________________________________________________________。 (7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为________mol·L－1(保留两位有效数字)。 解析：(1)将浓氨水滴入生石灰中，由于CaO＋H2O===Ca(OH)2放热且消耗了水，故促使浓氨水放出氨气。 (2)干燥氨气只能用碱石灰，干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。 (3)如果能反应，消耗NO2使装置中混合气体颜色变浅。 (4)由于NH3、NO2均能污染空气，所以与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。 (5)O2、NO2密度比空气大，故应进气管短，出气管长。 (6)观察气泡的速率控制混合气体的比例。 (7)烧瓶中充满溶液，由反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3恰好发生，HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的，溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，则溶液浓度为＝× mol·L－1，即c(HNO3)≈0.036 mol·L－1。 答案：(1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 (2)c (3)C装置中混合气体颜色变浅 (4)缺少尾气吸收装置 (5)(进气管短，出气管长) (6)观察气泡的速率，控制混合气体的比例 (7)0.036 14．某实验小组制备草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的实验装置如下： 已知：Ⅰ .草酸(H2C2O4)是二元弱酸，熔点101～102 ℃； Ⅱ.草酸的溶解度如下表所示： 温度/℃ 20 30 40 50 60 70 溶解度/g·(100 g水)－1 9.5 14.3 21.2 31.4 46.0 84.5 Ⅲ.在催化剂和硫酸存在下，用浓硝酸氧化淀粉水解液可制备草酸，发生的主要反应为： C6H12O6＋12HNO3―→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O。 回答下列问题： (1)装置A中仪器X名称为________，水从接口________(填“a”或“b”)进入。 (2)装置B的作用是________；设计装置C的目的是 ________________________________________________________________________。 (3)反应C6H12O6＋12HNO3―→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O中，每生成1 mol H2C2O4转移电子的物质的量为 ________________________________________________________________________。 (4)将装置A和C中反应液浓缩、静置结晶并过滤得粗草酸晶体，提纯H2C2O4·2H2O的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)探究草酸的性质： ①向Na2CO3溶液中滴加H2C2O4溶液，产生大量气体，说明草酸的酸性比碳酸________(填“强”或“弱”)。 ②向NaClO溶液中加入过量H2C2O4溶液，有气泡产生，能解释这一现象的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)装置A中仪器X的名称为(球形)冷凝管，冷却水从接口a进入。 (2)装置B主要是为了防止倒吸，其作用为安全瓶；设计装置C的目的是将A中产生的NO、NO2转化为HNO3，提高HNO3的利用率。 (3)从反应C6H12O6＋12HNO3―→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O中N元素分析，生成3 mol H2C2O4，同时生成(9 mol NO2＋3 mol NO)，N元素共得电子(9×1＋3×3) mol；则每生成1 mol H2C2O4转移电子的物质的量为6 mol。 (4)从粗草酸晶体提纯H2C2O4·2H2O的方法是加水溶解后，再让草酸结晶析出。 (5)①向Na2CO3溶液中滴加H2C2O4溶液，产生大量气体，应为CO2，反应满足强酸制弱酸的原则，从而说明草酸的酸性比碳酸强。 ②向NaClO溶液中加入过量H2C2O4溶液，有气泡产生，则生成CO2，ClO－被还原为Cl－，发生反应的离子方程式为：ClO－＋H2C2O4===Cl－＋2CO2↑＋H2O。 答案：(1)(球形)冷凝管　a　(2)安全瓶　提高HNO3的利用率　(3)6 mol　(4)重结晶　(5)强 ClO－＋H2C2O4===Cl－＋2CO2↑＋H2O 15．氮化锂(Li3N)是有机合成的催化剂，Li3N遇水剧烈反应。某小组设计实验制备氮化锂并测定其纯度，装置如图1所示。 实验室用NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热制备N2。 (1)盛装NH4Cl溶液的仪器名称是________。 (2)安全漏斗中“安全”含义是________________________。实验室将锂保存在________(填“煤油”“石蜡油”或“水”)中。 (3)写出制备N2的化学方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)D装置的作用是 ________________________________________________________________________。 (5)测定Li3N产品纯度： 取m g Li3N产品按如图2所示装置实验。打开止水夹，向安全漏斗中加入足量水，当Li3N完全反应后，调平F和G中液面，测得NH3体积为V L(已折合成标准状况)。 ①读数前调平F和G中液面的目的是使收集NH3的大气压________(填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。 ②该Li3N产品的纯度为________%(只列出含m和V的计算式，不必计算化简)。若Li3N产品混有Li，则测得纯度________(选填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 解析：(2)安全漏斗颈部呈弹簧状，残留液体起液封作用。锂的密度小于煤油，锂与水反应，常将锂保存在石蜡油中。 (3)亚硝酸钠与氯化铵共热生成氮气、氯化钠和水。 (4)锂能与二氧化碳、水反应，氮化锂能与水反应，故用D装置吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。 (5)①氨气压强无法直接测定，只能测定外界大气压，当G和F中液面相平时，氨气压强等于外界大气压。 ②Li3N＋3H2O===3LiOH＋NH3↑，n(NH3)＝ mol，w(Li3N)＝×100%＝%。锂能与水反应产生H2，如果产品混有锂，则产生气体体积偏大，测得产品纯度偏高。 答案：(1)圆底烧瓶 (2)残留在漏斗颈部的液体起液封作用；当内部气体多、压强大时，又可通过积留液体而放出气体　石蜡油 (3)NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O (4)吸收空气中的H2O和CO2 (5)①等于　②　偏高 学科网（北京）股份有限公司 $$