《无机化学》氮及其化合物（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《无机化学》氮及其化合物-讲义 ①了解氮、磷单质的性质。 ②了解氨的物理性质、工业制法和主要用途。掌握氨的化学性质。理解铵盐的性质和用途。 ③理解氮氧化物的性质。了解氨氧化法制硝酸的反应原理。 ④了解硝酸的物理性质，掌握硝酸的化学性质。了解硝酸盐、亚硝酸盐的性质。 ⑤了解磷的氧化物及磷酸盐的性质。 ⑥了解水资源保护的重要性，了解全球面临的主要环境问题及化学在环境保护中的作用。 知识点一 氮气 1.氮气的物理性质 纯净的氮气是无色无味的气体，比空气略轻。氮气在水中的溶解度很小，在通常状况下，1体积水只能溶解0.02体积的氮气。在100kPa、-195.8℃时，会变成无色液体，在-209.9℃时会凝成雪花状固体。工业上一般采用分离液态空气法制取氮气。 2.氮气的化学性质 (1)与氧气反应 氮气和氧气反应只有在放电条件下才能反应。 在雷雨天气，空气中常有NO气体生成，但是无色NO很容易被氧化成红棕色的NO₂气体。这种通过闪电将空气中的N₂转化成含氮化合物的过程是一种自然固氮，不过自然固氮远远满足不了农业生产的需求。 除NO和NO₂外，氮元素还能形成多种含氮的氧化物。飞机、汽车、内燃机、工业窑炉等燃烧时排放的气体都含有氮氧化物，它们对环境的损害极大，有研究表明，它们既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O₃的一个重要因子。 (2)与氢气反应 在高温高压和催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气化合生成氨气。 3.氮气的用途 下列有关氮及其化合物的性质和用途具有对应关系的是（ ） A．性质稳定，可用于制取氨气 B．碳酸氢铵受热易分解，可用作氮肥 C．二氧化氮密度比空气大，可用于制硝酸 D．液氨汽化时吸收大量的热，可用作制冷剂 【答案】D 【详解】A．氮气具有氧化性，和氢气反应生成氨气，不是因为氮气稳定，A错误； B．碳酸氢铵提供铵根离子，所以可以做氮肥，不是因为其分解，B错误； C．二氧化氮能和水反应生成硝酸，故用于制取硝酸，C错误； D．液氨汽化时需要吸收大量的热，使周围环境温度降低，故可以做制冷剂，D正确； 故选D。 1．下列过程不属于氮的固定的是（ ） A．工业制氨气 B．雷雨天产生NO C．氨气生成硝酸铵 D．氮气在根瘤菌作用下生成NO3- 【答案】C 【详解】氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。 A．工业上合成氨：N2+3H22NH3，是由氮气转化为氮的化合物氨气，属于工业固氮，A不符合题意； B．在雷电作用下，使空气中的N2与O2反应产生NO，变为氮的化合物，是氮的固定，B不符合题意； C．氨气、硝酸铵都是氮的化合物，是化合物之间的转化，不是游离态的氮转化为含氮化合物的过程，不属于氮的固定，C符合题意； D．氮气在根瘤菌作用下生成NO3-，符合单质转化为化合物的特点，属于氮的固定， D不符合题意； 故合理选项是C。 2．下列属于氮的固定的是（ ） A．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO B．NH4Cl和Ca(OH)2反应生成NH3 C．豆科作物把含氮化合物转变为蛋白质 D．将氨转化为硝酸，再转化为其他含氮的化合物 【答案】A 【详解】A．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO，游离态氮元素变为了化合态氮元素，故A符合题意； B．NH4Cl和Ca(OH)2加热反应生成NH3、氯化钙和水，不是游离态氮元素变为了化合态氮元素，不属于氮的固定，故B不符合题意； C．豆科作物把含氮化合物转变为蛋白质，不是游离态氮元素变为了化合态氮元素，不属于氮的固定，故C不符合题意； D．将氨转化为硝酸，再转化为其他含氮的化合物，不是游离态氮元素变为了化合态氮元素，不属于氮的固定，故D不符合题意； 综上所述，答案为A。 3．下面有关化肥与环境关系的描述，正确的是（ ） A．雨天追肥有利于农作物的吸收 B．大量施用化肥对环境没有污染 C．绿色植物都能直接在空气中进行生物固氮 D．过多的尿素进入水体会恶化水质，导致“水华”现象 【答案】D 【详解】A．雨天追肥，化肥易随雨水流失，不利于农作物吸收化肥，故A错误； B．大量施用化肥，会造成土壤、水的富营养化，故B错误； C．固氮是把游离态的氮转化为化合态的氮，有些植物如豆科植物，可直接在空气中进行固氮，而其他大部分植物不行，故C错误； D．尿素进入水体会导致水体富营养化，最终使水质恶化，形成“水华”现象，故D正确； 故选D。 1．模型法是化学中把微观问题宏观化的常见方法，对于N2和H2的反应，下列图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】可逆反应是既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应的方向进行的反应，反应物与生成物共存； 故选D。 2．下列生产生活中的反应不涉及氧化还原反应的是（ ） A．钟乳石的形成 B．豆科植物根瘤菌固氮 C．用作自来水消毒剂 D．食物的腐败 【答案】A 【详解】A．钟乳石的形成是碳酸钙与碳酸氢钙的相互转化，不涉及元素化合价变化，A项符合题意； B．固氮是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，涉及氧化还原反应，B项不符合题意； C．ClO2具有强氧化性，可杀死自来水中的病菌，起到消毒作用，涉及氧化还原反应，C项不符合题意； D．食物的腐败涉及氧化还原反应，D项不符合题意； 故选A。 3．在汽车尾气净化装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法不正确的是（ ）    A．该反应为固氮反应之一 B．NO为无色气体，为红棕色气体 C．NO、CO均能与人体中的血红蛋白结合 D．该催化转化的总反应的化学方程式为 【答案】A 【详解】A． 氮的固定是游离态氮元素变化为化合态氮元素，该反应为含氮化合物转变为氮气，不属于固氮反应，A错误； B． 通常，NO为无色气体、为红棕色气体，B正确； C． NO、CO均能与人体中的血红蛋白结合，超过一定量的NO、CO均能使人中毒，C正确； D． 由图、结合电子数守恒、元素质量守恒可知，该催化转化的总反应的化学方程式为，D正确； 答案选A。 · 纯净的氮气是无色无味的气体，比空气略轻，在水中的溶解度很小。 · 氮气可以与氧气和氢气反应。 · 氮气可以用于合成氨和硝酸、保护气、手术刀降温。 知识点二 氨和铵盐 1.氨 (1)氨的物理性质 NH₃为无色，有强烈刺激性气味的气体，比空气轻。它极易溶解于水，常温常压下，1体积水约可以溶解700体积的NH₃，其水溶液称为氨水。氨容易液化，在液化过程中会放出大量的热。液氨在汽化的过程中会吸热，能使周围的温度急剧降低，因此液氨可以作为制冷剂。 (2)氨的化学性质 ①与水反应 氨溶解于水时，NH₃能和水反应，生成一水合氨(NH₃·H₂O)。 氨水是一元弱碱，但它不稳定，受热会分解生成氨和水 ②与酸反应 (3)氨的实验室制法和用途 实验室常用加热铵盐和碱的固体混合物来制取氨。 氨是一种重要的化工原料，是氮肥工业的基础，也是制造硝酸、纯碱、铵盐和炸药的重要原料，广泛应用于化工、化肥、制药、合成纤维、塑料、染料、制冷剂等。 2.铵根的检验 铵根能与碱溶液反应释放出氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，利用这个性质可以检验铵根的存在。 氨的喷泉实验体现了氨的下列性质中的（ ） A．还原性 B．极易溶解于水 C．与水反应生成碱性物质 D．氧化性 【答案】B 【详解】A．氨气的还原性表现在氧化还原反应中失电子作还原剂，与喷泉实验无关，A错误； B．极易溶于水的气体能形成压强差而产生喷泉实验，所以氨的喷泉实验体现了氨极易溶于水的性质，与喷泉实验有关，B正确； C．HCl也容易形成喷泉实验，但其溶于水显酸性，说明喷泉实验和氨气与水反应生成碱性物质的性质无关，C错误； D．NH3的氧化性表现在NH3在与Na反应产生NaNH2和H2及高温、高压、催化剂条件下NH3分解产生N2、H2，但这些性质与NH3喷泉实验的形成无关，D错误； 故合理选项是B。 1．用一充满氨气的烧瓶做喷泉实验，当水充满整个烧瓶后，烧瓶内的氨水的物质的量浓度是（按标准状况下计算）（ ） A．0.045mol·L－1 B．1mol·L－1 C．0.029mol·L－1 D．不能确定 【答案】A 【详解】氨气溶于水形成氨水，其溶质为氨气。设烧瓶的容积为L，则形成溶液的体积为L，溶质的物质的量为mol，故所得溶液的物质的量浓度为＝0.045mol·L－1，故选A。 2．下列气体中，可溶于水的无色气体是（ ） A．N2 B．NO C．NO2 D．NH3 【答案】D 【详解】A．N2是无色不能溶于水的气体，A不符合题意； B．NO是无色不能溶于水的气体，B不符合题意； C．NO2是红棕色易溶于水的气体，C不符合题意； D．NH3是无色极易溶于水的气体，D符合题意； 故合理选项是D。 3．蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒接近时，下列现象正确的是（ ） A．产生白雾 B．产生白烟 C．产生黄绿色气体 D．无明显现象 【答案】B 【详解】浓氨水与浓盐酸具有挥发性，且两者会发生化学反应生成固体小颗粒氯化铵，故蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒接近时，会产生大量的白烟，B项正确； 答案选B。 1．丰富多彩的颜色变化增添了化学实验的魅力，下列有关反应颜色变化的叙述中正确的是（ ） ①新制氯水久置后→浅黄绿色消失 ②Cl2通入石蕊试液中→先变红后褪色 ③SO2通入石蕊试液中→先变红后褪色 ④SO2通入品红溶液中→红色褪去 ⑤氨气通入酚酞溶液中→红色 A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②④⑤ D．全部 【答案】C 【详解】①氯水中存在Cl2+H2OHCl+HClO，次氯酸易分解，使上述平衡正向移动，氯气被反应完后，氯水的黄绿色褪去，①正确；②Cl2通入石蕊试液中生成盐酸和次氯酸，石蕊遇酸变红，但是次氯酸具有强氧化性，能使石蕊褪色，②正确；③SO2通入石蕊试液中生成亚硫酸，亚硫酸可以使石蕊变红，但是不会是石蕊褪色，③错误；④SO2可以使品红褪色，④正确；⑤氨气通入酚酞溶液中，氨气和水反应生成氨水，氨水显碱性可以使酚酞变红，⑤正确， 答案选C。 2．下列关于氨的性质的描述中，不正确的是（ ） A．有刺激性气味 B．难溶于水 C．常温常压下密度比空气的小 D．遇HCl时产生大量白烟 【答案】B 【详解】A．氨气为无色，有刺激性气味气体，A正确； B．氨气与水分子之间会形成氢键，极易溶于水，B错误； C．氨气相对分子质量17，空气的平均相对分子质量29，氨气的密度比空气小，C正确； D．氨气为碱性气体，遇HCl时产生大量白烟，发生反应NH3+HCl=NH4Cl，D正确； 故选B。 3．对如下四个实验装置，下列表述中合理的是（ ） A．装置1可用于NH4Cl分解制备NH3 B．装置2可用于实验室Cu与稀硝酸反应获得NO C．装置3可用于实验室Zn与浓硫酸反应获得H2 D．装置4可用于碳酸氢铵的分解实验 【答案】B 【详解】A．氯化铵分解后产生的氨气和氯化氢遇冷会迅速化合生成氯化铵，得不到氨气，A错误； B．铜与稀硝酸在常温下反应生成硝酸铜、NO和水，因此装置2可用于实验室Cu与稀硝酸反应制备NO，B正确； C．Zn与浓硫酸反应生成二氧化硫，不能获得H2，锌与稀硫酸反应生成氢气，C错误； D．碳酸氢铵分解生成物中有水，为防止试管炸裂，因此试管口要略低于试管底，D错误； 答案选B。 · NH₃为无色，有强烈刺激性气味的气体，比空气轻，极易溶解于水，容易液化。 · 氨可以与水和酸反应。 · 铵根能与碱溶液反应释放出氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。 知识点三 硝酸 纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，它能和水以任意比例混合，沸点83℃， 密度为1.5g/cm³ 。 一般市售的浓硝酸浓度为68%，98%以上的浓硝酸极易挥发，在空气中形成酸雾，称为“发烟硝酸”。 （1）不稳定性 浓硝酸不稳定，见光易分解，受热时分解的更快。 （2）强氧化性 浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性，浓硝酸能氧化除金、铂以外的大部分金属，如不论浓硝酸稀硝酸都可以和铜起反应。 浓硝酸氧化性比稀硝酸强，但是浓硝酸在常温下，遇到金属铝、铁时会发生钝化现象。 3体积浓盐酸和1体积浓硝酸的混合液叫做“王水”，能使金、铂等不溶于硝酸的金属溶解。 （3）硝酸广泛应用于国防和工农业生产中，可用来制造炸药、塑料、氮肥、医药、燃料等。 溶有二氧化氮的浓硝酸可以作为火箭推进器中的助燃剂。 下列有关硫酸和硝酸的叙述正确的是（ ） A．浓硫酸和浓硝酸均能脱去蔗糖中的水 B．浓硫酸和浓硝酸均能与炽热的木炭反应 C．稀硫酸和稀硝酸均能与铁反应生成有毒气体 D．常温下，浓硫酸和浓硝酸都不能用铝制容器盛放 【答案】B 【详解】A．蔗糖的分子式是，其组成可表示为，但不代表蔗糖中含有水，另外，浓硝酸不能使蔗糖炭化，A项错误； B．浓硫酸与炽热的木炭反应生成、和，浓硝酸与炽热的木炭反应生成、和，B项正确； C．稀硫酸与铁反应生成无毒气体，稀硝酸与铁反应生成NO，C项错误； D．常温下，浓硫酸、浓硝酸都能使铝发生钝化，故可用铝制容器盛放，D项错误； 故答案为B。 1．下列最符合绿色化学原子经济性反应要求的是（ ） A．乙烯与水反应制备乙醇 B．甲烷与反应制备一氯甲烷 C．用制备高纯 D．和浓反应制备 【答案】A 【详解】A．乙烯与水的反应为加成反应，产物只有乙醇，符合原子经济性要求，故A选； B．甲烷与氯气反应时有多种有机取代产物出现，不符合原子经济性要求，故B不选； C．用制备高纯硅原理是用氢气高温还原得到硅单质的同时还有HCl生成，不符合原子经济性要求，故C不选； D．和浓反应出生成硝酸铜外还有有毒气体二氧化氮气体生成，不符合原子经济性要求，故D不选； 故选：A。 2．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是（ ） A．常温下都不可用铝制容器贮存 B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻 C．常温下都能与铜较快反应 D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低 【答案】D 【详解】A. 常温下和铝都发生钝化，所以可用铝制容器贮存，A项错误； B. 浓硫酸具有吸水性，溶液质量增加，硝酸易挥发，质量减小，B项错误； C. 铜浓硫酸需要加热，而浓硝酸不需要即可反应，C项错误； D. 放置在空气中，浓硝酸挥发，导致溶质减小，最终浓度会降低；浓硫酸吸水，导致浓度也会降低，，故D正确； 答案选D。 3．下列说法正确的是（ ） A．酸雨有很大的危害，其pH<5.6 B．能用pH试纸测浓硫酸的pH值 C．浓硝酸见光或者受热会分解产生NO和O2 D．硫在空气中燃烧产物是SO2，在纯氧中燃烧产物是SO3 【答案】A 【详解】A．pH<5.6的雨水称为酸雨，酸有较强腐蚀性，因此酸雨有很大的危害，A正确； B．浓硫酸具有脱水性，能使pH试纸脱水炭化，因此不能用pH试纸测其pH值，B错误； C．浓硝酸见光或者受热会分解产生NO2和O2，C错误； D．硫在空气中和在纯氧中燃烧产物均是二氧化硫，D错误； 故选：A。 1．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质可能是（ ） A．氯化钠 B．固体硝酸铵 C．生石灰 D．蔗糖 【答案】B 【详解】能制冷，说明一定是吸热过程， A．氯化钠溶于水，能量变化不明显，A不符； B．硝酸铵溶于水吸热，能制冷，B符合； C．生石灰与水反应生成氢氧化钙，属于放热反应，C不符； D．蔗糖溶于水，能量变化不明显，D不符； 故选B。 2．下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是（ ） A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 【答案】D 【详解】A．酸性条件下，硝酸根离子将亚铁离子氧化为铁离子，不共存，A不符合题意； B．氢氧根离子和铵根离子、碳酸氢根离子均反应，不共存，B不符合题意； C．硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀，不共存，C不符合题意； D．、、、之间不发生反应，在溶液中能够大量共存，D符合题意； 故选D。 3．下列各组离子一定能在常温下指定环境中大量共存的是（ ） A．无色溶液中：Al3＋、NH、Cl－、HCO B．加入甲基橙显红色的溶液中：Fe2＋、Na＋、SO、NO C．水电离出来的c(H＋)＝10－12 mol·L－1的溶液：K＋、HCO、I－、ClO－ D．pH＝1的溶液：Fe2＋、Cl－、Na＋、SCN－ 【答案】D 【详解】A．Al3+与HCO发生完全双水解而不能共存，A选项错误； B．加入甲基橙显红色的溶液显酸性，NO在H+作用下表现强氧化性氧化Fe而不共存，3Fe+NO+4H+=3Fe+NO↑+2H2O，B选项错误； C．常温下水电离出的c(H＋)＝10mol·L-1的溶液pH可能是2或12，即溶液可能显酸性或碱性，HCO不与大量H+、OH-共存，I－与ClO－因氧化还原而不能共存，大量H+与ClO－不能共存，C选项错误； D．pH=1的酸性溶液中Fe2＋、Cl－、Na＋、SCN－四种离子不会发生相互反应而能够共存，D选项正确； 答案选D。 · 纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，它能和水以任意比例混合。 · 浓硝酸具有不稳定性和强氧化性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$