第5章 第2节 氮及其化合物 素养提升练-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册作业与测评课件PPT（人教版2019）

0 第五章　化工生产中的重要非金属元素 第二节　氮及其化合物 素养提升练 (建议用时：40分钟) 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ 对点 海洋生物中的氮循环 含氮物质的性质及转化、氮的固定 NH3的性质及用途 含氮化合物的性质 含氮物质的转化 去除氨氮物质方法过程的分析 NO、O2与水反应分析及计算 题号 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★★ 对点 喷泉实验 探究NH3的性质 NH3的制取及收集 氮及其化合物的转化 Fe与HNO3的反应及相关计算 制取亚硝酸钠的流程及分析；含氮物质的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 一、选择题 1．海洋生物参与氮循环的过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．反应①中发生了电子转移 B．反应③⑤属于氮的固定 C．反应③可能有氧气参与 D．生物死亡后，氮不再参与海洋中的氮循环 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 2．下列说法不正确的是(　　) A．NH3可使湿润的蓝色石蕊试纸变红 B．植物把氮肥转化为蛋白质不是氮的固定 C．根瘤菌把N2转化为硝酸盐属于自然固氮 D．工业上通常用氨氧化法制HNO3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 3．有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是(　　) A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验 B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验 C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气 D．NH3液化时放出大量的热，因而不能用氨作制冷剂 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 4．下列关于含氮化合物性质的叙述中，正确的是(　　) A．可用铁制容器储存稀硝酸 B．铜与足量浓硝酸反应生成NO气体 C．NO2与水发生化合反应生成硝酸 D．硝态氮肥不宜在高温天气、多雨的水田区施用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 5．下列变化不可能一步实现的是(　　) A．N2→NH3 B．N2→NO2 C．NH3→NO D．NO2→HNO3 解析：N2与O2反应生成NO，NO再与O2反应生成NO2，不能一步转化为NO2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 6．厌氧氨氧化(Anammox)法是一种新型的氨氮去除技术，下列说法中正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 8．如图是喷泉实验装置图，下列说法正确的是(　　) A．烧瓶中的溶液呈蓝色，则原气体可能是氨气 B．形成喷泉的原因是烧瓶内压强大于外界大气压 C．烧瓶中的溶液呈红色，则原气体一定是SO2 D．若将石蕊溶液改成氢氧化钠溶液，则CO、CO2均能形成喷泉 解析：烧瓶中的溶液呈蓝色，则气体溶于水或与水反应所得溶液一定呈碱性，因此原气体可能是氨气，A正确；烧瓶中的气体易溶于水或能与水反应，从而使烧瓶内压强小于外界大气压形成喷泉，B错误；烧瓶中的溶液呈红色，说明气体溶于水呈酸性，则原气体可能是HCl、SO2等酸性气体，C错误；CO不溶于水也不与氢氧化钠溶液反应，若将石蕊溶液改成氢氧化钠溶液，CO不能形成喷泉，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 9．如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与HCl反应产生了微小的NH4Cl晶体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液肯定是AlCl3溶液 D 湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析：浓硫酸与NH3发生反应2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4，B错误；NH3溶于水显碱性，可与CuCl2、AlCl3等溶液反应产生沉淀，C错误；湿润的红色石蕊试纸变蓝，是因为NH3和H2O反应生成的NH3·H2O呈碱性，D错误。 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与HCl反应产生了微小的NH4Cl晶体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液肯定是AlCl3溶液 D 湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 10．利用如图装置制取氨气，下列说法正确的是(　　) A．用湿润的棉花堵在试管口，防止氨气扩散 B．该装置可用于氯化铵分解制取氨气 C．该装置可用于氯化铵和熟石灰制取氨气 D．用蘸有浓硫酸的玻璃棒置于试管口验满 解析：氨气极易溶于水，不能用湿润的棉花堵在试管口，A错误；氯化铵分解生成氯化氢、氨气，在温度稍低时二者又生成氯化铵，故不能用氯化铵分解制备氨气，B错误；浓硫酸没有挥发性，应用浓盐酸或浓硝酸，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 误区警示　实验室制氨气时注意的问题 (1)制取NH3时，一般用Ca(OH)2与NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因是： ①NH4NO3受热分解，可能会发生爆炸，不安全； ②(NH4)2SO4与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，生成物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗； ③(NH4)2CO3受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯。 (2)实验室制取氨气，一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且对玻璃仪器的腐蚀性较强。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 11．氮及其化合物的转化过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．标准状况下4．48 L A和5．4 g C含有的共价键数目都是0．6NA B．A和B、A和D在一定条件下都能反应，但产物不相同 C．上图中发生的反应都是氧化还原反应 D．E的浓溶液加入足量铜片反应，产物中一定有D没有B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 解析：由题意及分析可得A是NH3，C是H2O，标准状况下4．48 L A即0．2 mol NH3，含有的共价键数目是0．6NA，5．4 g C即0．3 mol H2O，含有的共价键数目也是0．6NA，A正确；A是氨气，氨气跟NO或NO2在催化剂和加热条件下均能反应生成氮气和水，B错误；氮及其化合物的转化图中最后一步氨气和硝酸生成硝酸铵是非氧化还原反应，其余都是氧化还原反应，C错误；E的浓溶液即浓硝酸加入足量铜片反应，一定生成NO2，随着反应进行，浓硝酸变成稀硝酸可以生成NO，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 22 二、非选择题 13．某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠的 工艺流程如图所示。已知：等物质的量的NO和 NO2恰好能被Na2CO3溶液完全吸收生成NaNO2。 (1)按一定计量比在分解塔中通入SO2和硝 酸，使之反应生成等物质的量的NO与NO2，该反应的化学方程式为__________________________________________。 (2)分解塔中需要严格控制硝酸的浓度，目的是__________________________ _____________。 2HNO3＋2SO2＋H2O===NO＋NO2＋2H2SO4 控制产物中NO和NO2的物质的量之比 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 23 (3)吸收塔中发生反应的化学方程式是__________________________________。 (4)向母液中加入硝酸，发生反应3NaNO2＋2HNO3===3NaNO3＋2NO↑＋H2O，经结晶可制得副产品NaNO3。对该过程中产生的NO的处理方法是______________ ________________________________________。 NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2 回收，补充适量O2后，通入吸收塔中循环利用(合理即可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24 (5)可用碱液吸收氮氧化物(NOx)，原理为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。 根据上述原理，下列气体混合后通入过量NaOH溶液中后有剩余的是_____(填字母)。 A．1 mol NO和4 mol NO2 B．1 mol O2和7 mol NO C．4 mol NO和4 mol NO2 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 25 解析：(5)A项发生反应：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，气体无剩余；B项发生反应：2NO＋O2===2NO2、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，剩余气体为NO；C项发生反应：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，气体无剩余。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 26 　　　　　　　　　　　　　 R A．1 mol NHeq \o\al(＋,4)所含的质子总数为10NA B．1 mol NHeq \o\al(＋,4)经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得到氮气的体积 约为11．2 L(假设每步转化均完全) C．该过程的总反应是NHeq \o\al(＋,4)＋NOeq \o\al(－,2)===N2↑＋2H2O D．该方法每处理1 mol NHeq \o\al(＋,4)需要的NOeq \o\al(－,2)为0．5 mol 解析：1 mol NHeq \o\al(＋,4)所含的质子总数为11NA，A错误； 由题图可知，经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，1 mol NHeq \o\al(＋,4)和1 mol NH2OH发生氧化还原反应生成1 mol N2，标准状况下的 体积为22.4 L，B错误；由题图可知，该过程的总反应是 NHeq \o\al(＋,4)＋NOeq \o\al(－,2)===N2↑＋2H2O，C正确；每处理1 mol NHeq \o\al(＋,4)，需要的NOeq \o\al(－,2)为1 mol，D错误。 7．如图所示，将相同条件下的m mL NO和n mL O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留eq \f(m,2) mL的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为(　　) A．3∶2 B．2∶3 C．8∶3 D．3∶8 解析：在相同条件下，将m mL NO和n mL O2同时通入倒立 于水槽中且盛满水的试管内，充分反应，NO和O2全部溶于水时的 反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由于剩余气体与空气接触后 立即变为红棕色，所以试管内残留的气体为NO，那么与O2反应的 NO气体的体积为m mL－eq \f(m,2) mL＝eq \f(m,2) mL，NO和O2按照4∶3混合溶于水恰好全部反应，所以eq \f(m,2)∶n＝4∶3，则m∶n＝8∶3，故选C。 方法技巧　氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法 (1)关系式法 ①NO、O2、H2O之间的综合反应式是4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。则： eq \a\vs4\al(V（NO）∶V（O2）) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＜4∶3余O2,＝4∶3恰好反应,＞4∶3余NO)) ②NO2、O2、H2O之间的综合反应式是4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。则： V(NO2)∶V(O2)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＜4∶1余O2,＝4∶1恰好反应,＞4∶1余NO)) (2)得失电子守恒法——NO和NO2转化为硝酸时是氧化还原反应，必然遵循得失电子守恒：3n(NO)＝4n(O2)、n(NO2)＝4n(O2)。 12．(2024·天津市南开中学月考)现有2．8 g Fe全部溶于一定浓度、200 mL的HNO3溶液中，得到标准状况下的气体1．12 L，测得反应后溶液的pH为1。若反应前后溶液体积变化忽略不计，则下列有关判断正确的是(　　) A．反应后溶液中铁元素可能以Fe2＋形式存在 B．反应后的溶液最多还能溶解1．4 g Fe C．反应后溶液中c(NOeq \o\al(－,3))＝0．85 mol·L－1 D．1．12 L气体可能是NO、NO2的混合气体 解析：Fe和硝酸反应生成硝酸盐和氮氧化物，氮氧化物在标准状况下体积是1．12 L，则n(NOx)＝eq \f(1.12 L,22.4 L·mol－1)＝0．05 mol。反应后溶液pH＝1说明溶液呈酸性，硝酸有剩余，则Fe完全反应生成Fe(NO3)3，没有硝酸亚铁生成，故A错误；反应后溶液还能溶解Fe，当Fe完全转化为Fe(NO3)2，消耗的Fe质量最多，反应后剩余n(HNO3)＝0．1 mol·L－1×0．2 L＝0．02 mol，根据3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O知，硝酸溶解的n(Fe)＝eq \f(0.02 mol,8)×3＝0．0075 mol，根据2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，硝酸铁溶解的n(Fe)＝eq \f(2.8 g,56 g·mol－1)×eq \f(1,2)＝0．025 mol，则最多还能溶解m(Fe)＝(0．0075＋0．025) mol×56 g·mol－1＝1．82 g，故B错误； 根据N原子守恒知，反应后溶液中n(NOeq \o\al(－,3))＝n(HNO3)＋3n[Fe(NO3)3]＝0．02 mol＋3×eq \f(2.8 g,56 g·mol－1)＝0．17 mol，则c(NOeq \o\al(－,3))＝eq \f(0.17 mol,0.2 L)＝0．85 mol·L－1，故C正确；2．8 g Fe完全转化为Fe(NO3)3时转移电子的物质的量＝eq \f(2.8 g,56 g·mol－1)×3＝0．15 mol，假设气体完全是NO，转移电子的物质的量＝0．05 mol×(5－2)＝0．15 mol，假设气体完全是NO2，转移电子的物质的量＝0．05 mol×(5－4)＝0．05 mol＜0．15 mol，根据得失电子守恒知，气体的成分是NO，故D错误。 $$