2025届高三化学一轮复习 课时作业12　氮及其化合物

课时作业12　氮及其化合物 一、选择题（每小题只有1个选项符合题意） 1．自然界的氮循环如图所示。下列说法中，不正确的是（　　） A．工业合成氨属于人工固氮 B．雷电作用下N2与O2发生化学反应 C．在氮循环过程中不涉及氧化还原反应 D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化 2．关于氮的变化关系图如图： 则下列说法不正确的是（　　） A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．上述所有反应都是氧化还原反应 D．上述反应中只有③属于氮的固定 3．通过一步反应不能直接完成的是（　　） ①N2―→NO2　②NO2―→NO ③NH3―→NO　④NH3―→N2 ⑤Cu―→Cu（NO3）2　⑥HNO3―→NO2 A．①④　　B．②⑤　　C．③④⑥　　D．① 4．全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子N，N是制备全氮类物质NN的重要中间体，下列说法中不正确的是（　　） A．全氮类物质属于绿色能源 B．每个N中含有35个质子 C．每个N中含有35个电子 D．NN结构中含共价键 5．在如图所示装置中进行氨的催化氧化实验：向三颈烧瓶内的浓氨水中不断通入空气，将红热的铂丝插入瓶中并接近液面。反应过程中，可观察到瓶中有红棕色气体产生，铂丝始终保持红热。下列有关说法错误的是（　　） A．反应后溶液中含有NO B．反应后溶液中c（H＋）增大 C．实验过程中有化合反应发生 D．实验过程中NH3·H2O的电离常数不可能发生变化 6．已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气。利用如图装置制取氮气，并用氮气制备Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应。下列说法错误的是（　　） A．①中发生的化学反应为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O B．④、⑥中依次盛装的试剂可以是浓H2SO4、碱石灰 C．③中盛放的试剂是NaOH溶液 D．实验结束，取⑤中的少量产物于试管中，加适量蒸馏水，可以使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝 7. 某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2（同时生成FeO）。下列说法不正确的是（　　） 已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。 A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g（或g→h）→b→c→d B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2 C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应 8. 三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．在转化过程中，氮元素均被还原 B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 C．还原过程中生成0.1 mol N2，转移电子数为0.5 mol D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化 9．水合肼（N2H4·H2O）为无色透明的油状发烟液体，是一种重要的精细化工原料，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列关于实验室制备水合肼的操作不正确的是（　　） A．装置甲中试剂X可以选择生石灰 B．装置乙作为反应过程的安全瓶 C．装置丙制备水合肼时，氨从b口进入 D．装置丁可用于吸收多余的尾气 10．（NH4）2SO4是一种常见的化肥，某工厂用石膏、NH3、H2O和CO2制备（NH4）2SO4的工艺流程如下： 下列说法正确的是（　　） A．通入NH3和CO2的顺序可以互换 B．操作2为将滤液过滤，可得（NH4）2SO4 C．步骤②中反应的离子方程式为CaSO4＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3＋2NH＋SO D．通入的NH3和CO2均应过量，且工艺流程中CO2可循环利用 11．如图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是（　　） A．一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B．用一定量的铁粉与大量的9.75 mol·L－1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol C.硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多 D．当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为5∶3∶1 12. 如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是（　　） A．在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨，用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢 B．在实验室中制备干燥的氨和氯化氢时，可选用相同的干燥剂 C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉 D．喷泉结束后，将烧瓶内的溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化铵固体 二、非选择题 13．氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题： （1）下列有关NH3的说法中，不正确的是　　　　（填字母）。 A．工业合成NH3需要在高温高压催化剂下进行 B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥 C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥 D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存 （2）NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为　　　　mol·L－1。 （3）氨气燃烧的化学方程式为______________________________________________ ________________________________________________________________________。 （4）HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的　　　　性。 （5）“吸收塔” 尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理： ①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为 Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋　　　　＋CO2（请填写完成化学方程式）。 ②氨转化法。已知7 mol氨恰好能将含NO和NO2共6 mol 的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为　　　　，若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将　　　　mol的NOx转化为N2。 14．研究发现，NO在心脑血管调节、免疫调节等方面有着十分重要的作用，但NO无法直接作为药物使用。科学家发现NO有着与NO相似的功效，可以用作药物。某研究小组对亚硝酸盐转化为NO的反应进行了研究。 （1）NO中N元素的化合价呈现正价，用原子结构解释原因为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （2）为研究NO的转化，甲同学完成了如下实验： 实验方案 实验现象 ⅰ.溶液先变黄色，迅速变为棕色 ⅱ.将棕色溶液加热，颜色变浅，冷却 资料：FeSO4＋NO⇌Fe（NO）SO4（棕色）　ΔH<0 在冷却后的溶液中滴加　　　　　　　　　　（填“试剂和现象”），说明有Fe3＋生成。从而证明Fe2＋可以还原NO。 （3）写出NaNO2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式________________________________________________________________________。 （4）解释“棕色溶液加热，颜色变浅”的原因是 ________________________________________________________________________。 （5）研究表明，亚硝酸盐能够被人体内含Fe2＋等的还原性酶还原为NO，NO的生物学作用揭示着无机分子在医学领域中的重要作用，它与血红素铁具有很高的亲合力，以取代O2的位置。因此，亚硝酸盐作为药物使用时，必须严格控制剂量。若服用过量，可能会产生的影响是 ________________________________________________________________________。 课时作业12　氮及其化合物 1．解析：工业合成氨是在高温、高压、催化剂作用下，将N2与H2化合生成NH3，属于人工固氮，A正确；在雷电作用下，空气中的N2与O2发生化学反应，生成NO气体，B正确；在氮循环过程中，将N2转化为NO、NO2、HNO3、根瘤菌固氮，都属于氧化还原反应，C不正确；在根瘤菌作用下，植物可将N2转化为氨，并进一步转化为蛋白质，实现含氮无机物向含氮有机化合物的转化；动、植物遗体在土壤中微生物的作用下转化为氨，实现了有机物向无机物的转化，D正确。 答案：C 2．解析：工业上生产硝酸的流程：氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O（路线①），一氧化氮与氧气反应：2NO＋O2===2NO2（路线②），二氧化氮被水吸收：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO（路线③），路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，故A正确；在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应：N2＋O22NO（路线Ⅰ）；NO不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮：2NO＋O2===2NO2（路线Ⅱ），二氧化氮溶于水生成硝酸：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO（路线Ⅲ），故B正确；从氮的变化关系图可知：N从N2（0价）→NO（＋2价）→NO2（＋4价）→HNO3（＋5价），都是氧化还原反应，故C正确；上述反应中路线Ⅰ是空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，路线②、③是含氮化合物转变为其他物质，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，故D错误。 答案：D 3．解析：①N2与氧气反应生成NO，再与氧气反应生成NO2，需两步完成；②NO2与水反应生成NO，一步完成；③NH3与氧气反应生成NO，一步完成；④NH3与氯气反应生成N2，一步完成；⑤Cu与硝酸反应生成Cu（NO3）2，一步完成；⑥浓HNO3与铜反应生成NO2，一步完成。 答案：D 4．解析：全氮类物质爆炸产物无污染等优点，所以属于绿色能源，故A正确；每个N中含有质子为7×5＝35个，而电子为35－1＝34个电子，故B正确；电子为35＋1＝36个电子，所以每个N中含有36个电子，故C错误；N和N离子间存在离子键，而离子内氮氮之间存在共价键，所以NN结构中含共价键，故D正确。 答案：C 5．解析：反应过程生成硝酸，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，硝酸电离产生硝酸根离子，A正确；反应生成硝酸，硝酸是强酸，所以反应后溶液中c（H＋）增大，pH变小，B正确；2NO＋O2===2NO2，为化合反应，C正确；氨的氧化反应为放热反应，溶液温度升高，实验过程中NH3·H2O的电离常数发生变化，D错误。 答案：D 6．解析：由题干可知，装置①为制备氮气的装置，饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，故A正确；Ca3N2遇水发生水解，所以产生的氮气需要干燥才能进入玻璃管中反应，装置④应为干燥装置，可选用浓硫酸作干燥剂；装置⑥中也应装有干燥剂，防止空气中的水蒸气进入，装置⑥中可盛放碱石灰，故B正确；装置中含有氧气，可利用装置③除去装置中的氧气，NaOH溶液不能除去氧气，可改成酸性氯化亚铁溶液，故C错误；实验结束后，装置⑤中有生成的Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应生成NH3和Ca（OH）2，NH3可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D正确。 答案：C 7．解析：根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先应制备纯净干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3和产生的NO2，再通过F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过B氧化NO，再通过C吸收，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g（或g→h）→b→c→d，A项正确；装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2，B项正确；装置D盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3和产生的NO2，C项正确；装置B盛放的是浓硝酸，可以将NO氧化为NO2，便于氢氧化钠溶液充分吸收，D项错误。 答案：D 8．解析：根据图示可知，NOx与BaO、O2转化成Ba（NO3）2的过程中，N元素化合价升高被氧化，故A错误；根据图示可知，BaO为催化剂，NOx与BaO、O2转化成Ba（NO3）2时，BaO参与储存N元素，故B错误；还原过程中生成0.1 mol N2，转移电子的物质的量为0.1 mol×（5－0）×2＝1 mol，故C错误；整个过程中，CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2，说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，故D正确。 答案：D 9．解析：浓氨水滴加到生石灰中，CaO与水反应生成Ca（OH）2，同时放出大量的热，促使NH3·H2O分解释放出NH3，A正确；装置乙中两导管的长度相同，在气体制备实验中常用作安全瓶，防止倒吸，B正确；为有利于氨与NaClO溶液反应，制备水合肼时氨应从装置丙a口进入，C错误；氨会污染环境，实验时用装置丁进行尾气处理并防倒吸，D正确。 答案：C 10．解析：由于CO2微溶于水，NH3易溶于水，应先通入足量NH3，使溶液呈碱性，然后再通入适量CO2，通入NH3和CO2的顺序不可以互换，故A错误；操作2为加热浓缩、冷却结晶、过滤，故B错误；步骤②中反应的离子方程式为CaSO4＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3＋2NH＋SO，故C正确；反应过程中二氧化碳参与反应生成硫酸铵和碳酸钙，碳酸钙分解生成二氧化碳，工艺流程中产生的CO2可循环利用，应通适量二氧化碳，否则碳酸钙溶解，故D错误。 答案：C 11．解析：根据图像可知硝酸的还原产物有多种，因此一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的（转化为硝酸铁），因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1 mol，B错误；根据图像可知随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多，C正确；根据图像可知当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为10∶6∶2＝5∶3∶1，D正确。 答案：B 12．解析：实验室中可用浓氨水和生石灰制备NH3，用浓硫酸和浓盐酸制备HCl，A项正确；NH3和HCl均可用硅胶进行干燥，B项正确；实验时同时打开a、c、d三个止水夹，由于NH3和HCl发生反应，两烧瓶内压强均减小，两烧瓶内分别形成蓝色和红色喷泉，C项正确；将两烧瓶内的溶液混合后得到含NH4Cl的溶液，加热蒸干得不到NH4Cl固体，D项错误。 答案：D 13．解析：（1）A项，工业合成NH3的反应条件是高温、高压、催化剂，正确；B项，NH3可与碳酸等反应生成碳铵等，也可以与二氧化碳反应生成尿素，正确；C项，NH3可与硫酸或氯化钙发生化合反应，不正确；D项，NH3不易分解，不正确。C、D符合题意。（2）水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为 mol·L－1≈0.045 mol·L－1。（3）氨气燃烧的化学方程式为4NH3＋3O22N2＋6H2O。（4）在常温下浓硝酸能使铝、铁钝化，说明其具有很强的氧化性。（5）①纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋CO2。根据质量守恒定律可知，除NaNO3和CO2外，另一种产物为NaNO2。②7 mol氨失去21 mol电子，根据题意和电子守恒可得n（NO）＋n（NO2）＝6 mol，2n（NO）＋4n（NO2）＝21 mol，解得n（NO）＝1.5 mol，n（NO2）＝4.5 mol，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3，若用通式NOx表示氮氧化物，反应过程中NOx分子得到2xe－，则每摩尔氨可将 mol的NOx转化为N2。 答案：（1）CD　（2）（或0.045）　（3）4NH3＋3O22N2＋6H2O　（4）氧化　（5）①NaNO2　②1∶3　 14．解析：（1）N元素和O元素处于同一周期，电子层数相同，最外层电子数N<O，原子半径N>O，得电子能力N<O，表现为非金属性N<O，所以在NO中N元素为正价；（2）在冷却后的溶液中滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，则说明有Fe3＋生成，从而证明Fe2＋可以还原NO；（3）根据题意可知，NaNO2溶液与FeSO4溶液反应生成Fe3＋和NO，根据原子守恒和电荷守恒，可得离子方程式为：Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O; （4）棕色溶液含有Fe（NO）SO4，因为FeSO4＋NO⇌Fe（NO）SO4（棕色）ΔH<0，加热时平衡逆向移动，且温度升高NO溶解度降低，溶液中NO浓度减小，平衡逆向移动，Fe（NO） SO4分解，浓度减小，溶液颜色变浅；（5）因为NO与血红素铁具有很高的亲合力，可以取代O2的位置，造成人体缺氧。 答案：（1）N元素和O元素处于同一周期，原子半径N>O，非金属性N<O，所以在NO中N元素为正价 （2）KSCN溶液，溶液变为红色 （3）Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O （4）加热时，Fe（NO）SO4分解，溶液颜色变浅 （5）造成人体缺氧 学科网（北京）股份有限公司 $$