专题04 氮氧化物与氧气、水反应的计算方法（重难点训练）化学人教版必修第二册

专题04 氮氧化物与氧气、水反应的计算方法 建议时间：25分钟 突破一 NO与氧气、水反应的计算 1．NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 A．标准状况下，3.36L氧气与3.2g硫反应，生成SO2分子数为0.1NA B．1L0.1 mol·L-1氨水中NH3·H2O分子数为0.1NA C．标准状况下，0.5mol NO和0.5mol O2组成的混合气体，体积约为22.4L D．46gNO2和N2O4混合气体中氧原子总数为3NA 2．在一定条件下，将气体倒立于水槽的试管中，通入氧气，充分反应后试管内还有剩余气体，则通入氧气的体积可能是 A．和 B．和 C．和 D．和 3．如图所示，在注射器里吸入20 mL NO（标准状况下），然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气（标准状况，按O2占空气总体积计算），夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正确的是 A．可观察到注射器的活塞缓缓向左移动 B．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 C．最终剩余气体体积约为30 mL D．所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L-1（假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同） 突破二 NO2与氧气、水反应的计算 4．设NA为阿伏加德罗常数值。下列叙述正确的是 A．1mol硫与足量铁反应，转移个电子 B．1mol碳和足量热浓硫酸反应可生成个CO分子 C．标准状况下，2.24LN2气体中分子数为 D．常温下，0.3molNO2与水充分反应转移的电子数目为 5．已知反应：，为阿伏加德罗常数的值，若反应生成0.1mol NO，以下说法正确的是 A．反应消耗了6.72L的 B．反应中转移的电子数为 C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为 D．溶液中，的数目为 6．在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体：①；②；③；④，分别通入体积相同的试管，并立即倒立于如图所示的水槽中，待试管内液面稳定后，剩余气体体积依次为、、、，则剩余气体体积最多的是 A． B． C． D． 突破三 金属与硝酸反应生成的产物与氧气和水反应的计算 7．与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应(忽略体积变化)，生成和NO的混合气体6.72L（折算成标准状况），下列选项正确的是 A．转移电子是0.3mol B．生成 C．硝酸的浓度是1.4mol/L D．在若将收集的和NO的集气瓶倒立于水槽中，通入一定量的氧气充分反应，则通入氧气的体积为4.48L 8．足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应，得到6.72L(已折算为标准状况)与NO的混合气体，这些气体与一定体积的混合后通入水中，恰好被完全吸收生成硝酸。向所得硝酸铜溶液中加入溶液，恰好沉淀完全。下列说法正确的是 A．与浓硝酸反应的Cu为0.3mol B．消耗氧气的体积为，1.12L(标准状况) C．参加反应的是0.45mol D．混合气体中NO的体积分数约为33% 9．将一定质量的镁铝合金加入100mL 稀硝酸中，生成1.12L(标准状况)NO气体。向反应后的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如下图所示。下列说法不正确的是 A．b点对应沉淀的质量为4.08g B．原硝酸的浓度为1.8mol/L C．bc段对应的离子方程式为： D．合金中镁铝的物质的量之比为1∶1 建议时间：20分钟 1．研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价 — 物质类别关系如图所示，以下说法正确的是 A．物质A在一定条件下转化成N2，属于氮的固定 B．标准状况下，理论上44.8 L NO与33.6 L O2混合后溶于水可恰好转化成C C．19.2 g铜与100 m L 12 mol / L的C溶液完全反应，可产生标准状况下33.6 L的B物质 D．铵盐受热都易分解成氨气，都能与碱反应放出氨 2．同温、同压下，在3支体积相同的试管中分别充有体积比为1∶1的混合气体，它们是：①NO、；②、；③、。现将3支试管均倒置于水槽中充分反应后(假设溶液不扩散)，所得溶液浓度大小关系正确的是 A．①=③>② B．①=②>③ C．②>③>① D．③>①>② 3．取12.8g Cu与100mL某浓度的浓硝酸反应，当铜完全溶解后，收集到的NO和混合气体在标准状况下的体积共5.6L，反应结束后向溶液中加入溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀。将混合气体和一定体积的通入水中，恰好完全转化为。下列说法错误的是 A．与铜反应的的物质的量为0.65mol B．原硝酸溶液的浓度为 C．产生的混合气体中，NO和体积比为 D．通入标准状况下的体积是2.24L 4．0.6molCu与一定量浓硝酸恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到和的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。 下列有关判断不正确的是 A．氮的氧化物和NaOH溶液反应时，NO作还原剂 B．若浓硝酸体积为200mL，则其物质的量浓度为11mol/L C．生成和 D．混合气体中的物质的量是0.1mol 5．某中学化学兴趣小组用足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应，得到(标准状况)与的混合气体，这些气体与一定体积的混合后通入水中，恰好被完全吸收生成硝酸。该兴趣小组又向所得硝酸铜溶液中加溶液，恰好沉淀完全。下列说法正确的是 A．参加反应的是 B．消耗氧气的体积为(标准状况下) C．混合气体中含(标准状况下) D．此反应过程中转移了的电子 6．常温常压下，将盛有25 mL NO2和O2混合气体的量筒倒置于盛满水的水槽中，一段时间后，气体体积减小到5 mL且不再变化，则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为 A．1∶1 B．18∶7 C．9∶16 D．23∶2 7．常温常压下，a、b、c、d四支相同的试管中，分别装入等体积的两种气体，a试管内是与，b试管内为和，c试管内为与，d试管内是与，将四支试管同时倒立于水中，最终各试管中水面上升高度顺序应为 A．b>c>a>d B．b>a>c>d C．d>b>a>c D．c>d>b>a 8．现有、的混合气体22mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是 ①2mL②3.2mL③6mL④18.8mL A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 9．自然界中氮的循环对生命活动有重要意义。在不同催化剂下，能够还原氮氧化物实现氮污染的治理。硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物将烟气与的混合气体通入与的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示：下列说法正确的是 A．过程Ⅰ发生反应的离子方程式： B．若该过程中，每转移4mol电子消耗1mol氮氧化物则x为1.5 C．当x=2时，反应Ⅱ中还原产物与氧化产物物质的量之比为8：1 D．当无害化处理标况下8.96LNO时，使用等量的可以无害化处理0.2mol(不考虑NO2和的转化) 10．下图是氮的化合物的“价类二维图”。 （1）写出实验室制取氨气的化学方程式： 。 （2）图中方框中的化学式为 ，一水合氨电离可使溶液显碱性，写出一水合氨的电离方程式： 。 （3）写出和在加热催化剂条件下生成的化学方程式： 。 （4）向盛有少量溶液的试管中加入溶液并加热，在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸，实验现象是 。 （5）将和稀硝酸充分反应，生成的气体体积为 L(在标准状况下)，用排水法收集该气体，将收集到的气体的试管倒立于水槽中缓缓通入 (标准状况)使恰好完全反应。 建议时间：3分钟 1．（2024·广西·高考真题）实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．“反应1”中，每消耗，在下得到 B．“反应2”中，每生成0.1molNO，转移电子数为 C．在密闭容器中进行“反应3”，充分反应后体系中有个 D．“反应4”中，为使完全转化成，至少需要个 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 氮氧化物与氧气、水反应的计算方法 建议时间：25分钟 突破一 NO与氧气、水反应的计算 1．NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是 A．标准状况下，3.36L氧气与3.2g硫反应，生成SO2分子数为0.1NA B．1L0.1 mol·L-1氨水中NH3·H2O分子数为0.1NA C．标准状况下，0.5mol NO和0.5mol O2组成的混合气体，体积约为22.4L D．46gNO2和N2O4混合气体中氧原子总数为3NA 【答案】A 【解析】A．标准状况下，3.36L氧气的物质的量是0.15mol，3.2g硫的物质的量是0.1mol，S过量，反应要以不足量的氧气为标准计算，反应生成SO2分子数为0.1NA，A正确； B．在氨水中NH3∙H2O有部分发生电离，所以1L0.1mol∙L-1氨水中NH3∙H2O分子数小于0.1NA，B错误； C．0.5molNO和0.5molO2反应时，氧气过量0.25mol，反应后生0.5 molNO2，而 NO2中存在平衡：，导致气体的量减小，故所得的混合气体的体积小于（0.5+0.25）×22.4=16.8 L，C错误； D．NO2和N2O4的最简式都是NO2，46gNO2和N2O4混合气体中氧原子总数为，D错误； 故答案选A。 2．在一定条件下，将气体倒立于水槽的试管中，通入氧气，充分反应后试管内还有剩余气体，则通入氧气的体积可能是 A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】A 【解析】根据NO、O2和水反应生成硝酸可知，剩余气体存在两种可能，①NO、②为O2，NO、O2和水反应生成硝酸，化学方程式为：； 若剩余气体为NO，反应的NO为16mL-4mL=12mL，则通入O2的体积12ml×=9mL；若剩余气体为O2，16mLNO完全反应，同时消耗的氧气的体积为16ml×=12mL，则通入O2的体积12mL+4mL=16mL； 答案选A。 3．如图所示，在注射器里吸入20 mL NO（标准状况下），然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气（标准状况，按O2占空气总体积计算），夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正确的是 A．可观察到注射器的活塞缓缓向左移动 B．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 C．最终剩余气体体积约为30 mL D．所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L-1（假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同） 【答案】C 【解析】A．在注射器中发生的反应为和，可以看出均为气体分子数减小反应，故活塞缓缓向左移动，A项正确； B．一氧化氮与氧气发生反应生成二氧化氮，二氧化氮与水发生反应生成硝酸和一氧化氮，标准状况下，气体体积之比等于其物质的量之比，根据可以列出，消耗的氧气为，参与反应的一氧化氮为12mL，生成了12mL二氧化氮，此反应中气体体积减小6mL， 根据(5mL水过量)可以列出，12mL的二氧化氮参与反应生成了4mL的一氧化氮，最终剩余的气体为NO，故可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色，B项正确； C．标准状况下，气体体积之比等于其物质的量之比，根据可以列出，消耗的氧气为，参与反应的一氧化氮为12mL，生成了12mL二氧化氮，此反应中气体体积减小6mL， 根据(5mL水过量)可以列出，12mL的二氧化氮参与反应生成了4mL的一氧化氮，故此反应中气体体积减小了8mL，最终剩余体积约为20mL+30mL-6mL-8mL=36mL，C项错误； D．根据C选项中分析可得，参与反应的二氧化氮体积为12mL，根据方程式，可以列出，硝酸的浓度，D项正确； 故选C。 突破二 NO2与氧气、水反应的计算 4．设NA为阿伏加德罗常数值。下列叙述正确的是 A．1mol硫与足量铁反应，转移个电子 B．1mol碳和足量热浓硫酸反应可生成个CO分子 C．标准状况下，2.24LN2气体中分子数为 D．常温下，0.3molNO2与水充分反应转移的电子数目为 【答案】D 【解析】A．硫与铁反应生成FeS，则1mol硫参与反应，转移2mol电子，转移电子数为2NA，A错误； B．碳与浓硫酸高温反应生成CO2、SO2，不生成CO，B错误； C．标准状况下2.24L N2即0.1mol N2，则分子数为0.1NA，C错误； D．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，根据化学方程式可知，3mol NO2转移2mol电子，则0.3mol NO2转移0.2mol电子，则转移电子数为0.2NA，D正确； 故选D。 5．已知反应：，为阿伏加德罗常数的值，若反应生成0.1mol NO，以下说法正确的是 A．反应消耗了6.72L的 B．反应中转移的电子数为 C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为 D．溶液中，的数目为 【答案】B 【解析】A．没有指明温度和压强，无法计算其物质的量和体积，A错误； B．反应中，1mol NO2被还原为NO（得2mol e⁻），2mol NO2被氧化为HNO3（各失1mol e⁻），总转移电子数为2mol，生成0.1mol NO时转移0.2mol电子，即0.2NA，B正确； C．氧化剂（被还原的NO2）为1mol，还原剂（被氧化的NO2）为2mol，比例1:2，C错误； D．未给出溶液体积，无法通过浓度计算具体数目，D错误； 故选B。 6．在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体：①；②；③；④，分别通入体积相同的试管，并立即倒立于如图所示的水槽中，待试管内液面稳定后，剩余气体体积依次为、、、，则剩余气体体积最多的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】在同温同压下，将①②③④等体积混合而成的气体分别通入体积相同的试管，并立即倒立于水槽中。 ①和能反应：，一氧化氮和水不反应，根据方程式知，气体减少的体积是二氧化氮的，二氧化氮占混合气体的，则试管内气体减少的体积为试管体积的，故水面上升的高度为试管的，剩余气体体积为试管高度的； ②二氧化氮和氧气、水能反应生成硝酸，根据方程式知，氧气剩余，参加反应的氧气的体积为氧气总体积的，二氧化氮全部参加反应，则混合气体减少的体积为试管体积的，故水面上升的高度为试管的，剩余气体体积为试管高度的； ③氯化氢全部溶于水，氮气不溶，则试管内气体减少的体积为试管体积的，故水面上升的高度为试管的，剩余气体体积为试管高度的； ④SO3与水反应生成H2SO4，试管内气体减少的体积为试管体积的，故水面上升的高度为试管的，剩余气体体积为试管高度的； 综上①中剩余气体体积最多，最大，A符合题意。 突破三 金属与硝酸反应生成的产物与氧气和水反应的计算 7．与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应(忽略体积变化)，生成和NO的混合气体6.72L（折算成标准状况），下列选项正确的是 A．转移电子是0.3mol B．生成 C．硝酸的浓度是1.4mol/L D．在若将收集的和NO的集气瓶倒立于水槽中，通入一定量的氧气充分反应，则通入氧气的体积为4.48L 【答案】C 【解析】A．12.8g铜的物质的量为0.2mol，反应时铜从0价升高到+2价，失去两个电子，所以0.2mol铜参与反应转移电子是0.2mol×2=0.4mol，A错误； B．和NO的物质的量为0.3mol，设NO2为xmol，NO为(0.3-x)mol，则根据电子守恒，x×1+(0.3-x)×3=0.2×2，x=0.25mol，所以NO2为0.25mol，B错误； C．根据N原子守恒，硝酸总物质的量为0.2×2+0.3=0.7mol，浓度=1.4mol/L，C正确； D．无标准状况，不能计算出氧气的体积，D错误； 故选C。 8．足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应，得到6.72L(已折算为标准状况)与NO的混合气体，这些气体与一定体积的混合后通入水中，恰好被完全吸收生成硝酸。向所得硝酸铜溶液中加入溶液，恰好沉淀完全。下列说法正确的是 A．与浓硝酸反应的Cu为0.3mol B．消耗氧气的体积为，1.12L(标准状况) C．参加反应的是0.45mol D．混合气体中NO的体积分数约为33% 【答案】A 【分析】Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、水、氮氧化物：氮氧化物和氧气、水反应生成硝酸，硝酸铜和NaOH反应生成氢氧化铜和硝酸钠。得失电子角度来看，Cu的电子转移给了氧气，结合得失电子守恒计算。 【解析】A．根据加入的NaOH量计算，n(OH-)=0.15L×4mol/L=0.6mol。每个Cu2+需2个OH⁻，故n(Cu2+)=0.3mol，对应反应的Cu为0.3mol，A正确； B．整体来看，Cu的电子转移给了氧气，Cu失去的电子总物质的量为0.3mol×2=0.6mol，所需O2物质的量为0.6mol÷4=0.15mol，在标况下的体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L，B错误； C．参加反应的HNO3包括生成Cu(NO3)2的酸部分（0.3mol×2=0.6mol）和被还原为氮氧化物部分（0.3mol），总物质的量为0.6mol+0.3mol=0.9mol，C错误； D．设NO2为x mol，NO为y mol，则x+y=0.3，且x+3y=0.6，解得y=0.15，x=0.15，NO的体积分数为50%，D错误； 答案选A。 9．将一定质量的镁铝合金加入100mL 稀硝酸中，生成1.12L(标准状况)NO气体。向反应后的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如下图所示。下列说法不正确的是 A．b点对应沉淀的质量为4.08g B．原硝酸的浓度为1.8mol/L C．bc段对应的离子方程式为： D．合金中镁铝的物质的量之比为1∶1 【答案】B 【分析】标准状况下1.12LNO的物质的量n(NO)=0.05 mol，镁铝与稀硝酸反应转移由电荷守恒得，反应后阳离子带0.15mol正电荷，反应后的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，发生、，则消耗0.15 mol NaOH，由图知沉淀消耗 NaOH的体积为，则；60~70 ml消耗NaOH的体积为10 mL，物质的量为由及铝原子守恒可知，，由电子守恒及Mg守恒可知，，由n(Al)、n(Mg)可求出m(Mg)及沉淀的最大质量，消耗NaOH溶液60m时,溶液中的溶质为NaNO3， ，HNO3中的氮原学还有一部分转移到NO中，由N守恒可得，，求出，据此回答。 【解析】A．由分析知，b点时的沉淀分别为，，质量为，A正确； B．由分析知，原硝酸的浓度为2.3mol/L，B错误； C．由分析知，bc段对应的离子方程式为：，C正确； D．由分析知，合金中镁铝的物质的量均为0.03mol，物质的量之比为1∶1，D正确； 故选B。 建议时间：20分钟 1．研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价 — 物质类别关系如图所示，以下说法正确的是 A．物质A在一定条件下转化成N2，属于氮的固定 B．标准状况下，理论上44.8 L NO与33.6 L O2混合后溶于水可恰好转化成C C．19.2 g铜与100 m L 12 mol / L的C溶液完全反应，可产生标准状况下33.6 L的B物质 D．铵盐受热都易分解成氨气，都能与碱反应放出氨 【答案】B 【分析】根据氮元素化合价—物质类别关系图，A是NH3、B是NO2、C是HNO3。 【解析】A．氮的固定是指N2转化为化合态氮的过程，而NH3转化为N2是化合态氮转化为游离态，不属于氮的固定，故A错误； B．C是HNO3，NO与O2、H2O反应生成HNO3的总反应为4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3，标准状况下，44.8 L NO的物质的量为2mol、33.6 L O2的物质的量为1.5mol，所以恰好完全转化为HNO3，故B正确； C．B为NO2、C为HNO3，19.2 g Cu的物质的量为0.3 mol，n(HNO3)=0.1 L×12 mol/L=1.2 mol。Cu与浓HNO3反应方程式为Cu + 4HNO3 (浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O，0.3 mol Cu需1.2 mol HNO3，随反应进行硝酸浓度降低可能生成NO，故C错误； D．铵盐受热不一定都生成NH3，如NH4NO3分解可能生成N2、NO2等，故D错误； 选B。 2．同温、同压下，在3支体积相同的试管中分别充有体积比为1∶1的混合气体，它们是：①NO、；②、；③、。现将3支试管均倒置于水槽中充分反应后(假设溶液不扩散)，所得溶液浓度大小关系正确的是 A．①=③>② B．①=②>③ C．②>③>① D．③>①>② 【答案】A 【解析】分别充满等体积混合的2种气体，则：①设气体体积均为3VL，发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应后硝酸的物质的量为mol，反应后NO共4V，溶液体积为2V，则浓度为mol/L；②设气体体积均为4VL，发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，反应后硝酸的物质的量为mol，反应后剩余氧气3VL，溶液体积为5VL，则溶液浓度为 mol/L；③设气体体积均为VL，NH3全部溶于水，氮气不溶于水，氨气的物质的量为mol，溶液体积为VL，则浓度为mol/L；故充分反应后，试管中剩余气体的体积大小关系为①=③>②，答案选A。 3．取12.8g Cu与100mL某浓度的浓硝酸反应，当铜完全溶解后，收集到的NO和混合气体在标准状况下的体积共5.6L，反应结束后向溶液中加入溶液，恰好使溶液中的全部转化为沉淀。将混合气体和一定体积的通入水中，恰好完全转化为。下列说法错误的是 A．与铜反应的的物质的量为0.65mol B．原硝酸溶液的浓度为 C．产生的混合气体中，NO和体积比为 D．通入标准状况下的体积是2.24L 【答案】C 【分析】12.8g Cu的物质的量为：，失去电子总量为。标准状况下混合气体体积为5.6L，物质的量为。设NO为x mol，NO2为y mol，根据N元素守恒和得失电子守恒可知：x+y=0.25，3x+y=0.4，解得x=0.075，y=0.175，即生成0.075molNO，0.175molNO2。 【解析】A．根据分析，生成Cu(NO3)2的硝酸的物质的量为：，生成气体的硝酸的物质的量为：0.25mol，故与铜反应的硝酸的物质的量为：0.4mol+0.25mol=0.65mol，A正确； B．0.2molCu消耗0.4molNaOH，故反应后溶液中剩余硝酸的物质的量为：，总硝酸为0.65mol+0.1mol=0.75mol，浓度为，B正确； C．根据分析，反应生成0.075molNO，0.175molNO2，NO和体积比为，C错误； D．NO和NO2转化为HNO3共失电子：，O2得电子，O2的物质的量为：，标况下体积为2.24L，D正确； 故选C。 4．0.6molCu与一定量浓硝酸恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到和的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。 下列有关判断不正确的是 A．氮的氧化物和NaOH溶液反应时，NO作还原剂 B．若浓硝酸体积为200mL，则其物质的量浓度为11mol/L C．生成和 D．混合气体中的物质的量是0.1mol 【答案】C 【分析】0.6molCu与浓硝酸恰好完全反应生成一氧化氮、二氧化氮、四氧化二氮，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到和的混合溶液。硝酸铜的物质的量为0.6mol，所以硝酸铜中硝酸根离子物质的量为1.2mol，氢氧化钠的物质的量为1mol，根据和的混合溶液中钠元素与氮元素守恒，所以n(N)=1mol，所以浓硝酸的物质的量为1.2mol+1mol=2.2mol。 【解析】A．氮的氧化物和NaOH溶液反应生成硝酸钠和亚硝酸钠，NO转化为高价态氮，所以作还原剂，A正确； B．若浓硝酸体积为200mL，则其物质的量浓度为，B正确； C．由题意可知0.9 mol氮的化合物转化为钠盐的量为1mol，则混合气体中四氧化二氮的物质的量是1mol-0.9mol=0.1mol，由得失电子守恒可知，0.6molCu失去的电子等于HNO3到NaNO2得到的电子，0.6×2= n（NaNO2）×（5-3）, n（NaNO2）=0.6mol，由Na原子守恒可以知道n（NaOH）=n（NaNO2）+n（NaNO3），则n（NaNO3）=1mol-0.6mol=0.4mol，C错误； D．由题意可知0.9 mol氮的化合物转化为钠盐的量为1mol，则混合气体中四氧化二氮的物质的量是1mol-0.9mol=0.1mol，D正确； 故选C。 5．某中学化学兴趣小组用足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应，得到(标准状况)与的混合气体，这些气体与一定体积的混合后通入水中，恰好被完全吸收生成硝酸。该兴趣小组又向所得硝酸铜溶液中加溶液，恰好沉淀完全。下列说法正确的是 A．参加反应的是 B．消耗氧气的体积为(标准状况下) C．混合气体中含(标准状况下) D．此反应过程中转移了的电子 【答案】D 【分析】由题意可知，铜与一定量的浓硝酸充分反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，反应得到的硝酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应得到氢氧化铜沉淀，由铜离子恰好完全沉淀消耗100mL6mol/L氢氧化钠溶液可知，反应消耗铜的物质的量为6mol/L×0.1L×=0.3mol，设混合气体中一氧化氮、二氧化氮的物质的量为amol、bmol，由混合气体的体积可得：a+b=0.3，由得失电子数目守恒可得：3a+b=0.3×2，解联立方程可得a=b=0.15，由氮原子个数守恒可知，参加反应的硝酸的物质的量为0.3mol×2+0.15mol×2=0.9mol；由得失电子数目守恒可知，氮的氧化物消耗氧气的物质的量为=0.15mol。 【解析】A．由分析可知，参加反应的硝酸的物质的量为0.9mol，故A错误； B．由分析可知，氮的氧化物消耗氧气的物质的量为0.15mol，则标准状况下消耗氧气的体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故B错误； C．由分析可知，混合气体中二氧化氮的物质的量为0.15mol，则标准状况下二氧化氮的体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故C错误； D．由分析可知，反应消耗铜的物质的量为0.3mol，则反应转移电子的物质的量为0.3mol×2=0.6mol，故D正确； 故选D。 6．常温常压下，将盛有25 mL NO2和O2混合气体的量筒倒置于盛满水的水槽中，一段时间后，气体体积减小到5 mL且不再变化，则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为 A．1∶1 B．18∶7 C．9∶16 D．23∶2 【答案】D 【解析】①若混合气体中氧气过量，发生4NO2+O2+H2O=4HNO3，剩余5mL气体为氧气，则NO2的体积为(25mL-5mL)×=16mL，O2的体积为5mL+(25mL-5mL)×=9mL，二者体积比为16:9； ②若二氧化氮过量，则先发生4NO2+O2+H2O=4HNO3，后发生3NO2+H2O=2HNO3+NO，剩余5mL气体为NO，由3NO2+H2O=2HNO3+NO可知剩余二氧化氮为5mL×3=15mL，则氧气的体积为(25mL-15mL)×=2mL，则二者体积比为(25mL-2mL):2mL=23:2； 故选D。 7．常温常压下，a、b、c、d四支相同的试管中，分别装入等体积的两种气体，a试管内是与，b试管内为和，c试管内为与，d试管内是与，将四支试管同时倒立于水中，最终各试管中水面上升高度顺序应为 A．b>c>a>d B．b>a>c>d C．d>b>a>c D．c>d>b>a 【答案】A 【解析】a试管内是与，和水反应的化学方程式为，与按4:1反应，体积的与体积的反应，剩余的体积为，则气体减少的体积为； b试管内为和，和水反应的化学方程式为，二者按1:1反应，恰好完全反应，气体完全消失，气体减少的体积为V； c试管内为与，和水反应的化学方程式为，NO和按4:3反应，体积的NO与体积的反应，剩余的体积为，则气体减少的体积为； d试管内是与，极易溶于水，不溶于水，体积的溶解，气体减少的体积为； 气体减少体积越大，水面上升高度越高，，即b > c > a > d； 故选A。 8．现有、的混合气体22mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是 ①2mL②3.2mL③6mL④18.8mL A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】B 【解析】如氧气过量，则剩余2ml无色气体为氧气，设参加反应的氧气的体积为xmL，则有根据方程式4NO2+O2+2H2O＝4HNO3可知消耗NO2是4xmL，4x+x=22mL-2mL=20mL，x=4mL，所以氧气的体积为：4mL+2mL=6mL； 如NO2过量，则剩余2mL无色气体为NO，设氧气的体积为ymL，依据方程式4NO2+O2+2H2O＝4HNO3可知消耗NO2是4ymL，剩余NO2是（22－y－4y）mL，根据方程式3NO2+H2O＝2HNO3+NO可知生成NO是，解得y＝3.2； 所以原混合气体中氧气的体积为：6mL或3.2mL； 故选B。 9．自然界中氮的循环对生命活动有重要意义。在不同催化剂下，能够还原氮氧化物实现氮污染的治理。硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物将烟气与的混合气体通入与的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示：下列说法正确的是 A．过程Ⅰ发生反应的离子方程式： B．若该过程中，每转移4mol电子消耗1mol氮氧化物则x为1.5 C．当x=2时，反应Ⅱ中还原产物与氧化产物物质的量之比为8：1 D．当无害化处理标况下8.96LNO时，使用等量的可以无害化处理0.2mol(不考虑NO2和的转化) 【答案】D 【分析】根据进出图可知，Ce4+把H2氧化为H+，自身被还原为Ce3+，然后Ce3+在酸性条件下再被NOx氧化为Ce4+，NOx被还原为N2，同时还生成水，以此解题。 【解析】A．过程Ⅰ发生的反应为Ce4+把H2氧化为H+，自身被还原为Ce3+，反应的离子方程式为：H2+2Ce4+═2H++2Ce3+，A错误； B．转移电子消耗氮氧化物，最终氮氧化物全部转化为氮气，则氮氧化物中N元素化合价为价，则，解得，B错误； C．时，反应生成，N元素由价变成0价，作氧化剂，生成，Ce元素由价变成价，作还原剂，根据氧化还原反应规律配平离子反应为；还原产物与氧化产物物质的量之比为，C错误； D．标况下的物质的量为0.4mol，当处理标况下(标况)时，NO转化为N2，据2Ce4++H2=2H++2Ce3+，可知，无害化处理时有NO~H2，即消耗，据2Ce4++H2=2H++2Ce3+，可知，无害化处理时有NO2~2H2，使用等量的0.4mol可处理(不考虑和的转化)，D正确； 故选D。 10．下图是氮的化合物的“价类二维图”。 （1）写出实验室制取氨气的化学方程式： 。 （2）图中方框中的化学式为 ，一水合氨电离可使溶液显碱性，写出一水合氨的电离方程式： 。 （3）写出和在加热催化剂条件下生成的化学方程式： 。 （4）向盛有少量溶液的试管中加入溶液并加热，在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸，实验现象是 。 （5）将和稀硝酸充分反应，生成的气体体积为 L(在标准状况下)，用排水法收集该气体，将收集到的气体的试管倒立于水槽中缓缓通入 (标准状况)使恰好完全反应。 【答案】（1）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O （2）N2O3 NH3•H2O+OH－ （3）4NH3+5O24NO+6H2O （4）产生有刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝 （5）0.896 0.672 【解析】（1）实验室制备氨气是利用固体氢氧化钙和氯化铵加热反应生成，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。 （2）图中方框中N为+3价，属于氧化物，化学式为N2O3，一水合氨是弱碱，部分电离，氨水的电离方程式为NH3•H2O+OH－。 （3）氨催化氧化生成NO和水，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。 （4）向盛有少量溶液的试管中加入溶液并加热，在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸，由于反应中产生氨气，氨气是碱性气体，故实验现象是：产生有刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝。 （5）稀硝酸和铜反应生成硝酸铜和一氧化氮、水，离子方程式3Cu+8H++2＝3Cu2++2NO↑+4H2O，3.84gCu的物质的量为0.06mol，生成NO的物质的量为0.04mol，标况下的体积为V=nVm=0.04mol×22.4L/mol=0.896L；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，故NO与氧气在溶液中生成硝酸的总反应方程式为4NO+3O2+2H2O＝4HNO3，因NO为0.04mol，可与0.03mol氧气反应，标况下的体积为0.672L。 建议时间：3分钟 1．（2024·广西·高考真题）实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．“反应1”中，每消耗，在下得到 B．“反应2”中，每生成0.1molNO，转移电子数为 C．在密闭容器中进行“反应3”，充分反应后体系中有个 D．“反应4”中，为使完全转化成，至少需要个 【答案】B 【分析】反应1为实验室制备氨气的反应，方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O，反应2是氨气的催化氧化，方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，反应3为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，方程式为：2NO+O₂=2NO₂ ，反应4为二氧化氮，氧气和水反应生成硝酸，4NO2+2H2O+O2=4HNO3‌，以此解题。 【解析】A．根据分析可知，每消耗，生成0.1mol氨气，但是由于不是标准状况，则气体不是2.24L，A错误； B．根据分析可知，反应2方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，该反应转移20e-，则每生成0.1molNO，转移电子数为，B正确； C．根据反应3，充分反应后生成个，但是体系中存在2NO2⇌N2O4，则最终二氧化氮数目小于，C错误； D．根据反应4可知，为使完全转化成，至少需要个O2，D错误； 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $