通用版2022届高三化学一轮复习强化训练氮及其化合物含解析

氮及其化合物

1．合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题，这也充分说明了含氮化合物对人类生存的巨大意义。回答下列问题

（1）工业上用氢气和氮气直接合成氨，写出反应的化学方程式_______________。氨气极易溶于水，水溶液显  _____性，能使酚酞溶液变____色，使湿润的红色石蕊试纸变_____色。

（2）氮的氧化物有多种，一氧化氮和二氧化氮都是大气污染物。氨气在催化剂作用下可被氧化生成一氧化氮，一氧化氮气体与空气变___色，原因是__________（用化学方程式表示）；二氧化氮易溶于水并与水反应，此反应的氧化剂是_______，还原剂是______，氧化剂和还原剂的质量之比为______

【答案】（1）N2+3H22NH3    碱    红    蓝   

（2）红棕色    2NO+O2==2NO2    NO2    NO2    1:2   

【解析】（1）工业上用氢气和氮气直接合成氨，反应的化学方程式为N2+3H22NH3；氨气极易溶于水，水溶液显碱性，能使酚酞溶液变红色，使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；

（2）氮的氧化物有多种，一氧化氮和二氧化氮都是大气污染物。氨气在催化剂作用下可被氧化生成一氧化氮，一氧化氮气体与遇空气变红棕色，原因是2NO+O2==2NO2；二氧化氮易溶于水并与水反应，此反应中氮元素由+4价变为+2价，故氧化剂是NO2，氮元素也从+4价变为+5价，故还原剂是NO2，氧化剂和还原剂的质量之比为1：2。

2．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题：

（1）写出N2的一种用途：_____________________。

（2）HNO3与图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为_____________________。

（3）实验室制取物质B的化学方程式为______________________________________________

（4）NO2与水反应生成物质A的化学方程式为__________________________________________。

（5）浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为__________________________________________。

【答案】（1）做保护气(或做冷冻剂、制氨气等)    （2）AgNO3   

（3）Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O    （4）3NO2＋H2O===2HNO3＋NO   

（5）4HNO3(浓)＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O   

【解析】（1）由于氮气的化学性质不活泼，所以可做保护气，也可做冷冻剂、制氨气等；

（2）检验Cl－的方法是先向待测液中加入硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则证明待测液中含有Cl－，因此C为AgNO3；

（3）B是NH3，在实验室中用铵盐与碱共热来制取NH3，化学方程式为Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O；

（4）A是NO，NO2与水反应生成NO的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；

（5）浓硝酸有强氧化性，与木炭在加热条件下发生反应生成CO2、NO2和H2O，反应的化学方程式为4HNO3(浓)＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O；

3．随着我国汽车年销量的大幅增加，给空气环境造成了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是

A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物

B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2

C．反应中CO为氧化剂，CO2为氧化产物

D．催化转化总化学方程式为

【答案】D

【解析】A．该反应中，NO生成为N2，N元素化合价降低，则NO是氧化剂，N2是还原产物，故A错误；B．有毒的气体对环境有污染，CO、NO都是有毒物质，所以汽车尾气的主要污染成分是CO和NO，无N2，故B错误；C．反应中CO为还原剂，CO2为氧化产物，故C错误；D．该反应的反应物是NO、O2、CO，生成物是CO2、N2，反应条件是催化剂，所以该反应方程式2NO+O2+4CO=4CO2+N2，故D正确；故选D。

4．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的是

A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性

B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性

C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性

D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性

【答案】D

【解析】A. 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红，表现出酸性；后褪色，表现出强氧化性，正确。B. 不能用稀硝酸与锌反应制氢气，因为硝酸具有强氧化性，被锌还原生成氮氧化物等，而不生成氢气，正确。C. 要用棕色瓶盛装浓硝酸，因为浓硝酸具有光的不稳定性，正确。D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，可能是硝酸表现出强氧化性，将酚酞氧化而褪色；也可能是硝酸表现出酸性，中和了氢氧化钠的碱性，酚酞在中性溶液中呈无色，错误。故选D。

5．利用N2→NH3→NO→NO2→HNO3这一过程制备HNO3，有关上述各物质的叙述中不正确的是

A．上述转化过程中某些气体会发生颜色变化

B．可利用Cu与硝酸的反应，将N元素转化为NO或NO2

C．为使上述各步骤依次发生，必须向每个步骤中提供氧化剂

D．实验室中可以利用Ca(OH)2固体与NH4Cl固体混合加热制备NH3

【答案】C

【解析】A．NO→NO2的转化会出现气体由无色到红棕色的颜色变化，故A正确；B．Cu与稀HNO3反应生成NO，与浓HNO3反应生成NO2，故B正确；C．N2转化为NH3时，需要加入H2做还原剂，不需要加入氧化剂，NO2与H2O反应生成HNO3时，NO2既是氧化剂又是还原剂，也不需要再加入氧化剂，故C错误；D．Ca(OH)2与NH4Cl混合加热可制备NH3，故D正确；故选C。

6．3.2g铜与过量硝酸(8mol·L－1、30mL)充分反应，硝酸的还原产物为二氧化氮和一氧化氮，反应后溶液中含amol氢离子，则此时溶液中所含硝酸根离子的物质的量为

A．(0.2＋a)mol   B．(0.1＋a)mol   C．(0.05＋a)mol   D．amol

【答案】B

【解析】铜与浓硝酸可能发生反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。硝酸铜的物质的量为＝0.05mol，溶液中所含硝酸根离子的物质的量为0.05mol×2＋amol＝(0.1＋a)mol，故答案为B。

7．已知NH4NO3在空气中爆炸时的反应为4NH4NO33N2↑＋2NO2↑＋8H2O↑。下列说法不正确的是

A．NH4NO3在高温下爆炸时可以看到红棕色的烟雾

B．NH4NO3的含氮量小于氯化铵

C．实验室不能用NH4NO3固体与Ca(OH)2固体混合加热制备NH3

D．乘坐火车时不能携带NH4NO3固体

【答案】B

【解析】A．根据NH4NO3的爆炸反应可知生成的NO2为红棕色，爆炸时，NO2、粉尘、H2O等形成了红棕色的烟雾，故A正确；B．NH4NO3的含氮量为35%，NH4Cl的含氮量为26.2%，故B错误；C．由于NH4NO3固体受热可能爆炸，故实验室不能用其制备NH3，故C正确；D．NH4NO3属于易爆炸物，不能带上火车，故D正确；故选B。

8．下列叙述与氮元素的循环无关的是

A．工业合成氨的过程是固氮的过程

B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物

C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气

D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收

【答案】C

【解析】A．将空气中的游离氮转化为化合态氮的过程称为固氮，工业上合成氨的过程是将游离态的氮转化为化合态的氮，属于固氮过程，符合氮的循环，故A不选；B．自然界中，蛋白质腐败后生成氨，符合氮的循环，故B不选；C．用氮气作保护气，讲的是氮气的用途，而不是氮的循环过程，所以不符合氮的循环，故C选；D．在电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收，符合氮的循环，故D不选；故选C。

9．关于NO的下列叙述不正确的是

A．NO可以是某些低价含氮物质的氧化产物；

B．NO属于一种大气污染物，易结合血红蛋白使人中毒；

C．NO是汽车尾气废气排放产生的污染之一；

D．NO是红棕色气体

【答案】D

【解析】A. N2可被O2氧化生成氧化产物NO，A项正确；

B. NO有毒，可结合血红蛋白使人中毒，B项正确；

C. 汽车尾气中含有NO，C项正确；

D. NO是无色气体，D项错误；

答案选D。

10．如图是实验室进行氨溶于水的“喷泉实验”的装置，下列叙述不正确的是

A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体

B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水有碱性

C．氨水很稳定，将烧瓶中的红色溶液加热，颜色不会发生变化

D．形成“喷泉”的主要原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压

【答案】C

A选项，挤压胶头滴管，滴有酚酞的水能形成喷泉实验，说明烧瓶产生较大压强差，从而说明氨气极易溶于水，故A正确，不符合题意；

B选项，进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，酚酞遇见碱变为红色，说明氨水有碱性，故B正确，不符合题意；

C选项，将烧瓶中的红色溶液加热，溶液颜色变浅，说明氨水不稳定，易分解，故C错误，符合题意；

D选项，氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压，从而形成“喷泉”，故D正确，不符合题意；

综上所述，答案为C。

11．某集气瓶呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片振荡，得棕色溶液，气体颜色消失，再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色。该气体可能是下列混合气体中的

A．N2、NO、Br2         B．NO、NO2、N2

C．NO2、O2、NO         D．N2、O2、Br2

【答案】A

【解析】溴蒸气和二氧化氮气体均呈红棕色，所以至少含有溴蒸气和二氧化氮气体中的一种，A、溴水溶液为橙色溶液，所以含有溴蒸气，再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，说明瓶中有NO存在，故A符合；B、是因二氧化氮在水溶液中发生氧化还原反应生成硝酸和一氧化氮无色气体，再打开玻璃片后，NO遇到氧气迅速变为二氧化氮，但溶液呈无色，故B不符；C、O2、NO不共存，故C不符；D、溴水溶液为橙色溶液，含有溴蒸气，再打开玻璃片后，瓶中气体不再变为红棕色，故D不符； 故选A。

12．将一定量的铁粉加入到一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为

A．5∶16     B．1∶1     C．2∶3    D．3∶2

【答案】A

【解析】根据上述分析可知，未被还原的硝酸的物质的量：

，根据氧化还原反应中得失电子数相等，Fe被氧化成Fe3＋，失去，被氧化成Fe2＋，失去，总的失去的电子数为：，设被还原的硝酸的物质的量为，HNO3被还原成NO气体，得到的电子数为：，则，得出，所以参加反应的的总物质的量为，参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为：，A正确。故选A。