2024届高考化学一轮总复习课时跟踪练13氮及其重要化合物

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课时跟踪练13一、选择题1．(2022·广州执信中学月考)下列有关说法正确的是(　　)A．加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性B．用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨C．NH4HCO3受热易分解，因而可用作化肥D．氨使AlCl3溶液产生白色沉淀，反应中氨被还原解析：碳酸氢铵受热分解产生的氨使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨是碱性气体，而不是NH4HCO3显碱性，A项错误；烧碱可以与NH反应产生氨，B项正确；NH4HCO3受热易分解和用作化肥无关，C项错误；D项为复分解反应。答案：B2．(2022·广州番禺中学月考)下列叙述正确的是(　　)①NH3易液化，液氨常用作制冷剂②可用铁、铝制容器盛装浓硝酸和浓硫酸③利用氨极易溶于水，氨可做喷泉实验④所有的氮氧化物均易溶于水⑤铵盐受热分解一定都会产生氨⑥可用淀粉KI试纸鉴别红棕色的Br2蒸气和NO2气体A．①③ B．①②③C．①②③④ D．①②③④⑤⑥解析：NH3易液化，则液氨转化为氨时需吸收大量的热，所以液氨常用作制冷剂，①正确；常温下，铁、铝遇到浓硝酸、浓硫酸会发生钝化，所以可用铁、铝制容器盛装浓硝酸和浓硫酸，②正确；氨极易溶于水，则在密闭容器中可形成负压，所以氨可做喷泉实验，③正确；有些氮氧化物难溶于水，如NO、N2O等，④不正确；铵盐受热易分解，但不一定产生氨，如硝酸铵分解可生成N2O和H2O，⑤不正确；Br2蒸气和NO2气体都能将KI氧化，从而生成I2，所以不能用淀粉KI试纸鉴别红棕色的Br2蒸气和NO2气体，⑥不正确。答案：B3．(2022·上海普陀第二次模拟)下列关于含氮化合物的性质叙述错误的是(　　)A．沸点：NF3>NCl3 B．还原性：NH3>NF3C．稳定性：NF3>NCl3 D．水解程度：NCl3>NF3解析：NF3和NCl3均为分子晶体，在没有氢键的作用下，其相对分子质量越大，沸点越高，则有沸点：NF3＜NCl3，故A项错误；三氟化氮可由氨和氟气反应制取：4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F，NH3被F2氧化得到NF3，所以NH3是还原剂，NF3是还原产物，所以还原产物的还原性比还原剂的还原性弱，故B项正确；NF3的键长小于NCl3，键能更大，故稳定性：NF3>NCl3，故C项正确；NF3中N的2s、2p轨道都已经利用，没有多余的轨道接受水的氧原子的孤电子对，所以不水解；类似的PF3易水解，因为P还有空的3d轨道可以利用，NCl3能水解的原因是虽然N无空的s、p或者d轨道，但是N的孤电子对可以与水的氢原子配位，而Cl则可以利用3d轨道接受氧原子的孤电子对，所以水解程度：NCl3>NF3，故D项正确。答案：A4．(2022·上海金山二模)液氨中存在：2NH3(l)NH＋NH。下列有关化学用语表示正确的是(　　)A．NH3的比例模型：B．NH的空间构型：三角锥形C．NH的电子式：D．离子积常数表达式：K＝解析：NH3的比例模型为，故A项错误；NH中N原子价层电子对数＝4＋＝4且不含孤电子对，该离子为四面体结构，故B项错误；NH中N原子和2个H原子形成N—H键，N原子还存在2个孤电子对，NH的电子式为，故C项正确；离子积常数K＝c(NH)·c(NH)，故D项错误。答案：C5．(2022·东莞第七中学月考)某同学进行如下实验。下列说法不正确的是(　　) 编号实验步骤实验现象Ⅰ将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着Ⅱ将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5)A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨比氯化氢气体扩散速率快C．Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3解析：氯化铵是强酸弱碱盐，其水溶液显酸性，会使湿润的pH试纸变红，根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应，故A项正确；根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨比氯化氢气体扩散速率快，故B项正确；Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的，故C项错误；根据试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵，则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3，故D项正确。答案：C6．(2022·东莞中学松山湖学校模拟)由于氯化铵的市场价格过低，某制碱厂在侯氏制碱基础上改进的工艺如图。有关该制碱工艺描述错误的是(　　)A．原料是饱和NaCl(aq)、CO2B．NH3循环使用C．X可能是石灰乳D．产品是Na2CO3和CaCl2解析：由制碱工艺图可知，“侯氏制碱法”是向饱和食盐水中通入氨和二氧化碳，获得碳酸氢钠晶体，再将所得碳酸氢钠晶体加热分解后即可得到纯碱，它的反应原理可用下列化学方程式表示：NaCl(饱和)＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；再由X加到NH4Cl中加热生成氨和氯化钙溶液，可推知X为氢氧化钙。据此分析解答。由制碱工艺图可知，原料是食盐、NH3、CO2、水还有石灰乳，A项错误；由制碱工艺图可知，氨循环使用，B项正确；根据以上分析，X为氢氧化钙，可以是石灰乳，C项正确；由制碱工艺图可知，产品是纯碱和氯化钙，D项正确。答案：A7．(2022·揭阳华侨中学月考)氮化钡(Ba3N2)是一种重要的化学试剂。高温下，向氢化钡(BaH2)中通入氮气反应生成氮化钡，在实验室可用如图装置制备(每个装置只用一次)。已知：Ba3N2遇水反应；BaH2在潮湿空气中能自燃，遇水反应。下列说法不正确的是(　　)　A．实验时，先点燃装置丙中的酒精喷灯，后点燃装置乙中的酒精灯B．该实验装置中缺少尾气处理装置C．按气流方向，装置的连接顺序可为c→b→a→d→e→gD．装置甲中的浓硫酸和装置丁中的碱石灰均可防止水蒸气进入装置丙中解析：结合图示可知，丙装置中氢化钡(BaH2)与氮气在高温下反应制得氮化钡(Ba3N2)，制备氮化钡时，甲装置盛放的浓硫酸用于干燥氮气，乙装置用于制备氮气；由于Ba3N2遇水反应，BaH2在潮湿空气中能自燃，遇水反应，则丁装置中碱石灰用于避免空气中的水进入丙而导致Ba3N2、BaH2变质，则气流从左向右的字母连接顺序为c→b→a→d→e→g→f。据此分析解答。BaH2在潮湿空气中能自燃，则实验时应该先点燃装置乙中的酒精灯，反应一段时间，使生成的氮气将装置内的空气排出后，再点燃装置丙中的酒精喷灯进行反应，A项错误；该实验中氢化钡(BaH2)与氮气在高温下反应制得氮化钡(Ba3N2)，同时有氢气放出，氢气属于易燃气体，不能直接排放，所以该实验装置中缺少尾气处理装置，B项正确；根据分析可知，按气流方向，装置的连接顺序可为c→b→a→d→e→g，C项正确；浓硫酸和碱石灰都具有吸水作用，可防止水蒸气进入装置丙中导致产物变质，D项正确。答案：A8．(2022·佛山南海中学月考)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．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2解析：工业制备硝酸，氨催化氧化为一氧化氮，一氧化氮被氧化为二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮继续循环利用，路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，A项不符合题意；氮气与氧气在放电的条件下，反应生成一氧化氮，一氧化氮被氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径，B项不符合题意；结合以上分析可知，上述所有反应都是氧化还原反应，C项不符合题意；氮气与氧气在放电的条件下只能生成一氧化氮，一氧化氮继续被氧气氧化为二氧化氮，氮气不能一步生成NO2，D项符合题意。答案：D9．(2022·北京卷)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生成的是(　　)选项a中反应b中检测试剂及现象A浓HNO3分解生成NO2淀粉KI溶液变蓝BCu与浓H2SO4生成SO2品红溶液褪色C浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3酚酞溶液变红DCH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯溴水褪色解析：浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成遇淀粉溶液变蓝色的碘，则淀粉KI溶液变蓝色不能说明浓硝酸分解生成二氧化氮，故A项符合题意；铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，则品红溶液褪色能说明铜与浓硝酸共热反应生成二氧化硫，故B项不符合题意；浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成能使酚酞溶液变红的氨，则酚酞溶液变红能说明浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨，故C项不符合题意；乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不能与溴水反应，则2溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成能使溴水褪色的丙烯气体，则溴水褪色能说明2溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯，故D项不符合题意。答案：A10．(2022·化州一中月考)在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　)A．含N分子参与的反应一定有电子转移B．由NO生成HONO的反应历程有2种C．增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少解析：根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO＋·OOH===NO2＋·OH、NO＋NO2＋H2O===2HONO、NO2＋·C3H7===C3H6＋HONO、HONO===NO＋·OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为＋2价、＋4价、＋3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8＋O22C3H6＋2H2O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误。答案：D二、非选择题11．(2022·深圳光明中学月考)某化学实验小组探究氢氧化镁在氯化铵溶液中的溶解实验。已知：常温时，Ksp[Mg(OH)2]＝4×10－12，Kb(NH3·H2O)＝1.75×10－5，Ka(CH3COOH)＝1.75×10－5。Ⅰ.氢氧化镁粉末的溶解。(1)常温下，实验①中有少量的氢氧化镁粉末溶解，向溶液①中滴加酚酞，溶液变为粉红色，则pH＝________(已知：lg 2＝0.3)。(2)实验②中氢氧化镁粉末大量溶解，实验②中反应的离子方程式为___________________，此反应的平衡常数K＝__________(结果保留两位有效数字)。微热实验②中试管，有刺激性气味气体产生，检验此气体的方法为__________________________________________。Ⅱ.探究氢氧化镁粉末在氯化铵溶液中的溶解原因。(3)猜想1：NH4Cl溶液中的NH结合Mg(OH)2溶液中的OH－，使得溶解平衡正移。猜想2：________________________________________________________________________。将猜想2补充完整，为证明上述猜想，甲同学设计实验③，发现氢氧化镁粉末大量溶解。通过实验③可证明__________(填“猜想1”或“猜想2”)成立。(4)乙同学认为实验③中的CH3COO－也可能参与反应，故设计实验④证明上述结论。实验④为_________________________________________________________________________________________________________________________________________(填实验方案)。解析：(1)Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)c2(OH－)，则c(OH－)＝＝＝2×10－4 mol·L－1，则c(H＋)＝＝＝5×10－11 mol·L－1，故pH＝10.3。(2)实验②中氢氧化镁粉末大量溶解，实验②中反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NHMg2＋＋2NH3·H2O，此反应的平衡常数K＝≈1.3×10－2，微热后产生NH3，检验NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝。(3)猜想2：NH4Cl水解显酸性，Mg(OH)2与酸反应而溶解。实验③中CH3COONH4溶液显中性，氢氧化镁粉末大量溶解。说明氢氧化镁粉末在氯化铵溶液中的溶解原因是NH4Cl溶液中的NH结合Mg(OH)2溶液中的OH－，使得溶解平衡正移，说明猜想1成立。(4)为排除CH3COO－和H＋的干扰，故实验④可为将5.0 g Mg(OH)2粉末溶于5 mL pH＝7的NH4Cl和NH3·H2O的混合液。答案：(1)10.3(2)Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O　1.3×10－2　湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝(3)NH4Cl水解显酸性，Mg(OH)2与酸反应而溶解　猜想1(4)将5.0 g Mg(OH)2粉末溶于5 mL pH＝7的NH4Cl和NH3·H2O的混合液12．(2022·广州育才学校月考)熔盐级硝酸钠大量应用于太阳能储热介质，一种以工业纯碱(纯度为98%，杂质为NaCl)和生产硝酸产生的NOx废气(含NO、NO2)为原料分离亚硝酸钠并制取熔盐级硝酸钠的工艺流程如图所示。回答下列问题：(1)纯碱“吸收”NO、NO2反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________；“中和液”所含溶质除NaCl及少量Na2CO3外，还有__________(填化学式)。(2)母液A加入稀硝酸生成有NO，写出“转化”时加入稀硝酸反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“洗涤”时可以使用母液________(填“A”或“B”)，晶体“纯化”的方法为__________(填操作名称)。(4)“步骤3”需要高温分离NaCl固体，原因是_______________________________________________________________________________________________________，母液D可返回步骤______(填“2”或“3”)循环使用。(5)若得到NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比为2∶1，假定Na2CO3恰好完全反应，则生产1.38 t NaNO2时，工业纯碱的理论用量为______________t(保留三位有效数字)。解析：根据工艺流程图，用纯碱吸收氮氧化物，反应生成CO2和NaNO2，中和后得到中和液经步骤1得到NaNO2晶体和含有NaNO2的母液A，加入稀硝酸并通入空气进行转化生成NO和NaNO3，再加入适量的纯碱中和稀硝酸，经步骤2得到含有NaNO3的母液B和NaNO3晶体，母液B经高温分离出NaCl和热母液C，再经步骤4得到含NaNO3的冷母液D和NaNO3晶体，最终经洗涤转化得到熔盐级硝酸钠。(1)根据上述分析，用纯碱吸收氮氧化物，发生反应生成CO2和NaNO2，反应方程式为Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2，“中和液”所含溶质除NaCl及少量Na2CO3外，还含有生成的NaNO2及部分NaNO3。(2)“转化”过程中，含有NaNO2的母液A加入稀硝酸生成NO和NaNO3，反应的离子方程式为3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O。(3)母液B含有大量的NaNO3，因此在洗涤硝酸钠可使用母液B来进行洗涤，纯化NaNO3晶体时，可采用重结晶的方法，提高晶体的纯度。(4)NaNO3的溶解度随温度的升高而升高，而NaCl的溶解度随温度变化较小，因此为了防止NaNO3的析出，需要在高温的条件下分离NaCl固体，母液D液含NaNO3，可返回步骤3循环使用。(5)生产1.38 t NaNO2时，n(NaNO2)＝＝2×104 mol，已知NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比为2∶1，则n(NaNO3)＝1×104 mol，由Na原子守恒可以知道，n(Na2CO3)＝[n(NaNO2)＋n(NaNO3)]＝1.5×104 mol，则m(Na2CO3)＝1.5×104 mol×106 g·mol－1＝1.59×106 g，则需要工业纯碱的用量为1.59×106 g÷98%≈1.62×106 g＝1.62 t。答案：(1)Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2　NaNO2、NaNO3　(2)3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O　(3)B　重结晶　(4)防止NaNO3的析出　3(5)1.62