高中化学人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物课后练习题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物课后练习题，共19页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．N2是空气的重要组成部分，因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其主要依据是
A．液态氮的沸点为-195.8 ℃，远低于常温
B．N2在空气中燃烧放热
C．N2与H2反应放热
D．N2在空气中约占78%(体积分数)
2．物质的用途与生活关系。下列说法不正确的是
A．铜用于制导线，是由于铜有良好的导电性
B．氮气常用作保护气，是由于氮气的化学性质不活泼
C．二氧化碳用于灭火，是由于二氧化碳不可燃、不助燃且密度比空气大
D．SO2可以漂白，顺德双皮奶可用过量的SO2使色泽更加鲜白
3．下列关于氮及其化合物的说法正确的是
A．的化学性质稳定，但在一定条件下，可与、等发生反应
B．、均为大气污染气体，在大气中可稳定存在
C．、均易溶于水
D．、均能与水发生反应
4．下列关于氮气性质的说法中正确的是
A．点燃条件下，N2在氧气中燃烧生成NO
B．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2作还原剂
C．合成氨反应中，N2发生氧化反应
D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合
5．硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示：
下列说法中正确的是
A．反应①②③都属于氮的固定
B．从氮元素的化合价看，NH3只有还原性，NO2、HNO3只有氧化性
C．反应①②③④中，氮元素均发生氧化反应
D．NH3和NO2在一定条件下可反应生成N2和H2O
6．实验室模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3，下列说法错误的是
A．实验时，先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH3，再通入足量CO2
B．装置中使用“多孔球泡”可增大NH3的吸收速率
C．X溶液为饱和碳酸钠溶液，作用是吸收二氧化碳中的氯化氢
D．利用锥形瓶所得分散系制备Na2CO3固体，还需经历过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程
7．如图所示装置常用来做“喷泉”实验。当打开止水夹后，挤压胶头滴管使液体b与气体a接触，烧瓶内的压强急剧减小，溶液c通过玻璃管进入烧瓶形成喷泉。下列常见较易形成喷泉实验组合中，实验药品与现象对应不一致的是
A．AB．BC．CD．D
8．下列化学用语表示正确的是
A．的电子式：B．硫的原子结构示意图：
C．的电子式：D．的结构式：
9．下列关于氨的说法中不正确的是
A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物
B．液氨是非电解质，氨水不是电解质也不是非电解质
C．氨水显碱性是因为氨气电离出少量氢氧根离子
D．氨水不需要保存在棕色试剂瓶中，但需要密封保存
10．下列装置用于实验室探究NH3的性质，其中能达到实验目的的是
A．制取NH3B．干燥NH3
C．验证还原性D．吸收尾气
11．实验室可用如图装置制取少量氮气。下列说法错误的是
A．反应过程中，③中硬质玻璃管中固体由黑变红
B．②中盛放的固体是五氧化二磷
C．实验开始时先点燃①中的酒精灯，再点燃③中的酒精灯
D．实验结束时。先将导管从水槽中移出，再熄灭①、③中的酒精灯
12．探究NH3、铵盐及HNO3性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A．将集有NH3的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明NH3极易溶于水
B．常温下，将铝制容器盛装浓硝酸，说明铝与浓硝酸不反应
C．氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
D．加热NH4HCO3固体，固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3有热不稳定性
13．侯氏制碱法以NaCl、CO2、NH3和H2O为原料，发生反应：NH3+NaCl+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl，将析出的固体灼烧获取纯碱。下列说法正确的是
A．相同温度下，溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
B．NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
C．向饱和食盐水中先通入CO2再通入NH3
D．析出NaHCO3的反应属于氧化还原反应
14．下列盐酸参与的离子方程式书写正确的是
A．与石灰石反应：
B．与Fe反应：
C．与氨水反应：
D．与MnO2反应制Cl2：
15．NA是阿伏加德罗常数的值。利用反应2NH3+NaClO= N2H4+ NaCl+ H2O可制备火箭推进剂的燃料N2H4。下列说法正确的是
A．0.1mlNH3溶于水形成的饱和溶液中，NH的数目为0.1NA
B．1 L2 ml·L-1的NaClO溶液中，O原子的数目为2NA
C．每生成11.7gNaCl，该反应转移电子数为0.4NA
D．标准状况下，2.24L的H2O中含有的质子数为1NA
二、填空题
16．氮元素是地球上含量丰富的一种元素，氮单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：
(1)请写出工业固氮的化学方程式：_______。
(2)下列有关氮元素的说法正确的是_______。
A．氮气因为其化学性质不活泼，可以作保护气，比如充填食品包装，充填电灯泡等
B．医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼性
C．氮、磷、钾是植物生长必需的营养元素
D．用NO2与水反应制取硝酸时，水做还原剂
(3)豆科植物种植时不需施加氮肥的原因是_______。
17．“汽车尾气污染”已倍受世人关注。汽车内燃机中，汽油汽化后与空气按一定比例混合进入气缸，引擎用电火花点燃。燃烧使汽缸内温度迅速升高，气体体积急剧膨胀，产生压力推动活塞。燃烧时产生污染大气的有害气体通过尾气管排出。为简化讨论，以辛烷(C8H18)代表汽油的成分，并设空气中O2占体积。
请回答下列问题：
(1)设辛烷气与空气的体积比(相同条件下)为a，要使辛烷完全燃烧，a的最大值为_________(用小数表示，设此最大值为a′)。
(2)若辛烷气与空气的体积比大于a′，则尾气所含的污染大气的有害气体中，相对含量会增多的是________ (写化学式)，产生这种气体的反应方程式是________。
(3)若辛烷气与空气的体积比小于a′，则尾气所含的污染大气的有害气体中，相对含量会增多的是________ (写化学式)。产生这种气体的反应方程式是________。
18．在氮的单质和常见的含氮化合物中(用化学式作答)：
(1)常用作保护气的物质是_______；
(2)常用作制冷剂的物质是_______；
(3)能与酸反应生成盐，在常温下为气态的物质是_______；它与盐酸等强酸反应的离子方程式是_______。
(4)铵盐与NaOH等强碱的溶液在加热条件下反应的离子方程式是______。
19．氨气是重要的化工原料，在工农业生产中有重要用途。
(1)工业上合成氨的化学方程式是_______。
(2)氨气极易溶于水，这个性质可以利用如图装置进行喷泉实验。
①仪器A的名称是_______。
②引发喷泉实验的操作是_______。
(3)某化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。
①实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700°C以上，由此可知该反应是_______(填“吸热”或“放热”)发应。
②B中试剂为_______。
③控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟，白烟的化学式是_______。
④欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n(NH3)：n(O2)的最佳比例为_______。
20．请按要求回答下列问题：
(1)Al2O3能溶于强酸或强碱溶液生成盐和水，则Al2O3是一种_______(填“酸性”、“碱性”或“两性”) 氧化物。
(2)氨气极易溶于水，其水溶液显_______(填“酸”、“碱”或“中”)性。
(3)在常温下，将Cl2通入NaOH溶液中，可以得到漂白液。请写出该反应的离子方程式_______。
(4)高锰酸钾与浓盐酸在常温下能反应生成氯气，请写出反应的化学方程式_______。
(5)等质量的下列气体HCl、NH3、CO2、O2四种气体中，在相同温度和相同压强条件下，体积最大的是_______。
(6)设NA为阿伏加德罗常数的数值，如果ag某未知气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下的体积约是_______ L (用NA的式子表示)。
三、实验题
21．侯氏制碱法又称联合制碱法，用于工业上制取纯碱(Na2CO3)，由侯德榜于1943年创立，是世界上广泛采用的制纯碱的方法。过程如图所示：
【查阅资料】
a．所用原料及可能产物的溶解度(g/100g水)(20℃)
b．二氧化碳、氨气的溶解度(25℃，100KPa)
【实验分析】
下面是在实验室进行模拟实验，生产纯碱的流程示意图：
分析回答下列问题：
(1)气体A、B的化学式分别是___________、___________
(2)操作I和操作II分别是____________、____________
(3)晶体的主要成分化学式是_______________
(4)全过程中有两种物质可以循环利用，写出其名称___________、___________
(5)步骤①和步骤②发生的化学方程式为_________________
(6)步骤④发生的化学方程式为____________________
(7)请设计实验。证明NaCl对NaHCO3在水中的溶解度有影响。____________
22．已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。
A中装有的NH4Cl和Ca(OH)2混合物在加热条件下，可以发生反应生成CaCl2、NH3和H2O。
试回答下列问题：
(1)B中加入的物质是碱石灰(CaO和NaOH的混合物)，其作用是____。
(2)实验时在C中观察到的现象是____，发生反应的化学方程式是_____。
(3)实验时在D中观察到的现象是____，收集到的物质是____。
选项
气体a
液体b
溶液c
喷泉颜色
A
HCl
H2O
酚酞溶液
蓝色
B
Cl2
H2O
AgNO3溶液
白色
C
NO2
H2O
石蕊溶液
红色
D
NH3
H2O
FeCl3溶液
红褐色
Na2CO3
NaHCO3
NH4HCO3
NH4Cl
NaCl
22
7.8
21.7
37.2
36
二氧化碳
氨气
1.45 g/L
530g/L
参考答案：
1．A
【详解】氮气化学性质稳定，不容易参加化学反应；液氮的沸点很低，极易汽化，汽化时吸收热量，体积膨胀而驱动机车转动，此过程中不产生污染物，保护了环境，跟氮气的化学性质及在空气中的体积分数无关；
故选A。
2．D
【详解】A．由于铜有良好的导电性，铜常用于制导线，故A正确；
B．氮气的化学性质不活泼，氮气常用作保护气，故B正确；
C．由于二氧化碳不可燃、不助燃且密度比空气大，二氧化碳常用于灭火，故C正确；
D．SO2具有漂白性，但SO2有毒，因此SO2不能用于食物的漂白，故D错误；
故选D。
3．A
【详解】A． 的化学性质稳定，但在一定条件下，可与、等发生反应生成一氧化氮、氨气等，故A正确；
B． 、均为大气污染气体，在大气中不能稳定存在，NO易氧化成NO2，NO2易与水反应生成硝酸，故B错误；
C． 难溶于水、易与水反应，故C错误；
D． 不与水反应、能与水发生反应，故D错误；
故选A。
4．D
【详解】A．氮气在放电或高温条件下生成一氧化氮，A错误；
B．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2得电子化合价降低作氧化剂，B错误；
C．合成氨反应中，N2得电子化合价降低发生还原反应，C错误；
D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合，键能大，不易断裂，物质化学性质温度，D正确；
故选D。
5．D
【分析】N2与H2在高温、高压、催化剂条件下合成NH3，N2+3H22NH3；NH3与O2在催化剂存在时加热发生氧化反应产生NO、H2O，4NH3+5O24NO+6H2O；NO被O2氧化产生NO2，2NO+O2=2NO2；NO2与H2O反应产生HNO3、NO，3NO2+H2O=2HNO3+NO。
【详解】A．氮的固定是游离态的氮转化为化合态，因此只有反应①是氮的固定，A错误；
B．NH3中N为-3价，只有还原性，NO2中N为+4价，还有更高的+5价，因此NO2具有还原性，B错误；
C．反应④中，NO2中+4价的N歧化为+2和+5价，因此N既发生氧化反应，又发生还原反应，C错误；
D．NH3中N为-3价，NO2中N为+4价，在一定条件下发生归中反应生成N2和H2O，D正确；
故选D。
6．C
【分析】将浓氨水滴入生石灰中反应制取NH3，然后通入盛有饱和NaCl溶液的锥形瓶中，使食盐水显碱性，得到氨化饱和食盐水。将稀盐酸滴入盛有CaCO3的试管中，反应产生CO2气体，然后经盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去CO2气体，将该CO2气体也通入盛有饱和NaCl溶液的锥形瓶中，发生反应：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，过滤，分离得到NaHCO3晶体。
【详解】A．由于NH3极易溶于水，实验时，先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH3，使溶液显碱性，就可以增大CO2在食盐水中的溶解度，再通入足量CO2，使溶液中产生更多，从而有利于析出NaHCO3晶体，A正确；
B．在装置中在通入NH3的导气管末端使用“多孔球泡”可增大NH3的吸收速率，促进NH3在溶液中的溶解，B正确；
C．Na2CO3能够吸收CO2气体，因此不能用于除去CO2中的杂质HCl，X应该是饱和NaHCO3溶液，其作用是吸收CO2中的杂质HCl，C错误；
D．在锥形瓶中发生反应：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，将NaHCO3过量出后经洗涤除杂，然后干燥，再焙烧发生分解反应：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，就制取得到纯碱Na2CO3，D正确；
故合理选项是C。
7．A
【详解】A．HCl的水溶液呈酸性，遇酚酞呈无色，故A错误；
B．AgCl是白色，故B正确；
C．NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，硝酸呈酸性，遇石蕊显红色，故C正确；
D．NH3·H2O水溶液呈碱性，与Fe3＋ 生成Fe(OH)3呈红褐色，故D正确，
故选A。
8．D
【详解】A．的电子式：，A错误；
B．硫的原子结构示意图：，B错误；
C．的电子式：，C错误；
D．的结构式：，D正确；
故答案选D
9．C
【详解】A．液氨为纯净物，氨气溶于水得到氨水，则氨水为混合物，二者成分不同，故A正确；
B．NH3是在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物，是非电解质，氨水为混合物，既不是电解质也不是非电解质，故B正确；
C．氨气溶于水所得溶液中含有一水合氨，一水合氨电离出铵根离子和氢氧根离子，所以氨水显碱性，故C错误；
D．浓氨水具有挥发性，需要密封保存，故D正确；
故选C。
10．C
【详解】A．固体氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢遇冷又结合生成氯化铵，得不到氨气，A错误；
B．浓硫酸和氨气反应，不能用浓硫酸干燥氨气，B错误；
C．氨气和氧化铜在加热条件下反应，黑色的氧化铜转化为红色的铜，说明氨气有还原性，C正确；
D．漏斗浸入水中过多，起不到防止倒吸的作用，D错误；
答案选C。
11．B
【分析】①中制备氨气，②中干燥，③中氨气还原氧化铜，最后排水法收集尾气。
【详解】A．加热条件下，氨气与CuO反应生成氮气、Cu和水，反应的化学方程式为，所以反应过程中③中硬质玻璃管中固体由黑变红，A正确；
B．干燥氨气应该用碱性干燥剂，不能用酸性干燥剂五氧化二磷，所以②中盛放的固体可以是碱石灰，B错误：
C．先用①中产生的氨气排尽装置中的空气，所以实验开始时先点燃①中的酒精灯。再点燃③中的酒精灯，C正确；
D．结束实验时，先把水槽中的导管取出，然后熄灭酒精灯，否则水槽中的水会产生倒流，D正确。
故选B。
12．B
【详解】A．将集有NH3的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明NH3极易溶于水，A正确；
B．常温下，铝遇浓硝酸，表面的铝会迅速生成致密的氧化物薄膜，阻碍了内部铝与硝酸的反应，B结论错误；
C．氨气溶于水会形成弱碱，因此可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C正确；
D．加热NH4HCO3固体，固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3有热不稳定性，D正确。
因此，本题选B。
13．A
【详解】A．由反应NH3+NaCl+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl可知，相同温度下，溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，A正确；
B．由反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O可知，NaHCO3的热稳定性比Na2CO3弱，B不正确；
C．CO2属于酸性氧化物，在中性溶液的溶解度小于在碱性溶液中的溶解度，所以采用侯氏制碱时，应向饱和食盐水中先通入NH3再通入CO2，C不正确；
D．析出NaHCO3的反应中没有元素化合价的改变，属于非氧化还原反应，D不正确；
故选A。
14．D
【详解】A．石灰石难溶于水，与石灰石反应：，故A错误；
B．与Fe反应生成亚铁离子：，故B错误；
C．与氨水反应：，故C错误；
D．浓盐酸与MnO2反应在加热条件下反应生成Cl2、MnCl2和H2O：，故D正确。
综上所述，答案为D。
15．C
【详解】A．氨气溶于水后部分氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨部分电离，故溶液中的铵根数目不能确定，A项错误；
B．溶液中有水，水分子中含有氧原子，故1 L2 ml·L-1的NaClO溶液中，O原子的数目大于2NA，B项错误；
C．每生成1ml氯化钠转移2ml电子，故每生成11.7克氯化钠即0.2ml，则转移0.4ml电子，C项正确；
D．标况下水不是气体，不能使用气体摩尔体积进行计算，D项错误；
故选C。
16．(1)N2+3H22NH3
(2)AC
(3)豆类植物的根瘤菌能做生物固氮
【详解】（1）工业固氮是N2与H2在高温、高压催化剂存在条件下反应产生NH3，该反应是可逆反应，则高反应的化学方程式为：N2+3H22NH3；
（2）A．氮气分子中2个N原子形成共价三键，断裂需消耗很高能够，因此其化学性质不活泼，可以作保护气；N2不能帮助呼吸，不能被氧化，比如充填食品包装，充填电灯泡等，A正确；
B．医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用液态氮气气化需吸收大量热，使环境温度降低，与其化学性质的不活泼性无关，B错误；
C．农作物生长需要氮、磷、钾等元素，故氮、磷、钾是植物生长必需的营养元素，C正确；
D．用NO2与水反应制取硝酸时，，反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，在该反应中只有N元素化合价升降，故NO2既作氧化剂，又作要还原剂，水既不是作还原剂也不作氧化剂，只是一种反应物，D错误；
故合理选项是AC；
（3）豆类植物的根瘤菌能做生物固氮，来补充氮元素，因此豆科植物种植时不需施加氮肥或少使用氮肥。
17．(1)0.016
(2) CO C8H18+[]O2xCO+(8-x)CO2+9H2O
(3) NO2(或NO和NO2) N2+O22NO，2NO+O2=2NO2
【解析】(1)
辛烷完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式为：2C8H18+25O216CO2+18H2O，按空气中O2占体积计算，辛烷与空气的体积比为=0.016。
(2)
当a>a′时，说明O2不足，则辛烷不能完全燃烧，会生成污染大气的CO，依据得失电子守恒和原子守恒可知，产生这种气体的反应方程式为：C8H18+O2xCO+(8-x)CO2+9H2O。
(3)
当a