统考版2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练19氮及其化合物
展开已知:2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是( )
A.温度升高时不利于NO2吸附
B.多孔材料“固定”N2O4,促进2NO2⇌N2O4平衡正向移动
C.转化为HNO3的反应是
2N2O4+O2+2H2O===4HNO3
D.每获得0.4 ml HNO3时,转移电子的数目为6.02×1022
2.[2022·江苏卷]氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
3.氮元素的化合价与其形成的物质类别的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.b与O2在一定条件下反应可以生成d
B.c既有氧化性,又有还原性
C.f的化学式一定为NO2
D.g与b可化合生成离子化合物
4.[2023·湖南益阳调研]下列有关实验装置的说法中正确的是( )
A.图甲装置可制取干燥纯净的NH3
B.图乙装置可测得Cu与浓硝酸反应产生气体的体积
C.图丙装置可以完成“喷泉”实验
D.图丁装置配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
5.[2023·江西南昌新建一中月考]Cu与浓硝酸反应生成氮氧化物,隔绝空气条件下,这些氮氧化物恰好溶解在NaOH溶液中生成NaNO3和NaNO2的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示:
下列有关判断正确的是( )
A.若Cu片质量为51.2 g,则生成0.2 ml NaNO3
B.常温下,Cu遇浓硝酸发生钝化,不可能发生上述反应
C.标准状况下收集的氮氧化物体积为20.16 L
D.Cu(NO3)2既是氧化产物,也是还原产物
6.[2023·福建师大附中期中]NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示),下列说法正确的是 ( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的O2都要用纯氧
7.一定量的浓硝酸与足量铜完全反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体2.24 L(标准状况),这些气体与一定体积O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入4 ml·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是50 mL,下列说法正确的是( )
A.参加反应的硝酸是0.4 ml
B.消耗氧气的体积为1.68 L
C.混合气体中含NO2 1.12 L
D.此反应过程中转移的电子为0.3 ml
8.[情境创新]厌氧氨化法(Anammx)是一种新型的氨氮去除技术,原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.1 ml NHeq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4))所含的电子总数与1 ml—OH所含的电子总数相同
B.1 ml联氨(N2H4)中含有5 ml共价键
C.过程Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为还原反应
D.用该方法每处理1 ml NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) ,需要的NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) 为0.5 ml
9.[2023·河北衡水中学实验学校月考]氮是动植物生长不可缺少的元素,含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程。下列说法不正确的是 ( )
A.过程①“雷电作用”中发生的反应是
N2+O2 eq \(=====,\s\up7(放电)) 2NO
B.过程③“固氮作用”中,氮气被还原
C.过程⑤中涉及的反应可能有
2NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) +O2===2NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3))
D.过程⑥中涉及的反应可能有
2NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) +12H+===N2↑+6H2O
10.
中学实验中,通常利用如图所示的装置进行喷泉实验,来验证气体的“溶解性”,下列有关说法不正确的是 ( )
A.用滴管加入液体后,气体的“溶解”导致瓶内压强小于外界压强,从而形成喷泉
B.选用合适的溶液,CO2也能做喷泉实验
C.HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验
D.用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验,烧瓶中将充满稀硝酸
11.对下列实验现象解释正确的是( )
12.[2023·浙江“七彩阳光”联考]利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如图:
下列说法不正确的是 ( )
A.上述工艺的吸收过程中,尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸收塔顶部喷淋,其目的是提高尾气中NO、NO2的吸收效率
B.滤渣的主要成分为Ca(NO2)2
C.为提高Ca(NO2)2的产率及纯度,n(NO)∶n(NO2)应控制为1∶1
D.生产中溶液需保持弱碱性
专练19 氮及其化合物
1.D 2NO2(g)⇌N2O4(g)为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,不利于NO2吸附,A项正确;N2O4被“固定”后,N2O4的浓度减小,2NO2(g)⇌N2O4(g)平衡向正反应方向移动,B项正确;被“固定”后的N2O4与O2、H2O反应生成硝酸,C项正确;2NO2→N2O4无电子转移, eq \f(1,2) N2O4→HNO3失e-,则每制备0.4 ml硝酸,转移电子数为0.4×6.02×1023=2.408×1023,D项错误。
2.A A项,自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮的化合物,不一定转化为NH3,错误;B项,侯氏制碱法第一步发生反应CO2+NH3+H2O+NaCl===NH4Cl+NaHCO3↓,正确;C项,工业制硝酸发生反应4NH3+5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO+6H2O、2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO,正确;D项,N2、NH3、铵盐、硝酸盐等含N物质通过不同途径的相互转化形成了自然界的“氮循环”,正确。
3.C 由氮元素化合价及物质类别可知,图中b为NH3,d为NO,NH3催化氧化后的产物为NO和水,A项正确;c为N2,既有氧化性,又有还原性,B项正确;f的化学式可能为NO2,也可能为N2O4,C项错误;g、b分别为HNO3和NH3,可化合生成离子化合物NH4NO3,D项正确。
4.C 本题考查化学实验装置,涉及氨气的制备、浓硝酸与Cu的反应、喷泉实验等。浓氨水滴到NaOH固体上可产生NH3,由于NH3的密度小于空气,不能采用向上排空气法收集NH3,A错误;铜与浓硝酸反应生成NO2气体,NO2与水反应生成HNO3和NO,不能用排水法测定生成NO2的体积,B错误;NH3极易溶于水,挤压胶头滴管中的水,NH3溶于水,导致烧瓶内气体压强小于外界大气压,烧杯中的水进入烧瓶中,形成喷泉,C正确;配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时,NaCl要在烧杯中溶解,再转移到容量瓶中,D错误。
5.A n(Cu)= eq \f(51.2 g,64 g·ml-1) =0.8 ml,n(NaOH)=0.5 L×2 ml·L-1=1 ml,观察反应的最初反应物和最终的生成物,结合得失电子守恒可知,51.2 g Cu失去的电子数等于HNO3→NaNO2得到的电子数,则0.8 ml×(2-0) =n(NaNO2)×(5-3),解得n(NaNO2)=0.8 ml,由Na原子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3),则n(NaNO3)=1 ml-0.8 ml=0.2 ml,A正确;常温下,Cu遇浓硝酸不能钝化,B错误;标准状况下NO2和N2O4均为液体,无法确定0.9 ml氮氧化物的体积,C错误;反应过程中Cu→Cu(NO3)2,只有铜元素化合价升高,Cu(NO3)2是氧化产物,不是还原产物,D错误。
6.C A项,NaHCO3不是化肥,错误;B项,Na2CO3性质稳定,受热不易分解,错误;C项,NH3和NO2中氮元素的化合价分别为-3和+4,在一定条件下可发生氧化还原反应,正确;D项,图中涉及的O2也可用空气,不一定要用纯氧,错误。
7.C 标况下2.24 L混合气体的物质的量为0.1 ml;50 mL 4 ml·L-1的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质的量为:4 ml·L-1×0.05 L=0.2 ml。铜离子恰好沉淀时,反应后的溶质为硝酸钠,根据钠离子守恒可知硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.2 ml,根据氮原子守恒可得硝酸的物质的量为0.1 ml+0.2 ml=0.3 ml,故A错误;生成氢氧化铜的物质的量为:0.2 ml× eq \f(1,2) =0.1 ml,反应消耗的铜的物质的量为0.1 ml,0.1 ml铜完全反应失去0.2 ml电子,根据电子守恒,氧气得到的电子与铜失去的电子一定相等,则消耗氧气的物质的量为: eq \f(0.2 ml,4) =0.05 ml,消耗标况下氧气的体积为:22.4 L·ml-1×0.05 ml=1.12 L,故B错误;设NO的物质的量为x、二氧化氮的物质的量为y,则x+y=0.1 ml,根据电子守恒可得:3x+y=0.2 ml,解得:x=0.05 ml、y=0.05 ml,所以混合气体中二氧化氮的体积为1.12 L,故C正确;根据B的分析可知,反应转移的电子为0.2 ml,故D错误。
8.B 1 ml NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 和1 ml—OH中分别含有10 ml、9 ml电子,A错误。联氨的结构式为,1 ml联氨中含有4 ml N—H键和1 ml N—N键,B正确。过程Ⅱ,N2H4转化为N2H2,氮元素的化合价由-2变为-1,因此过程Ⅱ属于氧化反应;过程Ⅲ,N2H2转化为N2,氮元素的化合价由-1变为0,因此过程Ⅲ属于氧化反应;过程Ⅳ,NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) 转化为NH2OH,氮元素的化合价由+3变为-1,因此过程Ⅳ属于还原反应。综上可知C错误。NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 中氮元素为-3价,NH2OH中氮元素的化合价为-1,N2H4中氮元素的化合价为-2,根据得失电子守恒,参与反应的NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 与NH2OH的物质的量之比为1∶1,即每处理1 ml NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) ,需要的NH2OH为1 ml,根据氮原子守恒可知所需n(NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) )=n(NH2OH)=1 ml,D错误。
9.D 过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO,反应方程式为N2+O2 eq \(=====,\s\up7(放电)) 2NO,A正确;过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低,氮气被还原,B正确;过程⑤中NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) 被氧化为NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) ,涉及的反应可能为2NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) +O2===2NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) ,C正确;过程⑥中氮元素化合价降低,NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) 被还原,涉及的反应不可能为2NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) +12H+===N2↑+6H2O,该反应中没有化合价升高的元素,且电荷不守恒,D错误。
10.D 气体溶于水或某种溶液会导致烧瓶中的压强迅速减小,与外界产生足够的压强差,从而形成喷泉,A正确;CO2能与NaOH等强碱溶液反应,从而被吸收,也能使烧瓶内与外界产生较大的压强差,故能形成喷泉,B正确;NH3和HCl属于极易溶于水的气体,SO2可以与NaOH溶液等反应,故均能用该装置做喷泉实验,C正确;NO2和N2O4与水反应后有NO生成,故液体不能充满烧瓶,D错误。
11.B 将等质量的铜分别与等体积足量的浓硝酸和稀硝酸反应后,所得溶液中Cu2+的浓度基本相等,若溶液呈绿色可能是因为溶液中溶解了少量NO2,A错误;NH3与Cl2混合发生氧化还原反应生成氯化铵,B正确;检验NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 时,应向溶液中加入NaOH浓溶液,并加热,再用湿润的红色石蕊试纸检验是否有NH3生成,C错误;生成红棕色气体证明有二氧化氮生成,根据反应:2Cu(NO3)2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2CuO+4NO2↑+O2↑,可知生成的二氧化氮的体积为氧气体积的4倍,与空气中氮气和氧气的比例相似,若NO2不具有助燃性,则带火星的木条不能复燃,此实验中木条能复燃,说明NO2有助燃性,D错误。
12.B 吸收过程中,尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸收塔顶部喷淋,其目的是使尾气中NO、NO2与石灰乳充分接触,从而使NO、NO2被充分吸收,提高NO、NO2的吸收效率,A正确。石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,生成Ca(NO2)2,Ca(NO2)2易溶于水,Ca(OH)2微溶于水,因此滤渣的主要成分是Ca(OH)2,B错误。NO、NO2与Ca(OH)2发生反应:NO+NO2+Ca(OH)2===Ca(NO2)2+H2O,n(NO)∶n(NO2)=1∶1时,恰好反应生成Ca(NO2)2;若NO2过量,会发生反应:4NO2+2Ca(OH)2===Ca(NO2)2+Ca(NO3)2+2H2O,反应产物中含有杂质Ca(NO3)2,若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,NO不能完全被吸收,故为提高Ca(NO2)2的产率及纯度,n(NO)∶n(NO2)应控制为1∶1,C正确。生产中溶液需保持弱碱性,因在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生反应产生NO,不利于硝酸工业尾气的吸收,D正确。
选项
实验内容
实现现象
相关解释
A
等质量的Cu分别与等体积足量的浓硝酸和稀硝酸反应
浓硝酸反应后呈绿色,稀硝酸反应后呈蓝色
c(Cu2+)不同
B
NH3与Cl2混合
生成白烟
NH3与Cl2发生反应生成NH4Cl
C
向某盐溶液中滴入NaOH稀溶液,并用湿润的红色石蕊试纸检验
未发现红色石蕊试纸变蓝
说明该盐中不含NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4))
D
加热硝酸铜固体,将带火星的木条伸入所得的气体中
生成红棕色气体,带火星的木条复燃
反应2Cu( NO3)2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2CuO+4NO2↑+O2↑有氧气生成,不能说明NO2有助燃性
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