江苏专版2023_2024学年新教材高中化学专题7氮与社会可持续发展培优练苏教版必修第二册

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专题7培优练创新突破练突破一氮及其化合物的性质与用途1.[2023江苏扬州邗江期中]下列有关氮及其化合物的性质与用途的对应关系正确的是(　　)A.N2密度小,可用作保护气B.氨气易液化,液氨可用作制冷剂C.硝酸见光易分解,可用于制氮肥D.NH4Cl受热易分解,可用作实验室制备氨气突破二氮及其化合物的转化2.[2023江苏徐州高一统考期中]下图的每一方格中表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C、D、E为无色气体,F为红棕色气体。下列说法不正确的是(　　)A.F与水的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1B.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口可以检验C气体是否收集满C.M可能是纯净物或混合物D.D在一定条件下可以与C发生置换反应3.A是一种常见的铵盐,受热分解可得到B,B是碱性气体,C、D是常见的两种氧化物,E溶液显酸性。A、B、C、D、E是含有一种相同元素的五种化合物,在一定条件下可发生如图所示的转化。ABCDE(1)B的化学式为　　　　　　　　;D的颜色为　　　　　　　　。 (2)实验室中常用A和另一种固体制备B,写出相应的化学方程式: 　　　　　　　　　　。 (3)写出B到C的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)写出D到E的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)已知D是一种常见的污染物,B和D反应生成两种无污染的物质,写出相应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　,当消耗掉0.8 mol B,转移的电子数目是　　　　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 突破三守恒法在硝酸与金属反应计算中的应用4.将14 g铜银合金与足量的硝酸反应,放出的气体与标准状况下体积为1.12 L的O2混合后再通入水中,恰好全部吸收,则合金中铜的质量为(　　)A.4.8 g B.3.2 gC.6.4 g D.10.8 g5.向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2 g。下列有关说法不正确的是(　　)A.Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1B.硝酸的物质的量浓度为2.6 mol·L-1C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 LD.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3的物质的量为 0.2 mol突破四硝酸氧化性强弱的探究6.[2023福建龙岩期末]某学习小组为验证浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO,设计如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。查阅资料:NO与NaOH溶液不反应;NO2与NaOH溶液能反应(2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O)。备选药品:浓硝酸、2.4 mol·L-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、NaOH溶液及CO2气体。回答下列问题:(1)连接好装置,紧接着的操作步骤是　　　　　　　　,再加入药品,打开装置①中的弹簧夹后通入CO2气体一段时间,关闭弹簧夹,将装置④中导管末端伸入倒置的烧瓶内。通入CO2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)装置①中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)装置中盛有水的洗气瓶的作用是　　　　　　　　。 (4)根据实验设计,装置③中盛放的试剂是　　　　　　　　。 (5)做实验时应避免有害气体排放到空气中,装置⑤中盛放的药品是　　　　　　　　。 (6)实验证明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO,则②和③装置中的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 高考真题练考向一常见气体的制备7.[2021海南卷]用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂),能实现的是(　　)8.[2023广东卷]1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是(　　)图1　　　图2　　　图3　　　　图4A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥NH3C.图3:收集NH3 D.图4:制备NH39.[2023北京卷]完成下述实验,装置或试剂不正确的是(　　)考向二氮及其化合物转化的应用10.[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NH3B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4ClC.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3D.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”11.[2022重庆卷]工业上用N2和H2合成NH3。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)A.消耗14 g N2生成NH3分子数为2NAB.消耗1 mol H2,生成N—H键数为2NAC.生成标准状况下22.4 L NH3,电子转移数为2NAD.氧化1 mol NH3生成NO,需O2分子数为2NA12.[2021江苏卷]N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成NO,NO进一步氧化生成NO2。大气中过量的NOx和水体中过量的N、N均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将水体中的N转化为N2。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是(　　)A.NO(g)HNO3(aq)B.稀HNO3(aq)NO2(g)C.NO(g)N2(g)D.N(aq)N2(g)13.[2023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.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:HNO3(稀)NONO2B.工业制硝酸过程中的物质转化:N2NOHNO3C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CON2+2CO2D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O考向三氮氧化物的污染与防治14.[2022天津卷]燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。如图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是(　　)A.甲是空气中体积分数最大的成分B.乙是引起温室效应的气体之一C.反应(Ⅰ)在常温下容易发生D.反应(Ⅱ)中NO是氧化剂专题7培优练1.B　解析 N2可用作保护气是由于氮气化学性质不活泼,A错误;液氨可用作制冷剂是由于氨气易液化,液氨汽化时吸收大量热,B正确;硝酸可用于制氮肥是由于硝酸与其他物质反应生成硝酸盐,C错误;NH4Cl受热易分解,但生成的氨气、HCl反应又生成氯化铵,实验室制备氨气常用氯化铵和氢氧化钙加热反应,D错误。2.A　解析 F为二氧化氮,与水反应3NO2+H2O2HNO3+NO,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,A错误;C为氨气,可用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口检验是否收集满,B正确;M为碳酸铵或碳酸氢铵,或二者的混合物,可能为纯净物也可能为混合物,C正确;D为氧气,可与氨气发生置换反应生成氮气,D正确。3.答案(1)NH3　红棕色　(2)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2 + 2H2O　(3)4NH3+5O24NO+6H2O　(4)3NO2+H2O2H++2N+NO　(5)8NH3+6NO27N2+12H2O　2.4NA解析 由题干信息可知,A是一种常见的铵盐,受热分解可得到B,B是碱性气体,所以B是NH3,C、D是常见的两种氧化物,且E溶液显酸性,A、B、C、D、E是含有一种相同元素的五种化合物,可知C是NO,D是NO2,E是HNO3。(1)B是NH3;D是NO2,是红棕色气体。(2)实验室用氯化铵与氢氧化钙加热制取氨气。(3)NH3被O2氧化成NO和H2O。(4)NO2与H2O反应生成HNO3和NO。(5)由题干信息可知,NO2与NH3反应生成N2和H2O,化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O;NH3中N元素化合价由-3价变成0价,故消耗8molNH3时,转移24mol电子,当消耗掉0.8molNH3时,转移2.4mol电子,转移的电子数目是2.4NA。4.B　解析 分析整个过程,金属提供的电子等于氧气获得的电子,标准状况下,n(O2)==0.05mol,设Cu、Ag的物质的量分别为x、y,则根据质量列方程:x×64g·mol-1+y×108g·mol-1=14g,根据得失电子守恒列方程:2x+y=0.05mol×4=0.2mol,解得x=0.05mol、y=0.1mol,m(Cu)=0.05mol×64g·mol-1=3.2g。5.B　解析 设Cu和Cu2O的物质的量分别为x、y,最后得到的39.2g沉淀为Cu(OH)2,则有64g·mol-1×x+144g·mol-1×y=27.2g,(x+2y)×98g·mol-1=39.2g,联立两式解得x=0.2mol,y=0.1mol,故Cu与Cu2O的物质的量之比为0.2mol∶0.1mol=2∶1,A正确;据Cu原子守恒可知反应生成Cu(NO3)2的物质的量为0.2mol+0.1mol×2=0.4mol,反应中失电子的总物质的量为0.2mol×2+0.2mol×1=0.6mol,据得失电子守恒推知,反应生成0.2molNO,在标准状况下的体积为0.2mol×22.4L·mol-1=4.48L,C正确;金属离子恰好沉淀时,溶液中溶质为NaNO3,则原硝酸溶液中n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO)=1.0mol·L-1×1.0L+0.2mol=1.2mol,故c(HNO3)==2.4mol·L-1,B错误;结合N原子守恒可知,Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3的物质的量为n(NaNO3)-2n[Cu(NO3)2]=1.0mol-2×0.4mol=0.2mol,D正确。6.答案(1)检查装置的气密性　排出装置内残留的空气,防止NO被氧化　(2)Cu + 4HNO3(浓)Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O　(3)将NO2 转化为 NO　(4)浓硝酸　(5)氢氧化钠溶液　(6)装置②中液面上方气体仍为无色,装置③中液面上方气体由无色变为红棕色解析 装置①中Cu和HNO3(浓)反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O,盛水的装置中水和NO2反应生成硝酸和NO,NO分别进入装置②和③,装置②中盛稀硝酸,不能氧化NO,然后通过排水法收集NO,装置③盛浓硝酸,将NO氧化为NO2,NO2再用氢氧化钠溶液吸收,防止污染大气。(1)连接好装置,紧接着的操作步骤是检查装置的气密性,通入CO2的目的是将装置内的空气排尽,防止NO被氧化。(2)装置①中发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。(3)装置中盛有水的洗气瓶的作用是让水和NO2反应生成硝酸和NO。(4)根据实验设计,装置③中盛放的试剂是浓硝酸,将NO氧化生成NO2。(5)做实验时应避免有害气体排放到空气中,装置⑤中盛放的药品是NaOH溶液,吸收NO2,防止污染大气。(6)实验证明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO,则②和③装置中的实验现象是②中液面上方是无色气体,装置④是排水法收集NO,③中液面上方是红棕色气体,通过装置⑤吸收处理。7.B　解析 H2S与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥,A错误;发生反应2H2O22H2O+O2↑,浓硫酸干燥氧气,B正确;铁片和浓硝酸常温下发生钝化,不能制取二氧化氮气体,C错误;氨气与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气,D错误。8.B　解析 NH3极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,故A可以达到预期;P2O5为酸性氧化物,NH3具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,故B不可以达到预期;NH3的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到预期;CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使NH3挥发,可用此装置制备NH3,故D可以达到预期。9.D　解析 MnO2固体加热条件下将HCl氧化为Cl2,固液加热的反应,该装置可用于制备Cl2,A正确;C2H4不溶于水,可选择排水收集,B正确;挤压胶头滴管,水进入烧瓶将NH3溶解,烧瓶中气体大量减少压强急剧降低,打开活塞,酚酞溶液迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉,红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质,C正确;Na2CO3与HCl、CO2发生反应,不能达到除杂的目的,应该选用饱和NaHCO3溶液,D错误。10.A　解析 自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,比如大气固氮是将N2转化为NO,A错误;侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaClNaHCO3↓+NH4Cl,B正确;工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3,相关反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O4HNO3,C正确;氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,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”,D正确。11.B　解析 根据N守恒可知,消耗14g氮气生成氨气的分子数为×2×NAmo=NA,A错误;由N2+3H22NH3可知,消耗1mol氢气生成N—H键数为1mol××3×NAmo=2NA,B正确;生成标准状况下22.4L氨气,转移电子数为×3×NAmo=3NA,C错误;由得失电子数目守恒可知,1mol氨气与氧气反应生成一氧化氮,需氧气分子数为1mol××NAmo=1.25NA,D错误。12.C　解析 NO不溶于水也不与水反应,A错误;稀HNO3与Cu反应得到硝酸铜、水和NO,得不到NO2,B错误;NO有氧化性,CO有还原性,在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无毒的N2和CO2,C正确;O3有强氧化性,不能作还原剂将硝酸根离子还原,D错误。13.B　解析 Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO,NO与氧气发生反应2NO+O22NO2生成NO2,A正确;氮气与氧气在放电或高温条件下生成NO,但NO无法与水发生化学反应,B错误;汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体,故该反应的化学方程式为2NO+2CON2+2CO2,C正确;实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,D正确。14.C　解析 甲和氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳,再根据元素守恒,则甲为氮气,氮气是空气中体积分数最大的成分,A正确;乙是二氧化碳,则乙是引起温室效应的气体之一,B正确;由于氮气含有氮氮三键,因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生,在高温或放电条件下发生,C错误;一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳,一氧化氮中氮化合价降低,因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂,D正确。选项气体abAH2S稀H2SO4FeSBO2H2O2溶液MnO2CNO2浓HNO3铁片DNH3浓氨水CaO实验室制Cl2实验室收集C2H4验证NH3易溶于水且溶液呈碱性除去CO2中混有的少量HClABCD