1、练案 12 第四章非金属及其重要化合物 第 12 讲氮及其重要化合物 A 组基础必做题(40 分) 一、选择题(本题包括 4 小题，每题 4 分，共 16 分) 1(2020天津等级考适应性测试，11)大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产 生二次污染物光化学烟雾，其中部分物质的反应过程如图所示。下列说法正确的是 (D) A该过程中 O2作催化剂 B反应过程中没有电子转移 C反应过程中氮氧化物不断被消耗 D丙烯转化为甲醛和乙醛 解析本题以光化学烟雾的产生过程为背景，考查分析反应机理的能力，体现变化观 念的学科核心素养，符合综合性的考查要求。A 项，根据题图可知，该过程中 O2为反应物， 与
2、 O 原子结合生成 O3，不是催化剂，错误；B 项，丙烯与臭氧发生反应：3CH3CH=CH2 2O33CH3CHO3HCHO，此反应过程中碳和氧元素的化合价发生改变，是氧化还原 反应，存在电子转移，错误；C 项，此反应过程中 NOx在循环利用，则氮氧化物总量不变， 错误；D 项，根据题图可知，丙烯与臭氧反应生成甲醛和乙醛，正确。 2(2021湖北武汉模拟)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(A) 选项实验操作现象解释或结论 A 少量的Fe粉中加入足量稀 硝酸，充分反应后，滴入 KSCN 溶液 溶液呈红色稀硝酸将 Fe 氧化为 Fe3 B 取某溶液于试管中，滴入 稀氢氧化钠溶液 试管口
3、处湿润的红色石蕊 试纸未变蓝 盐中一定不含 NH 4 C 用玻璃棒蘸取浓氨水点到 红色石蕊试纸上 试纸先变蓝后变白浓氨水呈碱性且有漂白性 D浓硝酸加热有红棕色气体产生硝酸有强氧化性 解析少量的 Fe 粉中加入足量稀硝酸，生成硝酸铁，则滴入 KSCN 溶液，溶液为红 色，故 A 正确；稀 NaOH 溶液，未加热，不能生成氨气，不能证明 NH 4是否存在，故 B 错 误；浓氨水点到红色石蕊试纸上变蓝，不具有漂白性，故 C 错误；加热分解生成二氧化氮， 由现象不能说明硝酸具有强氧化性，故 D 错误。 3.(2021贵州黔东南质检)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
4、”，下列有关说法不正确的是(D) A用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，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也能用于做喷泉实验 CHCl、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 解析本题综合考查了喷泉实验的原理，即由于气体溶于水或某种溶液，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，也能与外界产生很大的压强差，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
5、溶液等反应，故均能形成喷泉，C 正确； NO2与水反应后有 NO 生成，故液体不能充满烧瓶，D 错误。 4.(2021云南大理质检)如图所示，将相同条件下的 m 体积 NO 和 n 体积 O2同时通入倒 立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留m 2 体积的气体，该气体与空气接触 后立即变为红棕色。则 m 与 n 的比值为(C) A32B23 C83D38 解析该过程中涉及的反应有 2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO，可将 两个方程式合并为 4NO3O22H2O=4HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说 明剩余气体为 NO。则可知m 2体积的 NO 气体与
6、n 体积的 O 2恰好完全反应，根据化学方程式 求解， 4NO3O22H2O=4HNO3 43 m 2 n 4m 23n，解得 mn83。 二、非选择题(本题包括 2 小题，共 24 分) 5(2021河北邢台模拟)氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题： (1)实验室可用如图所示装置合成氨。 亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为NO 2NH 4= N22H2O。 锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后，锥形瓶中溶液变红， 则气体 X 的成分为 N2、水蒸气、H2和NH3(填化学式)。 (2)斯坦福大学研究人员发明了一种锂循环系统，可持续合成氨，其原理如图所示。 图中反应
7、属于非氧化还原反应(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。 反应中能量转化的方式是电能转化为化学能(填“电能转化为化学能”或“化 学能转化为电能”)。 解析(1)亚硝酸钠具有强氧化性，与氯化铵发生氧化还原反应，生成氮气，反应的 离子方程式为 NO 2NH 4= N22H2O。 锌与稀硫酸反应生成的氢气与亚硝酸钠和氯 化铵反应生成的氮气在催化剂作用下反应生成了氨， 因此锥形瓶中含酚酞的水变红， 则气体 X 的成分为 N2、水蒸气、H2、NH3。 (2)反应是 Li3N 与水反应生成氨和 LiOH 的过程，反应中没有元素化合价的变化， 属于非氧化还原反应。反应中氢氧化锂转变为锂、氧气和水，发生
8、了氧化还原反应，属 于非自发的氧化还原反应，属于电解池反应，能量转化的方式是电能转化为化学能。 6 (2021河北衡水高三检测)氮氧化合物(用 NOx表示)是大气污染的重要因素， 根据 NOx 的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。 (1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH36NO= 催化剂 5N26H2O,8NH3 6NO2= 催化剂 7N212H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将 3.0 L NO 和 NO2的混合气体完全转 化为 N2，则原混合气体中 NO 和 NO2的体积之比是13。 (2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。 NO2被烧碱溶液吸收
9、时，生成两种钠盐，其物质的量之比为 11，写出该反应的化 学方程式：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。 NO 与 NO2按物质的量之比 11 被足量 NaOH 溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该 钠盐的化学式是NaNO2。 解析(1)设 NO 的体积为 V(NO)，NO2的体积为 V(NO2)，依据方程式知，处理 NO 需 NH3的体积为 2 3V(NO)，处理 NO 2需 NH3的体积为 4 3V(NO 2)， 则 VNOVNO23.0 L 2 3VNO 4 3VNO 23.5 L 解得 V(NO)0.75 L V(NO2)2.25 L V(NO)V(NO2)13。 (2)生成两
10、种钠盐，必然是 NO2的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为 NaNO3 和 NaNO2。NO 中氮的化合价为2 价，NO2中氮的化合价为4 价，二者 11 混合时与 NaOH 反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为3，即为 NaNO2。 B 组能力提升题(60 分) 一、选择题(本题包括 4 小题，每题 6 分，共 24 分) 1(2021山东济南高三检测)“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察 下列四个“封管试验”(夹持装置未画出)，判断下列说法正确的是(B) A加热时，a 上部聚集了固体 NH4Cl，说明 NH4Cl 的热稳定性比较好 B加热时，发现 b 中
11、 I2变为紫色蒸气，在上部又聚集为紫黑色的固体 C加热时，c 中溶液红色变深，冷却后又变浅 D水浴时，d 内气体颜色变浅，e 内气体颜色加深 解析A 选项，NH4Cl 受热分解生成的 NH3、HCl，在上部又化合生成固体 NH4Cl，A 选项错误；B 选项，I2易升华，正确；C 选项，氨水易挥发，加热时，氨水浓度减小，碱性 减弱，溶液红色变浅，C 选项错误；2NO2N2O4为放热反应，所以 d 内气体颜色变深， D 选项错误。 2(2021湖北公安车胤中学月考)某无色气体甲，可能含 NO、CO2、NO2、NH3、N2中 的几种，将 100 mL 气体甲经过如图所示实验的处理，结果得到酸性溶液，
12、而几乎无气体剩 余，则气体甲的组成为(A) ANH3、NO、CO2BNO、CO2、N2 CNH3、NO2、CO2DNO、CO2、NO2 解析本题主要考查实验过程分析，涉及氮的单质及其化合物的性质。气体甲无色， 则一定不含有色气体 NO2，经过足量的浓硫酸后剩余气体 80 mL，说明含有 NH3，通过足量 的过氧化钠后气体显红棕色，说明含有 NO 且经过足量 Na2O2时产生了 O2，说明含有 CO2， 最终几乎无气体剩余，说明不含 N2，故选 A。 3(2021湖北黄石模拟)氮及其化合物的转化过程如图所示，下列分析合理的是(C) A催化剂 a 表面发生了极性共价键的断裂和形成 B在催化剂 b
13、表面形成氮氧键时，不涉及电子转移 CN2与 H2反应生成 NH3的原子利用率为 100% D催化剂 a、b 能提高反应的平衡转化率 解析催化剂 a 表面是氢气和氮气反应生成氨气，催化剂 a 表面发生了非极性共价键 的断裂和极性键的形成，故 A 错误；催化剂 b 表面是氨气催化氧化生成 NO 的反应，有电 子转移，发生的是氧化还原反应，故 B 错误；N2与 H2反应生成 NH3，反应过程中原子利用 率为 100%，故 C 正确；催化剂 a、b 改变反应速率，不改变化学平衡，不能提高反应的平 衡转化率，故 D 错误。 4(2021安徽江淮十校质检)向稀硫酸和稀硝酸的混合酸加入足量的铜粉，HNO3的
14、物 质的量浓度是 2 molL 1， 取 10 mL 此混合酸， 待反应结束过滤后可得到纯净的 CuSO4溶液， 则上述稀硫酸的物质的量浓度和在标准状况下产生的气体体积分别为(设反应中 HNO3被还 原成 NO)(D) A2 molL 1、448 mL B3 molL 1、672 mL C4 molL 1、224 mL D3 molL 1、448 mL 解析设稀硫酸的物质的量浓度和在标准状况下产生的气体体积分别为 c molL 1、V L,10 mL 混合酸中含有 n(NO 3)0.01 L2 molL 10.02 mol。 解得 c3，V0.448，故 D 正确。 二、非选择题(本题包括 2
15、 小题，共 36 分) 5(2021四川绵阳调研)NH3及其盐都是重要的化工原料。 .实验室制取氨气的常见方法如下： 序号方法装置 氯化铵与熟石灰固体混合加热b 浓氨水加热a 浓氨水滴加到固体烧碱上c (1)依据表中所列方法，从下列图中选择合适的发生装置并将其序号填入表中装置栏中。 .甲同学设计了如图所示实验装置(部分夹持仪器未画出)， 探究氨气的还原性并检验产 物。 实验现象为：黑色 CuO 变为红色，白色无水 CuSO4粉末变为蓝色，同时生成一种无色、 无污染的气体。 (2)写出氨气与 CuO 反应的化学方程式：3CuO2NH3= 3CuN23H2O。 (3)碱石灰的作用是吸收氨气中的水蒸
16、气，防止干扰产物水的检验。 (4)该装置存在明显缺陷，应在上述装置最后连接一个尾气吸收装置，你认为可选用a 或 b 或 d(填字母)。 解析.(1)氯化铵与熟石灰固体混合加热制备 NH3可选择 b 装置；加热浓氨水直接 得到氨气，选择装置 a；浓氨水滴加到固体烧碱上不需要加热，利用固体烧碱溶解放热使一 水合氨分解生成氨气，选择装置 c。 .题给实验是氯化铵和氢氧化钙固体混合加热反应生成氨气、氯化钙和水蒸气，通过 干燥管中碱石灰吸收水蒸气，得到干燥氨气，NH3与氧化铜加热反应生成铜、氮气和水，最 后通过无水硫酸铜检验生成的水蒸气。 (2)氨气具有还原性，CuO 具有氧化性，二者发生氧化还原反应生
17、成氮气、铜和水，反 应的化学方程式为 3CuO2NH3= 3CuN23H2O。 (3)碱石灰的作用是吸收氨气中的水蒸气，防止干扰产物水的检验。 (4)氨气极易溶于水，吸收时需要防止倒吸，故选 a 或 b 或 d。 6(2021湖北荆州月考)依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： (1)实验室常用 NH4Cl 与 Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为2NH4Cl Ca(OH)2= 2NH3CaCl22H2O。 (2)若要收集一瓶氨气，请在图虚框内画出连接图。 (3)工业上以 NH3、空气、水为原料生产硝酸的工艺流程简图如下所示： NH3 O2 催化剂 NO O2 NO2 H2O
18、HNO3 写出 NH3NO 的化学方程式：4NH35O2= 催化剂 4NO6H2O。 (4)图中 X 的化学式为N2O5，将 X 转化为 HNO3属于非氧化还原(填“氧化还 原”或“非氧化还原”)反应。 (5)若要将 NH3N2，从原理上看，下列试剂可行的是AD(填序号)。 AO2BNa CNH4ClDNO2 解析(1)实验室常用 NH4Cl 与 Ca(OH)2制取氨气，生成氯化钙、氨气和水，反应的化 学方程式为 2NH4ClCa(OH)2= CaCl22NH32H2O。 (2)氨气极易溶于水，比空气密度小，用向下排空气法收集，导气管位置短进长出。 (3)氨气的催化氧化反应的化学方程式为 4NH35O2= 催化剂 4NO6H2O。 (4)分析题图可知 X 的化学式为 N2O5，从物质性质上看，X 属于酸性氧化物，转化为 HNO3属于非氧化还原反应。 (5)若要将 NH3N2，从原理上看，具有氧化性的试剂可行。O2具有氧化性，A 正确； Na 只具有还原性，B 错误；NH4Cl 与氨气不反应，C 错误；NO2具有氧化性，D 正确。 答案(2)
