5.2氮及其化合物跟踪训练2021-2022学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

5.2氮及其化合物
一、选择题（共16题）
1．下列试剂不会因为空气中的氧气而变质的是
A．过氧化钠 B．氢硫酸 C．硫酸亚铁 D．一氧化氮
2．下列关于氨气的说法中正确的是(　　)
A．氨气溶于水显碱性，所以氨气可以使湿润的酚酞试纸变蓝
B．氨气可以用浓硫酸干燥
C．用水吸收氨气可用右图的装置防止倒吸
D．氨气本身没有毒，因此氨气泄漏时，人们没有必要采取任何防范措施
3．下列有关NO2性质的叙述不正确的是
A．常温下是红棕色气体，易溶于水
B．能与水反应生成硝酸并放出一氧化氮
C．密度大于空气，可用向下排空气法收集
D．是形成光化学烟雾的一种有毒气体
4．在做氨的催化氧化实验时，铂丝不能接触氨水，原因是(　　)
A．铂丝温度高，接触氨水会使氨气大量逸出
B．防止铂丝温度降低而不能起催化作用
C．红热铂丝会与氨水反应，使铂丝腐蚀
D．防止爆炸
5．下列物质的用途不正确的是
A B C D
物质 硅 生石灰 液氨 亚硝酸钠
用途 半导体材料 抗氧化剂 制冷剂 食品防腐剂
A．A B．B C．C D．D
6．验室制备、干燥、收集NH3并进行尾气处理，图中装置能达到实验目的的是
A．制取NH3 B．干燥NH3
C．收集NH3 D．处理NH3尾气
7．下列不涉及氧化还原反应的是
A．补铁剂（有效成分为Fe2+）与含维生素C共服效果更佳
B．雷雨肥庄稼——自然固氮
C．灰肥相混损肥分——灰中含有碳酸钾，肥中含有铵盐
D．从沙滩到用户——由二氧化硅制晶体硅
8．中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图。下列说法不正确的是
A．该过程中H2O被还原生成氧气
B．该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
C．基于合成NH3的过程属于氮的固定
D．该过程的化学方程式为：2N2＋6H2O4NH3＋3O2
9．如图装置可用于收集气体X并验证其某些化学性质，你认为不正确的是
选项 气体 试剂 现象 结论
① SO2 酸性高锰酸钾溶液 溶液褪色 SO2有漂白性
② NH3 滴有紫色石蕊的盐酸 溶液变蓝 氨水显碱性
③ CO2 氯化钡溶液 溶液变浑浊 碳酸钡难溶于水
④ Cl2 紫色石蕊试液 溶液先变红后褪色 Cl2有酸性和漂白性
A．③④ B．②④ C．①② D．全部
10．CuSO4是一种重要的化工原料，有关制备途径及性质如下图所示。下列说法错误的是
A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为3：2
B．与途径①、③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想
C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量①=②<③
D．利用途径②制备16g硫酸铜，被还原的硫酸的物质的量为0.1mol
11．下列关于硝酸的说法中，正确的是
A．浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性 B．铜与稀硝酸的反应属于置换反应
C．可用铝制或铁制容器盛装稀硝酸 D．常温下木炭能与浓硝酸反应
12．氨水可用于纺织、印染、制药等领域，氨水中不含有的微粒是
A．氨分子 B．氢分子 C．铵根离子 D．一水合氨分子
13．下列关于离子检验的说法正确的是(　　)
A．某溶液加入NaOH溶液，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，说明原溶液中存在NH4+
B．某溶液中加入AgNO3溶液时，产生白色沉淀，说明原溶液中含有Cl－
C．某溶液中滴加稀硝酸无明显现象，再滴加Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明原溶液中有SO42-
D．某溶液中滴加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，说明原溶液中可能存在Ag＋或SO42-或CO32-等
14．用如图所示装置探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反应，若通入适当比例的Cl2和NO2，即发生反应Cl2+2NO2+4NaOH=2NaNO3+2NaCl+2H2O。
下列叙述正确的是（ ）
A．实验室中用二氧化锰与1 mol·L-1的盐酸共热制备氯气
B．装置Ⅰ中盛放的试剂是浓硫酸，作用是干燥氯气
C．装置Ⅲ的作用是便于控制通入NO2的量
D．若制备的NO2中含有NO，应将混合气体通入水中以除去NO
15．下表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如图装置制取、净化、收集的气体是（ ）
编号 气体 a b c
A NH3 浓氨水 碱石灰 碱石灰
B CO2 盐酸 碳酸钙 饱和NaHCO3溶液
C NO 稀硝酸 铜屑 H2O
D Cl2 浓盐酸 二氧化锰 饱和NaCl溶液
A．A B．B C．C D．D
16．三氟化氮(NF3)是一种无色、无味的气体，它是微电子工业技术的关键原料之一，可由氨气和氟气反应得到：4NH3＋3F2 = NF3＋3NH4F。在潮湿的空气中，NF3能与水蒸气发生氧化还原反应，其反应的产物有HF、NO和HNO3。下列说法正确的是
A．制取NF3的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1
B．在NF3与H2O的反应中，H2O作还原剂
C．若在制取NF3的反应中有0.5 mol NH3参加反应，转移电子的物质的量为3 mol
D．NF3在空气中一旦泄漏，不易于发现
二、综合题（共7题）
17．氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意：
（1）合成塔中，反应开始进行时需要加热，加热的目的主要是_______；反应开始后停止加热，发现反应更加剧烈，由此可知该反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。
（2）从合成气中分离出氨，主要利用了氨气_______的性质；从氨分离器中分离出的另两种气体可回到_______(填写装置名称)中再利用。
（3）请写出氧化炉内发生反应的化学方程式并用标出电子转移的方向和数目_______。
（4）向吸收塔中通入过量A是_______，作用是_______。尾气处理装置中含有少量的NO2，可用NH3将其还原成不污染环境的气体，该反应方程式是_______。
（5）硝酸可氧化绝大多数金属，而工业上盛装大量浓硝酸可用铝制容器，原因是_______。
（6）①可利用浓盐酸检验氨气管道是否泄漏，若泄漏，可观察到的现象______________，该反应方程式是_______。
②氯化铵是一种高效氮肥，但因_______，必须放置阴凉处保存。硝酸铵也是一种高效氮肥，但_______，因此必须做改性处理后才能施用。
18．氮氧化物会造成环境污染，我国科学家正着力研究SCR技术(NH3选择性催化还原氮氧化物)对燃煤电厂烟气进行脱硝处理。
(1)氮氧化物(以NO为主)直接排放到空气中会形成硝酸型酸雨，反应的化学方程式为_______。
(2)NH3催化还原NO的化学方程式为_______。
(3)铁基催化剂在260～300℃范围内实现SCR技术的过程如下：
① 反应iv中消耗的NO2 (NH) 2与NO的物质的量之比为_______。
② 适当增大催化剂用量可以明显加快脱硝速率，结合上述过程解释原因：_______。
③ 向反应体系中添加NH4NO3可显著提高NO脱除率。原因如下：
NO与NO发生反应NO+ NO = NO2 + NO；
NO2与NH发生反应iii和反应iv转化为N2；
NO与NH发生反应_______(填离子方程式)转化为N2。
(4)相比于铁基催化剂，使用锰基催化剂(活性物质为MnO2)时，烟气中含有的SO2会明显降低NO脱除率。
① 推测SO2与MnO2会发生反应使催化剂失效，其化学方程式是_______。
② 持续通入含SO2的烟气。不同温度下，每隔1 h测定NO脱除率，结果如下：
相同时间，200℃时NO脱除率低于100℃，原因是_______。
19．实验室常用的几种气体发生装置如图a、b、c、d所示：
（1）写出用a装置制取一种气体的名称____________。用d装置制取H2时，在加入药品之前要进行的操作是_____________________。
（2）用c装置可制取NH3 、O2和NO。若要制取NH3，烧瓶中需加入的药品是______；若以双氧水为原料制取O2，则反应的化学方程式是__________________。
（3）实验室常用b装置通过MnO2与浓盐酸反应制取Cl2。若将b装置直接与下图甲g管连接来探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱，整套实验装置存在的明显不足是_________________。打开活塞，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸，然后关闭活塞，点燃酒精灯。此时可观察到e中水层溶液变黄， 振荡后CCl4层无明显变化，则f中现象是___________________。由此可得出Cl2、Br2、Fe3+氧化性由强至弱的顺序是______________。
（4）两同学分别将NH3和NO的混合气体通入上图乙装置，探究不同催化剂对反应4NH3＋6NO5N2＋6H2O的催化效果。除催化剂外，其他实验条件相同。要比较不同催化剂的催化效果，应观察试管中溶液颜色的变化，为此需要测量并记录的是_________________________。
20．SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
（1）SCR（选择性催化还原）工作原理：
①尿素水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：___。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：___。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：__。
④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60g·mol-1）含量的方法如下：取ag尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1mLc1mol·L-1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2mLc2mol·L-1NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是__。
（2）NSR（NOx储存还原）工作原理：
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是__。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__。
③还原过程中，有时会产生笑气（N2O）。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：___□15NNO+□H2O___。
21．现已确认，NOX的排放是造成酸雨及光化学污染的罪魁祸首，如图表示了我国某地区在1959～2019年间，空气中NOx含量因燃料燃烧、工业生产、交通运输以及其他因素的影响而发生变化的统计数据。
(1)结合上图数据，判断下列说法正确的是_________。
A．在交通运输中排放的NOx与燃料的不充分燃烧有关
B．1mol氮氧化物(NOx)形成硝酸型酸雨时转移电子(5-2x mol )
C．N2转化为NO的过程不属于氮的固定
D．随着汽车工业的发展，交通运输的NOx排放量所占比重在逐渐增大
(2)汽车尾气中常常含有CO、NOx等气体，为减轻污染，现代汽车都加装了“三效催化净化器”，可将汽车尾气中的有毒气体处理为无污染的气体(假设CO、NOx均不能完全转化)。某小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了如图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
①装置(Ⅲ)的主要作用是________。
②加热停止后，打开旋塞K，放入适量氧气时，装置(Ⅱ)中可观察到的现象是_______；装置(IV)中可观察到的现象是__________。
③该套装置中有不完善之处，还应在装置(Ⅳ)后增加________。
(3)工业上常用碱液来吸收NOx，有关的化学反应：
①
②
现有一定条件下a mol NO2和b mol NO的混合气体恰好被200mL NaOH溶液完全吸收，则a、b应满足的关系为_______。NaOH溶液的物质的量浓度为_________
(4)标准状况下将体积为V的小试管中装满NO2气体，倒扣于水槽中，同时通入一定体积的O2,当液面处于5/6V时，通入的O2体积为_____
22．某课外活动小组欲利用CuO与氨反应，研究氨的某种性质并测定其组成，设计了如下实验装置（夹持装置未画出）进行实验。请回答下列问题：
(1)仪器a的名称为 _________。
(2)实验室中，利用装置A，还可制取的无色气体是_________(填字母)。
A．Cl2 B．04 C．C02 D．N02
(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管内有无色无味的气体生成，上述现象证明氨气具有________性，写出相应的化学方程式 __________。
(4)D装置的作用是 __________。
(5)E装置中浓硫酸的作用是__________。
(6)读取气体体积前，应对装置F进行的操作是__________。
23．依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：
(1)该图利用“______和核心元素的_____是研究物质性质的两个重要角度”建立。
(2)实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为________。
(3)若要收集一瓶氨气，请在横线上把图虚框内连接装置图不全的部分画出。_____
(4)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸的工艺流程简图如图所示：
写出NH3→NO的化学方程式__________________________________。
(5)图中，X的化学式为_______，将X转化为HNO3属于______________反应(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。
(6)若要将NH3→N2，从原理上看，下列试剂可行的是________(填序号)。
A．O2 B．Na C．NH4Cl D．NO2
参考答案
1．A2．C3．C4．B5．B6．B7．C8．A9．D10．D11．A12．B13．D14．C15．B16．A
17．
（1） 促使反应发生，加快反应速率 放热
（2） 易液化 合成塔
（3）
（4） 空气(氧气) 将NO氧化成NO2 8NH3+6NO2=7N2+12H2O
（5）常温下，浓硝酸可使铝钝化
（6） 产生白烟 NH3+HCl=NH4Cl 受热易分解 受到撞击或遇热易爆炸
18．2NO + O2 =2NO2，3NO2+H2O=2HNO3 + NO 4NH3 + 6NO5N2 + 6H2O 1：1 反应ii为脱硝反应的决速步，增大催化剂的用量可提高反应ii的速率，进而提高脱硝反应速率 NO+ NH =N2 + 2H2O MnO2 + SO2 =MnSO4 温度升高使催化剂失效速率加快，导致温度升高对NO脱除速率增大的影响不如催化剂失效对NO脱除速率降低的影响显著
19．氨气 、氧气、甲烷等 检查装置的气密性 生石灰、碱石灰、NaOH、烧碱等 2H2O22H2O+O2↑ 缺少尾气处理装置 溶液变为红色 Cl2 > Br2 > Fe3+ 试管中溶液变红色所需时间
20．CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3 8NH3+6NO27N2+12H2O 2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4 BaO 8∶1 415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O
21．BD 检验CO是否转化为 出现红棕色气体 黑色粉末变红 尾气处理装置 1/8V 或5/12V
22．分液漏斗 BC 还原 3CuO＋2NH3=3Cu＋3H2O＋N2 吸收反应生成的水 吸收未反应的氨气，阻止F中水蒸气进入D 慢慢上下移动右边漏斗，使左右两管液面相平
23．物质类别 化合价 2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O 4NH3＋5O24NO＋6H2O N2O5 非氧化还原 AD