专题7氮与社会可持续发展——提升训练（word版 含解析）

专题7氮与社会可持续发展
一、选择题（共16题）
1．下列反应属于固氮反应的是
A．8NH3+6NO27N2+12H2O
B．O2 +2NO=2NO2
C．NH3+HCl=NH4Cl
D．N2+3H2 2NH3
2．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．Fe FeCl2 Fe(OH)2
B．S SO3H2SO4
C．NH4Cl (s)NH3Mg(OH)2
D．Al2O3Al(OH)3NaAlO2
3．实验室中下列做法正确的是
A．用带橡胶塞的棕色试剂瓶保存浓硝酸 B．用浓硫酸干燥硫化氢
C．用酒精灯直接加热蒸发皿 D．用N2作冷却液态镁的保护气
4．一定温度下，探究铜与稀HNO3反应，过程如图，下列说法不正确的是
A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B．过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大
C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解
5．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．NaClO溶液具有碱性，可用于杀菌消毒
B．NH3具有还原性，可用于检验HCl泄漏
C．FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路板
D．漂白粉在空气中不稳定，可用于漂白纸浆
6．我们经常用各类化学用语表达着多姿多彩的化学世界，下列化学用语表示正确的是
A．原子核内有8个中子的氧原子：O
B．硫离子的结构示意图：
C．次氯酸钠的电子式：
D．蔗糖分子的分子式：
7．实验室制取气体时，必须用排水法收集的是(　　)
A．NH3 B．NO C．NO2 D．SO2
8．下列物质性质与用途的对应关系合理的是
选项 性质 用途
A 聚氯乙烯塑料具有塑性和弹性 用于制食品保鲜袋
B SO2具有漂白性 漂白粉条
C 硅有导电性 制光导纤维
D 液氨汽化时要吸收大量的热 用作制冷剂
A．A B．B C．C D．D
9．某溶液只含有下列离子中的若干种：Na+、K+、Cu2+、Al3+、Fe2+、Cl-、、、，且各种离子的物质的量浓度相等。某化学兴趣小组的同学为探究该溶液的组成，进行了如下2个实验：
①取溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变；
②另取溶液加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
根据上述实验现象，下列说法正确的是
A．步骤②的白色沉淀可能为BaSO4和BaCO3的混合物
B．若该溶液的焰色反应通过蓝色钴玻璃观察呈紫色，则该溶液一定含有上述离子中的6种
C．步骤①仅能确定的存在，不能确定其它离子是否存在
D．不能确定原溶液中Al3+是否存在
10．将表面镀铜的铝件浸入某种酸中后快速提出，可除去镀层而不损坏铝件。可选用的酸是
A．稀硫酸 B．盐酸 C．稀硝酸 D．浓硝酸
11．下列叙述I和Ⅱ均正确且有因果关系的是
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A 晶体硅熔点高硬度大 可用于制作半导体材料
B HF与SiO2反应 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
C NH4HCO3受热易分解 可用作氮肥
D 常温下铁与浓硫酸不反应 可用铁槽车密封运送浓硫酸
A．A B．B C．C D．D
12．下列叙述正确的是
A．新制氯水一定能使淀粉-碘化钾试纸先变蓝后褪色
B．打开保存浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾，说明硝酸易挥发
C．可以用100mL容量瓶配置浓度为的
D．和湿润的都有漂白性，二者混合后漂白性更强
13．类推法在化学学习中经常采用，下列类推的结论正确的是
A．由Cl2+2KBr=2KCl+Br2，所以F2也能与KBr溶液反应置换出Br2
B．常温下，由Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，所以Ag也能与浓硝酸反应产生NO2
C．由2Fe+3Cl22FeCl3，所以2Fe+3I22FeI3
D．由2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，所以2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2
14．下列化学用语不正确的是
A．16O与18O互为同位素 B．氟离子的结构示意图
C．BF3的电子式为 D．水分子的结构模型
15．稀HNO3的还原产物可以是①NO、②N2O、③N2、④NH4NO3。在稀HNO3和Zn的反应中，若有1 mol HNO3参加反应，则有0.8 mol电子转移，由此推断稀HNO3的还原产物可能为（ ）
A．仅④ B．②或④ C．③或④ D．仅②
16．硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气，废气中只含有NO、NO2两种气体。将一定量废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，溶液中生成的NO、NO两种离子的物质的量与废气中NO2的物质的量分数x(x=)变化关系可用如图所示。已知溶液中可发生以下两个反应：
①NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2；
②2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2
下列说法正确的是
A．图中线段a表示NO离子
B．随x值增大，溶液中n(NO)+n(NO)增大
C．若测得所得溶液中n(NO)为0.5mol，则x值为0.75
D．x=0.6时，反应中可收集到标准状况下44.8LCO2
二、综合题（共6题）
17．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__________。
18．下图是各种不同密度的硝酸与铁反应(相同温度)时主要还原产物的分布图。请认真读图分析，回答有关问题。
(1)下列叙述中正确的是(填序号)_______。
A．图中横坐标是硝酸的密度，硝酸的密度越大，其浓度越大。
B．当还原剂和温度相同时，不同浓度的硝酸被还原的产物不是单一的，只是在某浓度时，以某种产物为主而已。
C．硝酸的浓度越大，还原产物中N元素低化合价产物越多。
D．当硝酸密度大于1.3 g·cm-3时，还原产物主要为NO、NO2
(2) 当硝酸溶液的密度为1.36 g·cm-3时，下列化学方程式中，能较准确表达Fe与过量硝酸反应的是(填序号)_______。
A．2Fe + 10HNO3 =2Fe(NO3)3 + NO↑＋3NO2↑＋5H2O
B．4Fe + 18HNO3 =4Fe(NO3)3 + 3NO↑＋3NO2↑＋9H2O
C．3Fe + 12HNO3 =2Fe(NO3)3 + Fe(NO3)2 + 2NO↑＋2NO2↑＋3H2O
(3) 密度为1.26 g·cm-3，质量分数为50.0 %的硝酸，其物质的量浓度是_______mol·L-1。
(4) 限用下列仪器、药品验证由铁和过量1.36 g·cm-3硝酸反应产生的气体中含有NO(不考虑N2O4)。设计一个合理而简单的实验方案(仪器可选择使用，N2的用量可自由控制，加热装置和固定装置省略)。
第1步：反应并收集生成的气体：
①实验中气体发生装置应选择________填装置序号)，理由是_______。
②装置的连接顺序是(填各装置接口的序号)：_______ [ ]→[ ] [ ]→[8] [9]→[ ]。
③检查装置气密性后，开始反应。待E中充满红棕色气体，停止实验。
第2步：验证E中有NO。
④ 取下试管E，倒立在F中，轻轻摇动试管。
确认生成的气体中有NO的现象是_______。
19．X、Y、Z 为不同短周期非金属元素的气态单质。在一定条件下能发生如下反应：Y+X→甲(g)，Y+Z→乙(g)。甲为10电子分子，Z为黄绿色气体。甲、乙可化合生成离子化合物。
（1）X 的电子式是__________，甲的结构式是__________。实验室制备Z的化学方程式___________________。
（2）写出Y+X→甲的化学方程式___________________。
（3）已知常温下，为液体，为固体。白磷在Z气体中燃烧生成液态丙分子，白磷固体和 Z 气体反应，生成1mol液态丙时，能量变化如图所示，写出该反应的热化学方程式_______________。
已知1mol白磷固体和Z气体反应，生成固态丁时，放热b kJ，则1mol固态丁转化为液态丙时的反应热_____。
20．合理利用资源，降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流。
（1）科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，如将H2和CO2以4∶1比例混合通入反应器，适当条件下反应可获得一种能源。完成以下化学方程式：4H2＋CO2 ________ ＋2H2O。
（2）汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：_______________。
（3）工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量KOH溶液完全吸收后只得到一种钾盐，该钾盐的化学式是______________。
（4）CO2合成生产燃料甲醇（CH3OH）是碳减排的新方向。进行如下实验：某温度下在1 L的密闭容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，发生：CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)。
①能判断该反应已达化学反应限度标志的是______________ （填字母）。
a．CO2百分含量保持不变
b．容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1
c．混合气体的平均相对分子质量保持不变
d．容器中混合气体的质量保持不变
②现测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v (H2)=______ mol/（L min），容器中起始的压强与平衡时的压强之比为___________。
21．采用科学技术减少氮氧化物等物质的排放可促进社会主义生态文明建设。
(1)用CH4催化还原氮氧化物的相关热化学方程式如下：
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-662 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-1248 kJ/mol
反应CH4(g)+2NO2(g)= N2(g) +CO2(g)+2H2O(l) △H=________kJ/mol
(2)氮氧化物可用碱溶液吸收。NO和NO2混合气体按一定比例被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和H2O，写出该反应的化学方程式________；若反应过程中消耗NaOH的物质的量为3 mol，则理论上被吸收的NO和NO2混合气体的总体积在标准状况下为________L。
(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示：

①由图1可知SCR技术中的还原剂为________。
②一定时间内，用Fe作催化剂，氨气按一定的比例催化还原氮氧化物时，不同温度下的脱氮率如图2所示，温度高于300℃时，脱氮率随温度的升高而下降的原因可能是________。
(4)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O设计成原电池，既能减轻氮氧化物对环境的污染，又能充分利用化学能，装置如图3所示。
①电极B是________极（填“正”或者“负”）。
②A电极的电极反应式为________。
22．一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。
回答下列问题：
(1)氮原子结构示意图为________。
(2)图中属于“氮的固定”的是________(填字母)。
(3)转化过程中发生非氧化还原反应的是________(填字母)。
(4)若“反应i”是在酸性条件下由与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为__________。
(5)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________(填字母)。
(6)在标准状况下，有甲乙两个容积相同的圆底烧瓶，在甲中充满NH3，乙中充满NO2和O2的混合气体，把它们分别倒扣在盛水的水槽中，最终两个烧瓶中均充满液体，则甲乙两圆底烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为________。
参考答案：
1．D
【详解】
固氮反应是指游离态的氮气变为化合态的氮，A、B、C反应物都是化合态的氮，D是游离态的氮气变为化合态的氮，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
2．C
【详解】
A．铁在氯气中点燃生成氯化铁，而不是氯化亚铁，转化不能实现，故A不符合题意；
B．硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，而不是三氧化硫，转化不能实现，故B不符合题意；
C．氯化铵与氢氧化钙共热可制备氨气，氨气溶于水显碱性，可使氯化镁转化为氢氧化镁沉淀，均可一步实现转化，C符合题意；
D．氧化铝不溶于水，也不与水发生反应转化为氢氧化铝，转化不能实现，故D不符合题意；
故选C。
3．C
【详解】
A．浓硝酸具有强氧化性，可以氧化橡胶，所以不能用带橡胶塞的棕色试剂瓶保存，故A错误；
B．浓硫酸具有强氧化性，不能干燥硫化氢，故B错误；
C．蒸发皿可以直接用酒精灯加热，不需要石棉网，故C正确；
D．Mg和N2可以反应生成Mg3N2，故不能用N2作冷却液态镁的保护气，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．过程发生的反应为Cu和稀HNO3的反应离子方程式为3Cu＋2＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故A正确；
B．随着反应的进行，溶液里生成硝酸铜，根据氮元素守恒，溶液中c(HNO3)应比原硝酸浓度减小，不会增大，故B错误；
C．加入NO2后反应速率加快，说明NO2对该反应具有催化剂，故C正确；
D．反应停止后，再抽入空气，空气中的氧气能与一氧化氮,水继续反应生成硝酸，可继续溶解铜，故D正确；
故选B。
5．C
【详解】
A．NaClO溶液可用于杀菌消毒，并不是由于其具有碱性，而是因为其具有强氧化性，故A错误；
B．NH3可用于检验HCl泄漏是由于NH3能与HCl反应生成NH4Cl，产生白烟，并不是因为其具有还原性，故B错误；
C．FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路板，故C正确；
D．漂白粉用于漂白纸浆，并不是由于其在空气中不稳定，而是利用其强氧化性和漂白性，故D错误。
本题答案选C。
6．C
【详解】
A．原子核内有8个中子的氧原子表示为O，故A错误；
B．硫离子的质子数是16，S2-的结构示意图是，故B错误；
C．次氯酸钠是离子化合物，电子式为，故C正确；
D．蔗糖的分子式是，故D错误；
选C。
7．B
【详解】
A．氨气极易溶于水，不能用排水法收集，只能用排空气法收集，故A错误；
B．NO难溶于水，但易被空气氧化，必须用排水法收集，故B正确；
C．NO2与水反应生成硝酸和NO，不能用排水法收集，只能用排空气法收集，故C错误；
D．SO2易溶于水，不能用排水法收集，只能用排空气法收集，故D错误；
故选B。
8．D
【详解】
A．聚氯乙烯塑料有毒，不能用于制食品保鲜袋，A错误；
B．SO2具有漂白性，但其有毒，因此不能用于漂白粉条等食物，B错误；
C．硅是良好的半导体材料，具有导电性，因此可用于制作晶体管、太阳能电池的材料；制造光导纤维的材料是二氧化硅，不是硅，C错误；
D．液氨汽化时要吸收大量的热，使周围环境温度降低，因而可用作制冷剂，D正确；
故合理选项是D。
9．B
【详解】
①取溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，则原溶液中一定含有Fe2+和，且溶液中阴离子种类不变，则原溶液中一定不含有，一定含有Cl-；
②另取溶液加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有；
由上述分析可知，原溶液中一定含有Fe2+、Cl-、、，一定不含有，并且各种离子的物质的量浓度相等，则原溶液中一定含有Na+、K+或Cu2+中的一种情况，一定不含有Al3+；
由上述分析可知，原溶液中一定含有Fe2+、Cl-、、、Na+、K+或Fe2+、Cl-、、、Cu2+，一定不含有、Al3+。
A．步骤①中加入足量稀盐酸，溶液中阴离子种类不变，则溶液中一定没有，加入氯化钡溶液不可能生成BaCO3沉淀，故A错误；
B．若该溶液的焰色反应透过蓝色钴玻璃观察呈紫色，说明溶液中一定存在K+，则原溶液中一定含有Fe2+、Cl-、、、Na+、K+，即该溶液一定由6种离子组成，故B正确；
C．由分析可知，步骤①说明溶液中一定含有Fe2+和，因为二者在酸性溶液中会发生氧化还原反应，故C错误；
D．根据以上分析可知原溶液中一定不含有带3个单位正电荷的Al3+，故D错误；
故选B。
10．D
【详解】
A. 稀硫酸与铜不反应，故A不符；
B. 盐酸与铜不反应，故B不符；
C. 稀硝酸与铜和铝均反应，生成硝酸铜和硝酸铝均易溶于水，故C不符；
D. 浓硝酸能溶解铜，但铝与浓硝酸能钝化，在表面生成氧化膜，阻止内部铝继续反应，故D符合；
故选D。
11．B
【详解】
A．硅单质的导电性介于导体与绝缘体之间，可用于制作半导体材料，与熔点、硬度无关，二者没有因果关系；A项错误；
B．因为HF与SiO2反应，HF能够腐蚀玻璃，所以可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记，B项正确；
C．NH4HCO3不稳定，加热易分解，说明碳酸氢铵的稳定性较弱，而碳酸氢铵作氮肥是因为其分子中含有N原子，二者没有因果关系，C项错误；
D．常温下用铁槽车密封运送浓硫酸，是因为浓硫酸与铁在常温下发生钝化现象；二者发生了反应；D项错误；
综上所述，本题选B。
12．B
【详解】
A．新制氯水中Cl2能将碘离子氧化成碘单质，碘单质遇到淀粉变蓝，变蓝后不会褪色，故A错误；
B．打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口会出现白雾，说明有酸雾生成，说明硝酸具有挥发性，故B正确；
C．是微溶物，浓度不能达到，故C错误；
D．等物质的量的二氧化硫与反应生成盐酸和硫酸，盐酸和硫酸不具有漂白性，故D错误。
答案选B。
13．B
【详解】
A．F2单质在水溶液中先和水发生反应，不能置换溴单质, 故A错误；
B．常温下，由Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，说明浓硝酸具有强氧化性，所以Ag也能与浓硝酸反应产生NO2，故B正确；
C．氯气氧化性强，和铁反应生成氯化铁， 碘单质氧化性弱，和铁发生反应生成碘化亚铁，故C错误；
D．Na2O2有氧化性，与SO2反应生成Na2SO4：Na2O2+SO2=Na2SO4，故D错误；
故选B。
14．C
【详解】
A．16O与18O的质子数相同、中子数不同，互为同位素，故A正确；
B．氟离子的核电荷数为9，核外有2个电子层，最外层电子数为8，离子的结构示意图为，故B正确；
C．三氟化硼为共价化合物，电子式为，故C错误；
D．水分子的空间构型为V形，结构模型为，故D正确；
故选C。
15．B
【详解】
1 mol硝酸与Zn发生反应，反应中硝酸表现为酸性和氧化性，转移电子0.8 mol，由于Zn是+2价的金属，则应生成0.4 mol Zn(NO3)2，若剩余的0.2 mol硝酸完全被还原，假设反应后N元素化合价为x，则由0.2 mol×(5-x)=0.8 mol，解得x=1，则反应后生成N2O；若0.2 mol HNO3中只有0.1 mol硝酸被还原，则由0.1 mol×(5-x)=0.8 mol×1，解得x=-3，反应后生成物质是NH4NO3，故稀HNO3与Zn反应后的还原产物为②N2O或④NH4NO3，故答案为B。
16．C
【分析】
由方程式和图象可知，NO单独不能被吸收：
①当NO和NO2混合气体被NaOH溶液恰好完全吸收，满足n(NO2):n(NO)=1，即x=0.5，此时只生成，n()=0，n()=2mol，所以a曲线表示离子、b曲线表示NO3-离子；
②当气体只有NO2时，即x=1，发生反应2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2，此时生成n()=n()=1mol；
③反应NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2和2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2均有n(N)=2n(C)，即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，所以n(CO2)=1mol；
④由x=0.5和x=1可知，一定量废气中n(NO2)≥n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，生成n()+n()=2mol；综上可知：2mol废气通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，即n(NO2)≥n(NO)，生成n()+n()=2mol；n(CO2)=1mol；a曲线表示离子、b曲线表示离子，据此分析解题。
【详解】
A．由分析可知，a曲线表示离子、b曲线表示离子，A错误；
B．由分析可知，随x值增大，溶液中n()+n(NO)不变，B错误；
C．设n(NO2)=a，n(NO)=b，则a+b=2mol，发生反应①余下NO2的物质的量为(a-b)mol，发生反应②生成n()=0.5(a-b)=0.5 mol，即a-b=1mol，联立方程组解得a=1.5mol，b=0.5mol，废气中NO2的物质的量分数x=×100%=75%，C正确；
D．反应NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2和2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2均有n(N)=2n(C)，即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，所以n(CO2)=1mol；反应中可收集到标准状况下1mol×22.4L/mol=22.4LCO2，D错误；
故答案为C。
17． 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
【详解】
(1)装置中仪器a为分液漏斗；仪器b是利用分液漏斗中滴入的氨水使锥形瓶中的固体溶解放热促进一水合氨分解生成氨气，氢氧化钠固体、氧化钙固体、碱石灰固体；
(2)利用装置A，可制取的无色气体；A．制备氯气Cl2需要加热，且氯气为黄绿色气体，故A错误；B．可以制备O2，利用固体过氧化钠和水的反应，故B正确；C．可以制备CO2 气体，利用稀盐酸滴入大理石上反应生成，故C正确；D．NO2是红棕色气体，故D错误；故答案为BC；
(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，说明氨气和氧化铜反应生成铜和氮气与水，氨气被氧化铜氧化表现还原性，结合原子守恒配平写出的化学方程式为：3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2 ；
(4)D装置中的碱石灰是吸收未反应的氨气，阻止F中水蒸气进入D；
(5)依据流程分析，浓硫酸是吸收过量的氨气，阻止F中水蒸气进入D影响实验效果；
(6)读取气体体积前，应对装置F进行的操作是慢慢上下移动右边漏斗，使左右两管液面相平，保持压强平衡再读数。
18． ABD B 10 B 利用N2排除装置中的空气，以防NO被氧化 3、6、7、5 试管中液面高度低于试管容积的1/2(或余气大于试管容积1/2或余气体积等于2/3或液面高度等于1/3)
【分析】
(1)从图中可以看出，当其他条件一致时，在浓硝酸(密度为1.40g cm-3)中，主要产物NO2，随着硝酸浓度逐渐降低，产物NO2逐渐减少而NO的相对含量逐渐增多；当密度为1.25g mL-1时，主要产物是NO，其次是NO2及少量的N2O；当密度为1.15g mL-1时，NO与NH4+的相对含量几乎相等；当HNO3的浓度降到密度为1.05g mL-1时，NH4+离子成为主要产物，凡有硝酸参加的氧化还原反应都比较复杂，往往同时生成多种还原产物；硝酸的密度越大、浓度越大，其还原产物中氮元素化合价越高；
(2)Fe与过量硝酸反应得到的含铁化合物是硝酸铁，不含硝酸亚铁；
(3)根据物质的量浓度和质量分数之间的关系公式c=1000ρω/M来计算回答；
(4)①根据NO易被氧化来分析；
②根据实验的目的和各部分的作用确定连接顺序；
④二氧化氮和水之间反应生成硝酸和一氧化氮来回答。
【详解】
(1)A.由图象可以看出，硝酸的浓度越大时，生成物的化合价越高，对应的硝酸的密度也越大，故A正确；
B.由图象可以看出，在相同温度和浓度时，硝酸的还原产物不止一种，故B正确；
C.由图象可以看出，还原产物中NH4+的物质的量分数随硝酸密度减少而增大，铵根离子中氮元素化合价最低是-3价，故C错误；
D.当硝酸溶液的密度为1.36 g·cm-3时，由图象可看出，生成的NO和NO2物质的量相等，且硝酸密度大于1.3 g·cm-3时，还原产物主要为NO、NO2，故D正确；
综上所述，本题正确选项ABD；
(2)当硝酸溶液的密度为1.36 g·cm-3时，由图象可看出，生成的NO和NO2物质的量相等，且硝酸过量时，得到的含铁化合物是硝酸铁，不含硝酸亚铁，反应的化学方程式应为
4Fe+18HNO3=4Fe(NO3)3+3NO+3NO2+9H20；
综上所述，本题正确答案为：B；
(3)密度为1.26 g·cm-3，质量分数为50.0%的硝酸，其物质的量浓度是c=1000ρω/M=1000×1.26×50%/63=10mol/L；
综上所述，本题正确答案为：10；
(4)①因NO易被氧化，若装置中存在氧气则不能说明NO的存在，所以反应前先通入N2目的是排尽装置中的空气，防止NO被氧化；
综上所述，本题正确答案为：B；N2排除装置中的空气，以防NO被氧化；
②A中铁与浓硝酸反应NO2进入C浓硫酸干燥，然后进入F冰水混合物冷却使二氧化氮液化分离，剩余的NO进入D与氧气反应，最后连接尾气处理装置，所以仪器连接顺序为：3-6-7-8-9-5；
综上所述，本题正确答案为：3、6、7、5；
④二氧化氮和水之间反应生成硝酸和一氧化氮，即3NO2+H2O=2HNO3+NO，如果生成气体中含有一氧化氮，则试管中液面高度低于试管容积的1/2或余气大于试管容积1/2或余气体积等于2/3或液面高度等于1/3)；
综上所述，本题正确答案为：试管中液面高度低于试管容积的1/2或余气大于试管容积1/2或余气体积等于2/3或液面高度等于1/3)。
19． -(b/4-a)kJ · mol-1
【详解】
(1)X为N2，氮原子之间有3对共用电子对，电子式为：，甲是氨气，结构式为：，Z为Cl2，实验室制备氯气是用二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、氯气和水，化学方程式为：，故本题答案为： ；；；
(2)Y+X→甲(g)的化学方程式为，故本题答案为：；
(3)根据图象可知，白磷和氯气的总能量大于PCl3的能量，该反应为放热反应，所以热化学方程式为：，1mol白磷固体和氯气反应，生成固态PCl5时，放热b kJ，则1mol固态丁转化为液态丙时的反应热=-(b/4-a)kJ · mol-1，故本题答案为：；-(b/4-a)kJ · mol-1；
20． CH4 2NO+2CO=N2+2CO2 KNO2 a、c 0.375 8:5
【详解】
(1)根据质量守恒定律的微观解释可以知道：反应前后的原子数目和种类应该相等，分析题给的化学反应方程式可以知道，反应前出现了2个O，1个C，8个H，反应后出现了2个O，4个H，所以在X中含有4个H和1个C，故答案为CH4；
(2)汽车尾气含有有毒的一氧化碳、氮的氧化物等气体，容易形成光化学烟雾，污染环境和大气，用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。其中NO被CO还原的反应为2CO+2NO2CO2+N2，生成的二氧化碳和氮气是空气中的成分，是参与大气循环的无毒气体；故答案为2CO+2NO2CO2+N2；
(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量溶液完全吸收后只得到一种钾盐，反应的方程式为NO +NO2+2KOH=2KNO2+H2O，故答案为KNO2；
(4)①a．平衡时各物质的浓度保持不变，CO2百分含量保持不变，说明到达平衡，故a正确；b．开始投料比，2mol CO2和6mol H2，容器中H2浓度与CO2浓度之比始终为3：1，所以不能证明达平衡状态，故b错误；c．容器的体积不变，反应前后都为气体，容器中混合气体的质量始终保持不变，但物质的量减少，当混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明气体的物质的量不变，说明到达平衡，故c正确；d．根据方程式，反应前后都为气体，容器中混合气体的质量始终保持不变，不能说明到达平衡，故d错误；故答案为ac；
②由图可知，12min到达平衡时二氧化碳的浓度变化量为2mol/L-0.5mol/L=1.5mol/L，所以v(CO2)==0.125mol/(L min)，速率之比等于化学计量数之比，所以v(H2)=3v(CO2)=3×0.125mol/(L min)=0.375mol/(L min)，
CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol) 2 6 0 0
反应(mol) 1.5 4.5 1.5 1.5
平衡(mol) 0.5 1.5 1.5 1.5
气体的压强之比等于物质的量之比==，故答案为0.375；。
21． -955 NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 67.2 NH3 随着温度升高催化剂活性降低，所以脱氮率随温度的升高而下降。 正 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
【详解】
(1)已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-662 kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-1248 kJ/mol
根据盖斯定律，将(①+②)×，整理可得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-955 kJ/mol；
(2)NO和NO2混合气体按一定比例被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和H2O，则根据元素原子守恒、电子守恒，可得该反应的化学方程式为：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；由方程式可知：NaOH的物质的量与反应消耗气体的物质的量相等，若反应过程中消耗NaOH的物质的量为3 mol，则理论上被吸收的NO和NO2混合气体的物质的量也是3 mol，其在标准状况下的总体积V(NO+NO2)=3 mol×22.4 L/mol=67.2 L；
(3)①根据图示可知NH3与NO、NO2发生反应产生N2、H2O，在反应中NH3中N元素化合价为-3价，反应后变为N2中的0价，化合价升高，失去电子，被氧化，所以NH3为还原剂；
②一定时间内，用Fe作催化剂，氨气按一定的比例催化还原氮氧化物时，温度不同，反应脱氮率不同，催化剂只有在一定温度范围内催化效率最高，当温度高于300℃时，脱氮率随温度的升高而下降的原因可能是由于随着温度升高催化剂活性降低，导致脱氮率随温度的升高而下降；
(4)①根据图示可知：电极A上通入NH3，失去电子，发生氧化反应变为N2，所以A电极为负极；电极B上通入NO2，得到电子，发生还原反应变为N2，所以B电极为正极；
②电极A上通入NH3，失去电子，发生氧化反应变为N2，其中的+1价的H与溶液中OH-结合形成H2O，则A电极为负极，负极A的电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。
22． k和c a和l 4Zn+2+10H+=4Zn2++N2O↑+5H2O A、C、G 5:4
【详解】
(1)氮元素的核电荷数为7，原子核外有2个电子层，最外层有5个电子，原子结构示意图为，故答案为：；
(2)氮的固定为将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，则图中氮气转化为氨气的反应k和氮气转化为一氧化二氮的反应c属于氮的固定，故答案为：k和c；
(3)氨气转化为铵根离子的反应l和铵根离子转化为氨气的反应a没有元素化合价变化，属于非氧化还原反应，故答案为：a和l；
(4)反应i是酸性条件下，硝酸根与锌发生氧化还原反应生成硝酸锌、一氧化二氮和水，反应的离子方程式为4Zn+2+10H+=4Zn2++N2O↑+5H2O，故答案为：4Zn+2+10H+=4Zn2++N2O↑+5H2O；
(5)装置A为固固加热制备气体的装置，则用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应制备氨气应选用装置A，氨气的密度比空气小，应选用向下排空气法收集，则收集氨气应选用装置C，用硫酸吸收氨气氨气时应连接导致的漏斗防止产生倒吸，则吸收氨气的装置应选用装置G，故答案为：A、C、G；
(6)设圆底烧瓶容积为VL，甲中充满氨气后氨气的体积为VL，物质的量为mol，当烧瓶中充满液体后氨水的体积为VL，则的物质的量浓度为=mol/L；充满二氧化氮和氧气的混合气体的乙圆底烧瓶倒扣在盛水的水槽中最终烧瓶中充满液体说明二氧化氮和氧气的体积比为1:4，则圆底烧瓶中二氧化氮的体积为L，硝酸溶液的体积为VL，由二氧化氮、氧气在水中生成硝酸的化学方程式4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知，硝酸的物质的量为mol，则硝酸的物质的量浓度为= mol/L，则氨水和硝酸的物质的量浓度之比为mol/L： mol/L=5:4，故答案为：5:4。