专题7　氮与社会可持续发展 专题检测试卷(二)（含答案）

专题7　氮与社会可持续发展 专题检测试卷(二)
(满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列属于固氮的化学反应是(　　)
①N2和H2在一定条件下反应生成NH3
②硝酸工厂用NH3制NO
③雷雨天气空气中的N2转化为NO
④利用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
A．①② B．②④
C．①③ D．③④
2．如图为含有同一种元素的a、b、c、d四种物质的转化关系。其中a是单质，b、c是氧化物，d是酸，各步转化均为一步实现，则a可能是①C、②N2、③S中的(　　)
A．①和③ B．只有①
C．①②③ D．①②
3．一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(　　)
A. B.
C. D.
4．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(　　)
选项 制取的气体 a b
A H2S 稀H2SO4 FeS
B O2 H2O2溶液 MnO2
C NO2 浓HNO3 铁片
D NH3 浓氨水 CaO
5．(2022·杭州高一测试)探究氮及其化合物的性质过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)
A．图①将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明NH3极易溶于水
B．将图②烧杯中的H2O改为NaOH溶液，喷泉实验效果会更好
C．图③加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性
D．将红热的Pt丝伸入如图④所示的锥形瓶中，瓶口出现少量的红棕色气体，说明氨气催化氧化的产物中有NO2
6．(2021·江苏，7)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。2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－116.4 kJ·mol－1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO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NO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．NO(aq)N2(g)
7．下列有关化肥与环境关系的描述，正确的是(　　)
A．雨天追肥有利于农作物的吸收
B．大量施用化肥对环境没有污染
C．绿色植物都能直接在空气中进行生物固氮
D．过多的尿素进入水体会恶化水质，导致“水华”现象
8．碳与浓硝酸共热，产生的气体分为两份，第一份气体先通入适量蒸馏水中再通入石灰水中；第二份气体直接通入石灰水中，则石灰水的变化可能是(　　)
A．第一份不变浑浊；第二份变乳白色
B．第一份变乳白色；第二份不变浑浊
C．第一份变乳白色；第二份变乳白色
D．第一份不变浑浊；第二份不变浑浊
9．下图是氨气催化氧化的实验装置，下列有关叙述正确的是(　　)
A．氧化铬起氧化作用
B．加热后，通过氧化铬的气体由无色变为红棕色
C．烧杯中的紫色石蕊试液不变色
D．圆底烧瓶中的气体一定为无色
10．(2022·海南海口市灵山中学高一检测)下列关于浓硫酸与浓硝酸的叙述不正确的是(　　)
A．敞口久置，二者浓度均会变小
B．常温下，均会使铝、铁钝化
C．敞口久置，二者质量均会变大
D．氧化性浓硝酸强于浓硫酸
11．(2022·江苏徐州市第七中学高一检测)NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物，NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4(g)??2NO2(g)　ΔH＝57 kJ·mol－1。已知2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O。下列装置不能达到相应实验目的的是(　　)
A．装置甲生成NO2
B．装置乙收集NO2
C．装置丙吸收NO2尾气
D．装置丁使NO2充分转化为HNO3
12．对下列事实的解释错误的是(　　)
A．氨气溶于水的喷泉实验，说明氨气极易溶于水
B．常温下，将铜放入浓硫酸中无明显变化，说明铜在冷的浓硫酸中钝化
C．浓硝酸久置显黄色，说明浓硝酸不稳定
D．向胆矾中加入浓硫酸后出现白色的现象，说明浓硫酸具有吸水性
13．某实验小组利用如图装置制备NH3并探究其性质。下列说法正确的是(　　)
A．①中固体可换为NH4Cl
B．②中药品为P2O5
C．反应一段时间后，③中黑色固体变为红色
D．反应一段时间后，④中锥形瓶收集到液氨
14．下列是实验室制取气体时常用的发生装置和收集装置。下列说法正确的是(　　)
A．图①可用于NH4Cl固体与碱石灰共热制取NH3
B．图②可用于实验室制取Cl2
C．图③可用于收集NO
D．图④可用于收集HCl气体
15．将Cu、Zn混合物投入稀硝酸中，充分反应后，锌有剩余，则反应后的混合物中肯定不存在的是(　　)
①Cu　②Cu(NO3)2　③HNO3　④Zn(NO3)2
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
16．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是(　　)
A．加热时，①中上部汇集了NH4Cl固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又都变为无色
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现SO2的漂白性
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
17．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L 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5 mol·L－1氢氧化钠溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)
A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL
18．“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是(　　)
①实验室中收集氨气采用图甲所示装置
②实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置
③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验
④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A．②③④ B．①②③
C．①②④ D．①③④
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(12分)为提高农作物产量，现代农业生产中需要大量含氮化合物作肥料。
(1)下列固氮方法中，属于人工固氮的是______(填字母)。
A．合成氨 B．闪电固氮
C．根瘤菌固氮 D．仿生固氮
E．用氨气合成尿素
(2)植物的根瘤菌能把空气中的氮气转化为氨，被植物吸收，这种过程被称为氮的固定。此过程可简单地用化学方程式表示为：
N2＋____C＋____H2O____NH3＋____CO2
①配平以上化学方程式，并用单线桥法表示电子转移的方向和数目。
②上述反应中的还原剂是______，还原产物是________(均填化学式)。若转移3 mol电子则会生成______ mol NH3。
③闪电固氮反应的化学方程式是__________________________，氮气显________(填“氧化”或“还原”)性。
④合成氨的化学方程式是________________，氮气显______(填“氧化”或“还原”)性。
20．(8分)(2022·贵州瓮安第一中学高一月考)物质A经下图所示的过程转化为含氧酸D，D为强酸，请回答下列问题：
(1)若A在常温下为气体单质则回答：
①A、C的化学式分别是：A________；C________。
②将C通入水溶液中，反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)若A在常温下为一种刺激性气味的气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则A和O2反应生成B的化学方程式为____________________________________，向含有足量D的稀溶液中加入19.2 g的Cu，则生成标准状况下的气体体积为______ L。
21．(12分)喷泉是一种常见的现象，其产生的原理是存在压强差(如图所示)。
试回答下列问题：
(1)实验室制取氨气的化学方程式为_____________________________________________。
用图①装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发喷泉的操作是___________。
如果只提供图②的装置，请说明引发喷泉的方法：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用图③装置，在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________(填字母，下同)。
A．Cu与稀盐酸
B．Fe与稀硫酸
C．Cu与稀硝酸
D．NaHCO3溶液与NaOH溶液
(3)在图④锥形瓶中加入酒精，瓶外放一水槽，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉，水槽中加入的物质可能是________。
A．浓硫酸 B．食盐
C．硝酸钾 D．硫酸铜
(4)同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3和②NO2，进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，发现烧瓶①中充满液体，②中充有体积的液体，则两烧瓶内溶质的物质的量浓度的正确关系是________。
A．①＞② B．①＜②
C．①＝② D．不能确定
22．(14分)某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。
(1)A装置中制取NH3的化学方程式是___________________________________________。
(2)甲、乙分别是________(填字母)。
a．浓硫酸、碱石灰
b．碱石灰、碱石灰
c．碱石灰、无水氯化钙
d．五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是______________________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是___________________________________________
___________________________________________________________________________。
探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。
(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2；______________。
(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若标准状况下混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为 ________ mol·L－1(保留两位有效数字)。
专题检测试卷(二)
1．C　2.C　3.C　4.B　5.D
6．C　[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。]
7．D　[雨天追肥，化肥易随雨水流失；大量施用化肥，会造成土壤、水的污染；固氮是把游离态的氮转化为化合态的氮，有些植物如豆科植物，可直接在空气中进行固氮，而其他大部分植物不行；尿素进入水体会导致水体富营养化，最终使水体恶化，形成“水华”现象。]
8．B　[碳与浓硝酸共热，产生NO2和CO2的混合气体，第一份气体先通入适量蒸馏水中，NO2与水反应生成硝酸和NO，NO和剩余气体(CO2)通入石灰水中，石灰水变乳白色浑浊；第二份气体直接通入石灰水中，NO2与水反应生成硝酸，再和石灰水反应，石灰水不变浑浊。]
9．B　[氧化铬起催化作用，A项错误；加热后NH3发生催化氧化生成NO和水，NO和O2反应生成NO2，所以气体由无色变为红棕色，B项正确；NO2溶于水生成HNO3，因此烧杯中的紫色石蕊试液变为红色，C项错误；圆底烧瓶中可能有O2，则生成的NO能与O2反应生成红棕色的NO2，D项错误。]
10．C　[浓硫酸具有吸水性，浓硝酸具有挥发性，敞口久置，二者浓度均会变小，故A正确；常温下，均会使铝、铁钝化，在表面形成致密的氧化膜，故B正确；敞口久置，浓硫酸质量会变大，浓硝酸质量会变小，故C错误；浓硝酸氧化性强于浓硫酸，故D正确。]
11．B　[浓硝酸可以和铜反应生成NO2，A不符合题意；NO2的密度比空气大，且不与空气反应，应该用向上排空气法收集，即长进短出，B符合题意；根据题目信息可知NO2可以和碱反应生成可溶性盐，所以可以用NaOH溶液吸收尾气，C不符合题意；通入氧气，可以发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，使NO2充分转化为HNO3，D不符合题意。]
12．B　[氨气极易溶于水，可做氨溶于水的喷泉实验，A项正确；常温下，铜与浓硫酸不反应，而钝化是指反应产生的氧化膜阻止了反应的进行，B项错误；浓硝酸久置分解产生的二氧化氮气体溶于硝酸中使硝酸显黄色，C项正确；向胆矾中加入浓硫酸后出现白色的现象，是胆矾失去结晶水后变为白色固体，说明浓硫酸具有吸水性，D项正确。]
13．C　[NH4Cl受热分解生成NH3和HCl气体，遇冷重新反应生成NH4Cl，无法制取NH3，故A错误；P2O5会与H2O、NH3反应生成(NH4)3PO4，不能用P2O5干燥氨，故B错误；NH3具有还原性，可将黑色氧化铜还原成红色的铜单质，则反应一段时间后，③中黑色固体变为红色，故C正确；液氨的沸点为－33.5 ℃，无法在冰中液化，氨与氧化铜反应后生成水，过量的氨可溶于水，故收集到的是氨水，故D错误。]
14．A　[图①为固体与固体加热制备气体，而固体氯化铵与固体碱石灰加热生成氨，用到的发生装置也为固体与固体加热装置，故A正确；浓盐酸与二氧化锰反应需要加热，图②没有加热仪器，故B错误；一氧化氮能够与氧气反应，且密度与空气密度相差不大，不能用排气法收集，故C错误；氯化氢易溶于水，不能用排饱和食盐水的方法收集，故D错误。]
15．B　[Zn比Cu活泼，充分反应后，锌有剩余，则说明反应后的溶液中不存在HNO3、Cu(NO3)2，因为锌与二者发生反应：3Zn＋8HNO3(稀)===3Zn(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，Cu(NO3)2＋Zn===Zn(NO3)2＋Cu。]
16．A　[A项，加热时，①上部汇集了固体NH4Cl，是由于氯化铵不稳定，受热易分解，分解生成的氨气和HCl遇冷重新反应生成氯化铵，正确；B项，加热时氨气逸出，②中溶液颜色变为无色，冷却后氨气溶解，②中溶液变为红色，错误；C项，二氧化硫与有机色素化合生成无色物质而具有漂白性，受热又分解，恢复颜色，所以加热时，③中溶液变红，冷却后又变为无色，错误；D项，可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，错误。]
17．A　[由题意可知：HNO3 ，由关系式分析可得：Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2×＝0.15 mol。根据NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，则V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。]
18．C　[因为氨气的密度比空气小，实验室用向下排空气法收集氨气，氨气溶于水呈弱碱性，可以使滴有酚酞的水变红，①符合“绿色化学”；氯气有毒，与钠反应后，多余的氯气被碱液吸收，②符合“绿色化学”；铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒，一氧化氮可以用气球收集，④符合“绿色化学”；浓盐酸和浓氨水都易挥发，③不符合“绿色化学”。]
19．(1)AD
(2)①
②C　NH3　1
③N2＋O22NO　还原
④N2＋3H22NH3　氧化
解析　(1)合成氨、仿生固氮属于人工固氮，闪电固氮属于自然固氮，根瘤菌固氮属于生物固氮，用氨气合成尿素不属于氮的固定，故选A、D。
(2)①在该反应中，N从0价到－3价，得到电子，C从0价到＋4价失去电子，根据电子转移守恒，配平化学方程式2N2＋3C＋6H2O4NH3＋3CO2，共转移12e－。②上述反应中，C的化合价从0价升高到＋4价，C为还原剂，N的化合价从0价降低到－3价被还原，还原产物是NH3，每转移3 mol电子，则生成1 mol氨气。
③闪电固氮的化学方程式为N2＋O22NO，在反应中N元素从0价升高到＋2价，N2作还原剂，显还原性。
④合成氨的化学方程式为N2＋3H22NH3，在反应中，N元素从0价降低到－3价，N2作氧化剂，显氧化性。
20．(1)①N2　NO2　②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O　4.48
解析　(1)若A为气体单质，C与水反应所得溶液呈酸性，则推断A为N2，B为NO，C为NO2，D为HNO3，NO2和H2O反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(2)若A为刺激性气味的气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则A为NH3，B为NO，C为NO2，D为HNO3，NH3和O2反应生成NO的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O,19.2 g Cu为0.3 mol和足量稀HNO3反应，生成0.2 mol NO，在标准状况下体积为4.48 L。
21．(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　打开止水夹，挤压胶头滴管　打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移开热毛巾　(2)BC　(3)A　(4)C
解析　(1)实验室制取氨气常用熟石灰和氯化铵，加热时生成氨气、氯化钙和水，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，氨气是一种极易溶于水的气体，图①装置中，将胶头滴管中的水挤入烧瓶中，瓶内压强减小，在外界气压的作用下，水被压到瓶内，形成喷泉现象；图②装置中，先用微热法将装置中的气体排出微量，形成压强差，根据氨极易溶于水的性质，使烧杯中水迅速进入烧瓶，形成喷泉，即打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移开热毛巾。
(2)图③是在锥形瓶中加入的物质能导致锥形瓶中的气压变大，形成喷泉；Cu与稀盐酸不反应，所以不能导致锥形瓶中气压变大，故A错误；Fe与稀硫酸反应生成氢气，能导致锥形瓶中的气压变大，形成喷泉，故B正确；Cu与稀硝酸反应生成NO气体，能导致锥形瓶中的气压变大，形成喷泉，故C正确；NaHCO3与NaOH溶液反应，但不生成气体，不能导致锥形瓶中的气压变大，故D错误。
(3)在图④锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的物质，结果也产生了喷泉，就必须要求水槽中加入物质后能使锥形瓶中温度明显升高；浓硫酸溶于水放出大量的热使酒精蒸发产生大量酒精蒸气，使锥形瓶内压强大大增加；食盐、硝酸钾、硫酸铜溶于水，水温几乎不变，所以不能形成喷泉，故答案为A。
(4)相同条件下，等体积气体的物质的量相等，氨气易溶于水，则盛有等体积氨气的烧瓶倒立在水槽中时，水会充满整个烧瓶；二氧化氮和水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，溶液中的溶质是硝酸，其物质的量是二氧化氮的，假设烧瓶的体积为1 L，该条件下气体摩尔体积为Vm′，则n(NH3)＝n(NO2)＝ mol，n(HNO3)＝n(NO2)＝ mol，溶液的体积分别为V(NH3)＝1 L，V(HNO3)＝ L，则c(HNO3)＝＝ mol·L－1，c(氨水)＝ mol·L－1，所以两种溶液的物质的量浓度相等，故选C。
22．(1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
(2)c
(3)C装置中混合气体颜色变浅
(4)缺少尾气吸收装置
(5)(进气管短，出气管长)
(6)观察气泡的速率，控制混合气体的比例
(7)0.036
解析　(1)将浓氨水滴入生石灰中，由于CaO＋H2O===Ca(OH)2放热且消耗了水，故促使浓氨水放出氨气。
(2)干燥氨气只能用碱石灰，干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。
(3)如果能反应，消耗NO2，装置中混合气体的颜色变浅。
(4)由于NH3、NO2均能污染空气，所以与它们相关的实验应有尾气吸收装置。
(5)O2、NO2的密度比空气大，故应进气管短，出气管长。
(7)烧瓶中充满溶液，由反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3恰好发生，HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的，溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，则溶液的浓度为＝× mol·L－1，即c(HNO3)≈0.036 mol·L－1。