专题七第二单重要的含氮化工原料同步练习
2022——2023学年下学期高一化学苏教版(2019)必修第二册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列气体大量排到空气中不会引起酸雨的是
A. B. C. D.
2.检验氨气正确的方法是
A.用湿润的红色品红试纸,试纸褪色
B.靠近蘸有浓盐酸的玻璃棒,有白烟
C.用湿润的蓝色石蕊试纸,试纸变红
D.用湿润的淀粉碘化钾试纸,试纸变蓝
3.下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是
A.硝酸能与Na2SO3反应,但不易生成SO2
B.硝酸的氧化性很强,能氧化所有金属
C.可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
D.浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色
4.对下列事实的解释中,错误的是
A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性
B.浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸不稳定
C.氢氧化亚铁在空气中不稳定,会转化成氢氧化铁,说明氢氧化亚铁具有还原性
D.常温下,浓硝酸可以用铝质容器储存,说明铝与浓硝酸不反应
5.利用下列各组中物质间的反应制备和收集少量气体,能采用如图实验装置的是
A.浓氨水与固体氢氧化钠 B.浓硫酸与铜片
C.稀硝酸与铜片 D.浓硝酸与铜片
6.氨的喷泉实验体现了氨的下列性质中的
A.还原性 B.极易溶解于水
C.与水反应生成碱性物质 D.氧化性
7.铁粉与稀硝酸反应的化学方程式为8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O。下列有关说法正确的是
A.氧化性:HNO3<Fe3+
B.作氧化剂的HNO3是参与反应的HNO3的10%
C.若铁粉过量,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶8
D.在反应后的混合物中滴加少量氢氧化钠溶液,有气体逸出
8.关于硝酸的说法正确的是
A.硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮得电子
B.浓HNO3与浓HCl按3:1的体积比所得的混合物叫王水
C.硝酸电离出的H+离子,能被Zn、Fe等金属还原成H2
D.浓硝酸保存在透明试剂瓶中
9.铝与稀硝酸发生反应的化学方程式为(未配平),若配平方程式后,的化学计量数应该是
A.2 B.4 C.6 D.8
10.铁是应用最广泛的金属,被誉为“金属之王”。已知:①,②。下列有关说法正确的是
A.FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式为
B.反应②中Cu元素化合价升高,发生还原反应
C.铁与稀硝酸反应中电子转移情况:
D.反应①中硝酸只起氧化剂的作用
11.X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大,Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18,Q元素的原子最外层比次外层少一个电子。下列说法不正确的是
A.原子半径:ZB.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y>M
C.ZX3易溶于水,其水溶液呈碱性
D.X的非金属性强于Q
12.向100mL稀H2SO4与稀HNO3的混合溶液中加入1.92g铜粉,加热使其充分反应。又知稀HNO3和稀H2SO4的物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。下列说法正确的是(忽略反应前后溶液的体积变化)
A.所得溶液中c(H+)=0.5mol/L
B.所得溶液中c(Cu2+)=0.225mol/L
C.反应中转移0.06mol的电子
D.所得气体在标准状况下的体积为0.448L
13.一定量的镁铝合金与完全反应生成(标况),再向反应后的溶液中加入溶液,使镁、铝元素恰好完全沉淀,则所加溶液体积是
A. B. C. D.
14.常温下固体遇会形成(可溶于水),加热条件下该固体又易分解生成和,下列说法正确的是
A.作干燥剂时,可以干燥
B.实验室不适宜采用固体与固体混合加热的方法制备少量
C.溶于水,通入可以产生白色沉淀
D.与形成的过程不是化学变化
15.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是
① ② ③
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
二、填空题
16.向盛有水的烧杯中加入固体,得到溶液①,再向溶液①中通入气体,得到溶液②。
(1)用文字描述溶液②的组成,并在图中标示出来_________。
(2)你认为可以通过哪些实验研究溶液②的性质?请标注在上图中______。
(3)向溶液②中加入固体,发现溶液呈黄色,请分析溶液呈黄色的可能原因________。
17.工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同的地方,又有区别。线路①②③是工业生产硝酸的主要途径,线路I、II、III是雷电固氮过程中硝酸的产生途径。
(1)写出各变化的化学方程式,如果属于氧化还原反应,指出其中的氧化剂和还原剂____、____、____、____、____。
(2)硝酸生产过程中排放出来的一氧化氮是大气污染物之一。目前有一种治理方法,是在400℃左右且有催化剂存在的条件下,用氨把一氧化氮还原成可直接排入大气的无色无毒气体。请写出有关反应的化学方程式____。
18.写出下列反应的化学方程式,若为氧化还原反应,请标出电子转移的方向与数目。
(1)铜与稀硝酸反应____。
(2)氨气与氯化氢气体反应____。
(3)硫与浓硝酸反应生成H2SO4并产生红棕色气体____。
三、实验题
19.硝酸的化学性质
(1)酸性:在水中的电离方程式为_______。
(2)不稳定性:
①浓硝酸见光或受热会发生分解,化学方程式为_______。
②实验室中浓硝酸显黄色是浓硝酸分解生成的_______又溶于硝酸所致。
(3)强氧化性:
①实验探究:
实验装置
稀硝酸 浓硝酸
实验现象 反应缓慢,有少量气泡产生,_______,试管口有_______产生 反应剧烈,有_______产生,_______溶液_______,液面上有_______气体产生
实验结论 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成_______气体 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成_______气体
②强氧化性的表现:
写出下列有关反应的化学方程式:
a.与金属反应:
稀硝酸与铜反应:_______ 。
浓硝酸与铜反应:_______。
b.与非金属反应:
浓硝酸与红热的碳(被氧化为CO2)的反应为_______ 。
四、工业流程题
20.Ⅰ.合成氨技术是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为,一种工业合成氨,进而合成尿素的简易流程如图所示:
(1)天然气中的杂质常用氨水吸收,产物为,一定条件下向溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出吸收液再生的化学反应方程式:___。
(2)和在高温、高压、催化剂条件下可合成,反应的化学方程式为_____________;氨是—种潜在的清洁能源,可作为碱性燃料电池的燃料。电池的总反应式为,则该燃料电池的负极反应式是_____。
(3)已知尿素的结构简式为 ,请写出尿素的同分异构体中含有离子键的化学式:_________。
Ⅱ.某气态烃A与的相对密度为14,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工产业发展水平。以该化合物为原料合成化合物G、E和I的流程如图所示:
已知:a.芳香族化合物(分子中含苯环的化合物)F由C、H、O三种元素组成,其相对分子质量为166,环上的一氯代物只有一种,与足量溶液反应生成,F与足量B反应生成G。
b.H为二元醇,其蒸气密度折算成标准状况为,H与足量D反应生成I。
(1)G的分子式为_____________。
(2)写出⑥的化学方程式:____________________。
(3)F与H在一定条件下可生成环状化合物J,写出生成J的化学反应方程式:___。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【详解】A.二氧化硫是有毒气体,是形成硫酸型酸雨的有害气体,会污染大气,选项A不选;
B.一氧化氮有毒,会污染大气,并能形成形成光化学烟雾,且与氧气反应生成二氧化氮,会导致硝酸型酸雨的形成,选项B不选;
C.二氧化氮有毒,会污染大气,并能形成形成光化学烟雾,也能形成硝酸型酸雨,选项C不选;
D.CO有毒,但不会导致酸雨的形成,选项D选;
答案选D。
2.B
【详解】A.NH3不具有漂白性,不能使湿润的红色品红试纸褪色,A错误;
B.浓盐酸易挥发出HCl气体,与NH3反应生成NH4Cl固体而产生白烟,B正确;
C.湿润的蓝色石蕊试纸用于定性检验酸性物质,而NH3是碱性气体,故不能使湿润的蓝色石蕊试纸变色,C错误;
D.NH3不具有氧化性,不能氧化KI生成I2,故不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变色,D错误;
故选B。
3.A
【详解】A.硝酸能与Na2SO3发生氧化还原反应,生成硫酸钠,不会生成SO2,故A正确;
B.硝酸的氧化性很强,能氧化一般的金属,但Au、Pt不能被硝酸氧化,故B错误;
C.铝或铁能与稀硝酸反应生成硝酸盐、NO和水,因此不可用铝或铁制容器盛装稀硝酸,只能用铝或铁制容器盛装浓硝酸,主要是铝或铁与浓硝酸发生钝化反应,故C错误;
D.浓硝酸中因硝酸分解生成二氧化氮而呈黄色,故D错误。
综上所述,答案为A。
4.D
【详解】A.蔗糖由C、H、O三种元素组成,在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性,故A正确;
B.浓硝酸不稳定,在光照条件下易分解为二氧化氮、氧气、水,二氧化氮溶于硝酸使溶液变黄,故B正确;
C.氢氧化亚铁转化成氢氧化铁,铁元素化合价升高被氧化,说明氢氧化亚铁具有还原性,故C正确;
D.常温下,铝在浓硝酸中发生钝化,所以浓硝酸可以用铝质容器储存,故D错误;
选D。
5.C
【详解】A.浓氨水与固体氢氧化钠混合可制备NH3,但NH3极易溶于水,不能用排水法收集,A错误;
B.浓硫酸与铜片加热生成SO2,装置没有加热的仪器,且SO2溶于水,不能用排水法收集,B错误;
C.稀硝酸与铜片反应生成NO,可以用排水法收集,C正确;
D.浓硝酸与铜片反应生成NO2,NO2与水反应生成NO,因此不能用排水法收集,D错误;
故选C。
6.B
【详解】A.氨气的还原性表现在氧化还原反应中失电子作还原剂,与喷泉实验无关,A错误;
B.极易溶于水的气体能形成压强差而产生喷泉实验,所以氨的喷泉实验体现了氨极易溶于水的性质,与喷泉实验有关,B正确;
C.HCl也容易形成喷泉实验,但其溶于水显酸性,说明喷泉实验和氨气与水反应生成碱性物质的性质无关,C错误;
D.NH3的氧化性表现在NH3在与Na反应产生NaNH2和H2及高温、高压、催化剂条件下NH3分解产生N2、H2,但这些性质与NH3喷泉实验的形成无关,D错误;
故合理选项是B。
7.B
【分析】该反应中Fe元素化合价升高作还原剂被氧化,Fe3+为氧化产物,部分HNO3中N元素化合价降低作氧化剂被还原,NH为还原产物。
【详解】A.氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,即氧化性:HNO3>Fe3+,A错误;
B.根据化学方程式可知,30molHNO3参与反应时生成3molNH4NO3,即有3molHNO3被还原,做氧化剂,所以作氧化剂的HNO3是参与反应的HNO3的×100%=10%,B正确;
C.若铁粉过量,则Fe元素最终生成Fe2+,化合价升高2价,做氧化剂的HNO3中N元素化合价降低8价,根据得失电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶8,C错误;
D.在反应后的混合物中滴加少量氢氧化钠溶液,OH-会先结合Fe3+生成沉淀,不会有气体产生,D错误;
综上所述答案为B。
8.A
【详解】A.硝酸的强氧化性主要体现在+5价氮的得电子能力,故A正确;
B.浓HNO3与浓HCl按的体积比所得的混合物叫王水,故B错误;
C.硝酸与金属单质反应不能生成氢气,故C错误;
D.硝酸见光易分解,所以浓硝酸应该保存在棕色细口瓶中,故D错误;
故选A。
9.B
【详解】根据得失电子守恒和原子守恒,可配平该反应为,则的化学计量数应该是4,B正确,故答案选B。
10.C
【详解】A.根据反应②可写出其离子方程式为,A项错误;
B.反应②中Cu元素化合价升高,发生氧化反应,B项错误;
C.该反应中Fe元素由0价升高至+3价,硝酸中N元素由+5价降低至+2价,反应中转移电子数为3,可用单线桥法表示,C项正确;
D.反应①中硝酸既是氧化剂,又起酸的作用,D项错误;
故选C。
11.D
【分析】X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大,Y元素的最高正价为+4价,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族,则Y为C,M为Si,Z为N;化合物Z2X4的电子总数为18个,则X为H,Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子,则Q为Cl。
【详解】A.根据层多径大,同电子层结构序多径小原则,则原子半径:N<C<Si,A正确;
B.同周期,从左到右非金属性增强,其最高价氧化物对应水化物酸性增强,同主族,从上到下非金属性减弱,其最高价氧化物对应水化物酸性减弱,因此最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3,B正确;
C.由分析可知Z为N,X为H,易溶于水,其水溶液显碱性,C正确;
D.由分析可知X为H,Q为Cl,H和Cl化合生成HCl,H显+1价,因此H的非金属性弱于Cl,D错误;
故选D。
12.A
【分析】n(Cu)=1.92g÷64g/mol=0.03mol,n(H+)=0.4mol/L×0.1L×2+0.1mol/L×0.1L=0.09mol,n(NO)=0.1mol/L×0.1L=0.01mol,由反应3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O可得,显然硝酸根离子的物质的量不足,由硝酸根离子的物质的量及离子方程式可知0.01mol硝酸根离子发生了反应,据此解答。
【详解】A.由分析可知,0.01mol硝酸根离子发生反应时消耗H+的物质的量为0.04mol,所得溶液中剩余,故A正确;
B.由分析可知,0.01mol硝酸根离子发生反应时消耗Cu的物质的量为0.015mol,所得溶液中,故B错误;
C.由反应离子方程式可知,0.01mol硝酸根离子发生反应,转移0.03的电子,故C错误;
D.由分析可知,0.01mol硝酸根离子发生反应生成气体0.01mol,在标准状况下的体积为0.224L,故D错误;
故答案选A。
13.B
【详解】由Mg、Al最终转化为氢氧化镁、氢氧化铝,最终溶液中溶质为NaNO3,根据氮元素守恒n(NaNO3)=0.5L×1mol/L-=0.4mol,由钠离子守恒n(NaOH)=n(NaNO3)=0.4mol,则需要NaOH溶液的体积为=0.2L=200mL,故B正确;
故选B。
14.C
【详解】A.固体遇会形成,不能用干燥,故B错误;
B.加热易分解为和,实验室可以用与固体混合加热的方法制备少量,故B错误;
C.溶于水得到和氨水的混合液,溶液呈碱性,通入可以产生碳酸钙沉淀和氯化铵,故C正确;
D.与形成配合物,属于化学变化,故D错误;
选C。
15.D
【分析】浓硝酸不稳定,易分解为二氧化氮、水和氧气。
【详解】A.①中的红棕色气体是NO2,N元素化合价降低,根据氧化还原反应规律,一定有元素化合价升高,推断产生的气体中还一定有O2,故A正确;
B.浓硝酸受热易分解,②中的红棕色气体可能是硝酸分解产生,不能说明木炭与浓硝酸发生了反应,故B正确;
C.硝酸中N元素化合价为+5价,生成二氧化氮中N元素化合价为+4价,化合价降低,所以生成的红棕色气体为还原产物,故C正确;
D.③的气体产物中检测出CO2,CO2可能是C和氧气反应生成的产物,故D错误;
选D。
16.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)溶液②为和两种溶质组成的混合物,由于硝酸钾与氯化氢是强电解质,在水溶液中完全电离,则溶液②中存在的主要离子有:K+、、H+、Cl-,表示为。
(2)溶液②中存在Cl-、H+、K+,证明溶液②中存在Cl-,可以用稀硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明溶液②中有Cl-;滴入紫色石蕊试液,若溶液变红,说明溶液②中有H+;证明存在K+,可利用焰色反应,透过蓝色钻玻璃观察火焰的焰色,若呈紫色,说明溶液②中存在K+;故答案为:。
(3)溶液中含有和H+,具有强氧化性,能氧化Fe2+为Fe3+,溶液呈黄色,反应的离子方程式为。
17.(1) N2+3H22NH3,N2作氧化剂,H2作还原剂 4NH3+5O24NO+6H2O,O2作氧化剂,NH3作还原剂 N2+O22NO,O2作氧化剂,N2作还原剂 2NO+O2=2NO2,O2作氧化剂,NO作还原剂 3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO2作氧化剂及还原剂
(2)4NH3+6NO5N2+6H2O
【分析】N2与H2在高温、高压催化剂条件下合成NH3,NH3与O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生NO、H2O;N2与O2在电火花作用下也能够反应产生NO;NO在常温下被O2氧化产生NO2,NO2与H2O反应产生HNO3、NO。
【详解】(1)N2与H2在高温、高压催化剂条件下合成NH3,该反应的化学方程式为:N2+3H22NH3,在该反应中有元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应,其中N2作氧化剂,H2作还原剂;
NH3与O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生NO、H2O,反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,该反应是氧化还原反应,其中NH3作还原剂,O2作氧化剂;
N2与O2在放电时反应产生NO,反应方程式为:N2+O22NO,该反应属于氧化还原反应,其中O2作氧化剂,N2作还原剂;
NO与O2迅速反应产生NO2,反应方程式为:2NO+O2=2NO2,该反应属于氧化还原反应,其中O2作氧化剂,NO作还原剂;
NO2与H2O反应产生HNO3、NO,反应方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,该反应属于氧化还原反应,其中只有N元素的化合价发生变化,因此NO2既作氧化剂又作还原剂;
(2)NH3、NO在400℃条件下反应产生N2、H2O,反应方程式为:4NH3+6NO5N2+6H2O。
18.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)Cu化合价升高失电子,硝酸中的N元素化合价降低得电子;
故答案为:。
(2)氨气与氯化氢为化合反应,没有化合价变化,不属于氧化还原;
故答案为:。
(3)硫元素化合价由0价升高到+6价,失去电子,N元素化合价由+5价降低到+4价,得到电子;
故答案为:。
19.(1)HNO3=H++NO
(2) 二氧化氮(或NO2)
(3) 溶液变蓝 红棕色气体 大量气泡 试管内 变蓝 红棕色 一氧化氮 二氧化氮
【详解】(1)硝酸属于强酸,在水中会发生电离生成氢离子和硝酸根离子,其电离方程式为:HNO3=H++NO;
(2)①浓硝酸见光或受热会发生分解,生成二氧化氮、氧气和水,涉及的化学方程式为;
②浓硝酸见光易分解产生二氧化氮、氧气和水,二氧化氮为红棕色气体,所以实验室中浓硝酸显黄色是浓硝酸分解生成的二氧化氮溶于水引起的,故答案为:二氧化氮(或NO2);
(3)铜和稀硝酸反应,铜片溶解,表面会有气泡产生,溶液由无色变为蓝色,反应略缓慢,试管口上方略显红棕色,触摸容器外壁,会发热,两者反应会生成硝酸铜、一氧化氮和水,一氧化氮在试管口遇到氧气会生成红棕色的二氧化氮,涉及的化学方程式为:;2NO+O2=2NO2;
铜和浓硝酸反应,铜片溶解,表面会有大量气泡产生,溶液由无色变为蓝色,反应剧烈,触摸容器外壁,会发热,两者反应会生成硝酸铜、二氧化氮和水,涉及的化学方程式为:;
浓硝酸与红热的碳(被氧化为CO2)发生反应生成二氧化氮、二氧化碳和水,根据氧化还原反应的规律可知,该反应方程式为:。
20.
【详解】Ⅰ.(1)杂质常用氨水吸收,产物为,一定条件下向溶液中通入空气,
得到单质硫并使吸收液再生,反应过程中生成一水合氨,
依据原子守恒和得失电子守恒可得化学方程式为。
故答案为:;
(2)根据原子守恒可得;根据电池的总反应式可知,通入氨气的一极是负极,通入氧气的一极是正极,负极反应式为。
故答案为:;;
(3)尿素中没有金属元素,其同分异构体中属于离子化合物的肯定是铵盐,根据原子守恒并联想可得,符合题意,故答案为:;
Ⅱ.某气态烃A与的相对密度为14,,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工产业发展水平,则A为,乙烯与水发生加成反应生成的B为,乙醇发生催化氧化反应生成的C为,乙醛进一步发生氧化反应生成的D为,乙酸与乙醛发生酯化反应生成的E为。芳香族化合物F由C、H、O三种元素组成,与足量溶液反应生成,则F中含有2个羧基,其相对分子质量为166,2个羧基、1个的总相对分子质量为,则F中含有1个苯环、2个羧基,且环上的一氯代物只有一种,则F为 ,F与足量的B发生酯化反应生成的G为 ,其分子式为:;H为二元醇,其蒸气密度折算成标准状况为,其相对分子质量为,去掉2个羟基,剩余基团相对分子质量为,故剩余基团为,则H为,H与足量D反应生成的I为 ,其化学方程式为:;H()与F( )在一定条件下可发生酯化反应生成环状化合物J,反应为:。
故答案为:;;;
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