第五章 5.2 氮及其化合物 同步巩固练 2024-2025学年高中化学人教A版(2019) 必修第二册

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5.2 氮及其化合物 同步巩固练
2024-2025学年高中化学人教A版(2019) 必修第二册
一、单选题
1．反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为（　　）
A．2：3 B．3：2 C．3：4 D．8：3
2．从高温热浪到暴雨洪水，近年来全球多地频频遭遇罕见极端天气，造成重大损失。加强气候适应、应对气象灾害成为人类社会需要共同研究的重要课题。下列有关说法正确的是（　　）
A．氮氧化物、硫氧化物的排放会导致酸雨(即pH＜7的雨水)的形成
B．燃煤中加入石灰石，可以减少SO2、CO2等污染环境的气体排放
C．汽车使用的燃油质量越高，排放的汽车尾气中NO、NO2的含量越少
D．大力发展太阳能、风能、核能等，有助于改善空气质量
3．氮气及其重要化合物的转化关系如如图，则下列说法正确的是（　　）
A．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是工业生产硝酸的主要途径
B．反应①②③均需要使用催化剂
C．路线Ⅲ的另一种反应物为水时，每1mol反应，转移电子数目为NA
D．已知某条件下 ，该条件下每合成1molNH3放出的热量为46.2kJ
4．如图A～D四种物质均含有同一种元素，A可以是单质也可以是气态氢化物，D是该元素最高价氧化物对应的水化物，则A，B，C，D中共同含有的元素可能是（　　）
A．氯 B．铁 C．碳 D．氮
5．利用氮元素价类二维图可以从不同角度研究含氨物质的性质及其转化关系。下列说法错误的是（　　）
A．通过转化①②③可实现工业制硝酸
B．自然界可实现上述转化④
C．实验室可用与共热制取
D．预测与可以反应生成
6．实验室制取氨气并验证其化学性质和用途，图中装置对应的说法正确的是（　　）
A．可利用装置甲制取大量氨气
B．可利用装置乙干燥氨气
C．根据装置丙的原理和现象，可用浓氨水检验氯气管道是否漏气
D．利用装置丁可吸收氨气并防倒吸
7．亚硝酸钠又称为“工业盐”，在新闻报道中常出现因误食工业盐而导致中毒的事件，下列关于亚硝酸钠的叙述不正确的是（　　）
A．亚硝酸钠外观与食盐相似
B．亚硝酸钠和食盐一样也具有咸味
C．食盐可用作食品的添加剂而亚硝酸钠绝对不可用作食品添加剂
D．亚硝酸钠溶液和食盐溶液中滴加硝酸银溶液均可产生白色沉淀
8．氮及其化合物的“价—类”二维图如图所示，下列有关说法错误的是（　　）
A．常温下，a、c、d均为刺激性气味的气体
B．由b生成a或c的过程均属于氮的固定
C．实验室e的浓溶液需保存在棕色试剂瓶中
D．f的氯化物与的反应为吸热反应
9．按下图进行实验，试管内装有12 ，然后间歇而缓慢地通入8 ，下面有关实验最终状态的描述正确的是：（　　）
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体为无色的
C．试管内气体为无色的
D．试管内液面上升至充满整个试管
10．氮的氧化物性质探究实验如下：
步骤1：在一支 的注射器中充入 无色气体 ，然后吸入 水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，如题图所示。振荡注射器，无明显现象。
步骤2：打开弹簧夹，快速吸入少量 后夹上弹簧夹，气体变成红棕色。
步骤3：振荡注射器，气体又变为无色，溶液仍无色。
下列说法不正确的是（　　）
A．步骤1说明 难溶于水
B．步骤2中红棕色气体是
C．步骤3中发生反应的氧化剂和还原剂的质量比为
D．重复步骤2、步骤3多次，可使 充分转化
11．氮及其化合物的变化关系如图所示。则下列说法不正确的是（　　）
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．N2和O2不能直接化合生成NO2
C．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
D．上述所有反应中氮元素均被氧化
12．将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下11.2L的NO和NO2的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被吸收生成NaNO3。下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，通入O2的体积为2.8L
B．反应中被还原的HNO3的物质的量为1.5mol
C．标准状况下，混合气体中NO和NO2的体积均为5.6L
D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol/L
二、填空题
13．某化学小组设计如图装置，探究铜和一定量的浓HNO3是否反应是否有NO生成．已知：A试管内空气体积为50mL（标准状况），B广口瓶盛80mL水，硝酸不溶于煤油．
请回答下列问题：
（1）加入浓HNO3前应先通一段时间N2，具体操作为：　 　，其作用是　 　．
（2）关闭K1、K2，打开K3，通过分液漏斗向试管中加入一定量的浓硝酸，然后在硝酸上方加一层煤油，煤油的作用是　 　，待铜和硝酸反应完毕后，通过分液漏斗向试管中加煤油直至试管充满．
（3）读取量气管读数时，要先　 　，然后再读取读数．
（4）数据分析：①从B中取20mL溶液，恰好中和用去0．1mol/L的NaOH体积为16mL则B中所得硝酸的物质的量浓度为　 　．
②假设只生成NO2，通过计算理论上收集到的气体体积为　 　mL （标准状况下）．
③实验最终测得气体的体积为130.5mL（标准状况下），与理论值有差异，其理由可能为　 　．
A．Cu与一定物质的量浓度的HNO3反反应除了生成NO2还生成NO
B．过程中还发生了反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3
C．过程中还发生了反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3
D．硝酸具有挥发性，对实验有影响．
三、综合题
14．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。
（1）用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式：
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O ①
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O ②
在反应①中，氧化剂是　 　，还原剂是　 　。
在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为　 　。
（2）汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成N2和CO2，该反应的化学方程式为　 　。
（3）在一定条件下NH3亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出NH3和NO2在一定条件下反应的化学方程式：　 　。
15．氮元素的单质和常见的化合物在工、农业生产中用途广泛。
（1）工业上利用分离空气的方法得到氮气．空气各主要成分的沸点如下：
N2 O2 Ar CO2
-196℃ -183℃ -186℃ -78℃
现将空气深度冷却液化，然后缓慢升温，则最先分离出来的气体是　 　。
（2）雷雨时空气中的N2转化为NO，生成物NO是　 　色的气体，　 　（填“易”或“难”）溶于水；NO在空气中很容易被氧化成NO2，NO2能与水发生化学反应．NO2与水反应的化学方程式为　 　。
（3）实验室可用固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应制取氨气。
①制取氨气的化学方程式为　 　；
②要制取标准状况下4.48L的氨气，至少需要称取固体NH4Cl的质量为　 　g。
（4）已知：4NH3＋6NO ＝ 5N2＋6H2O 化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程，探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体，通过一定体积滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）。
①NH3与稀硫酸溶液反应的离子方程式为　 　；
②为了比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是　 　。
答案解析部分
1．B
Cu的化合价从0价升高到+2价，被氧化，Cu(NO3)2是氧化产物，N的化合价从+5价降低到+2价，被还原，NO是还原产物，则氧化产物与还原产物的物质的量比为3：2，
2．D
A．氮氧化物、硫氧化物的排放会导致酸雨的形成，酸雨是 pH＜5.6的酸性降水，A不符合题意；
B．燃煤中加入石灰石，当煤燃烧时产生的SO2气体与高温CaCO3分解产生的CaO及空气中O2反应产生固体CaSO4留在炉渣中，从而避免了酸雨的形成，但CO2是空气的成分，而不属于大气污染物，B不符合题意；
C．汽车排放的尾气中NO、NO2是在气缸内空气的N2、O2在高温下反应产生NO，NO进一步被氧气氧化产生NO2，这与燃油质量的无关，C不符合题意；
D．大力发展太阳能、风能、核能等，可以减少化石能源的使用，减少有害气体及固体粉尘的产生与排放，因此有助于改善空气质量，D符合题意；
3．D
A．工业上生成硝酸的第一步反应为氨的催化氧化，原料是NH3而不是N2，A不符合题意；
B．反应①②均需要使用催化剂，但反应③只需提供O2，在常温下就可转化，B不符合题意；
C．路线Ⅲ的另一种反应物为水时，发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，则每1mol反应，转移电子数目为NA，C不符合题意；
D．反应 表明，2NH3——92.4kJ，则该条件下每合成1molNH3放出的热量为46.2kJ，D符合题意；
4．D
解：A．如A为Cl2或HCl二者都不与O2反应，不存在如图转化关系，故A错误；
B．如为Fe，不可能实现如图转化关系，故B错误；
C．如为C，则D可能为H2CO3，不能与Cu发生氧化还原反应，故C错误；
D．如为N，则B为NO，C为NO2，D为HNO3，可与Cu发生氧化还原反应生成NO，故D正确．
5．C
A．工业上可将转化为NO，再转化为NO2，最后转化为硝酸，所以可通过①②③可实现工业制硝酸，故A不符合题意；
B．自然界中放电时，可实现，故B不符合题意；
C．实验室可用与共热制取，故C符合题意；
D．与在一定条件下可以发生反应生成，故D不符合题意；
6．C
A．氨气极易溶于水，氢氧化钠稀溶液与氯化铵溶液反应产生的NH3·H2O不易分解，因此不能大量制取氨气，A不符合题意；
B．NH3能够与浓硫酸发生反应，因此不能使用浓硫酸干燥氨气，B不符合题意；
C．浓氨水具有挥发性，会挥发产生NH3；氨气具有还原性，将氯气还原成HCl，NH3与HCl在空气中反应产生NH4Cl白色固体，因此看到有白烟，C符合题意；
D．氨气极易溶于水，若将导气管直接通入水中，氨气在水中溶解，导致导气管中气体压强减小，烧杯中的水进入导气管从而引发倒吸现象，D不符合题意；
7．C
解：A、亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观与食盐相似，故A正确；
B、亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观与食盐相似，有咸味，故B正确；
C、亚硝酸钠有毒、能够致癌，但是可以用作部分食品的食品添加剂，如一般用作肉制品和鱼制品的防腐剂和护色剂，关键在于控制亚硝酸钠的用量，否则容易中毒，而不是绝对不可用，故C错误；
D、亚硝酸钠溶液和食盐溶液中滴加硝酸银溶液，两溶液分别反应生成亚硝酸银沉淀和氯化银沉淀，所以均可产生白色沉淀，故D正确；
8．A
A．常温下，NH3、NO2为刺激性气味的气体，NO或N2O4为无味的气体，选项A符合题意；
B．由N2生成NH3或NO的过程均属于氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定，选项B不符合题意；
C．实验室HNO3的浓溶液因见光易分解，需保存在棕色试剂瓶中，选项C不符合题意；
D．的氯化物NH4Cl与的反应为吸热反应，选项D不符合题意；
9．B
A.由分析可知，反应后剩余的气体为NO，NO为无色气体，A不符合题意；
B.由分析可知，反应后剩余的气体为NO，B符合题意；
C.由分析可知，反应后剩余的气体为NO，C不符合题意；
D.由分析可知，反应后有NO剩余，则试管内液体不会充满整只试管，D不符合题意；
10．C
A.根据步骤1，振荡注射器，无明显现象，说明一氧化氮未溶于蒸馏水，故A不符合题意
B.根据步骤2，吸入氧气后，气体由无色变为红棕色，主要是一氧化氮与氧气发生了化学反应，故B不符合题意
C.根据步骤3，红棕色变为无色，说明二氧化氮与水发生了反应即3NO2+H2O=2HNO3+NO氧化剂与还原剂的物质的量之比是1：2，故C符合题意
D.要处理残余的一氧化氮，可以将其氧化为二氧化氮在与水反应重复步骤2，3即可，可以使一氧化氮转化，故D不符合题意
11．D
A.根据硝酸的合成路径是合成氨，氨气的的催化氧化、一氧化氮的氧化为二氧化氮，二氧化氮与水反应得到硝酸，所以路线①②③是主要路径，故A不符合题意
B.氮气和氧气不能直接反应得到二氧化氮，故B不符合题意
C. 路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 ，故C不符合题意
D.氮气生成氨气其中氮元素的化合价降低，被还原，故D符合题意
12．C
A.硝酸部分被还原得到一氧化氮和二氧化氮，二氧化氮和一氧化氮均与氧气反应最终与氢氧化钠溶液签好反应变为硝酸钠，即可得出硝酸变成一氧化氮和二氧化氮转移的电子与二氧化氮和一氧化氮被氧化得到的电子数目相等，且均等于铜失去的电子，n(Cu)=0.5mol，转移的电子为1mol电子，根据O2~4e，即可计算出消耗的氧气的物质的量为0.25mol，标况下的体积为5.6L，故A不符合题意
B. 产生标准状况下11.2L的NO和NO2的混合气体 ，物质的量为0.5mol，因此被还原的硝酸是0.5mol.故B不符合题意
C.转移的总电子数为1mol。而二氧化氮和一氧化氮的物质的量为0.5mol，根据HNO3~NO2~e，HNO3~NO~3e，设一氧化氮为x，二氧化氮为y，x+y=0.25mol、x+3y=1mol，得到x=y=0.25mol，标况下体积均为5.6L，故C符合题意
D.铜与硝酸反应得到的是硝酸铜溶液或者是含有为反应完的硝酸，此时硝酸铜的物质的量为0.5mol。硝酸根的物质的量为1mol，根氮元素守恒150mL的硝酸溶液中含有硝酸的物质的量为2mol+0.5mol=1，5mol，硝酸的浓度10.0mol/L，故D不符合题意
13．（1）关闭K3，打开K1、K2通入N2；排尽装置内的空气，以防氧化可能生成的NO
（2）液封，防正硝酸挥发
（3）向下移动量气管D，调整液面使C、D 中液面相平
（4）0.08mol/L；121.68；A
解：（1）由装置图可知N2从K3进，空气从K1排出，所以要关闭 K2，打开K1、K3；NO易被空气中的氧气氧化，所以要先用氮气排净装置中的空气；故答案为：关闭K3，打开K1、K2；排尽装置内的空气，以防氧化可能生成的NO；（2）硝酸属于挥发性酸，煤油的密度小在硝酸上面，能防止硝酸挥发，所以在硝酸中加煤油的作用为液封，防正硝酸挥发；故答案为：液封，防正硝酸挥发；（3）读数时要保持左右气体压强相等，以减少误差，即保持两边液面相平，还要用眼睛平视读数，即向下移动量气管D，调整液面使C、D 中液面相平；故答案为：向下移动量气管D，调整液面使C、D 中液面相平；（4）①B中溶液为硝酸，与氢氧化钠等物质的量反应，从B中取20mL溶液，恰好中和用去0．1mol/L的NaOH体积为16mL，则c（硝酸）= =0.08mol/L；故答案为：0.08mol/L；②B中发生的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，B中溶液的体积为80mL，则B中硝酸的物质的量为0.08L×0.08mol/L=0.0064mol，所以NO的体积为0.0064mol× ×22.4L/mol=0.07168L，由于A中残留N2为50mL，也被全部排到量气管中，所以理论上收集到的气体体积为71.68+50=121.68mL；故答案为：121.68；③A．Cu与一定物质的量浓度的HNO3反反应除了生成NO2还生成NO，生成NO时，量气管中NO偏多，实验最终测得气体的体积为130.5mL比理论值偏大，故A正确；B．过程中还发生了反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，则量气管中NO偏少，而实验最终测得气体的体积为130.5mL比理论值偏大，故B错误；C．过程中还发生了反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，则量气管中NO偏少，实验最终测得气体的体积为130.5mL比理论值偏大，故C错误；D．实验中加了煤油，排除了硝酸挥发性的影响，实验值与理论值相近，故D错误；故答案为：A．
14．（1）NO2；NO；1:1
（2）2CO+2NO N2+2CO2
（3）8NH3+6NO2 7N2+12H2O
(1)反应①NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O中，NO2中氮元素化合价降低，是氧化剂，NO中氮元素化合价升高，是还原剂；故答案为：NO2；NO；反应②中，2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，NO2中氮元素化合价降低得到NaNO2，NO2中氮元素化合价升高得到NaNO3，NO2既是氧化剂又是还原剂，物质的量之比为1:1；故答案为：1:1；
(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成N2和CO2，该反应的化学方程式为2CO+2NO N2+2CO2；
(3)在一定条件下NH3亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质，则生成物为氮气和水，反应的方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O。
15．（1）N2
（2）无；难；3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
（3）2NH4Cl＋Ca（OH）2 CaCl2＋2H2O＋2NH3↑；10.7g
（4）NH3＋H＋＝NH4＋；溶液显色所需时间
（1）由于N2的沸点最低，因此将空气液化后升温，最先分离出来的气体为N2；
（2）NO是一种无色无味的气体，难溶于水；在空气中易被氧化成NO2，NO2能与H2O反应生成HNO3和NO，该反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（3）①实验室用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体加热的方法制取氨气，该反应的化学方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
②标准状态下，4.48L氨气的物质的量，由反应的化学方程式可知，需要NH4Cl的物质的量n=0.2mol，则其质量m=n×M=0.2mol×53.5g/mol=107g；
（4）①NH3与稀硫酸反应生成可溶性的(NH4)2SO4，该反应的离子方程式为：NH3＋H＋=NH4＋；
②不同催化剂的催化性能不同，消耗的氨气也不同，根据滴有酚酞的稀硫酸溶液显色所需的时间可以确定剩余氨气的多少，显色所需时间越长，催化效果越好；
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