(共27张PPT)
阶段重点突破练(四)
专题 氮与社会可持续发展
7
选择题只有一个选项符合题目要求
1.(2023·青岛高一测试)下列关于氮及其化合物的说法错误的是( )
A.豆科植物的根瘤菌吸收空气中氮气的过程是物理变化
B.氨易液化,汽化时要吸收大量的热,因此可用作制冷剂
C.氮氧化物是形成光化学烟雾、酸雨和雾霾的一个重要原因
D.铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合使用
A
解析 豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气,该过程氮元素由游离态转化为化合态,有新物质生成,是化学变化,故A错误;氨易液化,汽化时要吸收大量的热,因此可用作制冷剂,故B正确;氮氧化物是形成雾霾、光化学烟雾和酸雨的一个重要原因,同时也可造成水体污染,故C正确;硝酸铵、碳酸氢铵是铵态氮肥,草木灰属于碱性物质,铵态氮肥能与碱性物质反应生成氨气,降低肥效,所以铵态氮肥不能与碱性物质混合施用,故D正确。
2.(2023·深圳外国语学校高一调研)自然界中氮的部分循环过程如下图,有关说法正确的是( )
A.过程①和过程②均属于自然固氮
B.X转化为Y的反应原子利用率为100%
C.N转化为NH3或M均发生氧化还原反应
D.若为硫循环,X在空气中点燃可得Y
B
解析 ①是人工固氮,②不是氮单质变为氮的化合物,不是固氮过程,A错误;根据循环图可知X为NO,Y为NO2,2NO+O2===2NO2,原子利用率为100%,B正确;N是铵盐,与NH3中N均显-3价,不发生氧化还原反应,C错误;若为硫循环,X (SO2)不能在空气中点燃得Y(SO3),D错误。
3.关于氮及其化合物的变化关系图如下:
则下列说法不正确的是( )
A.上述所有反应都是氧化还原反应
B.步骤①②③是工业生产硝酸的主要途径
C.NH3可与NO反应实现NH3→N2的转化
D.反应③中每生成1 mol HNO3就有33.6 L NO2完全反应
D
解析 A.上述所有反应都有化合价的变化,都属于氧化还原反应,故A正确;B.工业生产硝酸:氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,故B正确;C.由化合价分析,符合“归中”规律,故C正确;D.无条件(标准状况下),无法计算NO2的体积,故D错误。
4.如图所示,夹子开始处于关闭状态,将液体A滴入试管②与气体B充分反应,打开夹子,发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是下列的( )
A.亚硫酸钠溶液、氯气
B.水、二氧化氮
C.水、一氧化氮
D.氢氧化钠溶液、二氧化碳
解析 ①中水沸腾说明①中气体压强减小,在C项中水与NO不反应,不能使气体压强减小。
C
5.(2023·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
B
6.一定温度下有关物质的转化如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A
7.木炭与浓硫酸共热产生的气体X和铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量BaCl2溶液的洗气瓶中,如图所示,下列说法正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是BaCO3
B.Z导管出来的气体中无CO2
C.洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4
D.Z导管口不会有红棕色气体出现
C
解析 气体X的成分为CO2和SO2,气体Y为NO2,同时通入足量BaCl2溶液中,NO2溶于水生成HNO3和NO,HNO3会将SO2(或H2SO3,SO2溶于水生成H2SO3)氧化成H2SO4,H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀,NO气体在导管口遇O2变成NO2(红棕色);CO2气体与BaCl2不反应,故从Z导管出来的气体中含有CO2。
8.下列装置用于实验室制NO2并回收硝酸铜,能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取NO2
B.用装置乙除NO2中混有的少量HNO3
C.用装置丙收集NO2
D.用装置丁蒸干Cu(NO3)2溶液制备Cu(NO3)2·6H2O
C
解析 稀硝酸和铜反应生成NO,不能生成NO2,A项错误;NO2溶于水生成HNO3和NO,且HNO3会和NaHCO3反应生成CO2,B项错误;NO2的密度大于空气,且不和空气中的成分反应,可以用向上排空气法收集,C项正确;蒸干溶液会导致结晶水合物失水,应采用冷却结晶法制备Cu(NO3)2·6H2O,D项错误。
9.(2024·湖北武汉部分学校高一期中调研)我国学者利用图甲所示工艺在常温常压下固氮制氨。在等离子体作用下,空气中的N2和O2反应生成N(x=2或3),其中N的物质的量之比为1∶4。随后在通电条件下,N全部转化成NH3,转化关系如图乙所示。
D
下列说法错误的是( )
A.Ⅰ中N2被氧化
B.Ⅱ中H2O作还原剂
C.Ⅱ中生成NH3与O2的物质的量之比为1∶2
D.若生成0.2 mol NH3,则空气中N2减少的分子数目为0.1NA
解析 过程Ⅰ中,N2的化合价由0价升高到+3价N,N2失电子,被氧化,A正确;Ⅱ中,N中N的化合价为+5价降为-3价NH3,O化合价由-2价升高到0价,N+H2O+H+===NH3+2O2,H2O失去电子,作还原剂,B正确;根据离子方程式可知,在过程Ⅱ中生成的NH3和O2的物质的量之比为1∶2,C正确;若生成0.2 mol NH3,根据N守恒,反应了0.2 mol N,已知N物质的量之比是1∶4,故反应Ⅰ中会生成0.05 mol N,根据N守恒,空气中N2减少物质的量是0.125 mol,减少的分子数目是0.125NA,D错误。
10.向含有a mol Cu和b mol CuO的混合物中滴加6 mol·L-1的稀硝酸溶液至10 mL时,固体恰好完全溶解,得到标准状况下224 mL气体(纯净物)。下列说法正确的是( )
A.a∶b=3∶2
B.反应过程中转移0.01 mol电子
C.被还原的硝酸为0.06 mol
D.将少量铁粉投入该稀硝酸中生成Fe(NO3)2
A
解析 稀硝酸与铜反应生成NO,标准状况下224 mL气体的物质的量为0.01 mol; HNO3中N化合价从+5价降低到+2价,生成1 mol NO,转移3 mol电子,因此生成0.01 mol NO时,电子转移0.03 mol;Cu的化合价从0升高到+2价,转移的电子的物质的量为0.03 mol,根据得失电子守恒有a==0.015 mol,根据氮原子守恒可知,b= =0.01 mol,则a∶b=3∶2,A项正确;由分析可知,电子转移0.03 mol,B项错误;被还原的硝酸为生成NO的硝酸,物质的量为0.01 mol, C项错误;少量铁与硝酸反应生成硝酸铁,只有当铁粉过量后才能生成硝酸亚铁,D项错误。
11.(2024·山东枣庄三中高一期末)某化学自主实验小组通过实验制备NH3并探究NH3的性质。
实验Ⅰ:利用图1装置制取氨气并探究NH3与Cl2的反应。
(1)装置A中烧瓶内的试剂可选用烧碱,推测可产生NH3的原因
。
(2)若探究氨气的溶解性,则需在K2的导管末端连接表格1中的装置 (填序号)。当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,引发喷泉的实验操作是
。
烧碱溶于水放出大量的热或氢氧根浓度增加平衡移动促进浓氨水的分解
Ⅱ、Ⅲ
用热毛巾将烧瓶捂热至C中导管口有气泡冒出
解析 实验Ⅰ目的是制取氨气并探究NH3与Cl2的反应,A装置制取氨气,B装置用于干燥氨气,打开K1、K3,用向下排空气法收集氨气;若打开K1、K3,K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置,则验证氨气和氯气的反应。实验Ⅱ目的是探究NH3与NO2的反应,则A、E分别制备氨气、NO2,干燥后通入C中反应。(1)烧碱固体遇水放出大量热,能使氨水温度升高,氨水分解生成氨气,则装置A选用烧碱产生NH3的原因:烧碱溶于水放出大量的热或氢氧根离子浓度增加平衡移动促进浓氨水的分解;(2)氨气极易溶于水,若探究氨气的溶解性,需要防倒吸装置,则需在的导管末端连接表中的装置Ⅱ或Ⅲ。当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,用热毛巾将烧瓶捂热,使氨气受热膨胀与水接触,即可引发喷泉。
(3)若探究氨气与氯气的反应,则需打开K1、K3,K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①装置D中氨气与氯气反应产生白烟,同时生成一种无色无味的气体,该反应的化学方程式为 。
②从K3处导管排出的气体中含有少量Cl2,则装置C中应盛放 (填化学式)溶液,Cl2与其发生反应的离子方程式为 。
3Cl2+8NH3===6NH4Cl+N2
NaOH
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
解析 (3)①装置D中氨气与氯气反应产生白烟,可知有氯化铵生成,同时生成的无色无味的气体是氮气,反应方程式为3Cl2+8NH3===6NH4Cl+N2;②从K3处导管输出的气体中含有少量Cl2,氯气能与氢氧化钠反应,为吸收氯气,则装置C中应盛放NaOH溶液,Cl2与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
实验Ⅱ:利用图2装置探究NH3与NO2的反应。
(4)装置E中反应的化学方程式为 。
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
解析 (4)装置E用铜和浓硝酸反应制备NO2,反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。专题7 阶段重点突破练(四)
选择题只有一个选项符合题目要求(1~10题,每题4分)
1.(2023·青岛高一测试)下列关于氮及其化合物的说法错误的是 ( )
豆科植物的根瘤菌吸收空气中氮气的过程是物理变化
氨易液化,汽化时要吸收大量的热,因此可用作制冷剂
氮氧化物是形成光化学烟雾、酸雨和雾霾的一个重要原因
铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合使用
2.(2023·深圳外国语学校高一调研)自然界中氮的部分循环过程如下图,有关说法正确的是 ( )
过程①和过程②均属于自然固氮
X转化为Y的反应原子利用率为100%
N转化为NH3或M均发生氧化还原反应
若为硫循环,X在空气中点燃可得Y
3.关于氮及其化合物的变化关系图如下:
则下列说法不正确的是 ( )
上述所有反应都是氧化还原反应
步骤①②③是工业生产硝酸的主要途径
NH3可与NO反应实现NH3→N2的转化
反应③中每生成1 mol HNO3就有33.6 L NO2完全反应
4.如图所示,夹子开始处于关闭状态,将液体A滴入试管②与气体B充分反应,打开夹子,发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是下列的 ( )
亚硫酸钠溶液、氯气
水、二氧化氮
水、一氧化氮
氢氧化钠溶液、二氧化碳
5.(2023·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 ( )
实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:
HNO3(稀)NONO2
工业制硝酸过程中的物质转化:N2NOHNO3
汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CON2+2CO2
实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
6.一定温度下有关物质的转化如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
反应①实现了氮的固定
MgO可循环使用
高温下煅烧MgCl2·6H2O的化学方程式为MgCl2·6H2OMgO+2HCl↑+5H2O↑
图示转化可实现用NH4Cl获得NH3和HCl
7.木炭与浓硫酸共热产生的气体X和铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量BaCl2溶液的洗气瓶中,如图所示,下列说法正确的是 ( )
洗气瓶中产生的沉淀是BaCO3
Z导管出来的气体中无CO2
洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4
Z导管口不会有红棕色气体出现
8.下列装置用于实验室制NO2并回收硝酸铜,能达到实验目的的是 ( )
用装置甲制取NO2
用装置乙除NO2中混有的少量HNO3
用装置丙收集NO2
用装置丁蒸干Cu(NO3)2溶液制备Cu(NO3)2·6H2O
9.(2024·湖北武汉部分学校高一期中调研)我国学者利用图甲所示工艺在常温常压下固氮制氨。在等离子体作用下,空气中的N2和O2反应生成N(x=2或3),其中N的物质的量之比为1∶4。随后在通电条件下,N全部转化成NH3,转化关系如图乙所示。
下列说法错误的是 ( )
Ⅰ中N2被氧化
Ⅱ中H2O作还原剂
Ⅱ中生成NH3与O2的物质的量之比为1∶2
若生成0.2 mol NH3,则空气中N2减少的分子数目为0.1NA
10.(2022·沈阳期末联考)向含有a mol Cu和b mol CuO的混合物中滴加6 mol·L-1的稀硝酸溶液至10 mL时,固体恰好完全溶解,得到标准状况下224 mL气体(纯净物)。下列说法正确的是 ( )
a∶b=3∶2
反应过程中转移0.01 mol电子
被还原的硝酸为0.06 mol
将少量铁粉投入该稀硝酸中生成Fe(NO3)2
11.(10分)(2024·山东枣庄三中高一期末)某化学自主实验小组通过实验制备NH3并探究NH3的性质。
实验Ⅰ:利用图1装置制取氨气并探究NH3与Cl2的反应。
表格1:备选装置(水中含酚酞溶液)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
(1)(1分)装置A中烧瓶内的试剂可选用烧碱,推测可产生NH3的原因
。
(2)(2分)若探究氨气的溶解性,则需在K2的导管末端连接表格1中的装置 (填序号)。当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,引发喷泉的实验操作是
。
(3)(5分)若探究氨气与氯气的反应,则需打开K1、K3,K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①(2分)装置D中氨气与氯气反应产生白烟,同时生成一种无色无味的气体,该反应的化学方程式为
。
②从K3处导管排出的气体中含有少量Cl2,则装置C中应盛放 (1分)(填化学式)溶液,Cl2与其发生反应的离子方程式为
(2分)。
实验Ⅱ:利用图2装置探究NH3与NO2的反应。
(4)(2分)装置E中反应的化学方程式为 。
阶段重点突破练(四)
1.A [豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气,该过程氮元素由游离态转化为化合态,有新物质生成,是化学变化,故A错误;氨易液化,汽化时要吸收大量的热,因此可用作制冷剂,故B正确;氮氧化物是形成雾霾、光化学烟雾和酸雨的一个重要原因,同时也可造成水体污染,故C正确;硝酸铵、碳酸氢铵是铵态氮肥,草木灰属于碱性物质,铵态氮肥能与碱性物质反应生成氨气,降低肥效,所以铵态氮肥不能与碱性物质混合施用,故D正确。]
2.B [①是人工固氮,②不是氮单质变为氮的化合物,不是固氮过程,A错误;根据循环图可知X为NO,Y为NO2,2NO+O22NO2,原子利用率为100%,B正确;N是铵盐,与NH3中N均显-3价,不发生氧化还原反应,C错误;若为硫循环,X (SO2)不能在空气中点燃得Y(SO3),D错误。]
3.D [A.上述所有反应都有化合价的变化,都属于氧化还原反应,故A正确;B.工业生产硝酸:氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,故B正确;C.由化合价分析,符合“归中”规律,故C正确;D.无条件(标准状况下),无法计算NO2的体积,故D错误。]
4.C [①中水沸腾说明①中气体压强减小,在C项中水与NO不反应,不能使气体压强减小。]
5.B [A.Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO,NO与氧气发生反应生成NO2,A正确;B.氮气与氧气在高温条件下生成NO,但NO无法与水发生化学反应,B错误;C.汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体,故该反应方程式为2NO+2CON2+2CO2,C正确;D.实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,D正确。 ]
6.A [A.反应①氮元素由化合态转为化合态,不是氮的固定,故A错误;B.根据图像可得MgO可循环使用,故B正确;C.高温下煅烧MgCl2·6H2O会发生反应,化学方程式为MgCl2·6H2OMgO+2HCl↑+5H2O↑,故C正确;D.根据图像NH3和HCl箭头指向可得出:图示转化可实现用NH4Cl获得NH3和HCl,故D正确。]
7.C [气体X的成分为CO2和SO2,气体Y为NO2,同时通入足量BaCl2溶液中,NO2溶于水生成HNO3和NO,HNO3会将SO2(或H2SO3,SO2溶于水生成H2SO3)氧化成H2SO4,H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀,NO气体在导管口遇O2变成NO2(红棕色);CO2气体与BaCl2不反应,故从Z导管出来的气体中含有CO2。]
8.C [稀硝酸和铜反应生成NO,不能生成NO2,A项错误;NO2溶于水生成HNO3和NO,且HNO3会和NaHCO3反应生成CO2,B项错误;NO2的密度大于空气,且不和空气中的成分反应,可以用向上排空气法收集,C项正确;蒸干溶液会导致结晶水合物失水,应采用冷却结晶法制备Cu(NO3)2·6H2O,D项错误。]
9.D [过程Ⅰ中,N2的化合价由0价升高到+3价N,N2失电子,被氧化,A正确;Ⅱ中,N中N的化合价为+5价降为-3价NH3,O化合价由-2价升高到0价,N+H2O+H+NH3+2O2,H2O失去电子,作还原剂,B正确;根据离子方程式可知,在过程Ⅱ中生成的NH3和O2的物质的量之比为1∶2,C正确;若生成0.2 mol NH3,根据N守恒,反应了0.2 mol N,已知N物质的量之比是1∶4,故反应Ⅰ中会生成0.05 mol N,根据N守恒,空气中N2减少物质的量是0.125 mol,减少的分子数目是0.125NA,D错误。]
10.A [稀硝酸与铜反应生成NO,标准状况下224 mL气体的物质的量为0.01 mol;HNO3中N化合价从+5价降低到+2价,生成1 mol NO,转移3 mol电子,因此生成0.01 mol NO时,电子转移0.03 mol;Cu的化合价从0升高到+2价,转移的电子的物质的量为0.03 mol,根据得失电子守恒有a==0.015 mol,根据氮原子守恒可知,b==0.01 mol,则a∶b=3∶2,A项正确;由分析可知,电子转移0.03 mol,B项错误;被还原的硝酸为生成NO的硝酸,物质的量为0.01 mol,C项错误;少量铁与硝酸反应生成硝酸铁,只有当铁粉过量后才能生成硝酸亚铁,D项错误。]
11.(1)烧碱溶于水放出大量的热或氢氧根浓度增加平衡移动促进浓氨水的分解
(2)Ⅱ、Ⅲ 用热毛巾将烧瓶捂热至C中导管口有气泡冒出
(3)①3Cl2+8NH36NH4Cl+N2
②NaOH Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(4)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
解析 实验Ⅰ目的是制取氨气并探究NH3与Cl2的反应,A装置制取氨气,B装置用于干燥氨气,打开K1、K3,用向下排空气法收集氨气;若打开K1、K3,K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置,则验证氨气和氯气的反应。实验Ⅱ目的是探究NH3与NO2的反应,则A、E分别制备氨气、NO2,干燥后通入C中反应。(1)烧碱固体遇水放出大量热,能使氨水温度升高,氨水分解生成氨气,则装置A选用烧碱产生NH3的原因:烧碱溶于水放出大量的热或氢氧根离子浓度增加平衡移动促进浓氨水的分解;(2)氨气极易溶于水,若探究氨气的溶解性,需要防倒吸装置,则需在的导管末端连接表中的装置Ⅱ或Ⅲ。当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,用热毛巾将烧瓶捂热,使氨气受热膨胀与水接触,即可引发喷泉。(3)①装置D中氨气与氯气反应产生白烟,可知有氯化铵生成,同时生成的无色无味的气体是氮气,反应方程式为3Cl2+8NH36NH4Cl+N2;②从K3处导管输出的气体中含有少量Cl2,氯气能与氢氧化钠反应,为吸收氯气,则装置C中应盛放NaOH溶液,Cl2与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(4)装置E用铜和浓硝酸反应制备NO2,反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
