2020年高考化學一輪總復習課后作業(yè)第四章第16講氮及其重要化合物

建議用時：40分鐘滿分：100分一、選擇題(每題7分，共70分)1．下列關于自然界中氮循環(huán)(如下圖)的說法不正確的是()A．在氮的固定中，氮元素均被氧化B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮C．含氮無機物和含氮有機物可相互轉化D．碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)答案A解析人工固氮中氮氣轉化為氨氣或銨鹽，N的化合價由0→－3價，化合價降低，被還原，故A錯誤；工業(yè)合成氨是典型的人工固氮方法，故B正確；根據圖像知，通過生物體可以將銨鹽和蛋白質相互轉化，實現了含氮無機物和含氮有機物的轉化，故C正確；生物體合成蛋白質的過程也有碳、氫、氧元素的參與，故D正確。2．(2018·大連檢測)汽車排放的尾氣中含有NO2，NO2是城市大氣污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2發(fā)生一系列光化學煙霧的循環(huán)反應，從而不斷產生O3，加重空氣污染。反應過程為①2NO2→2NO＋2O；②2NO＋O2→2NO2；③O＋O2→O3。下列有關該反應過程及產物的敘述正確的是()A．NO2起催化劑作用B．NO起催化劑作用C．NO2只起氧化劑作用D．O3與O2互為同分異構體答案A解析由反應過程①＋②得O2→2O，③O＋O2→O3，由此可知NO2起催化劑作用，反應過程中NO2既作氧化劑又作還原劑，A正確；B、C錯誤；O3與O2互為同素異形體，D錯誤。3．如下圖，利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實驗現象所做的解釋正確的是()答案A解析NH3能與HCl發(fā)生化合反應，生成NH4Cl白色固體，NH3也能與H2SO4發(fā)生化合反應，生成(NH4)2SO4；NH3與氯化物溶液反應生成氫氧化物沉淀，該氯化物可以是氯化鋁、氯化鎂等；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O屬于堿，NH3不屬于堿。4．下列有關氮及其化合物的說法不正確的是()A．硝酸應保存在棕色試劑瓶里B．銨態(tài)氮肥不宜與堿性肥料混合施用C．常溫下鐵、鋁不與濃硝酸反應D．NO可用排水法收集，NO2可用向上排空氣法收集答案C解析A項，硝酸不穩(wěn)定，見光易分解，所以應保存在棕色試劑瓶里；B項，銨態(tài)氮肥的水溶液呈酸性，與堿性肥料混合施用會產生氨氣，導致肥效降低；C項，常溫下鐵、鋁遇濃硝酸鈍化，鈍化是金屬表面被氧化產生了一層致密的氧化物保護膜，阻止了金屬的進一步反應，并不是不反應，故錯誤。5．為證明稀硝酸與銅反應產物中氣體為NO，設計如圖實驗(實驗過程中活塞2為打開狀態(tài))，下列說法中不正確的是()A．關閉活塞1，加入稀硝酸至液面a處B．在裝置左側稍加熱可以加快稀硝酸與銅的反應速率C．通過關閉或開啟活塞1可以控制反應的進行D．反應開始后，膠塞下方有無色氣體生成，但不能證明該氣體為NO答案A解析關閉活塞1，U型管左端氣體被封在管內，氣體產生壓強導致稀硝酸的液面無法上升到a處，故A項錯誤；無論該反應是吸熱還是放熱反應，升高溫度都能加快反應速率，所以在裝置左側稍加熱可以加快稀硝酸與銅的反應速率，故B項正確；關閉或開啟活塞1，能控制U型管內產生氣體的壓強，當壓強大時能使Cu和硝酸分離從而停止反應，所以通過關閉或開啟活塞1可以控制反應進行，故C項正確；NO為無色氣體，如果證明反應產生的氣體是NO，需要將活塞1打開，將氣體放入分液漏斗中，氣體在分液漏斗中變?yōu)榧t棕色，則證明反應產生的氣體是NO，否則無法證明，故D正確。故選A項。6．將少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體(不考慮水蒸氣)通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是()A．O2B．SO2C．NO2、O2D．NO、O答案C解析假設NO2氣體的物質的量為3mol，根據3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、NaHCO3＋HNO3=NaNO3＋H2O＋CO2↑、2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2,2NO＋O2=2NO2，知3molNO2通入過量小蘇打溶液中逸出的氣體為2molCO2和1molNO，2molCO2與足量過氧化鈉反應生成1molO2,0.5molO2和1molNO反應生成1molNO2，剩余0.5molO2，故最后收集到的氣體為1molNO2和0.5molO2。7．已知X、Y、Z、E、F五種常見物質含有同一元素M，在一定條件下它們有如圖轉化關系，Z是NO，下列推斷不合理的是()A．X可能是一種氫化物B．X生成Z一定是化合反應C．E可能是一種有色氣體D．F中M元素的化合價可能為＋5價答案B解析根據題給轉化關系推斷，M為氮元素，Z為NO，E為NO2，F為HNO3。A項，X可能是NH3，則Y可能為N2，正確；B項，若X為NH3，NH3轉化為NO可發(fā)生反應：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))4NO＋6H2O，不是化合反應，錯誤；C項，E可能是NO2，是一種紅棕色氣體，正確；D項，F可能為HNO3，其中氮元素的化合價為＋5價，正確。8．如圖所示，將相同條件下的m體積NO和n體積O2同時通入倒立于水槽中且盛滿水的試管內，充分反應后，試管內殘留eq\f(m,2)體積的氣體，該氣體與空氣接觸后立即變?yōu)榧t棕色。則m與n的比值為()A．3∶2B．2∶3C．8∶3D．3∶8答案C解析該過程中涉及的反應有①2NO＋O2=2NO2、②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，可將①②兩個方程式“合并”為③4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。剩余氣體與空氣接觸立即變?yōu)榧t棕色，說明剩余氣體為NO。則可知eq\f(m,2)體積的NO與n體積的氧氣恰好完全反應。由方程式③得關系式4∶eq\f(m,2)＝3∶n，解得m∶n＝8∶3。9．銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與5.6LO2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。則消耗銅的質量為()A．16g B．32gC．64g D．無法計算答案B解析該題氮元素變化為硝酸→氮的氧化物→硝酸，所以題目中的反應可以看成是銅與氧氣的反應，其中硝酸為“催化劑”，所以銅的物質的量為2×5.6L/22.4L·mol－1＝0.5mol，即32g。10．如圖表示鐵與不同濃度硝酸反應時，各種還原產物的相對含量與硝酸溶液濃度的關系，則下列說法不正確的是()A．一般來說，硝酸與鐵反應的還原產物不是單一的B．用一定量的鐵粉與大量的9.75mol·L－1HNO3溶液反應得到標準狀況下氣體2.24L，則參加反應的硝酸的物質的量為0.1molC．硝酸的濃度越大，其還原產物中價態(tài)越高的成分越多D．當硝酸濃度為9.75mol·L－1時還原產物是NO、NO2、N2O，且其物質的量之比為5∶3∶1答案B解析根據圖像可知硝酸的還原產物有多種，因此一般來說，硝酸與鐵反應的還原產物不是單一的，A正確；參加反應的硝酸包括被還原的，以及沒有被還原的(轉化為硝酸鐵)，因此參加反應的硝酸的物質的量大于0.1mol，B錯誤；根據圖像可知隨著硝酸濃度的升高，NO2的含量增大，這說明硝酸的濃度越大，其還原產物中價態(tài)越高的成分越多，C正確；根據圖像可知當硝酸濃度為9.75mol·L－1時還原產物是NO、NO2、N2O，且其物質的量之比為10∶6∶2＝5∶3∶1，D正確。二、非選擇題(共30分)11．(16分)某小組的同學欲探究NH3經一系列反應得到HNO3和NH4NO3的過程。NH3的轉化過程如圖1所示。甲、乙兩同學分別按圖2所示裝置進行實驗。用于A、B裝置中的可選藥品：濃氨水、30%H2O2溶液、蒸餾水、NaOH固體、MnO2。(1)裝置A的圓底燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為________________。裝置E有多種作用，下列關于裝置E的作用或其中所盛液體的說法中，不正確的是________(填字母)。a．使氨氣和氧氣充分混合b．控制通入氨氣和氧氣的體積比c．平衡裝置內的壓強d．錐形瓶內液體是飽和食鹽水(2)甲同學先點燃酒精燈，再打開K1、K2、K3、K4，反應一段時間后，成功模擬了反應過程，并將實驗中產生的氣體持續(xù)通入裝置H一段時間后，裝置H中的溶液變成藍色，則其中銅片所參與反應的離子方程式為_______________，若制得的氨氣僅按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的順序完全轉化為硝酸，欲使裝置H中所得溶液為純凈的CuSO4溶液(忽略Cu2＋的水解)，理論上所需氨氣在標準狀況下的體積為________L(假設硝酸與銅反應產生的還原產物全部排出反應裝置)。(3)乙同學為模擬過程Ⅳ的反應，在甲同學操作的基礎上對該裝置進行了下列各項中的一項操作，使G處圓底燒瓶中產生大量白煙，你認為這項操作是____(填字母)。a．關閉K3并熄滅酒精燈b．關閉K4并熄滅酒精燈c．關閉K3、K4并熄滅酒精燈(4)丙同學認為該系列實驗裝置存在一處明顯的設計缺陷，你認為該設計缺陷是________________。答案(1)2H2O2eq\o(=,\s\up15(MnO2))2H2O＋O2↑d(2)3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O2.24(3)a(4)缺少尾氣處理裝置解析(1)由題給條件和實驗裝置圖可知，裝置A是制備氧氣的裝置，裝置B是制備氨氣的裝置，裝置A的圓底燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為2H2O2eq\o(=,\s\up15(MnO2))2H2O＋O2↑；裝置E可以使氨氣和氧氣充分混合，觀察裝置E中氣泡的速度可以控制通入氨氣和氧氣的體積比，裝置E還可以平衡裝置內的壓強。因為氨氣極易溶于水，所以錐形瓶中液體不能用飽和食鹽水，選d。(2)銅與稀硫酸不反應，溶液呈藍色，說明銅與硝酸發(fā)生了反應：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。n(H2SO4)＝0.15L×1mol·L－1＝0.15mol，n(H＋)＝0.15mol×2＝0.3mol，n(SOeq\o\al(2－,4))＝0.15mol，根據反應3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O和題目要求，可知SOeq\o\al(2－,4)～Cu2＋～eq\f(2,3)HNO3，故需要HNO3的物質的量為0.1mol，根據NH3～NO～NO2～HNO3，可知需要NH3的物質的量為0.1mol，在標準狀況下的體積為2.24L。(3)過程Ⅳ的反應是NH3與HNO3的反應，則應停止供O2，關閉K3，熄滅酒精燈，使氨氣進入G發(fā)生反應，選a。(4)整套裝置沒有尾氣處理裝置。12．(14分)亞硝酸鈣[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加劑的主要原料，某學習小組設計實驗制備亞硝酸鈣，實驗裝置如圖所示(夾持裝置略去)。已知：2NO＋CaO2=Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2=Ca(NO3)2。請回答下列問題：(1)向三頸燒瓶中加入稀硝酸之前，應向裝置中通入一段時間的N2，原因是______________________________________。(2)儀器D的名稱是____________；B中盛放的試劑是________。(3)裝置F中，酸性K2Cr2O7溶液可將剩余的NO氧化成NOeq\o\al(－,3)，溶液由橙色變?yōu)榫G色(Cr3＋)，發(fā)生反應的離子方程式是__________________________________。(4)已知Ca(NO2)2溶液需保持弱堿性，因為其遇酸會發(fā)生反應，產生NO氣體。設計實驗證明E中有亞硝酸鈣生成：________。(5)工業(yè)上可用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應，既能凈化尾氣，又能獲得應用廣泛的Ca(NO2)2，反應原理為Ca(OH)2＋NO＋NO2=Ca(NO2)2＋H2O。①若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，則會導致______________________________；②若n(NO)∶n(NO2)<1∶1，則會導致____________________________。答案(1)排出裝置中的O2，防止其將生成的NO氧化為NO2(2)U型干燥管蒸餾水(3)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋2NO＋6H＋=2Cr3＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋3H2O(4)取少量E中反應后的固體于試管中，滴加少許稀硫酸，試管口有紅棕色氣體生成(5)①排放氣體中NO含量升高，污染環(huán)境②產品中Ca(NO3)2雜質含量升高解析(1)由題給信息知NO與CaO2反應生成所需產物，而NO2與CaO2反應生成雜質；又因為NO與O2極易反應生成NO2，通入一段時間N2可以把裝置中的O2排出。(2)儀器