新高考2025版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)練案11第四章第11講氮及其重要化合物

第11講氮及其重要化合物A組基礎(chǔ)必做題1．(2024·河北衡水高三檢測(cè))如圖是某元素的價(jià)類二維圖。其中X是一種強(qiáng)堿，G為正鹽，通常條件下Z是無色液體，D的相對(duì)分子質(zhì)量比C小16，各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(D)A．A的水溶液顯堿性B．D為一種紅棕色氣體C．B和F能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成鹽D．F在肯定條件下可干脆與Y反應(yīng)生成D[解析]D的相對(duì)分子質(zhì)量比C小16，Y可能為氧氣；Z是無色液體，可能為水；X為強(qiáng)堿，強(qiáng)堿與銨鹽加熱反應(yīng)生成氨氣，F(xiàn)可為氨氣；氨氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氮?dú)?，E為氮?dú)?；氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成一氧化氮，D為一氧化氮；一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，C為二氧化氮；二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，B為硝酸。A項(xiàng)，硝酸與強(qiáng)堿X反應(yīng)生成的A為硝酸鹽，屬于強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，溶液不水解顯中性，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，D為一氧化氮，是一種無色氣體，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，B為硝酸，F(xiàn)為氨氣，硝酸和氨氣干脆化合生成硝酸銨，屬于化合反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，F(xiàn)為氨氣，Y為氧氣，氨氣和氧氣在肯定條件下反應(yīng)可以生成一氧化氮和水，正確。2．肯定溫度下，探究銅與稀硝酸反應(yīng)的過程如下：下列說法不正確的是(B)A．過程Ⅰ中生成無色氣體的離子方程式是3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．步驟Ⅲ反應(yīng)速率比Ⅰ快的緣由是NO2溶于水，使c(HNO3)增大C．由試驗(yàn)可知，NO2對(duì)該反應(yīng)具有催化作用D．當(dāng)活塞不再移動(dòng)時(shí)，再抽入空氣，銅可以接著溶解[解析]A項(xiàng)，過程Ⅰ中銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，正確；B項(xiàng)，步驟Ⅲ中硝酸的濃度沒有Ⅰ中大，因?yàn)椴糠窒跛徂D(zhuǎn)化成了一氧化氮，因此反應(yīng)速率比Ⅰ快的緣由不行能是c(HNO3)增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由試驗(yàn)可知，步驟Ⅲ反應(yīng)速率比Ⅰ快，說明NO2對(duì)該反應(yīng)具有催化作用，正確；D項(xiàng)，當(dāng)活塞不再移動(dòng)時(shí)，再抽入空氣，一氧化氮、氧氣與H2O反應(yīng)生成硝酸，能夠與銅接著反應(yīng)，正確。3．(2024·天津和平區(qū)模擬)(雙選)利用固體表面催化工藝進(jìn)行NO分解的過程如圖所示。下列說法不正確的是(CD)A．該分解過程是2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋O2B．試驗(yàn)室制取NO可以用銅與稀硝酸反應(yīng)C．過程②釋放能量，過程③汲取能量D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，NO分解生成5.6LN2轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為3.01×1023[解析]A．由圖可知，NO分解生成N2和O2，化學(xué)方程式為2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋O2，故A正確；B．試驗(yàn)室常用銅與稀硝酸反應(yīng)制取NO，硝酸具有強(qiáng)氧化性，能和較不活潑的金屬Cu反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水，離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故B正確；C．過程②是斷裂化學(xué)鍵的過程，汲取能量；過程③是形成化學(xué)鍵的過程，釋放能量，故C錯(cuò)誤；D．依據(jù)方程式：2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋O2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成1mol氮?dú)廪D(zhuǎn)移4mol電子，則生成5.6LN2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)×4×6.02×1023mol－1＝6.02×1023，故D錯(cuò)誤。4．(2024·黑龍江大慶試驗(yàn)中學(xué)開學(xué)考試)電化學(xué)固氮可以在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)氮?dú)獾倪€原合成氨，某課題組提出一種全新的電化學(xué)固氮機(jī)理——表面氫化機(jī)理示意圖如下，則有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(B)A．在表面氫化機(jī)理中，第一步是H＋的還原反應(yīng)B．在表面*H原子與催化劑的協(xié)同作用下，N2與表面*H原子反應(yīng)生成*N2H4中間體C．電化學(xué)固氮法較傳統(tǒng)工業(yè)合成氨將空氣中的游離氮固定，具有能耗小、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)D．若競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)(析氫反應(yīng))的活化能顯著低于固氮反應(yīng)，則析氫反應(yīng)的速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于固氮反應(yīng)[解析]H＋反應(yīng)得電子，該過程為還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確；依據(jù)圖示分析可知，1個(gè)N2與2個(gè)*H反應(yīng)不行能生成1個(gè)*N2H4，質(zhì)量不守恒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；傳統(tǒng)工業(yè)合成氨須要在高溫、高壓下實(shí)現(xiàn)，電化學(xué)固氮在常溫常壓下就可實(shí)現(xiàn)，C項(xiàng)正確；活化能的大小可以反映化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的難易程度，活化能越高，反應(yīng)越難進(jìn)行，活化能越低，反應(yīng)越易進(jìn)行，則反應(yīng)速率越快，D項(xiàng)正確。5．(2024·吉林四平雙遼其次中學(xué)期末)某愛好小組探討金屬與硝酸的反應(yīng)，進(jìn)行如下試驗(yàn)：試驗(yàn)(20℃)現(xiàn)象Ⅰ.過量銅粉、2mL0.5mol·L－1HNO3溶液無色氣體(遇空氣變紅棕色)，溶液變?yōu)樗{(lán)色Ⅱ.過量鐵粉、2mL0.5mol·L－1HNO3溶液6mL(已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)無色氣體(經(jīng)檢測(cè)為H2)，溶液幾乎無色回答下列問題：(1)Ⅰ中的無色氣體是__NO(或一氧化氮)__。(2)寫出Ⅱ中生成H2的離子方程式：__Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑__。(3)探討Ⅱ中的氧化劑：①甲同學(xué)認(rèn)為該濃度的硝酸中H＋的氧化性大于NOeq\o\al(－,3)，所以NOeq\o\al(－,3)沒有發(fā)生反應(yīng)。乙同學(xué)依據(jù)Ⅰ和Ⅱ證明白甲的說法不正確，其試驗(yàn)證據(jù)是__硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但Ⅰ中溶液變藍(lán)且無氫氣放出__。②乙同學(xué)通過分析，推想出NOeq\o\al(－,3)也能被還原，依據(jù)是__鐵粉過量，但是溶液中0.001_mol_H＋僅被還原了約5.4×10－4_mol，據(jù)此可以推想＋5價(jià)的N也被還原__。進(jìn)而他通過試驗(yàn)證明該溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)，其試驗(yàn)操作是__?、蛑蟹磻?yīng)后的溶液，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生有刺激性氣味并能使潮濕紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體__。③依據(jù)試驗(yàn)，金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)，影響硝酸還原產(chǎn)物的因素有__金屬的種類(或還原劑的還原性或金屬的還原性等)__；試推想還可能有哪些因素影響__溫度(或硝酸的濃度等)__(列舉1條)。6．甲、乙、丙三位同學(xué)分別用如下三套試驗(yàn)裝置及化學(xué)藥品(其中堿石灰為固體氫氧化鈉和生石灰的混合物)制取氨氣。請(qǐng)你參加探究，并回答下列問題：(1)三位同學(xué)利用上述裝置制取氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O__。(2)三位同學(xué)用上述裝置制取氨氣時(shí)，其中有一位同學(xué)沒有收集到氨氣(試驗(yàn)操作都正確)，你認(rèn)為沒有收集到氨氣的同學(xué)是__乙__(填“甲”“乙”或“丙”)。(3)為確定試管內(nèi)是否已收集滿氨氣，應(yīng)將潮濕的紅色石蕊試紙置于收集氣體的試管口處，若視察到__試紙變藍(lán)__，則說明氨氣已收集滿。(4)三位同學(xué)都認(rèn)為他們的試驗(yàn)裝置還可用于加熱碳酸氫銨固體來制取純凈的氨氣，你推斷能夠達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康牡耐瑢W(xué)是__丙__(填“甲”“乙”或“丙”)。[解析](1)依據(jù)裝置圖可知三位同學(xué)利用題述裝置制取氨氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)氨氣是堿性氣體，能與硫酸反應(yīng)，所以沒有收集到氨氣的同學(xué)是乙。(3)氨氣是堿性氣體，因此為確定試管內(nèi)是否已收集滿氨氣，應(yīng)將潮濕的紅色石蕊試紙置于收集氣體的試管口處，若視察到試紙變藍(lán)，則說明氨氣已收集滿。(4)碳酸氫銨受熱分解生成氨氣、水和CO2，所以要制備氨氣須要除去CO2和H2O，須要利用堿石灰，因此能夠達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康牡耐瑢W(xué)是丙。B組實(shí)力提升題7．(雙選)某同學(xué)進(jìn)行有關(guān)銅、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如圖所示：下列說法正確的是(BC)A．試驗(yàn)①中溶液呈藍(lán)色，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明稀硝酸被Cu還原為NO2B．試驗(yàn)③中滴加稀硫酸，銅片接著溶解，說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱C．試驗(yàn)③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4=4CuSO4＋2NO↑＋4H2OD．由上述試驗(yàn)可得出結(jié)論：Cu在常溫下既可以與稀硝酸反應(yīng)，也可以與稀硫酸反應(yīng)[解析]①中發(fā)生3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成硝酸銅溶液為藍(lán)色，試管口NO被氧化生成紅棕色的二氧化氮，但硝酸被還原生成NO，A錯(cuò)誤；③中加稀硫酸，Cu與稀硫酸不反應(yīng)，但硝酸銅在酸性條件下具有硝酸的強(qiáng)氧化性，接著與Cu反應(yīng)，而硝酸的氧化性強(qiáng)，B正確；試驗(yàn)③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO3=4CuSO4＋2NO↑＋4H2O，C正確；Cu在常溫下與稀硝酸反應(yīng)，生成Cu(NO3)2，再滴加稀硫酸，則稀硫酸供應(yīng)的氫離子與溶液中的NOeq\o\al(－,3)相當(dāng)于加入了硝酸，無法證明常溫下銅可以與稀硫酸反應(yīng)，D錯(cuò)誤。8．(2024·廣東茂名模擬)某試驗(yàn)小組利用如圖裝置制備NH3并探究其性質(zhì)。下列說法正確的是(C)A．①中固體可換為NH4ClB．②中藥品為P2O5C．反應(yīng)一段時(shí)間后，③中黑色固體變?yōu)榧t色D．反應(yīng)一段時(shí)間后，④中錐形瓶收集到液氨[解析]①中氯化銨和氫氧化鈣在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣，②為干燥裝置，可為堿石灰等，③中在加熱條件下，氨氣與CuO發(fā)生氧化還原反應(yīng)可生成氮?dú)?、水和銅，④可收集氨水，以此解答該題。A．NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl氣體，遇冷重新反應(yīng)生成NH4Cl，無法制取NH3，故A錯(cuò)誤；B．P2O5會(huì)與H2O、NH3反應(yīng)生成(NH4)3PO4，不能用P2O5干燥氨氣，故B錯(cuò)誤；C．NH3具有還原性，可將黑色氧化銅還原成紅色的銅單質(zhì)，則反應(yīng)一段時(shí)間后，③中黑色固體變?yōu)榧t色，故C正確；D．液氨的沸點(diǎn)為－33.5℃，無法在冰中液化，氨氣與氧化銅反應(yīng)后生成水，過量的氨氣可溶于水，故收集到的是氨水，故D錯(cuò)誤。9．(2024·全國乙，8,6分)在試驗(yàn)室采納如圖裝置制備氣體，合理的是(C)化學(xué)試劑制備的氣體A．Ca(OH)2＋NH4ClNH3B．MnO2＋HCl(濃)Cl2C．MnO2＋KClO3O2D．NaCl＋H2SO4(濃)HCl[解析]A項(xiàng)，利用加熱Ca(OH)2和NH4Cl固體混合物制取NH3，由于NH3密度比空氣小，不能運(yùn)用向上排空氣法收集，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，濃鹽酸是液體，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，MnO2與KClO3加熱制取O2符合題意，正確：D項(xiàng)，濃硫酸是液體，錯(cuò)誤。10．(2024·江西東湖·南昌二中月考)利用壓強(qiáng)傳感器測(cè)定氨氣的噴泉試驗(yàn)中的壓強(qiáng)改變。下列說法錯(cuò)誤的是(CD)A．燒瓶中制取氨氣時(shí)常用的固體為CaO或NaOHB．可用潮濕的紅色石蕊試紙置于三頸瓶口c處驗(yàn)滿C．關(guān)閉a，將單孔塞(插有吸入水的膠頭滴管)塞緊瓶口c，擠壓膠頭滴管，打開b，完成噴泉試驗(yàn)，電腦繪制三頸瓶內(nèi)壓強(qiáng)改變曲線如圖2，A點(diǎn)時(shí)噴泉最猛烈D．常溫下完成該試驗(yàn)，假設(shè)溶液剛好充溢燒瓶且混合勻稱，則溶液的物質(zhì)的量濃度大于1/22.4mol/L[解析]固體為CaO或NaOH能夠與氨水中的水反應(yīng)或遇水放熱，且溶液呈堿性，使NH3·H2O的電離平衡逆向移動(dòng)，則燒瓶中制取氨氣時(shí)常用的固體為CaO或NaOH，A說法正確；氨氣遇到潮濕的紅色石蕊顯藍(lán)色，則可用潮濕的紅色石蕊試紙置于三頸瓶口c處驗(yàn)滿，B說法正確；關(guān)閉a，將單孔塞(插有吸入水的膠頭滴管)塞緊瓶口c，擠壓膠頭滴管，打開b，完成噴泉試驗(yàn)，電腦繪制三頸瓶內(nèi)壓強(qiáng)改變曲線中，C點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)外壓強(qiáng)差最大，則噴泉最猛烈，C說法錯(cuò)誤；D．若為標(biāo)準(zhǔn)狀況下完成該試驗(yàn)，假設(shè)溶液剛好充溢燒瓶且混合勻稱，容器的容積為VL，則溶液的物質(zhì)的量濃度＝eq\f(\f(VL,22.4L/mol－1),VL)＝eq\f(1,22.4)mol/L，則常溫下應(yīng)小于該值，D說法錯(cuò)誤。11．較活潑金屬與硝酸反應(yīng)，產(chǎn)物困難。如肯定濃度的硝酸與鎂反應(yīng)，可同時(shí)得到NO、NO2、N2三種氣體。某同學(xué)欲用如圖所示儀器組裝裝置來干脆驗(yàn)證有NO、NO2生成并制取氮化鎂。(假設(shè)試驗(yàn)中每步轉(zhuǎn)化均是完全的)已知：①NO2沸點(diǎn)是21.1℃，熔點(diǎn)是－11℃；NO的沸點(diǎn)是－151℃、熔點(diǎn)是－164℃；②氮化鎂遇水會(huì)發(fā)生水解?；卮鹣铝袉栴}：(1)為達(dá)到上述試驗(yàn)?zāi)康?，所選用的儀器的正確連接方式是__a__(填序號(hào))。a．A→D→C→F→B→F→Eb．A→C→D→F→B→F→Ec．A→F→C→D→F→B→Ed．A→F→D→C→F→B→E(2)確定還原產(chǎn)物中有NO2的現(xiàn)象是__D中有紅棕色液體生成__，試驗(yàn)中兩次運(yùn)用裝置F，其次次運(yùn)用裝置F的作用是__防止E中水蒸氣進(jìn)入B中，造成產(chǎn)物不純__。(3)試驗(yàn)前需先打開開關(guān)K，向裝置內(nèi)通CO2氣體，其目的是__排出裝置內(nèi)空氣，防止干擾試驗(yàn)__，當(dāng)__E中產(chǎn)生白色沉淀__時(shí)停止通入CO2。(4)試驗(yàn)過程中，發(fā)覺在D中產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象的同時(shí)，C中溶液顏色漸漸褪去，試寫出C中反應(yīng)的離子方程式：__5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=3Mn2＋＋5NOeq\o\al(－,3)＋2H2O__。(5)在A中反應(yīng)起先時(shí)，某同學(xué)立刻點(diǎn)燃B處的酒精燈，試驗(yàn)結(jié)束后通過測(cè)定發(fā)覺B處的產(chǎn)品純度不高，緣由是__CO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))2MgO＋C__(用化學(xué)方程式回答)。(6)驗(yàn)證B處有氮化鎂生成的方法是__取B中固體少量于試管中，向其中加入少量水，若產(chǎn)生能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則B中有氮化鎂生成__。[解析](1)依據(jù)題意“肯定濃度的硝酸與鎂反應(yīng)，可同時(shí)得到NO、NO2、N2”，若有NO2生成則氣體呈紅棕色，依據(jù)已知①中NO2、NO的熔沸點(diǎn)，在裝置D中可將NO2冷凝為液態(tài)，可視察到裝置D中有紅棕色液體生成；利用NO具有還原性，用裝置C中酸性KMnO4溶液驗(yàn)證NO；依據(jù)已知②中Mg3N2遇水會(huì)發(fā)生水解，與Mg反應(yīng)的N2必需是干燥的，氣體在進(jìn)入裝置B之前必需用濃硫酸干燥，且要防止H2O(g)進(jìn)入制備Mg3N2的裝置；裝置的連接依次為A→D→C→F→B→F→E。(2)依據(jù)上述分析，確定還原產(chǎn)物中有NO2的現(xiàn)象是裝置D中有紅棕液體生成，Mg3N2遇水會(huì)發(fā)生水解，試驗(yàn)中兩次運(yùn)用裝置F，第一次運(yùn)用裝置F的作用是干燥N2，其次次運(yùn)用裝置F的作用是防止E中H2O(g)進(jìn)入B中，使Mg3N2不純。(3)由于NO能與O2反應(yīng)生成NO2，會(huì)影響NO2、NO的驗(yàn)證，試驗(yàn)起先前要排出裝置中的空氣，所以試驗(yàn)前先打開開關(guān)K，向裝置內(nèi)通CO2氣體，其目的是排出裝置內(nèi)空氣，防止干擾試驗(yàn)。當(dāng)視察到裝置E的Ba(OH)2溶液中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，表明裝置中空氣已經(jīng)排盡，停止通入CO2。(4)裝置D中視察到有紅棕色液體出現(xiàn)，裝置C中溶液顏色漸漸褪去，說明酸性KMnO4溶液將NO氧化成NOeq\o\al(－,3)，同時(shí)MnOeq\o\al(－,4)被還原成Mn2＋，反應(yīng)可寫成NO＋MnOeq\o\al(－,4)→NOeq\o\al(－,3)＋Mn2＋，氮元素的化合價(jià)由＋2價(jià)升至＋5價(jià)，錳元素的化合價(jià)由＋7價(jià)降至＋2價(jià)，依據(jù)得失電子守恒可寫出5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)→5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋，結(jié)合原子守恒、電荷守恒，寫出離子方程式為5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。(5)在A中反應(yīng)起先時(shí)，立刻點(diǎn)燃B處的酒精燈，Mg與CO2發(fā)生置換反應(yīng)生成MgO和C，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)束后B處制得的Mg3N2純度不高，Mg與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(△))2MgO＋C。(6)Mg3N2遇水發(fā)生水解生成Mg(OH)2和NH3，檢驗(yàn)有Mg3N2生成只要檢驗(yàn)B處固體中加水產(chǎn)生NH3即可。12．在稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中，加入銅粉。(1)若將50mL4mol·L－1稀硝酸和200mL0.5mol·L－1稀硫酸混合后，加入19.2g銅粉，微熱，充分反應(yīng)。①若忽視溶液體積改變，溶液中銅離子物質(zhì)的量濃度為__0.6__mol·L－1。②若使銅粉全部溶解，還需加入0.5mol·L－1H2SO4__400__mL。(2)若c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(NOeq\o\al(－,3))＝amol·L－1。取200mL該混合酸，則能溶解銅的最大物質(zhì)的量為__0.12a__mol(用含a的式子表示)。[解析](1)①50mL4mol·L－1稀硝酸和200mL0.5mol·L－1稀硫酸混合后，溶液中n(NOeq\o\al(