高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)題庫(kù) 4-4 氮及其化合物(含解析)

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1、第四講 氮及其化合物 一、選擇題 1.盛有12 mL NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中,充分反應(yīng)后,還剩余2 mL無(wú)色 氣體,則原混合氣體中O2的體積是 (  ) A.1.2 mL B.2.4 mL C.3.6 mL D.4.8 mL 解析 根據(jù)題意,剩余的氣體可能是O2,也可能是NO。 ①當(dāng)剩余氣體是O2時(shí),由于剩余2 mL O2,則有12 mL-2 mL=10 mL氣體按反應(yīng)式4NO2 +O2+2H2O===4HNO3中量的關(guān)系進(jìn)行反應(yīng),則原氣體中O2的體積V(O2)=10 mL×+2 mL =4 mL。 ②當(dāng)剩余氣體是

2、NO時(shí),即剩余NO為2 mL,而NO來(lái)源于NO2與水的反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)3NO2 +H2O===2HNO3+NO,生成NO的NO2的體積為2 mL×3=6 mL。則有12 mL-6 mL=6 mL 的混合氣體按4NO2+O2+2H2O===4HNO3中量的關(guān)系進(jìn)行反應(yīng),故原氣體中氧氣體積V(O2) =6 mL×=1.2 mL。 答案 A 2.將22.4 L某氣態(tài)氮氧化合物與足量的灼熱銅粉完全反應(yīng)后,氣體體積變?yōu)?1.2 L(體積均在相同條件下測(cè)定),則該氮氧化物的化學(xué)式為 (  ) A.NO2 B.N2O3

3、 C.N2O D.N2O4 解析 氮氧化合物與灼熱銅粉反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NOx+2xCu2xCuO+N2。根據(jù) 題目給定的數(shù)據(jù)可判斷氮氧化合物為NO2。 答案 A 3.無(wú)色的混合氣體甲,可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種,將100 mL甲氣體經(jīng)過(guò)如圖實(shí)驗(yàn)的處理,結(jié)果得到酸性溶液,而幾乎無(wú)氣體剩余,則甲氣體的組成為 (  ) A.NH3、NO2、N2 B.NH3、NO、CO2 C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2 解析 由題意,無(wú)色混合氣

4、體中一定無(wú)NO2,100 mL氣體通入濃H2SO4后,體積變?yōu)?0 mL,一定有NH3,經(jīng)Na2O2后變?yōu)榧t棕色,則含有CO2和NO,最后無(wú)氣體剩余,則不 含N2。 答案 B 4.下列實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,始終無(wú)明顯現(xiàn)象的是 (  ) A.NO2通入FeSO4溶液中 B.CO2通入CaCl2溶液中 C.NH3通入AlCl3溶液中 D.SO2通入已酸化的Ba(NO3)2,溶液中 解析 A項(xiàng),NO2通入水中生成HNO3,能將Fe2+氧化為Fe3+,溶液顏色由淺綠色變?yōu)? 黃色;B項(xiàng),CO2與CaCl2不反應(yīng),無(wú)明顯現(xiàn)象;C項(xiàng),生成A

5、l(OH)3白色沉淀;D項(xiàng), SO2被HNO3氧化為H2SO4,生成BaSO4白色沉淀。 答案 B 5.已知?dú)怏w的摩爾質(zhì)量越小,擴(kuò)散速度越快。右圖所示為氣體擴(kuò)散速度的實(shí)驗(yàn),兩種氣體擴(kuò)散相遇時(shí)形成白色煙環(huán)。下列關(guān)于物質(zhì)甲、乙的判斷正確的是 (  ) A.甲是濃氨水,乙是濃硫酸 B.甲是濃鹽酸,乙是濃氨水 C.甲是濃氨水,乙是濃鹽酸 D.甲是濃硝酸,乙是濃氨水 解析 A項(xiàng)中濃H2SO4不是揮發(fā)性酸,不會(huì)產(chǎn)生白色煙環(huán);B、C、D三項(xiàng)中由于NH3 的摩爾質(zhì)量小,擴(kuò)散速度快,所以離白色煙環(huán)遠(yuǎn)的甲為濃氨水,故C正確。 答案 C 6.如下圖,利用培養(yǎng)皿探究氨氣

6、的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)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(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所做的解釋正確的是 (  ) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋 A 濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙 NH3與濃鹽酸揮發(fā)的HCl氣體反應(yīng)產(chǎn)生了NH4Cl固體 B 濃硫酸附近無(wú)明顯現(xiàn)象 NH3與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng) C 氯化物溶液變渾濁 該溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥紅色石蕊試紙不變色,濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán) NH3是一種可溶性堿 解析 B項(xiàng),濃H2SO4易與NH3發(fā)生反應(yīng);C項(xiàng),該溶液也可能是MgCl2溶液等;D項(xiàng)NH3·H2O 是堿,而NH3不屬于堿。 答案 A 7.

7、“綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)”已走進(jìn)課堂,下列做法符合“綠色化學(xué)”的是 (  ) ①實(shí)驗(yàn)室收集氨氣采用圖1所示裝置; ②實(shí)驗(yàn)室中做氯氣與鈉的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)采用圖2所示裝置; ③實(shí)驗(yàn)室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸生成銨鹽的實(shí)驗(yàn); ④實(shí)驗(yàn)室中采用圖3所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng) A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④ 解析 “綠色化學(xué)”的思想是盡量使用無(wú)毒、無(wú)害的原料,采取合理安全的工藝合成產(chǎn) 物,原子利用率為100%,無(wú)污染,對(duì)環(huán)境友好。①的做法可防止氨氣對(duì)空氣的污染; ②的做法對(duì)尾氣進(jìn)行吸收處理

8、,有效防止氯氣對(duì)空氣的污染;④的做法中銅絲可以活動(dòng), 能有效地控制反應(yīng)的發(fā)生與停止,用氣球收集反應(yīng)產(chǎn)生的污染性氣體,待反應(yīng)完成后處 理,也防止了對(duì)空氣的污染,以上三種做法均符合“綠色化學(xué)”的思想。而③的做法中 氨氣與氯化氫氣體直接散發(fā)到空氣中,對(duì)空氣造成污染,不符合“綠色化學(xué)”的思想。 答案 C 8.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是 (  ) A.原混合酸中NO物質(zhì)的量為0

9、.1 mol B.OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段產(chǎn)生氫氣 C.第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4 D.H2SO4濃度為2.5 mol·L-1 解析 關(guān)鍵看圖,鐵粉既能與硝酸反應(yīng)也能與硫酸反應(yīng),從題干圖看出(注意只是第二份 100 mL)OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段產(chǎn)生氫氣,反應(yīng) 為Fe+2H+===Fe2++H2↑,可知NO反應(yīng)完了,第二份中NO應(yīng)為×3÷3= 0.1 mol,溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4,此時(shí)反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是14 g,即0.25 mol,故原混 合酸中H2SO4濃度為=2.5

10、 mol·L-1,NO物質(zhì)的量為0.2 mol。所以選A。 答案 A 二、非選擇題 9.氨和聯(lián)氨(N2H4)是氮的兩種常見化合物,在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。 根據(jù)題意完成下列計(jì)算: (1)聯(lián)氨用亞硝酸氧化生成氮的另一種氫化物,該氫化物的相對(duì)分子質(zhì)量為43.0,其中氮原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977,計(jì)算確定該氫化物的分子式。 該氫化物受撞擊則完全分解為氮?dú)夂蜌錃狻?.30 g該氫化物受撞擊后產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。 (2)聯(lián)氨和四氧化二氮可用作火箭推進(jìn)劑,聯(lián)氨是燃料,四氧化二氮作氧化劑,反應(yīng)產(chǎn)物是氮?dú)夂退? 由聯(lián)氨和四氧化二氮組成的火箭推進(jìn)劑完全反應(yīng)生

11、成72.0 kg水,計(jì)算推進(jìn)劑中聯(lián)氨的質(zhì)量。 (3)氨的水溶液可用于吸收NO與NO2混合氣體,反應(yīng)方程式為: 6NO+4NH3―→5N2+6H2O 6NO2+8NH3―→7N2+12H2O NO與NO2混合氣體180 mol被8.90×103g氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.300)完全吸收,產(chǎn)生156 mol氮?dú)?。吸收后氨水密度?.980 g·cm-3。 計(jì)算:①該混合氣體中NO與NO2的體積比。 ②吸收后氨水的物質(zhì)的量濃度(答案保留1位小數(shù))。 (4)氨和二氧化碳反應(yīng)可生成尿素CO(NH2)2。尿素在一定條件下會(huì)失去氨而縮合,如兩分子尿素失去一分子氨形成二聚物: 已知常壓下120

12、mol CO(NH2)2在熔融狀態(tài)發(fā)生縮合反應(yīng),失去80 mol NH3生成二聚物(C2H5N3O2)和三聚物。測(cè)得縮合產(chǎn)物中二聚物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.60,推算縮合產(chǎn)物中各縮合物的物質(zhì)的量之比。 解析 本題為一道綜合計(jì)算題。 (1)分子中N原子數(shù)==3 分子中H原子數(shù)==1 得出分子式為HN3。    產(chǎn)生氣體體積:0.20 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。 (2)依據(jù)氫守恒進(jìn)行計(jì)算 設(shè)N2H4的質(zhì)量為m。 m×=72.0 kg×,解得m=64 kg。 (3)①設(shè)混合氣體中NO和NO2物質(zhì)的量分別為x、y。 6NO+4NH3―→5N2+6H2O 6  

13、      5 x       x 6NO2+8NH3―→7N2+12H2O 6        7 y        y  解得x=162 mol y=18 mol 故V(NO)∶V(NO2)=162∶18=9∶1。 ②依據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出消耗NH3的物質(zhì)的量為162 mol×+18 mol×=132 mol 吸收后剩余NH3的物質(zhì)的量為-132 mol=25.06 mol 吸收后溶液的質(zhì)量=原溶液的質(zhì)量+吸收氮的氧化物的質(zhì)量-放出氮?dú)獾馁|(zhì)量= 8.90×103 g+(162 mol×30 g·mol-1+18 mol×46 g·mol-1)-156 mol×28 g·mo

14、l-1 =10 220 g, c===2.4 mol·L-1 (4)三聚產(chǎn)物有兩種分子式,一種為環(huán)狀物A(C3O3N3H3),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為, ,另一種為鏈狀物B(C3O3N4H6)。 設(shè)縮合物中含二聚物a mol,三聚物A為b mol,三聚物B為c mol。  解得a=30,b=10,c=10 故三種聚合物的物質(zhì)的量之比為3∶1∶1。 答案 (1)HN3 4.48 (2)64 kg (3)①V(NO)∶V(NO2)=9∶1 ②2.4 mol·L-1 (4)3∶1∶1 10.某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱,按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持

15、儀器已略去)。實(shí)驗(yàn)表明濃硝酸能將NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸。 可選藥品:濃硝酸、3 mol·L-1稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳 已知:氫氧化鈉溶液不與NO反應(yīng),能與NO2反應(yīng)。 2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O (1)實(shí)驗(yàn)應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中。裝置③、④、⑥中盛放的藥品依次是____________________。 (2)滴加濃硝酸之前的操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性,加入藥品,打開彈簧夾后____________。 (3)裝置①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________

16、___________________________。 (4)裝置②的作用是__________,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________。 (5)該小組得出的結(jié)論依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________。 (6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)裝置①中溶液呈綠色,而不顯藍(lán)色。甲同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致,而乙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學(xué)們分別設(shè)計(jì)了以下4個(gè)試驗(yàn)來(lái)判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是(選填序號(hào)字母)____________。 a.加熱該綠色溶液,觀察顏色變化 b

17、.加水稀釋該綠色溶液,觀察顏色變化 c.向該綠色溶液中通入氮?dú)?,觀察顏色變化 d.向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,觀察顏色變化 解析 實(shí)驗(yàn)題要先看目的,即要驗(yàn)證什么,由此再來(lái)理解或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。“目的決定過(guò)程!” 本題要證明濃HNO3能將NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。①產(chǎn)生NO2,而非 NO,所以②中盛水與NO2反應(yīng)生成NO。而NO極易與O2反應(yīng)產(chǎn)生NO2,故反應(yīng)前應(yīng) 用CO2將裝置中的空氣排盡。(6)的思路是從溶液中趕出NO2,或在Cu(NO3)2溶液中通 入NO2,不能采用稀釋綠色溶液的方案,是因?yàn)镃u(NO3)2溶液稀釋后,顏色也會(huì)發(fā)生相 應(yīng)的變化,

18、而不能得出正確的結(jié)論。 答案 (1)3 mol·L-1稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液 (2)通入CO2一段時(shí)間,關(guān)閉彈簧夾,將裝置⑤中導(dǎo)管末端伸入倒置的燒瓶?jī)?nèi) (3)Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (4)將NO2轉(zhuǎn)化為NO 3NO2+H2O===2HNO3+NO (5)裝置③中液面上方氣體仍為無(wú)色,裝置④中液面上方氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色 (6)acd 11.硫氮化合物是現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)研究最活躍的領(lǐng)域之一。某硫氮化合物X,其相對(duì)分子質(zhì)量為184,S、N兩元素的質(zhì)量比為16∶7。 (1)X的分子式為________。 (2)X在常溫下還算穩(wěn)定,但研磨

19、、摩擦、撞擊、震動(dòng)和迅速加熱時(shí),會(huì)劇烈分解并引起爆炸,生成非常穩(wěn)定的單質(zhì)A、單質(zhì)B,A、B的相對(duì)分子質(zhì)量之比為7∶64,則X在研磨時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________ ________________;B與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng),該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為________。 (3)氯化銨作用于S2Cl2的四氯化碳溶液時(shí),可發(fā)生反應(yīng)生成X、單質(zhì)B和化合物C,C遇濃氨水可生成氯化銨。試寫出氯化銨與S2Cl2反應(yīng)生成X的化學(xué)方程式:_____________________________________________

20、_____________。 答案 (1)S4N4 (2)2S4N44N2↑+S8 SO2 (3)4NH4Cl+6S2Cl2===S4N4+16HCl+S8 12.在50 mL a mol·L-1的硝酸溶液中,加入6.4 g Cu,全部溶解,假設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物只有NO2和NO,將反應(yīng)后溶液用蒸餾水稀釋至100 mL時(shí)測(cè)得c(NO)=3 mol·L-1。 (1)求稀釋后的溶液pH=________。 (2)若a=9,則生成的氣體中NO2的物質(zhì)的量為________mol。 (3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液進(jìn)行吸收,反應(yīng)原理如下: NO2+NO+2NaOH===2N

21、aNO2+H2O 2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O 若將上述的NO2和NO的混合氣體通入1 mol·L-1的NaOH恰好被吸收,NaOH溶液的體積為________mL。 解析 (1)HNO3―→ 根據(jù)溶液中的電荷守恒:(忽略O(shè)H-) c(H+)+2c(Cu2+)=c(NO) c(Cu2+)==1 mol·L-1 c(NO)=3 mol·L-1 c(H+)=1 mol·L-1 pH=-lg c(H+)=0。 (2)設(shè)生成氣體中NO2的物質(zhì)的量為x,NO的物質(zhì)的量為y,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電 子數(shù)相等得出x+3y=0.1×2 解得:x=0.125 mol y=0.025 mol (3)由化學(xué)方程式知1 mol N對(duì)應(yīng)1 mol NaOH n(N)=0.125 mol+0.025 mol=0.15 mol 所以V(NaOH)==0.15 L。 答案 (1)0 (2)0.125 (3)150

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