5.2 氮及其化合物（能力訓(xùn)練）【五大能力點(diǎn)】- 2023-2024學(xué)年高一化學(xué)同步知識(shí)點(diǎn)解讀與能力訓(xùn)練（人教版2019必修第二冊(cè)）

5.2氮及其化合物（能力訓(xùn)練）【五大能力點(diǎn)】【能力點(diǎn)歸納】一．噴泉實(shí)驗(yàn)（共4小題）二．氨水的成分與性質(zhì)（共4小題）三．氮氧化物溶于水的計(jì)算（共4小題）四．硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算（共4小題）五．氮及其化合物的性質(zhì)探究（共4小題）【能力點(diǎn)訓(xùn)練】一．噴泉實(shí)驗(yàn)（共4小題）1．通過(guò)噴泉實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證氣體是否極易溶于水。下列有關(guān)噴泉實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲裝置中收集滿HCl或NH3，進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)后燒瓶中所得溶液濃度都為mol?L-1B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲裝置中收集滿體積比為4∶1的NO2和O2，進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)后燒瓶中所得溶液濃度為mol?L-1C．甲裝置中引發(fā)噴泉的操作：利用膠頭滴管向燒瓶中擠入少量水，再打開(kāi)止水夾引發(fā)噴泉D．乙裝置中引發(fā)噴泉的操作：打開(kāi)止水夾，用熱毛巾或冷毛巾敷燒瓶都可以引發(fā)噴泉【答案】B【解析】A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲裝置中收集滿HCl或NH3，兩者均極易溶于水，且設(shè)其體積為VL，則進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)后燒瓶中所得溶液濃度都為mol?L-1，A正確；B．，用體積比為4∶1的和進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)后兩者恰好反應(yīng)生成硝酸，溶液充滿燒瓶，設(shè)其總體積為VL，所得硝酸的濃度為mol?L-1，B錯(cuò)誤；C．甲裝置中膠頭滴管擠入的水將氣體溶解形成壓強(qiáng)差而引發(fā)噴泉，C正確；D．乙裝置中用熱毛巾敷燒瓶可以使氨氣逸出與水接觸而引發(fā)噴泉，同樣如果用冷毛巾敷燒瓶可以使燒瓶中氣體壓強(qiáng)降低，則水進(jìn)入燒瓶而引發(fā)噴泉，D正確；故選B。2．如圖所示，下列氣體a和液體b的組合中不可以進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的是

A．氯化氫、水 B．氨氣、硫酸銅溶液C．二氧化碳、氫氧化鈉溶液 D．氮?dú)?、氫氧化鈉溶液【答案】D【解析】A．氯化氫易溶于水，擠壓膠頭滴管，燒瓶?jī)?nèi)可以形成壓強(qiáng)差，可以進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，A不合題意；B．氨氣易溶于水，擠壓膠頭滴管，氨氣、硫酸銅溶液反應(yīng)，可以形成壓強(qiáng)差，可以進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，B不合題意；C．?dāng)D壓膠頭滴管，二氧化碳與NaOH溶液反應(yīng)，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，外壓大于內(nèi)壓，形成噴泉，C不合題意；D．氮?dú)?、氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，氮?dú)庖膊蝗苡谒豢梢孕纬蓧簭?qiáng)差，不能進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，D符合題意；故答案為：D。3．在體積為1L的干燥燒瓶中，用排空氣法充入HCl氣體后，測(cè)得燒瓶中的氣體對(duì)氧氣的相對(duì)密度為1.082，以此氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)噴泉停止后，進(jìn)入燒瓶中的液體體積是

A．L B．L C．L D．全滿【答案】C【解析】由題意可知，燒瓶中氣體的相對(duì)分子質(zhì)量為32×1.082=34.624，則燒瓶中的氣體為氯化氫和空氣的混合氣體，設(shè)混合氣體的總物質(zhì)的量為1mol，氯化氫的物質(zhì)的量為amol、空氣的物質(zhì)的量為bmol，由物質(zhì)的量和相對(duì)分子質(zhì)量可得：a+b=1和36.5a+29b=34.624，解聯(lián)立方程可得a=0.25、b=0.75，當(dāng)噴泉停止后，進(jìn)入燒瓶中的液體體積為氯化氫氣體的體積，則進(jìn)入燒瓶中的液體體積為×1L=L，故選C。4．如圖是實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行氨氣溶于水的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置，下列敘述錯(cuò)誤的是A．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明氨氣是一種極易溶于水的氣體B．該實(shí)驗(yàn)形成了藍(lán)色噴泉C．形成噴泉的原因是氨氣溶于水后，燒瓶?jī)?nèi)的氣壓小于大氣壓D．燒杯中換成其他液體無(wú)法形成噴泉【答案】D【解析】A．氨氣在瓶中因?yàn)榇罅咳芙庥谒?，使得瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)差加大，所以產(chǎn)生噴泉，A正確；B．氨氣是一種堿性氣體，溶于水形成一水合氨，是一種弱堿，與石蕊形成藍(lán)色溶液，B正確；C．因?yàn)樗粔夯仄績(jī)?nèi)，說(shuō)明燒瓶?jī)?nèi)的氣壓小于大氣壓，C正確；D．形成噴泉的原因是形成壓強(qiáng)差，燒杯中換成鹽酸也可以形成噴泉，D錯(cuò)誤；故答案為：D。二．氨水的成分與性質(zhì)（共4小題）1．有關(guān)氨水的說(shuō)法正確的是A．氨水的主要成分是NH3·H2O，無(wú)NH3B．氨水呈堿性的原因是NH3·H2ONH+OH-C．氨氣能發(fā)生噴泉實(shí)驗(yàn)的原因是NH3與水發(fā)生了反應(yīng)D．將氨水加熱，氨水的濃度變大【答案】B【解析】A．氨水的主要成分是NH3·H2O，氨水中存在H2O、NH3、NH3?H2O三種分子，存在H+、OH-、NH三種離子，故A錯(cuò)誤；B．氨水呈堿性的原因是氨水中的一水合銨為弱堿，電離產(chǎn)生氫氧根離子，顯堿性，NH3·H2ONH+OH-，故B正確；C．氨氣能發(fā)生噴泉實(shí)驗(yàn)的原因是NH3溶于水使體系內(nèi)壓強(qiáng)急劇減小，故C錯(cuò)誤；D．將氨水加熱，氨氣的溶解度減小，氨氣逸出，氨水的濃度變小，故D錯(cuò)誤；故選B。2．關(guān)于氨氣和氨水的敘述正確的是A．氨水的主要成分是NH3B．氨水中滴入酚酞變紅色，是因?yàn)榘睔饽茈婋x出OH-C．在1L1mol/L的氨水中含NH3?H2O為1molD．NH3中氮元素為-3價(jià)，具有一定的還原性，在一定條件下可被O2氧化【答案】D【解析】A．氨水的主要成分是，A錯(cuò)誤；B．氨水顯堿性的原因是與水反應(yīng)生成的電離出，氨氣是非電解質(zhì)，不能電離，B錯(cuò)誤；C．氨水中的溶質(zhì)不只是，1L1的氨水中含、和共1mol，C錯(cuò)誤；D．氨的催化氧化中，氨氣可以被氧氣氧化成氮?dú)饣蛞谎趸?，化合價(jià)升高，失電子，-3價(jià)氮元素表現(xiàn)還原性，D正確；答案選D。3．對(duì)于氨水的組成的敘述正確的是A．只含有氨分子和水分子B．只含有一水合氨分子和水分子C．只含有氨分子、水分子和一水合氨分子D．含有氨分子、水分子、一水合氨分子、銨根離子、氫離子和氫氧根離子【答案】D【解析】氨溶于水形成的水溶液稱為氨水。溶于水的氨大部分與水結(jié)合生成NH3·H2O，NH3·H2O中一小部分電離為銨根離子和OH-。水能微弱電離出H+和OH-，所以在氨水中含有氨分子、水分子、一水合氨分子、銨根離子、氫離子和氫氧根離子，故選D。4．下列關(guān)于氨氣、液氨、氨水的敘述正確的是A．氨氣、液氨、氨水的成分相同，均為純凈物B．蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒相互靠近，有白煙生成C．氨水的密度比水小，且濃度越大，密度越大D．氨水的溶質(zhì)為NH3·H2O，是氨水中含量最多的微?！敬鸢浮緽【解析】A．氨水是混合物，A錯(cuò)誤；B．氨水和鹽酸反應(yīng)生成氯化銨固體，有白煙生成，B正確；C．氨水的密度隨濃度的增大而減小，C錯(cuò)誤；D．氨水中水的含量最多，D錯(cuò)誤；故選：B。三．氮氧化物溶于水的計(jì)算（共4小題）1．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將O2與NO按3∶4的體積比充滿一個(gè)干燥燒瓶倒置于水中，瓶?jī)?nèi)液面逐漸上升后，最后燒瓶?jī)?nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度最接近于A．0.045mol/L B．0.036mol/L C．0.026mol/L D．0.02mol/L【答案】C【解析】設(shè)O2為3V，NO為4V，根據(jù)2NO+O2=2NO2，燒瓶?jī)?nèi)實(shí)際存在的是4VNO2和1VO2與水作用，反應(yīng)為：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，恰好完全反應(yīng)，無(wú)氣體剩余，由N元素守恒可知，n(HNO3)=，c(HNO3)=；故選C。2．一定條件下，將等體積的NO和的混合氣體置于試管中，并將試管倒立于水槽中，充分反應(yīng)后剩余氣體的體積為原總體積的A． B． C． D．【答案】C【解析】充滿一氧化氮與氧氣的試管倒立于水槽中，若一氧化氮與氧氣、水完全反應(yīng)生成硝酸，試管會(huì)全充滿，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO+3O2+2H2O=4HNO3，設(shè)試管的體積為V，由方程式可知，同溫同壓下將等體積的一氧化氮與氧氣的混合氣體的試管倒立于水槽中充分反應(yīng)后，過(guò)量氧氣的體積為—×=，則剩余氣體的體積約為原總體積的，故選C。3．將盛有和的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余無(wú)色氣體，則原混合氣體中的體積可能是A．0.6mL B．2mL C．2.4mL D．4mL【答案】D【解析】根據(jù)化學(xué)方程式：；，設(shè)的體積為x，剩余的氣體有兩種可能：①若剩1mL，則另外5mL氣體發(fā)生，則二氧化氮占5mL氣體的五分之四，即體積為；②若剩1mL，根據(jù)，得到生成1mLNO氣體消耗的二氧化氮?dú)怏w體積為3mL，說(shuō)明另外還有3mL氣體發(fā)生，則這3mL氣體中二氧化氮占五分之四，則總的二氧化氮?dú)怏w體積為；故D符合題意。綜上所述，答案為D。4．在容積為672mL的燒瓶中充滿NO和NO2的混合氣體，將其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧氣，恰好完全反應(yīng)，且液體充滿燒瓶(氣體體積都已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)，下列有關(guān)敘述正確的是()A．總反應(yīng)為NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3B．總反應(yīng)為4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O===12HNO3C．生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為0.030mol·L－1D．生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為0.060mol·L－1【答案】B【分析】利用得失電子守恒，列方程組，求出氧氣、一氧化氮、二氧化氮的物質(zhì)的量之比，可寫(xiě)出總反應(yīng)方程式?！窘馕觥繕?biāo)準(zhǔn)狀況下672mL的混合氣體：n（NO）+n（NO2）==0.03mol，（O2）==0.0125mol，由得失電子守恒可知3n（NO）+n（NO2）=4n（O2），解之得n（NO）=0.01mol，n（NO2）=0.02mol，所以總的方程式為：4NO+8NO2+5O2+6H2O═12HNO3，由氮原子守恒可知，反應(yīng)生成的HNO3物質(zhì)的量為0.03mol。水全部充滿燒瓶，形成硝酸溶液體積為0.672L，硝酸的濃度為：0.03mol÷0.672L=0.045mol/L。ACD項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；答案選B。四．硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算（共4小題）1．28g銅、銀合金與一定量某濃度的硝酸溶液反應(yīng)，金屬完全溶解，放出的氣體與2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氧氣混合通入水中，恰好全部被水吸收，則合金中銅的質(zhì)量是A．3.2g B．6.4g C．12.8g D．21.6g【答案】B【解析】銅、銀與硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、硝酸銀與氮的氧化物，氮的氧化物與氧氣、水反應(yīng)生成硝酸，縱觀整個(gè)過(guò)程，金屬提供的電子等于氧氣獲得的電子，n（O2）==0.1mol，設(shè)Cu、Ag的物質(zhì)的量分別為x、y，則：根據(jù)質(zhì)量列方程：x×64g/mol+y×108g/mol=28g，，根據(jù)電子守恒列方程：2x+1×y="0.1mol×4"解得：x=0.1mol；y="0.2mol"，m（Cu）=0.1mol×64g/mol=6.4g，故選B。2．在一定溫度下，某濃度的硝酸與金屬鋅反應(yīng)，生成NO2和NO的物質(zhì)的量之比為1︰3。則要使1mol金屬鋅完全反應(yīng)，需要HNO3的物質(zhì)的量為A．0.8mol B．2.4mol C．2.6mol D．2.8mol【答案】D【解析】設(shè)反應(yīng)生成NO2和NO的物質(zhì)的量分別為xmol、3xmol，1mol金屬鋅失去2mol電子，由電子守恒得x+3x×3＝2，解得x＝0.2。反應(yīng)生成硝酸鋅是1mol，由氮原子守恒可知需要硝酸根是2mol，因此根據(jù)原子守恒可知總共需要硝酸是0.2mol+0.6mol+2mol＝2.8mol。答案選D。3．硝酸與金屬反應(yīng)后所得還原產(chǎn)物與硝酸的濃度和金屬的活潑性有關(guān)。10mL0.5mol·L-1HNO3與0.048gMg恰好完全反應(yīng)。若氮元素只被還原到一種價(jià)態(tài)，下列說(shuō)法不正確的是A．HNO3作還原劑B．HNO3濃度越低，N元素還原價(jià)態(tài)越低C．反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.004molD．還原產(chǎn)物可能為NH4NO3【答案】A【解析】A．HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，表現(xiàn)酸性和強(qiáng)氧化性，故A錯(cuò)誤；B．HNO3濃度越高，氧化性越強(qiáng)，氧化同種金屬時(shí)，N元素被還原的價(jià)態(tài)就越高，故B正確；C．HNO3與Mg反應(yīng)，還原劑只有Mg，Mg的化合價(jià)由0→＋2，0.048gMg的物質(zhì)的量為0.002mol，根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為0.004mol，故C正確；D．硝酸的物質(zhì)的量為0.01L×0.5mol·L－1＝0.005mol，生成0.002molMg(NO3)2，根據(jù)N原子守恒，可能生成0.0005molNH4NO3，若生成0.0005molNH4NO3轉(zhuǎn)移電子為0.004mol，符合電子守恒，故D正確；故答案為A。4．查資料知：一般情況下，不同濃度的硝酸與金屬反應(yīng)，硝酸的濃度越小，還原產(chǎn)物中低價(jià)態(tài)的成分所占比例越多。如圖表示鐵與不同濃度硝酸反應(yīng)時(shí)的主要還原產(chǎn)物及含量，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．曲線代表的還原產(chǎn)物分別為和B．濃硝酸與足量的鐵粉完全反應(yīng)，生成和的物質(zhì)的量之比為C．鐵粉與足量稀硝酸完全反應(yīng)，此反應(yīng)過(guò)程中表現(xiàn)酸性的的總質(zhì)量為D．P點(diǎn)時(shí)，生成與物質(zhì)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比為【答案】C【分析】已知，一般情況下，不同濃度的硝酸與金屬反應(yīng)，硝酸的濃度越小，還原產(chǎn)物中低價(jià)態(tài)的成分所占比例越多，結(jié)合圖像可知，初始a含量較大為銨根離子、后期b含量較大為二氧化氮；【解析】A．由分析可知，曲線代表的還原產(chǎn)物分別為和，A正確；B．由圖可知，濃硝酸與足量的鐵粉完全反應(yīng)生成等量的NO、，故生成和的物質(zhì)的量之比為，B正確；C．鐵為1mol，與足量稀硝酸完全反應(yīng)生成三價(jià)鐵，則與鐵離子結(jié)合的硝酸根離子為3mol，則此反應(yīng)過(guò)程中與鐵反應(yīng)表現(xiàn)酸性的的質(zhì)量為3mol×63g/mol=，但是反應(yīng)中還生成硝酸銨，故此反應(yīng)過(guò)程中表現(xiàn)酸性的的總質(zhì)量大于，C錯(cuò)誤；D．P點(diǎn)時(shí)，生成等量的NO和，氮元素化合價(jià)由+5變?yōu)?2生成NO、由+5變?yōu)?3得到，則生成與物質(zhì)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比為，D正確；故選C。五．氮及其化合物的性質(zhì)探究（共4小題）1．如圖所示利用點(diǎn)滴板探究氨氣的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)向固體上滴幾滴濃氨水后，立即用燒杯蓋住點(diǎn)滴板。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和解釋都正確的是選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋A固體表面有氣泡吸收氨，放出水蒸氣B濕潤(rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)極易溶于水C燒杯內(nèi)有白煙D溶液變白色渾濁氨水與氯化鐵反應(yīng)生成白色氫氧化鐵A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】A．遇氨水放出氨氣，故不選A；B．氨氣溶于水呈堿性，所以濕潤(rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)，故不選B；C．氨氣和濃鹽酸揮發(fā)出的HCl反應(yīng)生成氯化銨，發(fā)生反應(yīng)，所以燒杯內(nèi)有白煙，故選C；D．氨水與氯化鐵反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，故不選D；選C。2．室溫下，通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)探究氨氣、氨水的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)1：將集滿氨氣的試管倒立于水槽中，水面迅速上升，幾乎充滿試管實(shí)驗(yàn)2：向?qū)嶒?yàn)1中試管滴入幾滴酚酞試液，溶液變紅實(shí)驗(yàn)3：向2mL1mol·L-1AlCl3溶液中滴加氨水，產(chǎn)生白色絮狀沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀不減少實(shí)驗(yàn)4：迅速將實(shí)驗(yàn)3中白色沉淀過(guò)濾、洗滌，滴入濃氨水，沉淀逐漸溶解。下列說(shuō)法正確的是A．由實(shí)驗(yàn)1可知氨分子間容易形成氫鍵B．實(shí)驗(yàn)2中溶液只含有H2O、NH、OH-C．實(shí)驗(yàn)3中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3++3OH-=Al(OH)3↓D．實(shí)驗(yàn)4說(shuō)明Al(OH)3的溶解性與其結(jié)構(gòu)以及溶液中的OH-濃度有關(guān)【答案】D【解析】A．由實(shí)驗(yàn)1可知氨分子極易溶于水，并不能得出“氨分子間容易形成氫鍵”的結(jié)論，A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)2中溶液還含有NH3、NH3·H2O、H＋，B錯(cuò)誤；C．NH3·H2O難電離，實(shí)驗(yàn)3中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為，C錯(cuò)誤；D．實(shí)驗(yàn)4中OH-濃度之所以比實(shí)驗(yàn)3中的大，是因?yàn)橄駻lCl3溶液中滴加氨水后已產(chǎn)生的抑制了氨水的電離，OH-的濃度小，不足以溶解氫氧化鋁，因此可說(shuō)明Al(OH)3的溶解性與其結(jié)構(gòu)以及溶液中的OH-濃度有關(guān)，D正確；答案選D。3．用圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究硝酸與鐵反應(yīng)的產(chǎn)物。主要實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象打開(kāi)彈簧夾，通入一段時(shí)間CO2后，滴入濃硝酸后無(wú)明顯現(xiàn)象，加熱燒瓶，反應(yīng)開(kāi)始后停止加熱。①A中有紅棕色氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后，氣體顏色逐漸變淺；反應(yīng)停止后，A中無(wú)固體剩余。②B中溶液變棕色。取少量A中溶液，加幾滴氯水，再滴入硫氰化鉀溶液③溶液變?yōu)榧t色取少量B中溶液，加熱④B中棕色溶液變淺，有無(wú)色氣體逸出，且在空氣中變?yōu)榧t棕色已知：FeSO4+NO=Fe(NO)SO4(棕色)?H<0。下列說(shuō)法正確的是A．滴入濃硝酸加熱前沒(méi)有明顯現(xiàn)象的原因是：溫度低，反應(yīng)速率太慢B．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象③說(shuō)明反應(yīng)后A中溶液含有Fe2+C．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象④說(shuō)明A中有NO生成D．可用濃NaOH溶液和濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)硝酸的還原產(chǎn)物中是否有NH【答案】D【解析】A．常溫時(shí)，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生，不是因?yàn)闇囟鹊停磻?yīng)速率太慢的緣故，故A錯(cuò)誤；B．取少量A中溶液，加幾滴氯水，再滴入KSCN溶液，溶液變