新高考2025版高考化學(xué)一輪總復(fù)習練案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)如圖是某元素的價類二維圖。其中X是一種強堿，G為正鹽，通常條件下Z是無色液體，D的相對分子質(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為強堿，強堿與銨鹽加熱反應(yīng)生成氨氣，F(xiàn)可為氨氣；氨氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氮氣，E為氮氣；氮氣與氧氣反應(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，硝酸與強堿X反應(yīng)生成的A為硝酸鹽，屬于強酸強堿鹽，溶液不水解顯中性，錯誤；B項，D為一氧化氮，是一種無色氣體，錯誤；C項，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)，錯誤；D項，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．由試驗可知，NO2對該反應(yīng)具有催化作用D．當活塞不再移動時，再抽入空氣，銅可以接著溶解[解析]A項，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，步驟Ⅲ中硝酸的濃度沒有Ⅰ中大，因為部分硝酸轉(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，錯誤；C項，由試驗可知，步驟Ⅲ反應(yīng)速率比Ⅰ快，說明NO2對該反應(yīng)具有催化作用，正確；D項，當活塞不再移動時，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．標準狀況下，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．試驗室常用銅與稀硝酸反應(yīng)制取NO，硝酸具有強氧化性，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錯誤；D．依據(jù)方程式：2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋O2，在標準狀況下生成1mol氮氣轉(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錯誤。4．(2024·黑龍江大慶試驗中學(xué)開學(xué)考試)電化學(xué)固氮可以在常溫常壓下實現(xiàn)氮氣的還原合成氨，某課題組提出一種全新的電化學(xué)固氮機理——表面氫化機理示意圖如下，則有關(guān)說法錯誤的是(B)A．在表面氫化機理中，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D．若競爭反應(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)的速率要遠遠高于固氮反應(yīng)[解析]H＋反應(yīng)得電子，該過程為還原反應(yīng)，A項正確；依據(jù)圖示分析可知，1個N2與2個*H反應(yīng)不行能生成1個*N2H4，質(zhì)量不守恒，B項錯誤；傳統(tǒng)工業(yè)合成氨須要在高溫、高壓下實現(xiàn)，電化學(xué)固氮在常溫常壓下就可實現(xiàn)，C項正確；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)越難進行，活化能越低，反應(yīng)越易進行，則反應(yīng)速率越快，D項正確。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)，進行如下試驗：試驗(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{色Ⅱ.過量鐵粉、2mL0.5mol·L－1HNO3溶液6mL(已轉(zhuǎn)化為標準狀況下)無色氣體(經(jīng)檢測為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價的N也被還原__。進而他通過試驗證明該溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)，其試驗操作是__取Ⅱ中反應(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的氣體__。③依據(jù)試驗，金屬與硝酸反應(yīng)時，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，其中有一位同學(xué)沒有收集到氨氣(試驗操作都正確)，你認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__，則說明氨氣已收集滿。(4)三位同學(xué)都認為他們的試驗裝置還可用于加熱碳酸氫銨固體來制取純凈的氨氣，你推斷能夠達到試驗?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，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，因此能夠達到試驗?zāi)康牡耐瑢W(xué)是丙。B組實力提升題7．(雙選)某同學(xué)進行有關(guān)銅、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的試驗，試驗過程如圖所示：下列說法正確的是(BC)A．試驗①中溶液呈藍色，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氧化性，接著與Cu反應(yīng)，而硝酸的氧化性強，B正確；試驗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錯誤。8．(2024·廣東茂名模擬)某試驗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)一段時間后，③中黑色固體變?yōu)榧t色D．反應(yīng)一段時間后，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)可生成氮氣、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錯誤；B．P2O5會與H2O、NH3反應(yīng)生成(NH4)3PO4，不能用P2O5干燥氨氣，故B錯誤；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)一段時間后，③中黑色固體變?yōu)榧t色，故C正確；D．液氨的沸點為－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錯誤。9．(2024·全國乙，8,6分)在試驗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，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，不能運用向上排空氣法收集，錯誤；B項，濃鹽酸是液體，錯誤；C項，MnO2與KClO3加熱制取O2符合題意，正確：D項，濃硫酸是液體，錯誤。10．(2024·江西東湖·南昌二中月考)利用壓強傳感器測定氨氣的噴泉試驗中的壓強改變。下列說法錯誤的是(CD)A．燒瓶中制取氨氣時常用的固體為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，電腦繪制三頸瓶內(nèi)壓強改變曲線如圖2，A點時噴泉最猛烈D．常溫下完成該試驗，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，則燒瓶中制取氨氣時常用的固體為CaO或NaOH，A說法正確；氨氣遇到潮濕的紅色石蕊顯藍色，則可用潮濕的紅色石蕊試紙置于三頸瓶口c處驗滿，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，電腦繪制三頸瓶內(nèi)壓強改變曲線中，C點時容器內(nèi)外壓強差最大，則噴泉最猛烈，C說法錯誤；D．若為標準狀況下完成該試驗，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證有NO、NO2生成并制取氮化鎂。(假設(shè)試驗中每步轉(zhuǎn)化均是完全的)已知：①NO2沸點是21.1℃，熔點是－11℃；NO的沸點是－151℃、熔點是－164℃；②氮化鎂遇水會發(fā)生水解?；卮鹣铝袉栴}：(1)為達到上述試驗?zāi)康?，所選用的儀器的正確連接方式是__a__(填序號)。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__，試驗中兩次運用裝置F，其次次運用裝置F的作用是__防止E中水蒸氣進入B中，造成產(chǎn)物不純__。(3)試驗前需先打開開關(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__，當__E中產(chǎn)生白色沉淀__時停止通入CO2。(4)試驗過程中，發(fā)覺在D中產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象的同時，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，某同學(xué)立刻點燃B處的酒精燈，試驗結(jié)束后通過測定發(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，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溶液驗證NO；依據(jù)已知②中Mg3N2遇水會發(fā)生水解，與Mg反應(yīng)的N2必需是干燥的，氣體在進入裝置B之前必需用濃硫酸干燥，且要防止H2O(g)進入制備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遇水會發(fā)生水解，試驗中兩次運用裝置F，第一次運用裝置F的作用是干燥N2，其次次運用裝置F的作用是防止E中H2O(g)進入B中，使Mg3N2不純。(3)由于NO能與O2反應(yīng)生成NO2，會影響NO2、NO的驗證，試驗起先前要排出裝置中的空氣，所以試驗前先打開開關(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。當視察到裝置E的Ba(OH)2溶液中產(chǎn)生白色沉淀時，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＋，氮元素的化合價由＋2價升至＋5價，錳元素的化合價由＋7價降至＋2價，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，立刻點燃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，檢驗有Mg3N2生成只要檢驗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(