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第14讲氮及其化合物一、单项选择题1.(2018·太原一模改编)化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列说法正确的是()A.酸雨的pH在5.6~7.0之间B.黑火药是我国古代四大发明之一,配方为“一硫二硝三木炭”,其中的硝是指硝酸C.“绿水青山就是金山银山”,矿物燃料经过脱硫脱硝处理,可以减少SO2、NO2的排放D.2M+N2P+2Q、2P+MQ(M、N为原料,Q为期望产品),不符合“绿色化学”的理念2.(2018·河南濮阳三模)大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物光化学烟雾,其中某些反应过程如下图所示。下列说法正确的是()A.丙烯发生氧化反应生成甲醛和乙醛B.生成O3的反应属于氧化还原反应C.反应Ⅰ属于复分解反应D.该过程中O2作催化剂3.(2018·全国Ⅱ卷)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是()A.雾和霾的分散剂相同B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关4.下列说法不正确的是()A.用排水法收集NO可以除去其中少量的NO2B.浓硝酸在光照下发黄,说明浓硝酸不稳定C.实验室可以利用加热分解氯化铵来制备氨气D.工业氨氧化法制HNO3,每一步都涉及氧化还原反应5.(2019·各地模考题重组)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化不能实现的是()A.NH3NOHNO3B.N2NH3NOC.NO2HNO3(aq)Cu(NO3)2(aq)D.AgNO3(aq)Ag(NH3)2OH(aq)Ag6.(2018·江苏扬州一模)下列制取NH3、验证其溶解性、收集并验证氨水挥发性的装置和原理能达到目的的是()ABCD7.(2018·河南信阳第一次质检)下表所列各组物质中,物质之间不能通过一步反应实现如下图所示转化的是()物甲乙丙质选项ASO2SO3H2SO4BNH4ClNH3NOCNaNaOHNaClDAl2O3AlCl3Al(OH)38.下列装置应用于实验室制NO并回收硝酸铜的实验,能达到实验目的的是()A.用装置甲制取NOB.用装置乙收集NOC.用装置丙分离炭粉和硝酸铜溶液D.用装置丁蒸干硝酸铜溶液制Cu(NO3)2·3H2O9.(2017·北京卷)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是()A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应10.(2018·湖南、江西第一次联考)向25mL12.0mol·L-1浓硝酸中加入足量的铜,充分反应后共收集到0.1molNO和NO2的混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化),则参加反应的铜的质量为()A.3.2gB.6.4gC.12.8gD.19.2g二、非选择题11.(2017·广东汕头模拟)化学兴趣小组的同学利用下图所示装置进行某些气体的制备、性质等实验(图中夹持装置有省略)。(1)根据上述实验装置,用MnO2和浓盐酸制备纯净、干燥的Cl2,可选用的发生、净化装置连接顺序为→E→E,第一个E装置的药品是。(2)根据上述实验装置,为制备干燥NH3,可选用的发生、净化装置为接。其中发生装置中可以选用的药品为(填字母)。a.碱石灰和浓氨水b.浓硫酸和浓氨水c.碱石灰和氯化铵d.生石灰和氯化铵(3)利用装置F可探究Cl2和NH3的反应。已知Cl2与NH3可发生反应:3Cl2+2NH3N2+6HCl,实验时打开开关1、3,关闭2,先向烧瓶中通入Cl2,然后关闭1、3,打开2,向烧瓶中缓慢通入一定量的NH3。①不能先通入NH3的原因:。②实验一段时间后烧瓶内出现的现象为。③装置F中烧杯内发生反应的离子方程式为。④请设计一个实验方案(操作过程、实验现象)鉴定烧瓶内最终固体产物的阳离子,其方案为。12.(2018·湖北来风实验中学)氮及其化合物与生产生活关系密切。请完成下列填空:(1)肼由N、H两种元素组成,它常用作火箭推进剂。肼的相对分子质量为32,分子中N、H原子的个数比为1∶2,肼的分子式为。16g肼分子中所含的氮原子数与标准状况下LN2中所含的氮原子数相等。(2)实验室常用下图所示装置制取并收集氨气。①实验室制取氨气的化学方程式为。②图中方框内收集氨气的装置可选用(填字母)。③尾气处理装置中使用倒扣漏斗的作用是。(3)在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4g铜片发生反应。请回答下列问题:①开始阶段,反应的化学方程式为,若反应共产生0.1mol气体(不考虑2NO2N2O4),则反应过程中被还原的HNO3的物质的量为。②反应结束后铜片有剩余,再加入少量20%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,反应的离子方程式为。13.(2018·开封一模)1828年,德国化学家弗里德里希·维勒首次使用(NH4)2SO4与氰酸钾KCNO人工合成了尿素CO(NH2)2,打破了有机化合物的“生命力”学说。(1)(NH4)2SO4与KCNO合成尿素反应的化学方程式为。(2)某小组同学在实验室中,拟用CO2和NH3在催化剂的作用下合成尿素。①用CO2和NH3合成尿素反应的化学方程式为。②实验所需的CO2可用多种装置来制备,要想达到“随开随用、随关随停”的目的,下列装置A、B、C、D、E中符合要求的有(填字母)。③若用F装置收集氨气,则气体应由导管口(填“a”或“b”)进入。(3)尿素样品中氮含量可以用甲醛法标定,其原理:首先用浓硫酸分解试样,生成硫酸铵并放出二氧化碳;将过量的硫酸中和后得到中性铵盐,再用甲醛(HCHO)与硫酸铵作用生成六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+和硫酸;最后用标准氢氧化钠溶液滴定。①甲醛与硫酸铵反应的离子方程式为。②滴定选用的指示剂为,滴定终点的现象为。③称取样品mg,溶解后配成250mL溶液,取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10mLw%甲醛溶液,充分反应后,加入1~2滴指示剂,用浓度为amol·L-1的NaOH标准溶液滴定至终点[已知滴定时,1mol六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+消耗OH-的能力与1molH+相当],重复2次,消耗NaOH标准溶液的体积平均值为bmL。该样品中氮的质量分数为。第14讲氮及其化合物1.C解析酸雨的pH小于5.6,故A错误;黑火药的成分是硫黄、硝酸钾和木炭,故B错误;2M+N2P+2Q、2P+MQ(M、N为原料,Q为期望产品),总反应为3M+N3Q,符合“绿色化学”的理念,故D错误。2.A解析丙烯转化成甲醛和乙醛,属于氧化反应,故A正确;根据示意图,O2→O3,化合价没有发生变化,因此生成O3的反应不属于氧化还原反应,故B错误;反应Ⅰ中NO转化成NO2,化合价升高,反应Ⅰ为氧化还原反应,故C错误;有O2参与反应,但后面没有O2生成,因此O2不作催化剂,分析反应过程可知,NO2作催化剂,故D错误。3.C解析雾和霾的分散剂都是空气,A正确;由图示可以看出雾霾中无机颗粒物为硫酸铵和硝酸铵,B正确;NH3是形成无机颗粒物的反应物,C错误;过度施用氮肥产生大量NH3,参与反应形成无机颗粒物,形成雾霾,D正确。4.C解析氯化铵受热分解为NH3和HCl,遇冷又重新化合生成NH4Cl,得不到NH3,C错误。5.D解析蔗糖属于非还原性糖(即分子中无—CHO),不能发生银镜反应。6.B解析加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物质制取NH3,A项错误;氨气极易溶于水,将胶头滴管中的水挤入烧瓶中形成内外气压差,在大气压的作用下形成喷泉,B项正确;氨气的密度小于空气,故采用向下排空气法收集,NH3应从短管进入,C项错误;硫酸属于难挥发性酸,此装置不能验证氨水的挥发性,D项错误。7.B解析二氧化硫和氧气在催化剂、加热的条件下可以生成SO3,SO3和水生成硫酸,硫酸和亚硫酸盐反应生成SO2,A正确;氯化铵加热可以得到氨气,氨气催化氧化得到NO,NO经一步反应得不到氯化铵,B错误;Na和水反应得到NaOH,NaOH和盐酸等发生复分解反应得到NaCl,电解熔融NaCl可以制得Na,C正确;氧化铝和盐酸反应得到AlCl3,氯化铝和碱反应得到Al(OH)3,Al(OH)3加热分解得到氧化铝,D正确。8.C解析装置甲中,长颈漏斗的下端没有插入液面以下,A错误;NO极易与空气中的O2反应,故不能用排空气法收集,B错误;炭粉难溶于水,故可以用过滤的方法分离炭粉和硝酸铜溶液,C正确;蒸发溶液用蒸发皿,且蒸干硝酸铜溶液得不到硝酸铜晶体,D错误。9.D解析加热条件下,浓硝酸分解生成二氧化氮和氧气,则产生的气体一定是混合气体,A正确;在加热条件下,浓硝酸可分解生成二氧化氮,不一定是浓硝酸与木炭反应生成,B正确;硝酸中N元素化合价为+5价,生成的二氧化氮中N元素化合价为+4价,化合价降低,则生成的红棕色气体为还原产物,C正确;木炭加热至红热,可与空气中氧气反应生成二氧化碳,不一定是与浓硝酸发生了反应,D错误。10.B解析25mL12.0mol·L-1浓硝酸中含硝酸0.3mol,与足量的铜充分反应后共收集到0.1molNO和NO2的混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化),则被还原的硝酸为0.1mol、未被还原的硝酸为0.2mol,所以生成硝酸铜的物质的量为0.1mol,则参加反应的铜的物质的量为0.1mol,其质量为6.4g,B正确。11.(1)A饱和食盐水(2)CDa(3)①氨气极易溶于水,如果先通入氨气,容易产生喷泉,对实验造成干扰②黄绿色逐渐变浅甚至消失,有白烟产生③Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O④取少量固体于试管中,加入适量NaOH溶液并加热,在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明固体中有N解析(1)实验室常用加热固体二氧化锰、浓盐酸的方法制取氯气,制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气,依次通过饱和食盐水、浓硫酸,除去氯化氢、水蒸气。(2)C装置是不需要加热制备氨气的装置,浓氨水易挥发,滴入生石灰中即可产生氨气,用碱石灰干燥氨气。12.(1)N2H411.2(2)①Ca(O)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑②C③防止烧杯中的水倒吸(3)①Cu+NO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O0.1mol②3Cu+8++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O解析(1)肼分子中N、H原子的个数比为1∶2,设肼的分子式为(NH2)n,相对分子质量为32,则16n=32,解得n=2,则肼的分子式为N2H4;16g肼分子中含氮原子为132·l-1×2=1mol,与标准状况下0.5molN2所含氮原子数相等,N2体积为0.5l×22.L·mol-1=11.2L。(2)②氨气极易溶于水,密度比空气小,所以收集氨气可选用向下排空气法,根据进气方向应该用C装置。(3)①该反应共产生0.1mol气体,根据元素守恒,被还原的HNO3的物质的量为0.1mol。13.(1)(NH4)2SO4+2KCNO2CO(NH2)2+K2SO4(2)①CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O②BCD③b(3)①N+6HCHO(CH2)6N4H++3H++6H2O②酚酞溶液加入最后一滴标准液时溶液变为浅红色且半分钟内不褪色③1%解析(2)②A装置当关闭弹簧夹后,气体不能把液体排出,反应不能停止,且随着气压增大,有发生爆炸的可能;B装置当关闭弹簧夹后,气体将液体压入长颈漏斗内,使固体与液体分离而停止反应;C装置关闭活塞后,气体将液体压入烧杯内,使固体与液体分离而停止反应;D装置当关闭活塞后,气体将液体从U形管右侧压到左侧,使固体与液体分离而停止反应;E装置当关闭分液漏斗活塞后,反应不能立即停止。③由于氨气的密度小于空气,且极易溶于水,所以可用向下排空气法收集,结合装置F的结构,氨气应从b口进入。(3)③1mol六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+消耗OH-的能力与1molH+相当,所以有关系式4N[(CH2)6N4H++3H+]4OH-,