1、课时作业(十六)氮及其化合物一、选择题1下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是()N2NO2NO2NONO2HNO3N2NON2NH3ABC D解析：不能一步完成，与H2O反应即可，但H2O不是氧化剂，加入的H2是还原剂。答案：C2我国汽车年销量的大幅增加，给空气环境造成了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是()A反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物B汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2CNO和O2必须在催化剂表面才能反应D催化转化总化学方程式为：2NOO24CO4CO2N2答案：D3已知氨气极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。
2、下列装置中不适宜做氨气尾气吸收的是()答案：C4(2015年武汉调研)一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是()硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少生成的Fe(NO3)3的物质的量相同硝酸浓度越大，产生的气体越少收集到的气体在相同状况下体积相同A只有 BC D解析：依据Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O及Fe6HNO3(浓)=Fe(NO3)33NO23H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，错；根据铁元素守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，正确；硝酸浓度越大，产生的气体越多，错；因3NO2H2O=2HNO
3、3NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，正确。答案：B5“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是()实验室收集氨气采用图1所示装置实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应A BC D解析：“绿色化学”的思想是尽量使用无毒、无害的原料，采取合理安全的工艺合成产物，原子利用率为100%，无污染，对环境友好。的做法可防止氨气对空气的污染；的做法对尾气进行吸收处理，有效防止氯气对空气的污染；的做法中，铜丝可以活动，能有效地控制反应的发生与停止，用气球收
4、集反应产生的污染性气体，待反应后处理，也防止了对空气的污染，以上三种做法均符合“绿色化学”的做法，而的做法中氨气与氯化氢气体直接散发到空气中，对空气造成污染，不符合“绿色化学”的做法。答案：C6某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原的硝酸的物质的量之比为21时，还原产物是NO2、NO、N2O、N2O3、N2中的()A2种 B3种C4种 D5种解析：由题意：，当金属M为1价金属即x1时，HNO3中氮由5价降低2价生成N2O3；当金属M为2价金属即x2时，氮降低4价生成N2O。答案：A7下列说法中正确的是()A盐酸、硫酸、硝酸都是强氧化性酸B雷雨天气可以
5、产生硝酸，不会给作物带来危害C向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，在管口观察到红棕色气体，原因是HNO3分解生成了NO2D因为浓硝酸有酸性，所以浓硝酸不可用铁制容器盛放解析：盐酸、稀硫酸不属于强氧化性酸，A选项错误；C选项，发生3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O，NO与空气生成红棕色NO2，C项错误；D选项，浓硝酸使铁、铝发生钝化，可以用铁制容器盛放，D项错误。答案：B8(2014年咸阳二模)在化学反应中，有时存在“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况，下列反应中属于这种情况的是()过量的Zn与18 molL1硫酸溶液反应过量的氢气与少量的氮气在催化剂存在一定条件下
6、充分反应过量的水与一定量氯气过量的铜与浓硫酸过量的铜与稀硝酸过量的稀硫酸与块状石灰石常温下过量浓硫酸与铝A BC D解析：是可逆反应；随着反应的进行浓硫酸变成稀硫酸，锌与稀硫酸反应、铜不与稀硫酸反应；稀硫酸与碳酸钙生成的CaSO4微溶于水，多了会覆盖在碳酸钙表面，阻止了硫酸与碳酸钙反应，反应不能进行；钝化，反应不能进行。答案：B9氮及其化合物的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是()A路线是工业生产硝酸的主要途径B路线、是雷电固氮生成硝酸的主要途径C上述所有反应都是氧化还原反应D氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2解析：工业上用氨催化氧化生成NO制HNO3。答案：D10(2014年九江
7、统考)将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸溶液中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全部是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol/L的NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g。下列有关叙述正确的是()A开始加入合金的质量可能为16.4 gB参加反应的硝酸的物质的量为0.1 molC生成沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100 mLD标准状况下产物NO的体积为22.4 L解析：增加的质量即OH的质量，则n(OH)5.1 g17 g/mol0.3 mol，则消耗NaOH溶液的体积为0.3 mol3 mol/L0.1 L100 mL，C项正确；根据电子守恒和
8、电荷守恒可知，反应中转移的电子总数为0.3 mol。若合金全部是Mg，质量为3.6 g，若全部是铜，质量为9.6 g，则合金的质量应介于3.6 g与9.6 g之间，A项错；被还原的硝酸为0.1 mol，起酸性作用的硝酸为0.3 mol，则参加反应的硝酸为0.4 mol，B项错；标准状况下0.1 mol NO的体积为2.24 L，D项错。答案：C二、非选择题11在实验室欲制取适量NO气体。(1)下图中最适合完成该实验的简易装置是_(填序号)。(2)根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：应加入的物质所起的作用ABCD(3)无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将1
9、00 mL甲气体经过如图所示实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余则甲气体的组成及体积为_。(4)非金属单质A为黑色固体加热至红热。投入到另一种无色浓溶液B中，产生由两种气体组成的混合气体X，用X做如下图所示的实验：则混合气体X通入水中反应的化学方程式_。当通入8.4 L(标准状况下)混合气体X时，反应转移的电子数为_。解析：(1)(2)实验室制取NO气体可用Cu与稀HNO3反应，由于NO很容易被空气中的氧气氧化，不可以采用排空气法收集，只能采用排水法收集，要求收集装置中的进气管比较短，排水管尽可能插入试管底部，在四个装置中，可选用装置，其中：A是反应的发生装置，B是用排水法收集气体的
10、装置，C用于收集排出的水。(3)因是无色混合气体，证明没有NO2的存在，100 mL气体甲经过浓H2SO4后剩余80 mL说明含有NH3被吸收，又经过一系列实验的处理得酸性溶液且通过足量Na2O2后显红棕色，应存在NH3、NO、CO2气体，最后无气体剩余，CO2与Na2O2反应生成的O2与NO刚好转化为HNO3由2CO22Na2O2=2Na2CO3O2,4NO3O22H2O=4HNO3。得6CO23O24NO，故V(CO2)80 mL48 mL，V(NO)80 mL32 mL，V(NH3)20 mL。(4)A为碳，B为HNO3，X气体为CO2和NO2的混合气，且由C4HNO3(浓)CO24NO
11、22H2O知8.4 L气体中含NO2为8.4 L6.72 L(0.3 mol)与H2O反应转移电子数为0.2NA。答案：(1)(2)应加入的物质所起的作用A铜屑和稀硝酸制取NO气体B水排水法收集NO气体C主要是接收B中排出的水D(3)NH3 20 mL、CO2 48 mL、NO 32 mL(4)3NO2H2O=2HNO3NO0.2NA12(2015年武汉质检)氨气是一种重要化合物，在工农业生产、生活中有着重要应用。(1)下列装置可用于实验室制取少量氨气的是_(填序号)。(2)“氨的催化氧化”是工业生产硝酸的重要步骤。某化学课外活动小组设计了如下装置模拟该实验过程，并用水吸收制取硝酸(固定装置略
12、去)：A装置的分液漏斗中盛放浓氨水，则烧瓶中盛放的药品应该是_。C装置中发生反应的化学方程式为_。反应后，装置E中除存在较多的H外，还可能存在的一种阳离子是_，试设计实验证明这种离子的存在_。下列装置中，可以同时起到装置D和E的作用的是_(填代号)。(3)若将氯气和氨气在集气瓶中混合，会出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一，请写出反应的化学方程式：_(不必配平)，该反应生成的还原产物的化学键类型是_。解析：(1)加热条件下，氯化铵分解生成氯化氢和氨气，但氨气和氯化氢能很快生成氯化铵，所以得不到氨气，故a错误；氧化钙溶于水放出热量，导致氨水分解速率加快，故b正确；c装置
13、中有水生成，试管底应高于试管口，故c错误；浓氨水加热分解生成氨气，故d正确。(2)该实验中需要氧气和氨气，且该装置中的反应物是固液混合，所以液体是浓氨水，固体是过氧化钠，即烧瓶中盛放的药品是Na2O2。4NH35O24NO6H2O。反应过程中氧气和氨气还有剩余，由2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，NH3HNO3=NH4NO3知，E中有NH4NO3，所以另一种阳离子是铵根离子。取E中少许溶液放入一支洁净试管中，滴加氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明溶液中含有NH。D、E装置的作用是防止倒吸、制取硝酸，故选b。(3)氯气和氨气能生成白烟，且生成空气的
14、主要成分之一，根据氧化还原反应价态规律和元素守恒知，白烟是氯化铵，另一生成物是氮气，所以反应方程式为Cl2NH3NH4ClN2，还原产物是氯化铵，氯化铵中氯离子和铵根离子之间存在离子键，铵根离子中氮原子和氢原子之间存在共价键，所以化学键类型是离子键和共价键。答案：(1)bd(2)Na2O24NH35O24NO6H2ONH取E中少许溶液放入一支洁净试管中，滴加氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明溶液中含有NHb(3)Cl2NH3NH4ClN2离子键、共价键13利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流
15、程如下：(1)一定条件下，NO与NO2存在下列反应：NO(g)NO2(g)N2O3(g)，其平衡常数表达式为K_。(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是_；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是_(填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近11。若n(NO)n(NO2)11，则会导致_；若n(NO)n(NO2)11，混合气体发生上述反应后，NO有剩余，且不能被石灰乳吸收，导致排放的气体中NO含量升高。若n(NO)n(NO2)11，混合气体发生上述反应后，NO2有剩余，NO2可与Ca(OH)2发生反应生成Ca(NO3)2，导致产品中Ca(NO3)2含量升高。(4)酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，据得失电子守恒，可写出离子方程式：3NO2H=NO2NOH2O。答案：(1)(2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2(3)排放气体中NO含量升高产品中Ca(NO3)2含量升高(4)3NO2H=NO2NOH2O
