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

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NO時(shí)，即剩余NO為2 mL，而NO來源于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定)，則該氮氧化物的化學(xué)式為 (　　) A．NO2 B．N2O3 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)過如圖實(shí)驗(yàn)的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，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，無色混合氣體中一定無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，最后無氣體剩余，則不 含N2。 答案　B 4．下列實(shí)驗(yàn)過程中，始終無明顯現(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)，無明顯現(xiàn)象；C項(xiàng)，生成Al(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．“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毒、無害的原料，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，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0.1 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 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 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　　　　　　　 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·mol－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__________________________________________。 (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．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)猓^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，由此再來理解或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?！澳康臎Q定過程！” 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，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內(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色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色 (6)acd 11．硫氮化合物是現(xiàn)代無機(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、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：__________________________________________________________。 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===2NaNO2＋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