高考化学名师知识点分类精编专题17氮及其化合物.docx

1、高考化学名师知识点分类精编专题17氮及其化合物专题十七氮及其化合物高考试题考点一 氮及其氧化物1.(双选题)(2013年上海化学,21,4分)一定条件下,将0.1 L CO、0.2 L CO2、0.1 L NO、0.2 L NO2和0.2 L NH3混合,然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定)。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应,则尾气(已干燥)()A.可能是单一气体B.不可能含有一氧化碳C.可能存在原气体中的两种气体D.成分和洗气瓶的排列顺序无关解析:洗气瓶排列顺序有6种,若第一个洗气瓶装氢氧化钠溶液,则发生反应:CO2+2NaOHNa

2、2CO3+H2O,NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOHNaNO2+H2O+NaNO3,这时出来的气体有CO、NH3,后面的2个洗气瓶无论顺序怎样,最后的气体为CO;若第一个洗气瓶装水,则这时出来的气体有CO、CO2、NO,后面的2个洗气瓶无论顺序怎样,最后的气体为CO、NO;若第一个洗气瓶装饱和碳酸氢钠溶液,则这时出来的气体有CO、CO2、NO,后面的2个洗气瓶无论顺序怎样,最后的气体为CO、NO。综上所述,A、C项正确,B、D项错误。答案:AC2.(2010年上海化学,13,3分)下列实验过程中,始终无明显现象的是()A.NO2通入FeSO4溶液中B.CO2通入

3、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项,NO2通入FeSO4溶液中生成HNO3会把Fe2+氧化为Fe3+,溶液由浅绿色变为黄色;B项,CO2与CaCl2溶液不反应,无现象;C项,NH3通入AlCl3溶液中生成 Al(OH)3 白色沉淀;D项,SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中会生成BaSO4白色沉淀,故选B。答案:B3.(2009年宁夏理综,7,6分)22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为()A.NO2 B.N2O2C.N2O D.N

4、2O4解析:可以假定该氮氧化合物的化学式为NxOy,根据2NxOy+2yCu2yCuO+xN2,以及题中数据可知:反应后气体体积为反应前气体体积的一半,可以得到x=1,因此只有A选项符合题意。答案:A4.(2013年北京理综,26,14分)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式: 。(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:写出该反应的热化学方程式: 。随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是 。(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排

5、出。写出NO被CO还原的化学方程式: 。当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO20CaO11,则会导致 ;若n(NO)n(NO2)11,NO不能被完全吸收,排放的气体会污染大气;若n(NO)n(NO2)11,NO2过量则会发生反应:4NO2+2Ca(OH)2Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O,导致产品中混有较多的Ca(NO3)2。(4)根据氧化还原反应规律,另一种产物应该是氮元素价态升高的物质,只能是N,则离子方程式为:3N+2H+N+2NO+H2O。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

6、NO含量升高产品Ca(NO2)2中的Ca(NO3)2 含量升高(4)3N+2H+N+2NO+H2O考点二 氨、硝酸1.(2013年四川理综,7,6分)1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL 密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL (标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g沉淀,下列说法不正确的是()A.该合金中铜与镁的物质的量之比是21B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/LC.NO2和N2O4 的混合气体中,NO2的体积分数是80%D.得到2.54

7、 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600 mL解析:密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸物质的量浓度c(HNO3)= mol/L=14.0 mol/L,B正确;50 mL这种硝酸物质的量为n(HNO3)=5010-3 L14.0 mol/L=0.70 mol,Cu2+、Mg2+、H+沉淀Cu2+、Mg2+消耗的NaOH为n(NaOH)=n(OH-)=0.06 mol,则合金物质的量n(Cu)+n(Mg)=nCu(OH)2+nMg(OH)2=n(OH-)=0.03 mol,设合金中有x mol Cu、y mol Mg,xy=21,A正确;设混合气体中有NO2 a mol、N2O4

8、 b mol,则由气体体积和电子守恒有 (NO2)=100%=80%,C正确;当加入的NaOH与显酸性的HNO3及剩余HNO3物质的量之和相等时金属离子全部沉淀,得到2.54 g沉淀,VNaOH(aq)=103 mL/L=103 mL=640 mL,D错误。答案:D2.(2012年福建理综,11,6分)下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是()A.二氧化氮 B.钠 C.硫酸镁 D.二氧化硅解析:能与NH4Cl反应生成NH3的应为强碱,而与H2O反应能生成强碱的为Na。答案:B3.(2012年山东理综,12,4分)下列由相关实验现象所推出的结论正确的是()A.Cl2、SO2均

9、能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SC.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应D.分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水解析:SO2使品红溶液褪色,是SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质,不能说明SO2具有氧化性,A错误;当溶液中含有S时,加入酸化的Ba(NO3)2溶液时,也会产生白色沉淀(S被H+、N氧化为S),B错误;Fe与稀硝酸反应的化学方程式为:Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO+2H2O,该反应不是置换反应,C错误;因为

10、HCl、NH3极易溶于水,当将充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中时,气体溶于水,导致液面迅速上升,D正确。答案:D4.(2011年安徽理综,10,6分)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项实验操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3+BAgI沉淀中滴入稀KCl溶液有白色沉淀出现AgCl比AgI更难溶CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓氨水呈碱性解析:过量Fe粉中加入稀HNO3,最终生成Fe2+,滴入KSCN溶液无现象,

11、A错;在相同条件下,AgI比AgCl更难溶,不会出现B中现象,B错;稀HNO3不能使Al钝化,而是发生反应,有NO气体生成,C错。答案:D5.(2009年全国理综,6,6分)物质的量之比为25的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()A.14 B.15 C.23 D.25解析:设2 mol Zn参与反应,因Zn无剩余,则最终生成了2 mol Zn(NO3)2,显然含有4 mol N,这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3,根据得失电子守恒有:2n(Zn)=n(HNO3)4,则n(HNO3)=1 mol,即有1

12、mol HNO3被还原。答案:A6.(2010年重庆理综,27,15分)某兴趣小组用如图装置探究氨的催化氧化。(1)氨催化氧化的化学方程式为 。(2)加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观察到2中物质呈红热状态;停止加热后仍能保持红热,该反应是反应(填“吸热”或“放热”)。(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体,装置3应装入;若取消3,在4中仅观察到大量白烟,原因是 。(4)为实现氨的催化氧化,也可用装置5替换装置(填装置代号);化合物X为(只写一种),Na2O2的作用是 。解析:(2)通过“停止加热后仍能保持红热”,说明该反应放热。(3)要想观察到4中的红棕色气体,应先除去产物中

13、的H2O,故3装置中应装入浓H2SO4,若取消3,在4中观察到大量白烟的原因是NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成了NH4NO3。(4)装置5应为“固+固气体”典型装置,再联想Na2O2参与的反应可产生O2,则可断定装置5应为提供O2和NH3混合气体的装置。化合物X可选用NH4Cl,则装置5中发生的反应有:NH4ClNH3+HCl,2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2。答案:(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O(2)放热(3)浓H2SO4生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,挥发出的NH3与HNO3反应生成了NH4NO3(4)1NH4Cl与

14、NH4Cl加热分解产物HCl反应生成氧气(答案合理即可)(注:吸收HCl放出O2)7.(2009年北京理综,27,14分)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品:浓硝酸、3 molL-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置、中盛放的药品依次是 。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品,

15、打开弹簧夹后 。(3)装置中发生反应的化学方程式是 。(4)装置的作用是,发生反应的化学方程式是 。(5)该小组得出的结论依据的试验现象是 。(6)试验结束后,同学们发现装置中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)。a.加热该绿色溶液,观察颜色变化b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化解析:本题的目的是要证明浓HNO3能氧化NO成NO2,而

16、稀HNO3则不能,所以装置中必须要生成NO气体,装置和装置分别用稀HNO3或浓HNO3进行对比实验,对比装置和装置,知是收集NO,则内装稀HNO3,装浓HNO3,再结合题干所给NO2与NaOH溶液可反应的信息,装NaOH溶液,用以吸收NO2气体。那么装置反应生成NO2,装置则须把NO2转化为NO,则中盛水。(2)由于装置中空气中的O2极易氧化NO为NO2,故实验前须先将装置中的空气排尽,用不与NO和NO2气体反应的N2、CO2或惰性气体均可。(5)NO通过稀HNO3后不会产生红棕色气体现象,则说明稀HNO3不氧化NO,NO通过浓HNO3后若产生红棕色气体现象,则说明浓HNO3能氧化NO成NO2

17、。(6)根据信息知,溶液显绿色的原因可能是:硝酸铜溶液浓度过大或溶液中溶解了NO2气体,所以该题的思路就是:赶走其中的NO2或在饱和Cu(NO3)2溶液中通入NO2因为饱和Cu(NO3)2溶液显蓝色看是否呈绿色。特别需要注意的是,不能采用稀释的方法,如果采用加水,会导致Cu(NO3)2溶液浓度减小,NO2与水反应使NO2含量减少,所以根据现象无法确定是哪种因素造成。答案:(1)3 molL-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(4)将NO2转化为NO3NO2 +H2O

18、2HNO3 +NO(5)装置中液面上方气体仍为无色,装置中液面上方气体由无色变为红棕色(6)acd模拟试题考点一 氮及其氧化物1.(2012哈尔滨六中模拟)往100 mL,pH=0的硫酸和硝酸的混合液中投入3.84 g铜粉,充分反应后,生成NO气体,标准状况下为448 mL,则反应前的混合液中HNO3的物质的量是()A.0.02 mol B.0.08 molC.0.10 mol D.0.16 mol解析:3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O38 2=0.06 mol 0.1 mol =0.02 mol故H+过量,N完全反应,n(HNO3)=n(NO)=0.02 mol。答案:A2.(2

19、012安徽江南十校高三联考)某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,把剩余气体排入空气中,气体很快变为红棕色。下列对原混合气体成分的判断中正确的是()A.肯定只有SO2和NO B.肯定有Cl2、O2和NO2C.可能有Cl2和O2 D.肯定只有NO解析:由于气体“无色”,排除掉有色气体Cl2、NO2,同时由反应2NO+O22NO2知,NO和O2只存在一种。由于气体通过品红溶液后,品红溶液褪色知,一定含SO2;剩余气体遇空气迅速变为红棕色,则一定含NO,不含O2,所以原气体为NO和SO2的混合气体。答案:A3.(20

20、13江苏六市教学调研)用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是()A.用图1所示装置(正放)可收集NO气体B.用图2所示装置可吸收多余氨气且能防止倒吸C.用图3所示装置可实现反应:Cu+2H2OCu(OH)2+H2D.用图4所示装置可分离乙醇(沸点78.4 )与二甲醚(沸点24.9 )的混合物解析:图1中NO气体极易被空气中的氧气氧化,其密度小于CO2的密度,应该短管进入,长管排出CO2,A不能实现;图2中苯密度小,漂在上层不能达到防止倒吸的目的;图3中Cu做阳极,失电子溶解,变成进入溶液,石墨电极是阴极,H+得电子析出H2,溶液中生成Cu(OH)2,C正确;图4是蒸馏装置,温度计应该放

21、于支管口附近测定蒸气的温度。答案:C考点二 氨、硝酸4.(2013安徽黄山第一次联考)可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是()A.锌和稀硫酸反应制氢气B.浓氨水与氢氧化钙固体反应制氨气C.亚硫酸钠固体与硫酸反应制二氧化硫D.铜与稀硝酸反应制一氧化氮解析:氢气不能用向上排空气法收集,A不可以;氨气不能用浓硫酸干燥,B不可以;二氧化硫密度大于空气,可以用向上排空气法收集,C可以;一氧化氮易被氧化,不能用排空气法收集,D不可以。答案:C5.(2012安徽省城名校第四次联考)下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是()选项abcAAlAlCl3Al(OH)3BHNO3NONO2

22、CSiSiO2H2SiO3DNH3NO2NO解析:A项,Al(OH)3Al的转化必须经过Al(OH)3Al2O3Al这两步;C项,SiO2H2SiO3必须经过两步SiO2Na2SiO3H2SiO3,H2SiO3Si也必须经过两步H2SiO3SiO2Si;D项,NH3NO2必须经过两步NH3NONO2。答案:B6.(2013四川凉山州一诊)物质的量之比为13的锌与稀硝酸混合,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,下列说法中正确的是()A.在此反应中硝酸体现强氧化性,全部被还原B.向反应后的溶液中再加入金属铁,不再发生化学反应C.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为14D.该反应

23、中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为15解析:根据锌与硝酸反应的产物,可写出化学方程式:4Zn+10HNO3N2O+4Zn(NO3)2+5H2O,但该题所给比例n(Zn)n(HNO3)=13,即412,所以该方程式又可看成4Zn+12HNO3N2O+4Zn(NO3)2+2HNO3+5H2O(即HNO3有剩余),所以A错;由于有剩余HNO3存在,所以可与铁反应,B错;被还原的HNO3与未被还原的硝酸之比为210=15,故C错,D正确。答案:D综合演练7.(2013浙江杭州教学质量检测)利用常温下氨与氯气能发生置换反应的性质,氯碱工业生产中用来检查氯气是否泄漏,其模拟装置如图所示。下列有关说法中错

24、误的是()A.烧瓶中立即出现白烟B.烧瓶中立即出现红棕色气体C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性D.烧瓶中还发生了化合反应解析:由于氨气有还原性,氯气进入烧瓶后与挥发出的氨发生反应:2NH3+3Cl2N2+6HCl,NH3+HClNH4Cl,A、C、D正确;NH3只被氧化为N2,没有NO2的生成,B错误。答案:B8.(2012潍坊一模)硝酸铜是一种重要的工业产品,化学上有很多方法可以制取硝酸铜:将铜溶于硝酸中先将铜与O2反应生成CuO,再溶于硝酸中将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂,不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列认识或判断中错误的是()A.方法是最经济和环保的B.方法中,若从

25、经济和环保的角度考虑,用稀硝酸比用浓硝酸好C.方法需要消耗能源,对环境不产生污染D.方法中N2O4既是氧化剂又是还原剂解析:方法产物中有NO,对环境会造成污染,A错;稀HNO3的还原产物为NO,浓HNO3的还原产物为NO2,制取相同量的Cu(NO3)2,消耗浓HNO3比稀HNO3多,B正确;Cu和O2生成CuO,CuO和HNO3反应只生成Cu(NO3)2 和H2O,C正确;N2O4中氮元素的化合价为+4价,而产物Cu(NO3)2和NO中氮元素的化合价分别为+5价和+2价,故N2O4既作氧化剂又作还原剂,D正确。答案:A9.(2012福建莆田模拟)化学实验要符合“绿色化学”理念。某实验小组对“铜

26、与浓硝酸反应”进行了探究性实验。试回答下列问题:(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式: 。(2)与装置相比,装置的优点是 ,装置除具有装置的优点外,还有的优点是 。(3)在装置中,若使NO2气体充满烧瓶,应先关闭弹簧夹,再打开弹簧夹;当气体充满烧瓶后,将铜丝提起,然后把a、b、c都关闭,并把烧瓶置于沸水中,下列情况不变的是。A.颜色B.质量C.气体的平均相对分子质量D.密度E.压强(4)为了验证NO2与水的反应,欲使烧杯中的水进入烧瓶的操作是 。解析:(2)比较三种装置的结构,结合本实验原理,装置比装置优越的地方有:无氮的氧化物逸出,避免了对空气的污染;装置的优点还有:可控制反应随时进行,随时停止。(3)若要让NO2充满烧瓶,需要关闭开关c、打开a和b;由于在烧瓶中存在2NO2(g)N2O4(g)H0,在沸水中,平衡左移,颜色加深、气体平均