高考化学与氮及其化合物有关的压轴题及答案.docx

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高考化学与氮及其化合物有关的压轴题及答案

高考化学与氮及其化合物有关的压轴题及答案

一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．A、B、C、D四种物质之间有如图所示的转化关系。

已知：

A是气体单质，C是红棕色气体。

回答下列问题：

（1）写出C的化学式：

___；

（2）写出A的电子式___；

（3）写出C→D转化的化学方程式___。

【答案】NO2

3NO2＋H2O=2HNO3＋NO

【解析】

【分析】

A是气体单质，C是红棕色气体，则A为N2，B为NO，C为NO2，D为HNO3。

【详解】

（1）C是红棕色气体，为NO2，；故答案为：

NO2；

（2）N2中N原子最外层为5个电子，两个N原子间形成三个共用电子对，氮气的电子式为：

；故答案为：

；

（3）二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，C→D转化的化学方程式：

3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，故答案为：

3NO2+H2O═2HNO3+NO。

2．A、B、C、D、E、F为中学化学中的常见物质，且物质A由1～2种短周期元素组成，在一定条件下有如图转化关系，请完成下列问题：

（1）若常温下A为有色气体。

①当F是一种金属单质时，请写出一定浓度的B溶液和适量F反应生成C与气体E的离子方程式：

_________________。

②当C为直线形分子时，E具有漂白性，物质F焰色反应呈黄色，则C的电子式为________________；D中所含化学键的类型为____________________。

（2）若A为淡黄色固体，D为白色难溶于水的物质，且A和D的相对分子质量相等，请用离子方程式表示F的水溶液呈酸性的原因：

_________________。

（3）若A中一种元素原子的最外层电子数为内层电子总数的

，将B和D分别溶于水，所得溶液按恰当比例混合，可得一种不含金属元素的盐溶液，请写出A与H2O反应的化学方程式：

____________；B转化为C的化学方程式为______________。

【答案】Fe＋4H＋＋NO3-=Fe3＋＋NO↑＋2H2O

离子键、极性共价键Al3＋＋3H2O

Al（OH）3＋3H＋Mg3N2＋6H2O=3Mg（OH）2＋2NH3↑4NH3＋5O2

4NO＋6H2O

【解析】

【详解】

（1）①若F是一种金属单质，由转化关系可知，F为变价金属，F为铁，B与铁反应生成Fe3+；由于A为有色气体，与水反应生成B和E，则A为NO2，B为HNO3，E为NO，C为Fe（NO3）3，D为Fe（NO3）2；B与适量F反应生成C和气体E的离子方程式为：

Fe＋4H＋＋NO3-=Fe3＋＋NO↑＋2H2O；

②A为有色气体，与水反应生成B和E，E具有漂白性，则A为Cl2，B为HCl，E为HClO，物质F的焰色反应为黄色，说明含有钠元素，C为直线型分子，结合转化关系可知，F为Na2CO3，C为二氧化碳，D为碳酸氢钠；二氧化碳的电子式为：

；D为碳酸氢钠，其中含有离子键、极性共价键。

（2）若A为淡黄色固体，能与水反应生成B和E，则A为过氧化钠，物质A和D的相对分子质量相同，则B为氢氧化钠，C为偏铝酸钠，F为铝盐，D为氢氧化铝，E为氧气；铝盐显酸性是因为铝离子水解造成的，离子方程式为：

Al3＋＋3H2O

Al（OH）3＋3H＋。

（3）若物质A中一种元素原子的最外层电子数为内层电子总数的

，则该元素为镁，B和D分别溶于水，所得溶液按恰当比例混合，可得一不含金属元素的盐溶液，为铵盐，则A含有氮元素，A为Mg3N2，B为氨气，F为氧气，C为一氧化氮，D为硝酸，E为氢氧化镁，A和水反应的化学方程式为：

Mg3N2＋6H2O=3Mg（OH）2＋2NH3↑，B转化为C的反应方程式为：

4NH3＋5O2

4NO＋6H2O。

3．A、B、C、D是中学化学中常见的物质，已知C为红棕色气体，它们之间的相互转化关系如下（部分反应条件及产物已略去）。

（1）若A为单质，则A的化学式为_________，试写出C→D反应的化学方程式：

_________。

（2）A亦可为NH3，它与O2在高温、催化剂的作用下反应生成B，此化学方程式为_________。

【答案】N23NO2+ H2O==2HNO3 + NO4NH3+5O2

4NO+6H2O

【解析】C为红棕色气体，常见的红棕色气体有溴蒸气和NO2，根据“B+O2→C”可知C为NO2；B为NO。

“C（NO2）+H2O→D”，则为HNO3。

①若A是单质，则A为N2；NO2与水反应的方程式为3NO2+ H2O==2HNO3 + NO；

②NH3与O2在催化剂条件下反应生成NO，该反应名为“氨的催化氧化”，化学方程式为4NH3+5O2

4NO+6H2O。

4．X、Y、Z是中学化学常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下（X、Y、Z、E、F为英文字母，部分反应条件及产物略去）

I.若Y是一种易溶于水，且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体。

（1）Y气体的大量排放会形成酸雨，在工业上可以用足量氨水吸收，化学方程式为_____。

（2）Z的水溶液可以制得某种强酸E。

实验室用98%的浓E（ρ=1.84g·cm−3）溶液配制l.5mol·L−1稀E溶液240 mL。

①制该稀E溶液需要使用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒和_____；

II.若Z是淡黄色固体粉末。

在呼吸面具或潜水艇中由Z和CO2制备氧气的化学反应方程式为_____。

III.若Z是红棕色气体。

（1）试写出Z与水反应制备另一种强酸F的化学方程式_____。

（2）2.0g铜镁合金完全溶解于100mL密度为1.40g·mL−1质量分数为63%的浓F溶液中，得到Z和N2O4（Z和N2O4均为浓F溶液的还原产物）的混合气体1792mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol·L−1NaOH溶液，当金属离子全部沉淀，得到3.7g沉淀。

则合金中铜与镁的物质的量之比为_____，加入NaOH溶液的体积为_____mL。

【答案】2NH3⋅H2O+SO2=（NH4）2SO3+H2O250mL容量瓶2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O23NO2+H2O=2HNO3+NO2:

31300

【解析】

【分析】

I．若Y是一种易溶于水，且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体，则Y为SO2；

II．若Z是淡黄色固体粉末，则Z为Na2O2；

III．若Z是红棕色气体，则Z为NO2，X为N2或NH3，Y为NO。

【详解】

I.

（1）根据分析，Y为SO2，SO2的大量排放会形成酸雨，在工业上可以用足量氨水吸收，生成亚硫酸铵和水，其反应的化学方程式为：

2NH3⋅H2O+SO2=（NH4）2SO3+H2O，故答案为：

2NH3⋅H2O+SO2=（NH4）2SO3+H2O。

（2）①二氧化硫氧化生成三氧化硫，三氧化硫溶于水得硫酸，E是硫酸。

实验室用98%浓硫酸（ρ=1.84mg⋅cm−3）溶液配制1.5mol⋅L−1稀硫酸溶液240mL，依据配制溶液的步骤可知，需用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶，故答案为：

250mL容量瓶。

II.根据分析，Z为Na2O2，在呼吸面具或潜水艇中Na2O2和CO2制备O2的化学反应方程式为：

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，故答案为：

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。

III.

（1）Z为NO2，X为N2或NH3，Y为NO，NO2与H2O反应生成HNO3和NO，其化学反应方程式为：

3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：

3NO2+H2O=2HNO3+NO。

（2）F为HNO3，金属离子全部沉淀时，得到3.7g沉淀为氢氧化铜和氢氧化镁，所以沉淀中氢氧根离子的质量为3.7g−2g=1.7g，氢氧根离子的物质的量为：

，根据电荷守恒可知，金属提供的电子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量，设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则：

，计算得出：

，所以合金中铜与镁的物质的量之比是0.02：

0.03=2:

3；标准状况下，NO2和N2O4混合气体的物质的量为：

，设二氧化氮的物质的量为amol，则四氧化二氮的物质的量为（0.08−a）mol，根据电子转移守恒可知，a×1+（0.08−a）×2×1=0.1，计算得出：

a=0.06mol，则N2O4的物质的量为0.02mol，根据钠离子守恒可知，氢氧化钠的物质的量等于反应后溶液中硝酸钠的物质的量，根据氮元素守恒可知，硝酸钠的物质的量为：

−0.06mol−0.02mol×2=1.3mol，所以需要氢氧化钠溶液的体积为：

，故答案为：

2:

3；1300。

5．为探究某无结晶水的正盐X（仅含有两种短周期元素）的组成和性质，设计并完成下列实验。

（气体体积已转化为标准状况下的体积）

已知：

B是空气的主要成分之一；C是一种强碱，且微溶于水，载人宇宙飞船内常用含C的过滤网吸收宇航员呼出的CO2，以净化空气；D遇湿润的红色石蕊试纸变蓝。

（1）X的化学式为__________________。

（2）图中B的组成元素在元素周期表中的位置是______________。

（3）A的电子式为____________。

（4）X受热分解转变成A和B的化学反应方程式为____________。

【答案】LiN3第2周期VA族

3LiN3

Li3N+4N2↑

【解析】

【分析】

B是空气的主要成分之一，B为氮气或氧气；C是一种强碱，且微溶于水，C为LiOH，载人宇宙飞船内常用含C的过滤网吸收宇航员呼出的CO2，以净化空气，LiOH与反应生成Li2CO3；D遇湿润的红色石蕊试纸变蓝，D是NH3，确定B为氮气，NH3是2.24L合0.1mol，A中N为14g·mol－1×0.1mol=1.4g。

A为Li3N，3.5g中Li为3.5-1.4=2.1g，14.7gX中Li为2.1g，n（Li）=

=0.3mol，n（N）=

=0.9mol,n（Li）：

n（N）=0.3:

0.9=1:

3，X的化学式为：

LiN3。

【详解】

（1）由分析可知：

X的化学式为LiN3。

故答案为：

LiN3；

（2）B为氮气，组成元素N在元素周期表中的位置是第2周期VA族。

故答案为：

第2周期VA族；

（3）A为Li3N，Li最外层只有1个电子，显+1价，N最外层5个电子，得三个电子，显-3价，电子式为

。

故答案为：

；

（4）由分析X的化学式为：

LiN3，X受热分解转变成Li3N和N2，由质量守恒：

化学反应方程式为3LiN3

Li3N+4N2↑。

故答案为：

3LiN3

Li3N+4N2↑。

6．下列框图涉及到的物质所含元素中，除一种元素外，其余均为1～18号元素。

已知：

A、F为无色气体单质，B为具有刺激性气味的气体，C为黑色氧化物，E为红色金属单质（部分反应的产物未列出）。

请回答下列问题：

（1）D的化学式为__；F的结构式为__。

（2）A与B生成D的反应在工业上是生产__的反应原理之一。

（3）E与G的稀溶液反应的离子方程式为__。

（4）B和C反应的化学方程式为__。

（5）J、K是同种金属的不同氯化物，K为白色沉淀。

写出SO2还原J生成K的离子方程式：

__。

【答案】NON≡N硝酸3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O3CuO+2NH3

3Cu+N2+3H2O2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42−

【解析】

【分析】

E为红色金属单质，应为Cu，则C为CuO，B为具有刺激性气味的气体，应为NH3，可与CuO在加热条件下发生氧化还原反应生成单质Cu，生成的气体单质F为N2，可与氧气在放电条件下反应生成NO，则A为O2，D为NO，G为HNO3，H为Cu（NO3）2，I为Cu（OH）2，J为CuCl2，J、K是同种金属的不同氯化物，K为白色沉淀，则K应为CuCl，据此分析解答。

【详解】

（1）由以上分析可知D为NO，F为N2，结构式为N≡N；

（2）O2与NH3发生催化氧化生成NO和水，NO被氧化生成NO2，溶于水生成硝酸，因此O2与NH3发生催化氧化生成NO是工业生成硝酸的重要反应之一；

（3）G为HNO3，稀硝酸与铜反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（4）B为NH3，可与CuO在加热条件下发生氧化还原反应生成单质Cu，反应的方程式为3CuO+2NH3

3Cu+N2+3H2O；

（5）SO2还原CuCl2生成CuCl的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42−。

7．几种常见物质的转化关系如下图所示，图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中A、C为无色气体：

请填写下列空白：

（1）物质X可以是_________，C是_________，F是_________。

（2）反应①的化学方程式是_____________________，反应②的化学方程式是_______________________。

【答案】（NH4）2CO3或NH4HCO3NH3NO22Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O24NH3+5O2

4NO+6H2O

【解析】

【分析】

本题考查无机推断，反应①能与Na2O2反应，熟悉的知识是H2O或CO2与Na2O2的反应，因为A为气体，则A为CO2，D为O2，X与盐酸反应生成CO2，说明X中含有CO32－或HCO3－，X与NaOH共热反应，生成气体C，则C为NH3，即X为（NH4）2CO3或NH4HCO3，B为H2O，反应②是NH3与氧气反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，据此分析解答。

【详解】

（1）根据上述分析，X为（NH4）2CO3或NH4HCO3，C为NH3，F为NO2；

（2）反应①的方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，反应②发生氨的催化氧化，即反应方程式为：

4NH3+5O2

4NO+6H2O。

【点睛】

本题的突破口在与过氧化钠反应，中学阶段学过能与过氧化钠反应的物质是CO2和H2O，根据A为气体，则A为CO2，2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2，即D为O2，X与NaOH共热产生气体，化合物能与NaOH共热产生气体，则气体是NH3，然后进一步进行分析即可。

8．已知：

A为正盐，常温、常压下，B、C、D、E、G、H、I均为气体，其中D、G、H为单质，气体B能使湿润红色石蕊试纸变蓝，气体E本身为无色气体，但是与空气接触会生成一种红棕色气体I，H为黄绿色气体。

F在常温下是一种无色液体。

C、J的水溶液分别为两种强酸。

图中反应条件（除加热外）均己略去。

（1）写出它们的化学式：

A__、C__、J__。

（2）写出②的离子反应方程式：

__。

（3）写出③的化学反应方程式：

__。

（4）红热的碳与J的浓溶液反应的化学方程式：

__。

（5）J的浓溶液与单质Ag反应的离子方程式为：

__。

（6）若86.4g银与含有1.4molJ的浓溶液恰好完全反应，则最终得到气体（NO、NO2）的总物质的量为__mol。

【答案】NH4ClHClHNO3Cl2+H2O=H++Cl-+HClO3NO2+H2O=2HNO3+NOC+4HNO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2OAg+2H++NO3-=Ag++NO2↑+H2O0.6

【解析】

【分析】

气体B能使湿润红色石蕊试纸变蓝，B是氨气；气体E本身为无色气体，但是与空气接触会生成一种红棕色气体I，则E是NO、I是NO2，D是O2；J的水溶液为强酸，J是HNO3，F是液体，NO2与水反应生成硝酸，F是H2O，G是氢气；H为黄绿色气体，H是Cl2；Cl2和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸光照条件下分解为盐酸和氧气，则C是HCl、K是HClO；A是NH4Cl。

【详解】

（1）A是氯化铵，化学式是NH4Cl、C是氯化氢，化学式是HCl；J是硝酸，化学式是HNO3；

（2）②是氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子反应方程式是Cl2+H2O=H++Cl-+HClO；

（3）③是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学反应方程式是3NO2+H2O=2HNO3+NO；

（4）红热的碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式是C+4HNO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2O；

（5）浓硝酸与Ag反应生成硝酸银、二氧化氮、水，反应的离子方程式为Ag+2H++NO3-=Ag++NO2↑+H2O；

（6）86.4g银的物质的量是

，生成硝酸银的物质的量是0.8mol，根据氮元素守恒，最终得到气体（NO、NO2）的总物质的量为1.4mol－0.8mol=0.6mol。

【点睛】

本题考查无机物的推断，侧重物质转化及氯、氮及其化合物性质的考查，明确H、I为有色气体，I通常为红棕色气体，F在常温下是一种无色液体是解题关键。

9．从物质A（某正盐）的水溶液出发有下面所示的一系列变化：

（1）写出A～F物质的化学式：

A__________；B__________；C__________；D__________；E.__________；F__________。

（2）写出E→F的化学方程式______________________________。

（3）鉴别物质F中阴离子的方法是________________________。

【答案】（NH4）2SO3（NH4）2SO4SO2NH3K2SO3K2SO4K2SO3＋Br2＋H2O=K2SO4＋2HBrF中的阴离子是硫酸根离子，可以加入盐酸、氯化钡溶液看是否产生沉淀来鉴别

【解析】

【分析】

根据框图可知，A即与酸反应生成气体C，又与碱反应生成气体D，则A为弱酸弱碱盐；C与氨水生成A，D与C的溶液反应生成A，则D为NH3，A为铵盐；A的浓溶液与稀H2SO4反应生成B和C，则B是（NH4）2SO4，F为K2SO4；A的浓溶液与KOH溶液反应生成E和D，E和溴水反应生成K2SO4，则E为K2SO3、C为SO2、A为（NH4）2SO3。

【详解】

（1）由以上分析可知，A为（NH4）2SO3、B为（NH4）2SO4、C为SO2、D为NH3、E为K2SO3、F为K2SO4；

（2）E→F的反应为K2SO3溶液与溴水发生氧化还原反应生成硫酸钾和氢溴酸，反应的化学方程式为K2SO3＋Br2＋H2O=K2SO4＋2HBr；

（3）F为K2SO4，阴离子为SO42-，可用酸化的BaCl2检验SO42-，具体操作是取少量F的溶液加入BaCl2和盐酸的溶液，若产生白色沉淀，证明SO42-的存在。

10．X、Y、Z三种主族元素的单质在常温下都是常见的无色气体，在适当条件下，三者之间可以两两发生反应生成分别是双核、三核和四核的甲、乙、丙三种分子，且乙、丙分子中含有X元素的原子个数比为2∶3。

请回答下列问题：

（1）元素X的名称是________，丙分子的电子式为________。

（2）若甲与Y单质在常温下混合就有明显现象，则甲的化学式为________。

丙在一定条件下转化为甲和乙的反应方程式为___________________________。

（3）化合物丁含X、Y、Z三种元素，丁是一种常见的强酸，将丁与丙按物质的量之比1∶1混合后所得物质戊的晶体结构中含有的化学键为________（选填序号）。

a．只含共价键b．只含离子键c．既含离子键，又含共价键

【答案】氢

NO4NH3＋5O2

4NO＋6H2Oc

【解析】

【分析】

X、Y、Z三种主族元素的单质在常温下都是常见的无色气体，则为H2、O2、N2，在适当条件下，三者之间可以两两发生反应生成的双核分子甲为NO，三核分子乙为H2O，四核分子丙为NH3，乙、丙分子中含有X元素的原子个数比为2∶3，则X为H。

【详解】

（1）元素X为H，名称是氢，丙分子为NH3，电子式为

。

（2）甲（NO）与Y单质在常温下混合就有明显现象，则Y为氧气。

丙（NH3）在一定条件下转化为甲（NO）和乙（H2O）的反应方程式为NH3发生了催化氧化：

4NH3＋5O2

4NO＋6H2O。

（3）化合物丁含X、Y、Z三种元素，丁是一种常见的强酸，则为HNO3，将丁与丙（NH3）按物质的量之比1∶1混合后得到戊为NH4NO3，其晶体结构中含有的化学键既含NH4+和NO3-之间的离子键，又含N-H和N-O之间的共价键，故选c。

11．某混合溶液中可能大量含有的离子如下表所示：

阳离子

H＋、K＋、Al3＋、NH4+、Mg2＋

阴离子

Cl－、OH－、CO32-、AlO2-

为探究其成分，某同学将Na2O2逐渐加入到上述混合溶液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系分别如图所示。

（1）该溶液中一定含有的阳离子是________________________________，其对应物质的量浓度之比为____________，溶液中一定不存在的阴离子是_______________________。

（2）写出沉淀减少的离子方程式________________________________________________。

【答案】H＋、Al3＋、NH4+、Mg2＋2:

2:

2:

3OH－、CO32-、AlO2-Al（OH）3+OH－=AlO2-+2H2O

【解析】

【分析】

（1）根据生成的沉淀总物质的量最大量为5mol、最终得到3mol可知，最终得到的沉淀为3mol氢氧化镁沉淀，溶解的2mol沉淀为氢氧化铝；根据气体的物质的量最后有增加可知，增加的气体为氨气，溶液中一定存在铵离子；根据开始加入过氧化钠时没有沉淀生成，说明原溶液中存在氢离子，根据题中数据计算出氢离子的物质的量；

（2）沉淀中氢氧化铝沉淀能够与氢氧化钠溶液反应而导致沉淀减少，据此写出反应的离子方程式。

【详解】

（1）根据图象中沉淀先增加后部分溶解可知：

溶液中一定含有：

Mg2+和Al3+，所以一定不含CO32-、AlO2-，并且含有镁离子的物质的量为3mol，氢氧化铝和氢氧化镁沉淀一共是5mol，根据元素守恒，所以含有铝离子的物质的量2mol；加入8mol过氧化钠会生成4mol氧气，而图象中生成了6mol气体，说明生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外，还一定有2mol其他气体生成，而只能是氨气，所以一定含有2mol铵根离子，所以一定不含有氢氧根离子；图象中加入过氧化钠的物质的量在0～amol之间时，没有沉淀生成，所以溶液中含有H+，由于加入8mol过氧化钠时生成的沉淀达到最大量5mol，8mol过氧化钠会生成16mol氢氧化钠，而生成2mol氢氧化铝、3mol氢氧化镁、2mol氨气消耗的氢氧化钠为：

2mol×3+3mol×2+2mol=14mol，所以有2mol氢氧化钠与氢离子反应，氢离子的物质的量为2mol；并且物质的量为2mol，溶液中一定还含有阴离子，可能为氯离子，钾离子不能确定是否存在，根据电荷守恒：

n（H+）+3n（Al3+）+n（NH4+）+2n（Mg2+）≤16mol，所以氯离子物质的量≥16mol，所以溶液中一定存在的阳离子为：

H+、Al3+、NH4+、Mg2+；含有的阳离子的物质的量之比为：

n（H+）：

n（Al3+）：

n（NH4+）：

n（Mg2+）=2：

2：

2：

3；溶液中一定不存在的阴离子为：

OH-、CO32-、