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江苏专版2023_2024学年新教材高中化学专题7氮与社会可持续发展测评卷苏教版必修第二册
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这是一份江苏专版2023_2024学年新教材高中化学专题7氮与社会可持续发展测评卷苏教版必修第二册，共11页。
专题7测评 可能用到的相对原子质量:H-1、C-12、N-14、O-16、Fe-56、Cu-64、Zn-65 一、单项选择题(共14题,每题3分,共42分。每题只有一个选项最符合题意) 1.[2023江苏宿迁统考期末]下列物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.N2性质不活泼,可作为粮食保护气 B.NH3具有还原性,可用作制冷剂 C.NO能被还原,可用于制备HNO3 D.NH4Cl受热易分解,可用作铁的除锈剂 2.[2023江苏镇江统考期末]实验室制备氨气并探究其还原性,下列实验装置(夹持仪器已省略)或操作不能达到实验目的的是( ) A.用装置甲制取NH3 B.用装置乙干燥NH3 C.用装置丙探究NH3还原性 D.用pH试纸检验试管a内液体的酸碱性 3.下面有关化肥与环境关系的描述,正确的是( ) A.雨天追肥有利于农作物的吸收 B.大量施用化肥对环境没有污染 C.绿色植物都能直接在空气中进行生物固氮 D.过多的尿素进入水体会恶化水质,导致“水华”现象 4.下列离子方程式书写正确的是( ) A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨:N+OH-NH3↑+H2O B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:N+OH-NH3·H2O C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+N+H2O D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe2++2NH3·H2O2N+Fe(OH)2↓ 5.[2023江苏淮安期末]在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( ) A.NO(g)HNO3(aq) B.稀HNO3(aq)NO2(g) C.NO(g)N2(g) D.NO2(g)N2(g) 6.[2023江苏南通海安高级中学校考期中]研究表明,氮氧化物(NOx)与二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关,其转化关系如图所示。下列关于雾霾及其形成的叙述中,不正确的是( ) A.雾霾的形成与燃料燃烧有关 B.涉及氧化还原反应 C.雾霾中含有NH4NO3和SO4 D.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 7.[2023江苏淮安中学校考期末]某新型合成NH3的原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A.N2和O2在高温和放电条件下都能反应 B.该反应涉及的4种物质中只有1种是电解质 C.NH3在过量O2中燃烧生成NO和H2O D.发生反应的n(N2)∶n(H2O)=1∶3 8.[2023江苏南通高一统考期末]叠氮酸(HN3)是一种弱酸,可通过亚硝酸氧化肼获得,工业上利用NH3催化氧化生成NO,反应为4NH3+5O24NO+6H2O,将NO进一步氧化,用水吸收制备HNO3。下列说法正确的是( ) A.HN3与NaOH反应的离子方程式为H++OH-H2O B.以NH3为原料制备HNO3属于氮的固定 C.用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸有白烟产生 D.NH3催化氧化时,每生成0.1 mol NO,转移电子的数目为6.02×1023 9.[2023江苏镇江期末]周期表中ⅤA族元素的化合物应用广泛。N2可以形成多种含氮化合物,NH3在强碱条件下能被NaClO氧化生成肼N2H4(l),具有较大的燃烧热(624 kJ·mol-1),可用作火箭燃料。磷矿[主要成分为]可与浓硫酸反应制备磷肥[有效成分]。700~900 ℃下,AsH3与通过化学气相沉积可制得半导体材料砷化镓(GaAs)晶体。下图是氮元素的转化示意图。下列说法不正确的是( ) N2、O2NONO2X A.反应①是自然界中氮固定的一种途径 B.反应②的现象是气体由无色变红棕色 C.为使NO2全部转化为X,反应③中 D.X是一种强氧化性酸,常温下其浓溶液可用铝槽车贮运 10.向500 mL稀硝酸中加入一定量的铁粉恰好完全反应,铁粉完全溶解后,放出6.272 L NO(标准状况),同时溶液质量增加11.2 g。下列判断不正确的是( ) A.原HNO3溶液的物质的量浓度为2.24 mol·L-1 B.原溶液中投入铁粉的物质的量是0.35 mol C.反应后溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2 D.反应后的溶液还可以溶解铜粉4.48 g 11.欲进行下列实验,其方案设计合理的是( ) A.检验装置气密性 B.氨气尾气处理 C.NO2被水 完全吸收 D.比较NaHCO3和 Na2CO3溶解度 12.对下列事实的解释错误的是( ) A.氨气溶于水的喷泉实验说明氨气极易溶于水 B.常温下,将铜放入浓硫酸中无明显变化,说明铜在冷的浓硫酸中钝化 C.浓硝酸久置显黄色,说明浓硝酸不稳定 D.向胆矾中加入浓硫酸后出现白色固体,说明浓硫酸具有吸水性 13.利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除废气中的NO和NO2,生成两种无毒物质,其反应历程如图所示,下列说法正确的是( ) A.反应过程中NO2、N之间的反应是氧化还原反应 B.上述历程的总反应为2NH3+NO+NO22N2+3H2O C.X是HNO2,是还原产物 D.[(NH4)(HNO2)]+是反应过程中的催化剂 14.[2023江苏盐城阶段练习]用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)可获得Ca,部分工艺流程如下: 下列说法不正确的是( ) A.采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收 B.加快通入尾气速率可提高NO、NO2的去除率 C.吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2Ca(NO2)2+H2O D.若尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1,吸收后排放的气体中NO含量升高 二、非选择题(共4小题,共58分) 15.(12分)[2023江苏淮安期末]氮及其化合物是重要的化工原料,研究其性质、用途和转化具有重要意义。 回答下列问题: (1)X属于 (填“离子”或“共价”)化合物;常温下,NO2为 (填颜色)气体。 (2)物质N2H4(肼)可作为火箭发动机的燃料,已知在298 K、101 kPa时1 g液态肼燃烧生成氮气和液态水,释放19.44 kJ的热量,写出表示其燃烧热的热化学方程式: 。 (3)农业上常用物质R作氮肥,实验室检验物质R中阳离子的方法为 (写出操作过程和现象)。 (4)硫可与Q的浓溶液反应,硫转化为 (填化学式)。 (5)氮的氧化物(NOx)是常见的大气污染物之一,NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。当物质Y与NO2的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成两种无污染的物质,该反应的化学方程式为 。 16.(14分)[2023江苏扬州统考期末]氮及其化合物的转化具有重要应用。 (1)实验室模拟用浓硫酸脱除氮氧化物,装置如图所示,实验开始后装置C中发生反应:NO+NO2+2H2SO42NOHSO4+H2O。 ①A装置中发生反应的离子方程式是 ,B装置的作用是 。 ②理论上应相同时间内控制a、b处通入气体的物质的量之比为 。 (2)已知:HNO3(浓)+SO2NOHSO4。请补充完整由Na2SO3固体制备纯净的NOHSO4晶体的实验方案:向一定量Na2SO3固体中加入 ,制得SO2;向浓硝酸中缓慢通入SO2, ,将反应后得到的混合物过滤、洗涤、干燥。(操作须进行尾气吸收,须选用的试剂有18 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1NaOH溶液) (3)一定条件下,NH3在钒(V)催化剂作用下可脱除气体中的NO,可能的反应机理如图所示: ①步骤1中O—H被削弱,形成的化学键是 。 ②若反应中参加反应的n(NH3)∶n(NO)=1∶1,则总反应的化学方程式为 。 17.(14分)硝酸铵是一种常用的化肥,其工业生产流程如图。 请回答下列问题: (1)写出反应装置B中发生反应的化学方程式: 。 (2)吸收塔C中通入空气的目的是 ;C、D两个反应容器中发生的反应,属于氧化还原反应的是 (填反应容器代号)。 (3)浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里,并放置在阴凉处,用化学方程式解释原因: 。 (4)金属铜与稀硝酸反应的离子方程式: 。该反应中稀硝酸表现的性质是 。 18.(18分)[2023江苏扬州中学月考]NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一,有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。 (1)NSR储存还原时,NO的储存和还原在不同时段交替进行,如图1所示。 ①NO储存转化为Ba(NO3)2过程中,参加反应的NO和O2的物质的量之比为 。 ②H2还原Ba(NO3)2的过程分两步进行,图2表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为 。 图1 图2 (2)NaClO溶液能有效去除NO。25 ℃时,NO的去除率随pH的变化如图3所示(用盐酸调节pH);pH=4时,NO的去除率随温度的变化如图4所示。 图3 图4 ①25 ℃时,随着pH降低,NO去除率增大的原因是 。 ②pH=4时,60~80 ℃间NO去除率下降的原因是 。 (3)一定条件下,将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入Ca(OH)2悬浊液中,改变n(NO2)∶n(NO)的值,NOx的去除率如图5所示。 图5 已知:a.NOx的去除率=1-×100% b.NO与Ca(OH)2不反应 ①当n(NO2)∶n(NO)在0.3~0.5之间,NO与NO2被吸收转化为Ca(NO2)2反应的离子方程式为 。 ②当n(NO2)∶n(NO)大于1.4时,NO2的去除率升高,但NO的去除率却降低。其可能的原因是 专题7测评 1.A 解析N2性质不活泼,可作为粮食保护气防止粮食被氧化,性质与用途有对应关系,故A正确;氨气易液化,可用作制冷剂,性质与用途不对应,故B错误;NO中N的化合价为+2价,硝酸的N为+5价,NO被氧化才能生成硝酸,故C错误;氯化铵溶液呈酸性,可用作除锈剂,故D错误。 2.B 解析氯化铵和氢氧化钙固体加热生成氨气,能达到实验目的,A不符合题意;氨气和氯化钙反应,故不能用来干燥氨气,不能达到实验目的,B符合题意;氨气和氧化铜生成铜、水和氮气,体现氨气的还原性,能达到实验目的,C不符合题意;pH试纸可以检验试管a内液体的酸碱性,能达到实验目的,D不符合题意。 3.D 4.C 解析A.该反应属于固体间的加热反应,不能书写相应的离子方程式;B.加热条件下NH3·H2O应分解为NH3和H2O;C.符合反应原理及离子方程式书写要求;D.向氨水中滴加FeCl3溶液应生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3N。 5.C 解析NO与H2O不能发生反应,不能生成HNO3,A不能实现;稀HNO3与Cu反应,生成NO气体,不能生成NO2气体,B不能实现;在催化剂、高温条件下,NO与CO能发生反应,生成N2和CO2,C能够实现;NO2中N元素显+4价,若反应生成N2,则表现出氧化性,O3具有强氧化性,同一反应中的反应物,不可能同时表现出氧化性,而不表现出还原性,D不能实现。 6.D 解析雾霾的形成与燃料燃烧有关,故A正确;二氧化硫到三氧化硫,硫化合价升高,氮氧化物到五氧化二氮,氮化合价升高,因此涉及氧化还原反应,故B正确;根据图中信息雾霾中含有NH4NO3和(NH4)2SO4,故C正确;氨气与硝酸或硫酸生成硝酸铵或硫酸铵颗粒,氨气参与反应且量减少,因此NH3不是形成无机颗粒物的催化剂,故D错误。 7.C 解析N2和O2在高温和放电条件下都能反应生成NO,A正确;N2、O2、NH3均不是电解质,H2O是电解质,B正确;由N2不能在O2中燃烧可推知,NH3在过量O2中燃烧生成N2和H2O,而不能生成NO,C错误;由图知,发生的反应为2N2+6H2O4NH3+3O2,n(N2)∶n(H2O)=1∶3,D正确。 8.C 解析HN3是一种弱酸,故HN3与NaOH反应的离子方程式为HN3+OH-;氮的固定为将空气中游离态的氮转化为含氮的化合物,以NH3为原料制备HNO3不属于氮的固定,故B错误;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸,由于浓氨水、浓硝酸均有挥发性,反应生成硝酸铵固体小颗粒,有白烟产生,故C正确;NH3催化氧化时,每生成0.1molNO,转移电子的数目为0.5×6.02×1023,故D错误。 9.C 解析反应①是氮气和氧气在放电条件下生成NO,属于自然界中的氮的固定,故A正确;NO是无色气体、NO2是红棕色气体,反应②的现象是气体由无色变红棕色,故B正确;反应③的化学方程式为2H2O+4NO2+O24HNO3,为使NO2全部转化为X,反应③中,故C错误;X是硝酸,具有强氧化性,常温下铝在浓硝酸中钝化,常温下其浓溶液可用铝槽车贮运,故D正确。 10.C 解析标准状况下6.272LNO的物质的量为0.28mol,假设反应后生成Fe2+、Fe3+的物质的量分别为x、y,根据得失电子守恒可得0.28mol×(5-2)=2x+3y;反应后溶液质量增加11.2g,则有56g·mol-1×(x+y)-0.28mol×30g·mol-1=11.2g,联立上述两式解得x=0.21mol,y=0.14mol,则反应后溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=0.14∶0.21=2∶3,C错误;据铁元素守恒可知,原溶液中投入铁粉的物质的量为0.21mol+0.14mol=0.35mol,B正确;据N元素守恒可知,原HNO3溶液中n(HNO3)=0.21mol×2+0.14mol×3+0.28mol=1.12mol,则有c(HNO3)==2.24mol·L-1,A正确;反应后的溶液为Fe(NO3)2和Fe(NO3)3混合液,加入铜粉,发生反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,则0.14molFe3+可溶解0.07molCu,其质量为0.07mol×64g·mol-1=4.48g,D正确。 11.B 解析没有形成封闭体系,不能检验其气密性,A错误;氨气极易溶于水,倒扣的漏斗可以防止倒吸,B正确;二氧化氮溶于水生成硝酸和NO,不能被完全吸收,C错误;触摸外壁只能比较溶于水时的热效应,不能比较二者的溶解度大小,D错误。 12.B 解析氨气极易溶于水,可做氨气溶于水的喷泉实验,A正确;常温下,铜与浓硫酸不反应,而钝化是指反应产生的氧化膜阻止了反应的进行,B错误;浓硝酸久置分解产生的二氧化氮气体溶于浓硝酸中使浓硝酸显黄色,C正确;向胆矾中加入浓硫酸后出现白色固体,是胆矾失去结晶水后变为白色固体,说明浓硫酸具有吸水性,D正确。 13.B 解析反应过程中NO2、N之间发生反应生成[(NH4)2(NO2)]2+,没有化合价的变化,不是氧化还原反应,故A错误;题图中可以生成X的反应为[(NH4)2(NO2)]2++NO[(NH4)(HNO2)]++X+H+,根据原子守恒判断X为N2和H2O,故C错误;由反应历程图可知,氨、二氧化氮和一氧化氮是反应物,氮气与水是生成物,所以总反应为2NH3+NO+NO22N2+3H2O,故B正确;[(NH4)(HNO2)]+反应前没有,反应后没有,为反应的中间产物,不是反应过程中的催化剂,故D错误。 14.B 解析采用气液逆流接触可以使气体与石灰乳充分接触,有利于尾气中NO、NO2的充分吸收,故A正确;加快通入尾气速率,尾气与石灰乳接触时间短,不利于提高NO、NO2的去除率,故B错误;石灰乳吸收硝酸工业的尾气中的NO、NO2生成Ca,根据得失电子守恒,吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2+H2O,故C正确;NO单独与氢氧化钙不反应,若尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1,吸收后排放的气体中NO含量升高,故D正确。 15.答案 (1)共价 红棕色 (2)N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.08 kJ∙ mol-1 (3)取少量R的溶液,加入足量浓NaOH溶液并加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变蓝,则表明生成氨气,从而证明R中含有铵根离子 (4)H2SO4 (5)2NH3+NO+NO22N2+3H2O 解析从图中可以看出,X为N元素显-3价的氢化物,则其为NH3;Y为N元素显+2价的氧化物,则其为NO;Q为N元素显+5价的含氧酸,则其为HNO3;R为含有-3价N元素的盐,则其为铵盐。 (1)由分析可知,X为NH3,属于共价化合物;常温下,NO2为红棕色气体。 (2)在298K、101kPa时,1g液态肼燃烧生成氮气和液态水,释放19.44kJ的热量,则1mol液态肼(32g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放热19.44kJ·g-1×32g·mol-1=622.08kJ∙mol-1,则表示其燃烧热的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622.08kJ∙mol-1。 (3)农业上常用物质R作氮肥,检验物质R中阳离子即,实验室常用浓NaOH溶液检验,方法为取少量R的溶液,加入足量浓NaOH溶液并加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若试纸变蓝,则表明生成氨气,从而证明R中含有铵根离子。 (4)由分析可知,Q为HNO3,浓硝酸具有强氧化性,硫可与浓硝酸反应,硫转化为H2SO4。 (5)当物质Y(NO)与NO2的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成N2和H2O,该反应的化学方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O。 16.答案 (1)①3NO2+H2O2H+++NO 除去水蒸气 ②3∶1 (2)一定量18 mol·L-1H2SO4溶液充分反应 用0.5 mol·L-1NaOH溶液吸收剩余的气体 (3)N—H 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 解析A装置中,NO2与水反应,生成硝酸和NO;B装置中,NO用浓硫酸干燥;C装置中,NO、NO2在浓硫酸中混合,并与浓硫酸发生反应,生成NOHSO4,尾气用气囊收集后进行处理。 (1)①A装置中,NO2与水反应,生成硝酸和NO,发生反应的离子方程式是3NO2+H2O2H++2+NO,B装置是NO的干燥装置,作用是除去水蒸气。②依据发生的反应:3NO2+H2O2HNO3+NO、NO+NO2+2NOHSO4+H2O,可建立关系式:3NO2(a处)~NO~NO2(b处),则理论上应相同时间内控制a、b处通入气体的物质的量之比为3∶1。 (2)制取SO2时,发生反应Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+H2O+SO2↑;SO2有毒,是大气污染物,通常使用NaOH溶液进行尾气处理。则由Na2SO3固体制备纯净的NOHSO4晶体的实验方案:向一定量Na2SO3固体中加入一定量18mol·L-1H2SO4溶液充分反应,制得SO2;向浓硝酸中缓慢通入SO2,用0.5mol·L-1NaOH溶液吸收剩余的气体,将反应后得到的混合物过滤、洗涤、干燥。 (3)①从图中可以看出,步骤1中,O—H中的H原子与NH3分子中的N原子间形成共价键,则O—H被削弱,形成的化学键是N—H。②若反应中参加反应的n(NH3)∶n(NO)=1∶1,则依据得失电子守恒,n(NH3)∶n(NO)∶n(O2)=4∶4∶1,从而得出总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O。 17.答案(1)4NH3+5O24NO+6H2O (2)将一氧化氮氧化成二氧化氮 C (3)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O (4)3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O 酸性和氧化性 解析由NH4NO3的工业生产流程可知,N2与H2在铁丝网的作用下反应产生NH3,NH3在Pt-Rh合金网的作用下加热,与空气中的O2反应生成NO和水,NO在吸收塔中与O2反应产生NO2,NO2被水吸收得到HNO3和NO。HNO3与NH3作用生成NH4NO3。 (1)反应装置B中发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。 (2)在吸收塔C中通入空气的目的是将NO氧化成NO2;在C中发生反应:2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO。在D中发生反应:HNO3+NH3NH4NO3。前两个反应是氧化还原反应,第三个反应不是氧化还原反应。所以发生氧化还原反应的容器为C。 (3)浓硝酸不稳定,光照下容易分解,温度越高越容易分解,为防止浓硝酸的分解,常把浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,放在冷暗处。分解的化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。 (4)硝酸有强氧化性,不仅能把活泼的金属氧化,还能把不活泼的金属如Cu氧化。金属Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。该反应中一部分HNO3中的N元素由+5价变为+2价,得到电子,被还原,表现氧化性,还有一部分HNO3中的N元素的化合价没有变化,提供酸根离子来形成硝酸盐,故硝酸表现的性质是酸性和氧化性。 18.答案(1)①4∶3 ②8H2+Ba(NO3)2BaO+2NH3+5H2O (2)①pH降低,ClO-+H+HClO,溶液中c(HClO)增大 ②HClO受热分解,溶液中c(HClO)减小(3)①NO+NO2+Ca(OH)2Ca2++2N+H2O ②NO2量太多,剩余的NO2和水反应生成NO逸出,导致NO去除率降低 解析(1)①NO储存转化为Ba(NO3)2过程中,根据转化图分析,NO和O2反应转化为NO2,NO2和BaO反应转化为Ba(NO3)2,1molNO转化为NO2需消耗O2的物质的量为0.5mol,生成1molNO2,NO2转化为N,则需要消耗O2的物质的量为0.25mol,整个转化过程中,消耗NO和O2的物质的量之比为1∶0.75=4∶3。②根据图2分析,第一步反应中,H2含量降低,NH3含量升高,可知H2将N还原成NH3,则第一步反应中发生的反应为8H2+Ba(NO3)2BaO+2NH3+5H2O。 (2)①pH降低,c(H+)增大,产生更多的HClO,所以NO的去除率增大。②HClO会分解,温度太高,HClO分解得太多,溶液中HClO浓度减小了。 (3)①NO和Ca(OH)2不反应,所以反应物有NO、NO2和Ca(OH)2,根据氧化还原规律,产物为Ca(NO2)2和水,所以离子方程式为NO+NO2+Ca(OH)2Ca2++2N+H2O。②当太大,NO2量太多,吸收不完,有一部分NO2就和水反应生成硝酸和NO,这样就导致NO2去除率升高,但NO去除率却降低。
专题7测评 可能用到的相对原子质量:H-1、C-12、N-14、O-16、Fe-56、Cu-64、Zn-65 一、单项选择题(共14题,每题3分,共42分。每题只有一个选项最符合题意) 1.[2023江苏宿迁统考期末]下列物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.N2性质不活泼,可作为粮食保护气 B.NH3具有还原性,可用作制冷剂 C.NO能被还原,可用于制备HNO3 D.NH4Cl受热易分解,可用作铁的除锈剂 2.[2023江苏镇江统考期末]实验室制备氨气并探究其还原性,下列实验装置(夹持仪器已省略)或操作不能达到实验目的的是( ) A.用装置甲制取NH3 B.用装置乙干燥NH3 C.用装置丙探究NH3还原性 D.用pH试纸检验试管a内液体的酸碱性 3.下面有关化肥与环境关系的描述,正确的是( ) A.雨天追肥有利于农作物的吸收 B.大量施用化肥对环境没有污染 C.绿色植物都能直接在空气中进行生物固氮 D.过多的尿素进入水体会恶化水质,导致“水华”现象 4.下列离子方程式书写正确的是( ) A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨:N+OH-NH3↑+H2O B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:N+OH-NH3·H2O C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+N+H2O D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe2++2NH3·H2O2N+Fe(OH)2↓ 5.[2023江苏淮安期末]在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( ) A.NO(g)HNO3(aq) B.稀HNO3(aq)NO2(g) C.NO(g)N2(g) D.NO2(g)N2(g) 6.[2023江苏南通海安高级中学校考期中]研究表明,氮氧化物(NOx)与二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关,其转化关系如图所示。下列关于雾霾及其形成的叙述中,不正确的是( ) A.雾霾的形成与燃料燃烧有关 B.涉及氧化还原反应 C.雾霾中含有NH4NO3和SO4 D.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 7.[2023江苏淮安中学校考期末]某新型合成NH3的原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A.N2和O2在高温和放电条件下都能反应 B.该反应涉及的4种物质中只有1种是电解质 C.NH3在过量O2中燃烧生成NO和H2O D.发生反应的n(N2)∶n(H2O)=1∶3 8.[2023江苏南通高一统考期末]叠氮酸(HN3)是一种弱酸,可通过亚硝酸氧化肼获得,工业上利用NH3催化氧化生成NO,反应为4NH3+5O24NO+6H2O,将NO进一步氧化,用水吸收制备HNO3。下列说法正确的是( ) A.HN3与NaOH反应的离子方程式为H++OH-H2O B.以NH3为原料制备HNO3属于氮的固定 C.用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸有白烟产生 D.NH3催化氧化时,每生成0.1 mol NO,转移电子的数目为6.02×1023 9.[2023江苏镇江期末]周期表中ⅤA族元素的化合物应用广泛。N2可以形成多种含氮化合物,NH3在强碱条件下能被NaClO氧化生成肼N2H4(l),具有较大的燃烧热(624 kJ·mol-1),可用作火箭燃料。磷矿[主要成分为]可与浓硫酸反应制备磷肥[有效成分]。700~900 ℃下,AsH3与通过化学气相沉积可制得半导体材料砷化镓(GaAs)晶体。下图是氮元素的转化示意图。下列说法不正确的是( ) N2、O2NONO2X A.反应①是自然界中氮固定的一种途径 B.反应②的现象是气体由无色变红棕色 C.为使NO2全部转化为X,反应③中 D.X是一种强氧化性酸,常温下其浓溶液可用铝槽车贮运 10.向500 mL稀硝酸中加入一定量的铁粉恰好完全反应,铁粉完全溶解后,放出6.272 L NO(标准状况),同时溶液质量增加11.2 g。下列判断不正确的是( ) A.原HNO3溶液的物质的量浓度为2.24 mol·L-1 B.原溶液中投入铁粉的物质的量是0.35 mol C.反应后溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2 D.反应后的溶液还可以溶解铜粉4.48 g 11.欲进行下列实验,其方案设计合理的是( ) A.检验装置气密性 B.氨气尾气处理 C.NO2被水 完全吸收 D.比较NaHCO3和 Na2CO3溶解度 12.对下列事实的解释错误的是( ) A.氨气溶于水的喷泉实验说明氨气极易溶于水 B.常温下,将铜放入浓硫酸中无明显变化,说明铜在冷的浓硫酸中钝化 C.浓硝酸久置显黄色,说明浓硝酸不稳定 D.向胆矾中加入浓硫酸后出现白色固体,说明浓硫酸具有吸水性 13.利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除废气中的NO和NO2,生成两种无毒物质,其反应历程如图所示,下列说法正确的是( ) A.反应过程中NO2、N之间的反应是氧化还原反应 B.上述历程的总反应为2NH3+NO+NO22N2+3H2O C.X是HNO2,是还原产物 D.[(NH4)(HNO2)]+是反应过程中的催化剂 14.[2023江苏盐城阶段练习]用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)可获得Ca,部分工艺流程如下: 下列说法不正确的是( ) A.采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收 B.加快通入尾气速率可提高NO、NO2的去除率 C.吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2Ca(NO2)2+H2O D.若尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1,吸收后排放的气体中NO含量升高 二、非选择题(共4小题,共58分) 15.(12分)[2023江苏淮安期末]氮及其化合物是重要的化工原料,研究其性质、用途和转化具有重要意义。 回答下列问题: (1)X属于 (填“离子”或“共价”)化合物;常温下,NO2为 (填颜色)气体。 (2)物质N2H4(肼)可作为火箭发动机的燃料,已知在298 K、101 kPa时1 g液态肼燃烧生成氮气和液态水,释放19.44 kJ的热量,写出表示其燃烧热的热化学方程式: 。 (3)农业上常用物质R作氮肥,实验室检验物质R中阳离子的方法为 (写出操作过程和现象)。 (4)硫可与Q的浓溶液反应,硫转化为 (填化学式)。 (5)氮的氧化物(NOx)是常见的大气污染物之一,NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。当物质Y与NO2的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成两种无污染的物质,该反应的化学方程式为 。 16.(14分)[2023江苏扬州统考期末]氮及其化合物的转化具有重要应用。 (1)实验室模拟用浓硫酸脱除氮氧化物,装置如图所示,实验开始后装置C中发生反应:NO+NO2+2H2SO42NOHSO4+H2O。 ①A装置中发生反应的离子方程式是 ,B装置的作用是 。 ②理论上应相同时间内控制a、b处通入气体的物质的量之比为 。 (2)已知:HNO3(浓)+SO2NOHSO4。请补充完整由Na2SO3固体制备纯净的NOHSO4晶体的实验方案:向一定量Na2SO3固体中加入 ,制得SO2;向浓硝酸中缓慢通入SO2, ,将反应后得到的混合物过滤、洗涤、干燥。(操作须进行尾气吸收,须选用的试剂有18 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1NaOH溶液) (3)一定条件下,NH3在钒(V)催化剂作用下可脱除气体中的NO,可能的反应机理如图所示: ①步骤1中O—H被削弱,形成的化学键是 。 ②若反应中参加反应的n(NH3)∶n(NO)=1∶1,则总反应的化学方程式为 。 17.(14分)硝酸铵是一种常用的化肥,其工业生产流程如图。 请回答下列问题: (1)写出反应装置B中发生反应的化学方程式: 。 (2)吸收塔C中通入空气的目的是 ;C、D两个反应容器中发生的反应,属于氧化还原反应的是 (填反应容器代号)。 (3)浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里,并放置在阴凉处,用化学方程式解释原因: 。 (4)金属铜与稀硝酸反应的离子方程式: 。该反应中稀硝酸表现的性质是 。 18.(18分)[2023江苏扬州中学月考]NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一,有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。 (1)NSR储存还原时,NO的储存和还原在不同时段交替进行,如图1所示。 ①NO储存转化为Ba(NO3)2过程中,参加反应的NO和O2的物质的量之比为 。 ②H2还原Ba(NO3)2的过程分两步进行,图2表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为 。 图1 图2 (2)NaClO溶液能有效去除NO。25 ℃时,NO的去除率随pH的变化如图3所示(用盐酸调节pH);pH=4时,NO的去除率随温度的变化如图4所示。 图3 图4 ①25 ℃时,随着pH降低,NO去除率增大的原因是 。 ②pH=4时,60~80 ℃间NO去除率下降的原因是 。 (3)一定条件下,将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入Ca(OH)2悬浊液中,改变n(NO2)∶n(NO)的值,NOx的去除率如图5所示。 图5 已知:a.NOx的去除率=1-×100% b.NO与Ca(OH)2不反应 ①当n(NO2)∶n(NO)在0.3~0.5之间,NO与NO2被吸收转化为Ca(NO2)2反应的离子方程式为 。 ②当n(NO2)∶n(NO)大于1.4时,NO2的去除率升高,但NO的去除率却降低。其可能的原因是 专题7测评 1.A 解析N2性质不活泼,可作为粮食保护气防止粮食被氧化,性质与用途有对应关系,故A正确;氨气易液化,可用作制冷剂,性质与用途不对应,故B错误;NO中N的化合价为+2价,硝酸的N为+5价,NO被氧化才能生成硝酸,故C错误;氯化铵溶液呈酸性,可用作除锈剂,故D错误。 2.B 解析氯化铵和氢氧化钙固体加热生成氨气,能达到实验目的,A不符合题意;氨气和氯化钙反应,故不能用来干燥氨气,不能达到实验目的,B符合题意;氨气和氧化铜生成铜、水和氮气,体现氨气的还原性,能达到实验目的,C不符合题意;pH试纸可以检验试管a内液体的酸碱性,能达到实验目的,D不符合题意。 3.D 4.C 解析A.该反应属于固体间的加热反应,不能书写相应的离子方程式;B.加热条件下NH3·H2O应分解为NH3和H2O;C.符合反应原理及离子方程式书写要求;D.向氨水中滴加FeCl3溶液应生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3N。 5.C 解析NO与H2O不能发生反应,不能生成HNO3,A不能实现;稀HNO3与Cu反应,生成NO气体,不能生成NO2气体,B不能实现;在催化剂、高温条件下,NO与CO能发生反应,生成N2和CO2,C能够实现;NO2中N元素显+4价,若反应生成N2,则表现出氧化性,O3具有强氧化性,同一反应中的反应物,不可能同时表现出氧化性,而不表现出还原性,D不能实现。 6.D 解析雾霾的形成与燃料燃烧有关,故A正确;二氧化硫到三氧化硫,硫化合价升高,氮氧化物到五氧化二氮,氮化合价升高,因此涉及氧化还原反应,故B正确;根据图中信息雾霾中含有NH4NO3和(NH4)2SO4,故C正确;氨气与硝酸或硫酸生成硝酸铵或硫酸铵颗粒,氨气参与反应且量减少,因此NH3不是形成无机颗粒物的催化剂,故D错误。 7.C 解析N2和O2在高温和放电条件下都能反应生成NO,A正确;N2、O2、NH3均不是电解质,H2O是电解质,B正确;由N2不能在O2中燃烧可推知,NH3在过量O2中燃烧生成N2和H2O,而不能生成NO,C错误;由图知,发生的反应为2N2+6H2O4NH3+3O2,n(N2)∶n(H2O)=1∶3,D正确。 8.C 解析HN3是一种弱酸,故HN3与NaOH反应的离子方程式为HN3+OH-;氮的固定为将空气中游离态的氮转化为含氮的化合物,以NH3为原料制备HNO3不属于氮的固定,故B错误;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硝酸,由于浓氨水、浓硝酸均有挥发性,反应生成硝酸铵固体小颗粒,有白烟产生,故C正确;NH3催化氧化时,每生成0.1molNO,转移电子的数目为0.5×6.02×1023,故D错误。 9.C 解析反应①是氮气和氧气在放电条件下生成NO,属于自然界中的氮的固定,故A正确;NO是无色气体、NO2是红棕色气体,反应②的现象是气体由无色变红棕色,故B正确;反应③的化学方程式为2H2O+4NO2+O24HNO3,为使NO2全部转化为X,反应③中,故C错误;X是硝酸,具有强氧化性,常温下铝在浓硝酸中钝化,常温下其浓溶液可用铝槽车贮运,故D正确。 10.C 解析标准状况下6.272LNO的物质的量为0.28mol,假设反应后生成Fe2+、Fe3+的物质的量分别为x、y,根据得失电子守恒可得0.28mol×(5-2)=2x+3y;反应后溶液质量增加11.2g,则有56g·mol-1×(x+y)-0.28mol×30g·mol-1=11.2g,联立上述两式解得x=0.21mol,y=0.14mol,则反应后溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=0.14∶0.21=2∶3,C错误;据铁元素守恒可知,原溶液中投入铁粉的物质的量为0.21mol+0.14mol=0.35mol,B正确;据N元素守恒可知,原HNO3溶液中n(HNO3)=0.21mol×2+0.14mol×3+0.28mol=1.12mol,则有c(HNO3)==2.24mol·L-1,A正确;反应后的溶液为Fe(NO3)2和Fe(NO3)3混合液,加入铜粉,发生反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,则0.14molFe3+可溶解0.07molCu,其质量为0.07mol×64g·mol-1=4.48g,D正确。 11.B 解析没有形成封闭体系,不能检验其气密性,A错误;氨气极易溶于水,倒扣的漏斗可以防止倒吸,B正确;二氧化氮溶于水生成硝酸和NO,不能被完全吸收,C错误;触摸外壁只能比较溶于水时的热效应,不能比较二者的溶解度大小,D错误。 12.B 解析氨气极易溶于水,可做氨气溶于水的喷泉实验,A正确;常温下,铜与浓硫酸不反应,而钝化是指反应产生的氧化膜阻止了反应的进行,B错误;浓硝酸久置分解产生的二氧化氮气体溶于浓硝酸中使浓硝酸显黄色,C正确;向胆矾中加入浓硫酸后出现白色固体,是胆矾失去结晶水后变为白色固体,说明浓硫酸具有吸水性,D正确。 13.B 解析反应过程中NO2、N之间发生反应生成[(NH4)2(NO2)]2+,没有化合价的变化,不是氧化还原反应,故A错误;题图中可以生成X的反应为[(NH4)2(NO2)]2++NO[(NH4)(HNO2)]++X+H+,根据原子守恒判断X为N2和H2O,故C错误;由反应历程图可知,氨、二氧化氮和一氧化氮是反应物,氮气与水是生成物,所以总反应为2NH3+NO+NO22N2+3H2O,故B正确;[(NH4)(HNO2)]+反应前没有,反应后没有,为反应的中间产物,不是反应过程中的催化剂,故D错误。 14.B 解析采用气液逆流接触可以使气体与石灰乳充分接触,有利于尾气中NO、NO2的充分吸收,故A正确;加快通入尾气速率,尾气与石灰乳接触时间短,不利于提高NO、NO2的去除率,故B错误;石灰乳吸收硝酸工业的尾气中的NO、NO2生成Ca,根据得失电子守恒,吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2+H2O,故C正确;NO单独与氢氧化钙不反应,若尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1,吸收后排放的气体中NO含量升高,故D正确。 15.答案 (1)共价 红棕色 (2)N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.08 kJ∙ mol-1 (3)取少量R的溶液,加入足量浓NaOH溶液并加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变蓝,则表明生成氨气,从而证明R中含有铵根离子 (4)H2SO4 (5)2NH3+NO+NO22N2+3H2O 解析从图中可以看出,X为N元素显-3价的氢化物,则其为NH3;Y为N元素显+2价的氧化物,则其为NO;Q为N元素显+5价的含氧酸,则其为HNO3;R为含有-3价N元素的盐,则其为铵盐。 (1)由分析可知,X为NH3,属于共价化合物;常温下,NO2为红棕色气体。 (2)在298K、101kPa时,1g液态肼燃烧生成氮气和液态水,释放19.44kJ的热量,则1mol液态肼(32g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放热19.44kJ·g-1×32g·mol-1=622.08kJ∙mol-1,则表示其燃烧热的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622.08kJ∙mol-1。 (3)农业上常用物质R作氮肥,检验物质R中阳离子即,实验室常用浓NaOH溶液检验,方法为取少量R的溶液,加入足量浓NaOH溶液并加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若试纸变蓝,则表明生成氨气,从而证明R中含有铵根离子。 (4)由分析可知,Q为HNO3,浓硝酸具有强氧化性,硫可与浓硝酸反应,硫转化为H2SO4。 (5)当物质Y(NO)与NO2的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成N2和H2O,该反应的化学方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O。 16.答案 (1)①3NO2+H2O2H+++NO 除去水蒸气 ②3∶1 (2)一定量18 mol·L-1H2SO4溶液充分反应 用0.5 mol·L-1NaOH溶液吸收剩余的气体 (3)N—H 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 解析A装置中,NO2与水反应,生成硝酸和NO;B装置中,NO用浓硫酸干燥;C装置中,NO、NO2在浓硫酸中混合,并与浓硫酸发生反应,生成NOHSO4,尾气用气囊收集后进行处理。 (1)①A装置中,NO2与水反应,生成硝酸和NO,发生反应的离子方程式是3NO2+H2O2H++2+NO,B装置是NO的干燥装置,作用是除去水蒸气。②依据发生的反应:3NO2+H2O2HNO3+NO、NO+NO2+2NOHSO4+H2O,可建立关系式:3NO2(a处)~NO~NO2(b处),则理论上应相同时间内控制a、b处通入气体的物质的量之比为3∶1。 (2)制取SO2时,发生反应Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+H2O+SO2↑;SO2有毒,是大气污染物,通常使用NaOH溶液进行尾气处理。则由Na2SO3固体制备纯净的NOHSO4晶体的实验方案:向一定量Na2SO3固体中加入一定量18mol·L-1H2SO4溶液充分反应,制得SO2;向浓硝酸中缓慢通入SO2,用0.5mol·L-1NaOH溶液吸收剩余的气体,将反应后得到的混合物过滤、洗涤、干燥。 (3)①从图中可以看出,步骤1中,O—H中的H原子与NH3分子中的N原子间形成共价键,则O—H被削弱,形成的化学键是N—H。②若反应中参加反应的n(NH3)∶n(NO)=1∶1,则依据得失电子守恒,n(NH3)∶n(NO)∶n(O2)=4∶4∶1,从而得出总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O。 17.答案(1)4NH3+5O24NO+6H2O (2)将一氧化氮氧化成二氧化氮 C (3)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O (4)3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O 酸性和氧化性 解析由NH4NO3的工业生产流程可知,N2与H2在铁丝网的作用下反应产生NH3,NH3在Pt-Rh合金网的作用下加热,与空气中的O2反应生成NO和水,NO在吸收塔中与O2反应产生NO2,NO2被水吸收得到HNO3和NO。HNO3与NH3作用生成NH4NO3。 (1)反应装置B中发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。 (2)在吸收塔C中通入空气的目的是将NO氧化成NO2;在C中发生反应:2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO。在D中发生反应:HNO3+NH3NH4NO3。前两个反应是氧化还原反应,第三个反应不是氧化还原反应。所以发生氧化还原反应的容器为C。 (3)浓硝酸不稳定,光照下容易分解,温度越高越容易分解,为防止浓硝酸的分解,常把浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,放在冷暗处。分解的化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。 (4)硝酸有强氧化性,不仅能把活泼的金属氧化,还能把不活泼的金属如Cu氧化。金属Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。该反应中一部分HNO3中的N元素由+5价变为+2价,得到电子,被还原,表现氧化性,还有一部分HNO3中的N元素的化合价没有变化,提供酸根离子来形成硝酸盐,故硝酸表现的性质是酸性和氧化性。 18.答案(1)①4∶3 ②8H2+Ba(NO3)2BaO+2NH3+5H2O (2)①pH降低,ClO-+H+HClO,溶液中c(HClO)增大 ②HClO受热分解,溶液中c(HClO)减小(3)①NO+NO2+Ca(OH)2Ca2++2N+H2O ②NO2量太多,剩余的NO2和水反应生成NO逸出,导致NO去除率降低 解析(1)①NO储存转化为Ba(NO3)2过程中,根据转化图分析,NO和O2反应转化为NO2,NO2和BaO反应转化为Ba(NO3)2,1molNO转化为NO2需消耗O2的物质的量为0.5mol,生成1molNO2,NO2转化为N,则需要消耗O2的物质的量为0.25mol,整个转化过程中,消耗NO和O2的物质的量之比为1∶0.75=4∶3。②根据图2分析,第一步反应中,H2含量降低,NH3含量升高,可知H2将N还原成NH3,则第一步反应中发生的反应为8H2+Ba(NO3)2BaO+2NH3+5H2O。 (2)①pH降低,c(H+)增大,产生更多的HClO,所以NO的去除率增大。②HClO会分解,温度太高,HClO分解得太多,溶液中HClO浓度减小了。 (3)①NO和Ca(OH)2不反应,所以反应物有NO、NO2和Ca(OH)2,根据氧化还原规律,产物为Ca(NO2)2和水,所以离子方程式为NO+NO2+Ca(OH)2Ca2++2N+H2O。②当太大,NO2量太多,吸收不完,有一部分NO2就和水反应生成硝酸和NO,这样就导致NO2去除率升高,但NO去除率却降低。
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