2020-2021学年高一化学下学期期中专项复习（人教版2019必修第二册）：专题02 氮及其化合物【专项训练】（解析版）

专题02氮及其化合物专项训练1．下列用途中应用了氮气的稳定性的是：（）A．以氮气为原料之一制造硝酸 B．合成氨气后，制氮肥C．金属焊接时的保护气 D．镁可以和氮气反应【答案】C【详解】A、利用N2制备硝酸，发生的反应为N2＋3H22NH3、4NH3＋5O24NO＋6H2O、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，与N2的稳定性无关，故A不符合题意；B、根据A选项分析，合成氨气，制备氮肥，与N2的稳定性无关，故B不符合题意；C、单质氮的化学性质相对稳定，因此氮气常作金属焊接时的保护气，与氮气的稳定性有关，故C符合题意；D、Mg能与N2反应生成Mg3N2，与N2的稳定性无关，故D不符合题意。2．下列关于氮及其化合物，说法不正确的是()A．氮的固定是将N2转化成含氮化合物B．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态C．NO和NO2都可稳定存在于空气中D．N2既可作氧化剂又可做还原剂【答案】C【详解】A．氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。如豆类植物共生的根瘤菌。它们能吸收大气中的氮气分子，将其转变成氨及铵离子，A正确；B．自然界中N有游离态，如N2，也有化合态，如铵盐、硝酸盐等，B正确；C．NO不稳定，易与O2反应生成NO2，C错误；D．N2中N元素处于中间价态，既可以升高又可以降低，N2既可以做氧化剂又可以做还原剂，D正确；故答案选C。3．下列叙述正确的是（）A．液氨用作制冷剂发生的是化学反应B．氨气溶水得到氨水发生的只是物理变化C．分离液态空气制取氮气属于氮的固定D．氮气与氢气化合生成氨气属于人工固氮【答案】D【详解】A.液氨用作制冷剂,是因为它汽化时会吸收大量的能量，汽化是物理变化，A错误；B.氨气溶水得到氨水，大部分氨气和水反应生成了一水合氨，发生的既有物理变化又有化学变化，B错误；C.氮的固定是把空气中的氮气转变成含氮化合物的过程，分离液态空气制取氮气是物理变化，不属于氮的固定，C错误；D.氮的固定有自然固氮和人工固氮，氮气与氢气化合生成氨气属于人工固氮，D正确；答案选D。4．酸雨被称为“天堂的眼泪”，会造成水土酸性化、建筑物加速腐蚀等危害。下列说法正确的是()A．酸雨不会对动植物产生任何影响B．使用新型能源不会对酸雨的防治产生效果C．酸雨指的是pH小于7的雨水D．NO2和SO2的过度排放是形成酸雨的主要原因【答案】D【详解】A．酸雨中含有硫酸和硝酸，因此酸雨会造成水土酸性化、建筑物加速腐蚀、污染水源，危害人体健康，使农作物和植物的生长遭到破坏，故A错误；B．使用新型能源，可以减少污染物的排放，有利于酸雨的防治，故B错误；C．pH小于5.6的雨水为酸雨，故C错误；D．人类超量排放的NO2和SO2，是形成酸雨的主要原因，故D正确；故选D。5．目前，我国是世界三大酸雨区之一，治理酸雨对我国的可持续发展有着重大意义，下列有关酸雨的说法错误的是A．开发能替代化石能源的新能源，如氢能、太阳能等B．利用石灰石对含硫燃料进行脱硫处理C．空气质量指数(AQI)监测SO2、NO2、PM2.5、PM10、O3、CO2检测项目D．利用熟石灰处理酸化土壤【答案】C【详解】A．化石燃料的燃烧产物往往含有氮、硫等氧化物，其产物是造成酸雨的主要原因之一，利用氢能、太阳能等清洁能源可以减少污染物的排放，故A正确；B．高温条件下石灰石分解为氧化钙，氧化钙可以与硫的氧化物结合，故B正确；C．空气质量指数(AQI)监测不包括二氧化碳，二氧化碳不是空气污染物，应该为一氧化碳，二氧化，故C错误；D．熟石灰的主要成分为氢氧化钙，显碱性，能与酸性土壤发生中和反应，从而改善土壤，故D正确；故答案为C。6．下列说法正确的是()A．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在B．NH3汽化时吸收大量的热，因此，氨常用作制冷剂C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成D．活性炭、SO2、Na2O2都能使品红溶液褪色，原理相同【答案】B【详解】A．NO能够和氧气反应，不能在空气中稳定存在，故A错误；B．液氨变为氨气需要吸收周围环境的热量，导致周围环境的温度迅速降低，因此氨常用作制冷剂，故B正确；C．二氧化碳不会导致酸雨的形成，二氧化硫和二氧化氮都会导致酸雨的形成，故C错误；D．活性炭是吸附品红溶液导致褪色；二氧化硫与品红化合生成无色物质，体现了二氧化硫的漂白性；过氧化钠具有强氧化性，把品红氧化褪色，虽然都能使品红褪色，但是原理不相同，故D错误；故选B。7．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中正确的是A． B．C． D．【答案】D【详解】A．实验室制取氨气用氯化铵和氢氧化钙混合固体加热，产生的氨气用碱石灰干燥，氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，遇冷又结合成氯化铵，得不到氨气，不能直接加热氯化铵分解制氨气，故A错误；B．氨气能被浓硫酸吸收，应该用碱石灰干燥氨气，故B错误；C．固体+固体加热制气体时，试管口应向略向下倾斜，否则会有炸裂试管的可能，故C错误；D．氨水易挥发，可采用加热浓氨水的方法制取氨气，用碱石灰干燥氨气，故D正确；故选：D。8．下列关于浓硝酸的说法不正确的是()A．常温下铜在浓硝酸中发生钝化B．光照易分解C．能与碳反应说明其具有强氧化性D．露置于空气中溶液浓度降低【答案】A【详解】A．常温下铝、铁在浓硝酸中发生钝化，铜不能，A错误；B．浓硝酸见光易分解生成二氧化氮、氧气和水，B正确；C．浓硝酸能与碳反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，这说明浓硝酸具有强氧化性，C正确；D．浓硝酸易挥发，露置于空气中溶液浓度会降低，D正确；答案选A。9．下列关于硝酸正确的是()A．稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能B．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂C．稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸D．稀硝酸与Cu反应，生成NO，而浓硝酸与Cu反应只生成NO2【答案】B【详解】A．稀硝酸、浓硝酸都能与Fe反应，A错误；B．浓硝酸、稀硝酸都有很强的氧化性，都是强氧化剂，B正确；C．浓硝酸、稀硝酸都是强酸，C错误；D．浓硝酸与铜反应，若铜过量，则随着反应的进行硝酸的浓度减小，还会生成NO，D错误；答案选B。10．碳酸氢铵是中国主要生产的氮肥品种之一，它属于铵态氮肥(铵盐)。下列有关铵盐的叙述说法正确的是()A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3B．所有铵盐中氮元素均呈-3价C．NH4Cl溶液中加入NaOH溶液共热时，反应的离子方程式为+OH-NH3↑+H2OD．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离【答案】C【详解】A．铵盐不稳定，受热会分解，但受热分解不一定都产生NH3。如氯化铵、碳酸氢铵等分解可生成NH3；而NH4NO3受热分解可能产生N2O、H2O，而不产生NH3，A错误；B．铵盐中的N元素化合价为-3价，若不是的N，则N元素就不是-3价，如NH4NO3中所含氮元素显+5价，B错误；C．铵盐与碱共热时，反应产生的NH3·H2O会发生分解反应产生NH3，该反应的离子方程式为：+OH-NH3↑+H2O，C正确；D．NaCl稳定，加热不分解，NH4Cl不稳定，加热分解产生NH3、HCl气体逸出，因此可通过加热二者混合物进行分离。但NH4Cl受热分解产生NH3、HCl，遇冷二者重新化合形成NH4Cl，该过程中有新物质生成，因此发生的是化学变化，不是升华，D错误；故合理选项是C。11．依据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是()A．X是N2O5B．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸C．可用排空气法收集NO气体D．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应实现【答案】C【详解】A.X中氮元素为+5价，是氧化物，则化学式是N2O5，选项A正确；B.氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，故工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸，选项B正确；C.NO能与空气中的氧气发生反应生成NO2，不可用排空气法收集NO气体，选项C错误；D.NH3与NO2反应生成氮气，发生氧化还原反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O，选项D正确；答案选C。12．某化学反应在催化剂条件下的转化过程的微观示意图如图所示。下列有关说法不正确的是

A．该反应中，氧化性：NO＞CO2B．该反应可表示为2NO+2CON2+2CO2C．该反应中，被氧化与被还原的元素的质量之比为7：6D．每生成标准状况下2.24LN2，转移的电子数为0.4NA【答案】C【分析】根据图像可知，该反应为2NO+2CON2+2CO2。【详解】A．该反应中，NO为氧化剂，CO2为氧化产物，则氧化性：NO＞CO2，A说法正确；B．分析可知，该反应可表示为2NO+2CON2+2CO2，B说法正确；C．该反应中，被氧化的元素是碳元素，被还原的元素是氮元素，则被氧化与被还原的元素的质量之比为6：7，C说法错误；D．每生成标准状况下2.24LN2，转移的电子0.4mol，即电子数为0.4NA，D说法正确；答案为C。13．我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如图：以下说法中不正确的是A．向饱和食盐水中先通入足量的NH3，再通入足量的CO2B．沉淀池中得到的沉淀为碳酸钠C．使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了循环1D．循环2中的气体X为CO2【答案】B【分析】焦炭和水在高温下反应生成CO2和H2，H2和从空气中分离出来的N2合成氨，氨和CO2通入盛有饱和食盐水的沉淀池中生成溶解度较小的NaHCO3沉淀和NH4Cl，分离出NaHCO3，煅烧得到纯碱，生成的CO2可以循环使用；母液中通入氨可以分离出NH4Cl，剩余的含NaCl的溶液可以送回沉淀池中循环使用。【详解】A．CO2在水中的溶解度比较小，NH3在水中的溶解度很大，所以先向饱和食盐水中通入氨，使溶液呈碱性，再向碱性溶液中通入CO2，可以得到更多的，从而生成更多的溶解度较小的NaHCO3，故A正确；B．由以上分析可知，沉淀池中得到的沉淀为NaHCO3，故B不正确；C．母液分离出NH4Cl后，剩下的主要是NaCl，循环Ⅰ将分离出NH4Cl的溶液送回沉淀池中，提高了NaCl的利用率，故C正确；D．煅烧炉中发生反应：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，生成的CO2可以再进入沉淀池中循环使用，故D正确；故选B。14．实验室模拟氨催化氧化法制硝酸的装置如图所示。下列说法错误的是A．装置④中溶液可使紫色石蕊溶液变红，说明有HNO3生成B．装置③中产生红棕色气体C．装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、P2O5、NaOH溶液D．通空气的主要作用是鼓出氨气，空气可用N2代替【答案】D【分析】空气通入浓氨水后，氨气和氧气的混合气体经过碱石灰干燥后进入装有催化剂的硬质玻璃管，发生催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O，生成的气体经过P2O5，除去氨气和水蒸气，在装置③中NO与空气中的氧气反应生成NO2，并收集，④中的水可以吸收排出的二氧化氮，尾气中的NO2、NO在⑤中被吸收，防止污染，因此⑤中可以选用氢氧化钠溶液，以此解答该题。【详解】A．装置④中发生3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，溶液显酸性，可使紫色石蕊溶液变红，故A正确；B．装置③NO与空气中的氧气反应生成NO2，气体呈红棕色，故B正确；C．根据上述分析，装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、P2O5、NaOH溶液，故C正确；D．通空气的主要作用是鼓出氨气并提供氧化剂氧气，所以不能用N2代替空气，故D错误；故选：D。15．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、O2、N2中的几种，将100mL甲气体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()A．NH3、NO、O2 B．NH3、NO、CO2 C．NH3、NO2、CO2 D．NO、CO2、N2【答案】B【详解】无色的混合气体甲，一定不含NO2；将100mL甲气体通过浓硫酸，气体体积减小为80mL，说明一定有NH3；剩余气体通过足量过氧化钠，气体变为红棕色，说明原气体一定含有NO、CO2，一定不含O2，最后气体通入水中，几乎无气体剩余，说明一定不含N2，故选B。16．某溶液中只可能含有下列离子中的几种：K+、、、、(不考虑溶液中少量的H+和OH－)，取200mL该溶液，分为两等份进行下列实验：实验1：第一份加入足量的烧碱并加热，产生的气体在标准状况下为224mL；(已知NH4+在碱性条件下可以生成氨气)实验2：第二份先加入足量的盐酸，无现象，再加入足量的BaCl2溶液，得固体2.33g。下列说法正确的是：A．该溶液中无法确定是否含有K+ B．该溶液中肯定含有、、、C．不能确定该溶液中是否含有 D．该溶液中一定含K+，且n(K+)=0.01mol【答案】C【分析】实验1，加入足量NaOH溶液并加热产生气体，溶液中一定存在，n()=n(NH3)==0.01mol；实验2，加入盐酸无现象，再加入足量BaCl2溶液产生固体，溶液中不含，含有，n()=n(BaSO4)==0.01mol。【详解】A．由分析可知，所带正电荷为0.01mol，所带负电荷为0.02mol，根据溶液中的电荷守恒，溶液中一定含有K+，A不正确；B．由分析可知，该溶液中肯定不含有，B不正确；C．因为与K+、、都能大量共存，所以不能确定该溶液中是否含有，C正确；D．该溶液中一定含K+，若不含，根据电荷守恒，n(K+)=2n()-n()=0.01mol，若含，n(K+)＞0.01mol，D不正确；故选C。17．在标准状况下，将50mlNO2和O2的混合气体通入水中，最终得到10ml无色气体，则NO2和O2的体积之比可能是()A．4：1 B．4：3 C．16：9 D．16：19【答案】C【详解】若氧气过量，则剩余10mL无色气体为氧气，设参加反应的氧气的体积为x，根据题意有：则4x+x=50mL-10mL=40mL，解得x=8mL；原混合气体中氧气的体积为：8mL+10mL=18mL，二氧化氮的体积为32mL，NO2和O2的体积比为：32:18=16:9；若NO2过量，则剩10mL无色气体为NO，设氧气的体积为y，

根据题意得：50mL-y-4y=10mL×3，得y=4mL，则原混合物中含有4mL氧气，二氧化氮的体积为46mL，NO2和O2的体积比为：46:4=23:2；故原混合气体中NO2和O2的体积比为16:9或23:2，故C正确；答案选C18．1.92g铜投入一定量浓HNO3中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672mL气体(标准情况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准情况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水中，则通入O2的体积为()A．672mL B．168mL C．504mL D．336mL【答案】D【分析】根据氧化还原反应的实质是电子守恒进行计算，通过两个电子守恒或者直接整体列电子守恒进行解得答案。【详解】根据在反应过程中铜失去电子变为铜离子，而硝酸先被还原为二氧化氮，随着反应进行浓硝酸变稀，硝酸被还原为一氧化氮，再通入氧气后将氮的氧化物氧化为硝酸。整个过程中发现硝酸没有发生变化，实质反应是铜和氧气间的反应。根据电子守恒法得n(Cu)×2=n(O2)×4，解得n(O2)=0.015mol，标况下V=n×Vm=0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL。故选答案D。【点睛】注意电子守恒又叫化合价的升降守恒，根据整体过程中化合价升高总数等于化合价降低总数进行列式。19．碳、氮、硫的化合物常会导致一些环境问题，科研工作者正在研究用化学方法来消除这些物质对环境的影响。(1)空气质量预报主要是有关对空气形成污染的颗粒物及污染气体的报告。下列成分中不属于空气质量预报内容的是_______(填标号)。a.b.c.d.可吸入颗粒物(2)酸雨防治是全球性的难题，酸雨形成的示意图如图所示①取一份雨水样品，在常温下测定其不同时刻的pH如下表所示。测试时间/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55该雨水样品属于酸雨的依据是_______；若该雨水为硫酸型酸雨，则其放置过程中pH发生变化的主要原因是_______(用化学方程式表示)。②随着汽车的广泛使用，其尾气排放也成为酸雨形成的重要原因。对汽车尾气处理的一种方法如图所示。当参与反应的NO与的物质的量之比为2：1时，该过程中总反应的化学方程式为_______。(3)用也可除去汽车尾气中的氮氧化物(NO)，生成两种参与大气循环的无毒物质，则发生反应的化学方程式为_______；当处理4.48L空气(折算成标准状况下，其中NO的体积分数为2%)时，转移电子的物质的量为_______mol。【答案】cpH小于5.6或0.008【分析】(1)二氧化碳没有毒，不是空气质量预报的内容。(2)硫酸型酸雨主要由二氧化硫引起的，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，进而被氧化为硫酸。(3)用氨气还原氮氧化物，达到两种有污染的气体转变为无毒的气体，符合绿色化学的环保理念。【详解】(1)不是空气质量预报的内容，故选c；(2)①当雨水的pH<5.6时称为酸雨；在放置过程中pH减小，说明可能是引起的酸雨，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，在放置过程中亚硫酸被氧化成硫酸，溶液的酸性增强；②从图1可以看出该反应经过了两个过程，是中间产物，总反应的反应物为NO、、CO，生成物为和，总反应方程式为：；(3)用氨气作为还原剂除去NO时，发生反应的化学方程式为；该反应中，NO做氧化剂，氮气为还原产物，6molNO完全被还原，转移电子为12mol，即在反应中NO的物质的量与转移电子的物质的量的比值为6：12(即1：2)，当空气在标准状况下体积为4.48L(即0.2mol)时，按空气中NO的体积分数为2%计算，得到转移的电子为0.2mol×2%×2=0.008mol。20．NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O。（1）反应中______元素被氧化（填元素名称），_________是氧化剂（填化学式）；（2）用单线桥标出电子转移方向和数目：2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O,________（3）HI表现的性质是________。（4）根据上述反应，鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有：①水②碘化钾③淀粉溶液④白酒⑤食醋，你认为必须选用的物质有________(填序号)。（5）某厂废液中，含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染，下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是____________。A．NaClB．NH4ClC．HNO3D．浓H2SO4【答案】碘NaNO2还原性、酸性②③⑤B【详解】(1)2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O中碘元素的化合价升高，失电子，碘元素被氧化，NaNO2中氮元素的化合价降低，所以NaNO2是氧化剂；(2)2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O中碘元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，NaNO2中氮元素的化合价从+3价降低到+2价，得到1个电子，根据得失电子守恒可知转移电子数是2个，所以用单线桥标出电子转移方向和数目为；(3)反应中碘元素化合价升高，被氧化，同时还有碘化钠生成，则HI在反应中的作用是还原性和酸性；(4)淀粉、白酒与NaNO2都不反应，所以无明显现象；KI与NaNO2反应生成I2必须在酸性条件下才能反应，食醋会电离出微量的氢离子，碘化钾在食醋本身带的溶剂水中电离出碘离子，亚硝酸钠电离出亚硝酸根与钠离子，发生反应生成碘单质，I2使淀粉溶液变蓝，故答案为②③⑤；(5)NaNO2→N2是被还原，必须加还原剂，硝酸和浓硫酸均具有强氧化性，亚硝酸钠不能氧化氯离子，故只能加NH4Cl作还原剂，方程式为NaNO2+NH4Cl＝NaCl+N2↑+2H2O，故答案为B。21．已知氨气极易溶解于水；在加热条件下氨气可与灼热的氧化铜反应，产物为氮气、水和金属铜。用下图的装置可以实现该反应(加持装置已略去)。回答下列问题：(1)A中发生反应的化学方程式是______(2)B中加入的物质的名称是______，其作用是______(3)实验时在C中观察到的现象是______，发生反应的化学方程式是______该反应中还原剂的化学式为______。(4)实验结束后在D中观察到的现象是______，D中收集到的物质为______(填“酸性”、“中性”，“碱性”)，E中收集到气体的摩尔质量为______。【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O碱石灰干燥氨气黑色固体变为红色3CuO+2NH33Cu+N2+3H2ONH3无色液体碱性28g/mol【分析】本实验的目的是实现氨气与氧化铜的反应，所以试管A中应为制取氨气的装置，一般加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，装置B干燥氨气，氨气为碱性气体，宜用碱性干燥剂干燥，之后在装置C中与灼热的CuO进行反应，装置D置于冰水浴中可以冷却水蒸气，冷凝的水蒸气可以吸收氨气形成氨水，装置E中用排水法收集氮气。【详解】(1)A中加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；(2)装置B为干燥氨气的装置，氨气为碱性气体，宜用碱石灰进行干燥；(3)根据题意可知C中灼热的CuO与NH3反应生成氮气、水和金属铜，所以可以看到黑色固体(CuO)变为红色(Cu)，化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O；该反应中N元素化合价降低，所以NH3得电子为还原剂；(4)D置于冰水浴中，可以得到冷凝水，可以观察到D中有无色液体生成，由于氨气会溶于水中，所以D中收集到的物质为碱性；E中收集到的气体为氮气，摩尔质量为28g/mol。22．工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处，又有区别。图中路线a、b、c是工业制备硝酸的主