第一部分 专题十八 氮及其化合物
一、选择题
1．(2015·北京理综)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( )
A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮
C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
催化剂
解析：A项，人工固氮时，N2＋3H2高温、高压2NH3，氮元素被还原；B项，把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定，工业合成氨属于人工固氮；C项，盐可转化为蛋白质，动植物遗体可转化为氨或铵盐，则含氮有机物和含氮无机物可相互转化；D项，在自然界氮循环过程中，碳、氢、氧三种元素也参与了循环。
答案：A
2．(2015·福建福州期末质检)下列有关氮及其化合物的说法不正确的是( ) A．应保存在棕色试剂瓶里 B．铵态氮肥不宜与碱性肥料混合施用 C．常温下铁、铝不与浓反应
D．NO可用排水法收集，NO2可用向上排空气法收集
解析：A项，不稳定，见光易分解，所以应保存在棕色试剂瓶里；B项，铵态氮肥的水溶液呈酸性，与碱性肥料混合施用会产生氨气，导致肥效降低；C项，常温下铁、铝遇浓钝化，钝化是氧化还原反应，是金属表面被氧化产生了一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属的进一步反应；D项，NO与氧气反应但不与水反应，也不溶于水，可用排水法收集，NO2与水反应，不能用排水法收集，由于其密度比空气大，可用向上排空气法收集。
答案：C
3．(2015·合肥一模)下列说法正确的是( ) A．白色污染是指橡胶造成的污染 B．硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质
C．汽车尾气的排放是造成温室效应的主要原因 D．含磷洗涤剂的使用是造成水体富营养化的主要原因
解析：本题考查化学与生活，意在考查考生运用化学知识解决实际问题的能力。白色污染是指塑料造成的污染，A项错误；汽车尾气的排放不是造成温室效应的主要原因，C项错误；水体富营养化的主要原因是过多含氮、磷、钾元素物质的排入，D项错误。
答案：B
4．(2015·长沙市一模)向溶液X中持续通入气体Y，会产生“浑浊→澄清”现象的是( )
A．X：漂白粉溶液 Y：二氧化硫 B．X：钡溶液 Y：二氧化硫 C．X：氯化铝溶液 Y：氨气 D．X：偏铝酸钠溶液 Y：二氧化氮
解析：本题考查元素化合物知识，考查考生分析问题、解决问题的能力。难度中等。A项，因漂白粉具有氧化性，通入SO2后得到CaSO4沉淀使溶液浑浊，再继续通入SO2，不再发生反应，因此不能看到澄清现象；B项，通入SO2后，SO2、NO3、Ba先发生氧化还原反应，再发生复分解反应得到BaSO4沉淀，BaSO4沉淀不与继续通入的SO2发生反应；C项，得到的Al(OH)3沉淀不与过量氨水反应；D项，先得到Al(OH)3沉淀使溶液浑浊，继续通入NO2后，NO2与水作用生成，可将Al(OH)3沉淀溶解，使溶液变澄清。
答案：D
5．合成氨厂用氨气和空气的混合气体通过灼热铂－铑合金网发生氨氧化反应，若有标准状况下A L氨气完全反应，测得转移电子数X个，则阿伏加德罗常数(NA)可表示为( )
11.2X－1
A． mol
5A22.4A－1C． mol
5X5A－1
B． mol 11.2X22.4X－1D． mol
5A－
2＋
解析：本题考查氧化还原反应中电子转移分析。难度中等。标准状况下，A L氨气的物质的量为A/22.4 mol，反应中N元素化合价变化了5，所以反应中电子转移数为5A×NA/22.4＝X，则NA＝22.4X/5A(mol)。即D项正确。
答案：D
6．(2015·冻北三省四市联考)已知FeS2与某浓度的HNO3反应时生成Fe(NO3)3、H2SO4和某单一的还原产物，若FeS2和参与反应的HNO3的物质的量之比为1∶8，则该反应的还原产物是( )
A．NO2 C．N2O
B．NO D．NH4NO3
－1
解析：本题考查化学计算。设参加反应的FeS2为1 mol，HNO3为8 mol，还原产物中N
元素化合价为x，FeS2中Fe显＋2价，S显－1价，反应后生成1 mol Fe(NO3)3，由N元素守恒知做氧化剂的HNO3为8 mol－3 mol＝5 mol，即还原产物中N为5 mol，由得失电子守恒知1＋7×2＝5×(5－x)，解得x＝2，所以还原产物是NO，B项正确。
答案：B
7．(2015·济南调研)下列由相关实验现象所推断出的结论中，正确的是( ) A．Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性
B．加热分别盛有氯化铵和碘的两支试管，试管底部固体均减少，说明二者均发生升华 C．Fe与稀HNO3溶液、稀H2SO4溶液反应均有气泡产生，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：本题考查实验现象与结论推断。A项，Cl2能漂白是因为其与水反应生成的次氯酸有强氧化性，SO2能漂白是因为其与有色物质化合生成不稳定的无色物质，与氧化性无关，错误；B项，氯化铵加热固体减少是由于发生了分解反应，错误；C项，铁与稀反应生成NO，不属于置换反应，错误。
答案：D
8．(2015·银川一中)某100 mL混合酸中，HNO3物质的量浓度为0.4 mol/L，H2SO4物质的量浓度为0.2 mol/L。向其中加入2.56 g Cu粉，待充分反应后(反应前后溶液体积变化忽略不计)，溶液中Cu的物质的量浓度为( )
A．0.15 mol/L C．0.225 mol/L
B．0.3 mol/L D．无法计算
＋
2＋
解析：本题考查根据离子方程式的计算。n(H)＝0.4 mol/L×0.1 L＋0.2 mol/L×0.1 L×2＝0.08 mol；n(NO3)＝0.04 mol；n(Cu)＝2.56 g÷ g·mol＝0.04 mol。根据方程式：
3Cu＋ 2NO3 ＋ 8H===3Cu＋2NO↑＋4H2O， 0．04 mol 0.04 mol 0.08 mol
所以H不足，应按其计算，n(Cu)＝0.08 mol×3/8＝0.03 mol，所以c(Cu)＝0.3 mol/L。
答案：B
9．(2015·江西师大附中、临川一中联考)固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子结构，则下列有关说法中，不正确的是( )
A． NH5中既有离子键又有共价键 B．NH5的熔沸点高于NH3
C．NH5固体投入少量水中，可产生两种气体 D．0.1 mol NH5中含有5 mol N—H键
＋
2＋
2＋
－
＋
2＋
－
－1
解析：本题考查晶体结构与性质、化学键。氮原子最多只能结合4个氢原子，所以有1个氢原子必须单独成氢负离子，所以该物质是铵根离子与氢负离子形成的离子化合物。A项，NH5是离子化合物，既有离子键又有共价键，正确；B项，离子化合物的熔沸点较高；C项，NH5固体投入少量水中生成氨气与氢气，正确；D项，0.1 mol NH5中只含有0.4 mol N—H键，错误。
答案：D
10．(2015·南昌一模)三支体积相等的试管分别充满相同状态下气体：①氨气；②体积比为4∶1的NO2和O2气体；③NO2气体；将他们分别倒立于盛有足量水的水槽中，液面恒定后(假设试管内液体不扩散)，则下列结论正确的是( )
A．①和③试管内溶液的体积不等，溶质的物质的量浓度也不相等 B．因为它们都可溶于水，所以液面都上升到试管顶部 C．三支试管中，试管②中溶液的溶质的物质的量浓度最小 D．试管②和试管③中溶液的溶质的物质的量浓度一定相等
解析：本题考查氨气、氮的氧化物溶于水的计算。设3试管中气体均为1 mol，试管容积为V L，分析三支试管中的反应分别为：①中氨气全部溶于水形成氨水溶液，NH3＋H2
3
1
·H2O，溶液中溶质(NH3)的物质的量浓度为 mol/L，②中NO2与O2以4∶1恰好反
V应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，故气体也全部溶于水中，溶液中溶质(HNO3)的物质的量浓度为42
mol/L，③中发生反应：3NO2＋2H2O===2HNO3＋NO，溶液体积占试管容积的，溶液中溶质5V3221
(HNO3)的物质的量浓度为 mol÷V L＝ mol/L。故C项正确。
33V答案：C
11．(2015·湖南十三校联考)已知A、B、C、D之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．若A为Fe，D为氢气，则B一定为酸
B．若A、D为化合物，B为水，则C一定是气体单质 C．若A、B、C、D均为化合物，该反应一定属于复分解反应
D．若A、B、C、D均为10电子微粒，且C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则D在常温下一定呈液态
解析：本题考查物质的性质。A项，B也可能为NaHSO4；B项，当A为CaC2时，产物均为化合物；C项，由B项可知也可能是氧化还原反应；D项，C为NH3，则A、B、D分别为NH4、OH、H2O。
－
＋
答案：D
二、填空题
12．(2015·湖南省部分重点中学三联考)有资料认为NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑，从理论上分析Na2O2和NO2都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设并进行探究：假设Ⅰ.Na2O2能氧化NO2
假设Ⅱ.NO2能氧化Na2O2
(1)小组甲同学设计了如图实验装置，并进行如下实验：
①试管A中发生反应的化学方程式是______________________________。
②待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带余烬的木条迅速伸进试管内，看见木条复燃。甲同学认为假设Ⅱ正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，在A、B之间增加一个装置，该装置的作用是______________________________。
③乙同学用改进后装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；但带余烬的木条未复燃。得出结论：假设Ⅰ正确。NO2和Na2O2反应的方程式是____________ ____________________________。
(2)丙同学认为NO易被O2氧化，更易被Na2O2氧化。 查阅资料：①2NO＋Na2O2===2NaNO2
②6NaNO2＋3H2SO4===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O ③酸性条件下，NO或NO2都能与MnO4反应生成NO3和Mn 丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。
－
－
－
2＋
①A装置中盛装Cu片的仪器名称是___________________________，B中观察到的主要现象是______________________，F装置的作用是______________________________。
②在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是______________________________。 ③充分反应后，检验D装置中产物是NaNO2还是NaNO3的实验方法是_______________ _____________________________________________________________。
解析：本题考查探究实验，考查考生的实验能力。难度中等。(1)①试管A中反应为Cu与浓的氧化还原反应，生成Cu(NO3)2、NO2与H2O；②木条复燃说明有氧气生成，因Na2O2可与水发生反应得到氧气，而进入试管B的NO2气体中混有H2O，因此为得出正确结论需在试管A、B间添加一干燥装置，除去生成NO2气体中混有的水蒸气；③假设Ⅰ正确的话，NO2被氧化为N2O5，Na2O2被还原为Na2O，N2O5与Na2O反应得到NaNO3，由此可得反应的方程式为Na2O2＋2NO2===2NaNO3。(2)①利用装置图可知盛装Cu片的仪器是三颈烧瓶；NO2进入B中与水作用得到稀，同时有NO生成，生成稀与Cu反应得到Cu(NO3)2、NO与H2O，故看到铜片逐渐溶解，溶液变为监色，有无色气泡产生；利用资料③和装置图可知装置F的作用为尾气处理，用于吸收未反应的NO。③利用资料②可知检验D中产物成分，可取少量D装置中固体产物于试管中，然后加入足量硫酸(或盐酸)，依据反应现象做出相应判断。
答案：(1)①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ②除去生成NO2气体中混有的水蒸气 ③Na2O2＋2NO2===2NaNO3
(2)①三颈烧瓶 铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气泡产生 吸收未反应的NO ②排出装置中的空气
③取D装置中产物少许于试管，加入足量稀盐酸，若产生无色气体，且遇到空气变为红棕色，产物是亚钠；反之为钠
13．NH3是一种重要的化工产品，是制造铵盐的原料。 (1)NH3的电子式为________。
(2)实验室用图甲所示装置制备氨气，该反应的化学反应方程式为检验氨气的方法是______________________________。
(3)实验室也常用图乙所示的简易装置制备氨气，下列说法正确的是________(填字母序号)。
a．锥形瓶中加入的固体物质可以是碱石灰 b．制得的氨气可用碱石灰来干燥
c．可用图丙装置和试剂对氨气进行尾气处理
(4)氯化铵常用作除锈剂，用化学用语表达其水溶液呈酸性的原因是______________ ____________________________________________________________________________。
(5)工业上用活性炭做催化剂，在280～450 ℃条件下氯化铵与甲醇反应制取一氯甲烷，
该反应的化学方程式为______________________________________________。
催化剂
(6)工业合成氨：N2＋3H2高温、高压NH3。已知断开1 mol化学键所需的能量见下表。
键能/kJ·mol1－N≡N 945 H—H 436 N—H 391
则运用键能数据计算，该反应的ΔH约为________kJ·mol。
解析：本题考查氨气的结构、制备及性质等。(1)NH3中N分别和3个H形成共用电子对，电子式为H∶N ∶H。(2)图甲用NH4Cl和Ca(OH)2共热制取氨气，可以用湿润的红色石蕊试
H纸或用玻璃棒蘸取浓盐酸检验氨气。(3)浓氨水容易挥发，将浓氨水加入碱石灰中，可以制取氨气，a对；氨气可以用碱石灰干燥，b对；氨气极易溶于水，容易引起倒吸，吸收氨气时不能将导管插入水中，c错。(4)氯化铵溶液中由于NH4水解而使溶液显酸性。(5)根据质活性炭
量守恒配平化学方程式为NH4Cl＋CH3OH280～450 ℃=====CH3Cl＋NH3↑＋H2O。(6)该反应断裂化学键吸收的热量为945＋436×3＝2253 kJ，形成化学键放出的热量为391×6＝2 346 kJ，故反应为放热反应，ΔH＝2253 kJ/mol－2346 kJ/mol＝－93 kJ/mol。
＋
－1
答案：(1)
△
(2)2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 用湿润的红色石蕊试纸检测气体，试纸变蓝，说明气体是氨气(或用一根玻璃棒蘸取浓盐酸，靠近气体，有大量白烟，说明气体是氨气)
(3)ab (4)NH4＋H2
＋
3
·H2O＋H
＋
活性炭
(5)NH4Cl＋CH3OH280～450 ℃=====CH3Cl＋NH3↑＋H2O (6)－93
