苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 含氮化合物的合理使用精练

这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 含氮化合物的合理使用精练，共11页。试卷主要包含了已知某物质X能发生如下转化，如图所示，工业制备HNO3的流程如下等内容，欢迎下载使用。

1．已知某物质X能发生如下转化：
eq \x(X)eq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10(①))eq \x(Y)eq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10(②))eq \x(Z)eq \(――→,\s\up10(H2O),\s\d10(③))eq \x(A)
下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是( )
A．若X为N2或NH3，则A为硝酸
B．若X为S或H2S，则A为硫酸
C．若X为非金属单质或非金属氢化物，则A不一定能与金属铜反应生成Y
D．反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应
D [A项，若X为N2或NH3，Y为NO，Z为NO2，则A为硝酸，正确；B项，若X为S或H2S，Y为SO2，Z为SO3，则A为硫酸，正确；C项，若X为非金属单质或非金属氢化物，A为硝酸或硫酸时，稀硝酸与Cu反应生成Y，浓硝酸和Cu反应不生成Y，且Cu与稀硫酸不反应，则A不一定能与金属铜反应生成Y，正确；D项，反应①和②一定为氧化还原反应，反应③若为二氧化氮和水的反应也为氧化还原反应，错误。]
2．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是( )
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．Na2HCO3受热不易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质的水溶液都是中性
C [NaHCO3不是化肥，A错误；Na2HCO3受热易分解，B错误；NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应，C正确；Na2CO3在水中COeq \\al(2－,3)水解使溶液呈碱性，D错误。]
3．(2021·枣庄高一检测)实验室可以按如图所示的装置干燥、收集气体M，多余的气体可用水吸收，则M是( )
A．NH3 B．NO C．Cl2 D．NO2
[答案] A
4．如图为含有同一种元素的a、b、c、d四种物质的转化关系。其中a是单质，b、c是氧化物，d是酸，各步转化均为一步实现，则a可能是①C、②N2、③S中的( )
eq \x(a)―→eq \x(b)―→eq \x(c)―→eq \x(d)
A．①和③B．只有①
C．①②③D．①②
C [①Ceq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))COeq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))CO2eq \(――→,\s\up10(H2O),\s\d10( ))H2CO3，符合转化关系；
②N2eq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))NOeq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))NO2eq \(――→,\s\up10(H2O),\s\d10( ))HNO3，符合转化关系；
③Seq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))SO2eq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))SO3eq \(――→,\s\up10(H2O),\s\d10( ))H2SO4，符合转化关系；因此符合转化关系的为①②③，C正确。]
5．如图所示：
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____________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] X既能与盐酸反应，又能与NaOH反应，都生成气体，应为弱酸铵盐，则C为NH3，气体A能与过氧化钠反应，故A为CO2，则X应为(NH4)2CO3或NH4HCO3，B为H2O，结合转化关系可知，D为O2，E为NO，F为NO2，G为HNO3。
[答案] (1)(NH4)2CO3(或NH4HCO3) NH3 NO2
(2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))4NO＋6H2O
6．如图是氮元素的各种价态与物质类别的对应关系：
(1)根据A对应的化合价和物质类别，A的摩尔质量是________，从氮元素的化合价能否发生变化的角度判断，图中既有氧化性又有还原性的化合物有________。写出一个表现NO还原性的化学反应方程式：___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)实验室依据复分解反应原理制取NH3的化学方程式是__________________________________________________________________。
(3)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别，若要除去铁制品表面的铜镀层应使用________。
(4)汽车尾气中含有CO和NOx等多种有害气体，若在汽车的排气管上安装一种催化转化装置，可使CO与NOx反应，生成两种无毒气体，则该反应的化学方程式为__________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)据图可知A为＋5价氮元素的化合物，故A为N2O5，摩尔质量为108 g·ml－1。氮元素处于中间价态的化合物既有氧化性又有还原性，图中NO、NO2符合条件；在反应2NO＋O2===2NO2中NO表现还原性。(2)实验室制取NH3的化学方程式为Ca(OH)2＋2NH4Cleq \(=====,\s\up10(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(3)除去铁制品表面的铜镀层应用浓硝酸，铜与浓硝酸能发生化学反应，而常温下浓硝酸使铁钝化，对铁制品无损害；若使用稀硝酸会使铁制品也发生反应。(4)由条件可知CO与NOx反应的产物为CO2和N2，化学反应方程式为2xCO＋2NOx===N2＋2xCO2。
[答案] (1)108 g·ml－1 NO、NO2 2NO＋O2===2NO2
(2)Ca(OH)2＋2NH4Cleq \(=====,\s\up10(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (3)浓硝酸 (4)2xCO＋2NOx===N2＋2xCO2
7．已知A、B、C为化合物，X为单质。其中，A是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；X为双原子分子，其原子的最外层电子数为内层的3倍。A、B、C、X之间存在如下转化关系：
eq \x(A)eq \(――→,\s\up10(X),\s\d10( ))eq \x(B)eq \(――→,\s\up10(X),\s\d10( ))eq \x(C)
请回答：
(1)X的化学式为________。
(2)B转化为C的化学方程式为_______________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
C是一种________色气体。
(3)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸：
①NH3→NO化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________；
②NO→NO2实验现象是___________________________________________
_______________________________________________________________；
(4)若要实现NH3→N2，从原理上看，下列试剂可行的是________(填字母)。
A．O2B．Na
C．NH4ClD．NO2
[答案] (1)O2
(2)2NO＋O2===2NO2 红棕
(3)①4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))4NO＋6H2O
②气体由无色变成红棕色
(4)AD
8．已知A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，其中F是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，它们之间能发生如下反应：
①A＋H2O―→B＋C
②C＋F―→D
③D＋NaOHeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))F＋E＋H2O
(1)写出它们的化学式：
C________、D________、E________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
①______________________________________________________________
______________________________________________________________；
③______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)工业生产C的过程中有如下一步反应，即F经催化氧化生成B和H2O。写出该步反应的化学方程式：_________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] 根据题意“F是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体”可知F是NH3，再结合已知条件和反应关系可知C为HNO3，D为NH4NO3，E为NaNO3，A为NO2，B为NO。
[答案] (1)HNO3 NH4NO3 NaNO3
(2)3NO2＋H2O===2H＋＋2NOeq \\al(－,3)＋NO
NHeq \\al(＋,4)＋OH－eq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))NH3↑＋H2O
(3)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))4NO＋6H2O
9．工业制备HNO3的流程如下：
请回答下列问题：
写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。
①____________________________________________________________，
N2发生________反应。
②____________________________________________________________，
NH3发生________反应。
③____________________________________________________________，
NO发生________反应。
④____________________________________________________________，
NO2既发生________反应，又发生________反应。
[答案] ①N2＋3H22NH3 还原 ②4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))4NO＋6H2O 氧化 ③2NO＋O2===2NO2 氧化 ④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 氧化 还原
10．A、B、C、D是四种常见气体单质。E的相对分子质量比F小16，且F为红棕色。有关的转化关系如图所示(反应条件与部分反应的生成物略去)。
请回答下列问题：
(1)D的化学式为________，Y的化学式为________，E的化学式为________。
(2)Y与氧化铜反应，每生成1 ml B消耗3 ml氧化铜，该反应的化学方程式为_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)Y与E在一定条件下可反应生成B和Z，这是一个具有实际意义的反应，可消除E对环境的污染，该反应的化学方程式为_________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)气体F和气体SO2在通常条件下同时通入盛有BaCl2溶液的洗气瓶中(如图所示)，洗气瓶中是否有沉淀生成？________，理由是_____________________
___________________________________________________________________。
[解析] E的相对分子质量比F小16，且F为红棕色，可确定E为NO，F为NO2，C是O2，综合题中信息知，Z是H2O，G是HNO3，则D是H2，B是N2，Y是NH3，A是Cl2。(2)NH3与CuO反应生成Cu、N2和H2O，每生成1 ml N2消耗3 ml CuO，则反应的化学方程式为2NH3＋3CuOeq \(=====,\s\up10(△))N2＋3Cu＋3H2O。(4)二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀。
[答案] (1)H2 NH3 NO
(2)2NH3＋3CuOeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))N2＋3Cu＋3H2O
(3)6NO＋4NH3eq \(=======,\s\up10(一定条件),\s\d10( ))5N2＋6H2O
(4)有 二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸，硫酸与氯化钡反应可生成硫酸钡沉淀
11．硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下：
请回答下列问题：
(1)写出反应容器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________________。
[解析] 由NH4NO3的工业生产流程可知，N2与H2在铁砂网的作用下反应产生NH3，NH3在Pt­Rh合金作用下加热被空气中的O2氧化为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)反应容器B中发生反应的化学方程式为4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))4NO＋6H2O。
(2)在吸收塔C中通入空气的目的是将NO氧化成NO2；在C中发生反应的化学方程式为：2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。在D中发生反应的化学方程式为：HNO3＋NH3===NH4NO3。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4HNO3eq \(=====,\s\up10(光照),\s\d10( ))4NO2↑＋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＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。在该反应中一部分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，提供酸根离子用来形成硝酸盐，起酸的作用，故硝酸的作用是酸性和氧化性。
[答案] (1)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))4NO＋6H2O
(2)将一氧化氮氧化成二氧化氮 C
(3)4HNO3eq \(=====,\s\up10(光照),\s\d10( ))4NO2↑＋O2↑＋2H2O
(4)3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 酸性和氧化性
12．SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：
①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式为
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式为____________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60 g·ml－1)含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1 mL c1 ml·L－1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用V2 mL c2 ml·L－1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理：
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
图a
图b
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是________________。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是________。
[解析] (1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒，发生反应的化学方程式为CO(NH2)2＋H2Oeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))2NH3↑＋CO2↑；②NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水，根据得失电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为8NH3＋6NO2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10( ))7N2＋12H2O；③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4；④吸收NH3的硫酸的物质的量为V1×10－3L×c1 ml·L－1－V2×10－3L×c2 ml·L－1×eq \f(1,2)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(V1c1－\f(1,2)V2c2))×10－3ml，根据化学方程式为CO(NH2)2＋H2Oeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))2NH3↑＋CO2↑和2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4可知，尿素的物质的量为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(V1c1－\f(1,2)V2c2))×10－3 ml，则尿素溶液中溶质的质量分数是eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(V1c1－\f(1,2)V2c2))×10－3 ml×60 g·ml－1,a g)×100%＝eq \f(6c1V1－3c2V2,a)%。
(2)①由图示可知BaO和NOx作用生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再还原为N2，则储存NOx的物质是BaO；②由图示可知，第一步反应为H2与Ba(NO3)2反应生成NH3，1 ml Ba(NO3)2反应生成NH3共转移16 ml电子，根据得失电子守恒，参加反应的氢气的物质的量为16 ml÷2＝8 ml，则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8∶1。
[答案] (1)①CO(NH2)2＋H2Oeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))2NH3↑＋CO2↑ ②8NH3＋6NO2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10( ))7N2＋12H2O ③2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4 ④eq \f(6c1V1－3c2V2,a)% (2)①BaO ②8∶1