（山东专用）2022届高三化学一轮复习专讲专练 （基础热身+能力提升+挑战自我）第10讲 氮的循环（含详解）

第10讲　氮的循环1．下列叙述与氮元素的循环无关的是(　　)A．工业合成氨的过程是固氮的过程B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气做保护气D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收2．科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法不正确的是(　　)A．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2OB．液氨具有腐蚀性和毒性，在使用过程中要防止液氨泄漏C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76g·L－1D．氨气与氢气相比，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全3．[2022·莱芜模拟]下列说法不正确的是(　　)A．凡是铵盐均能与苛性钠共热产生氨气B．向铜粉中加入稀硫酸，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉溶解C．将二氧化硫通入溴水，溴水褪色后加热不能恢复原色D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高4．氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是(　　)A．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同B．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素C．“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡D．“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质5．下列实验过程中，始终无明显现象的是(　　)A．NO2通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中C．NH3通入AgNO3溶液中D．SO2通入Ba(NO3)2溶液中6．[2022·东北六校联考]向21.6gFe粉和Cu粉的混合物中加入1L1mol/LHNO3，充分反应，放出NO气体且金属有剩余。则反应后溶液中c(NO)为(忽略溶液体积的变化)(　　)A．0.45mol/L　　　　　　B．0.6mol/LC．0.75mol/LD．0.9mol/L7\n图K10－17．在如图K10－1所示的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴定管内盛放某种液体。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是(　　)A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉B．NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉C．SO2(NaOH溶液)/无色喷泉D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉8．从某些性质看：NH3和H2O，NH和H3O＋，NH和OH－，N3－和O2－两两相似，据此判断下列反应：①2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑②CaO＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋H2O③3Mg(NH2)2Mg3N2＋4NH3↑④NH4Cl＋NaNH2NaCl＋2NH3↑其中正确的是(　　)A．③B．②C．②③D．①②③④9．[2022·上高模拟]2022年6月24日午间，神九与天宫一号顺利完成了我国首次手控交会对接，神九火箭中使用的燃料是偏二甲肼(CH3—NH—NH—CH3)和四氧化二氮(N2O4)。在火箭升空过程中，燃料发生反应：CH3—NH—NH—CH3＋2N2O4→2CO2＋3N2＋4H2O提供能量。下列有关叙述正确的是(　　)A．该燃料绿色环保，在燃烧过程中不会对环境有任何影响B．该反应中N2O4是氧化剂，偏二甲肼是还原剂C．CO2是氧化产物，N2是还原产物D．每有0.6molN2生成，转移电子数目为2.4NA10．在如图K10－2所示装置中加入一定的铁粉，分液漏斗中加入一定体积浓度为12mol·L－1的HNO3，加热并打开分液漏斗的活塞，使其充分反应后，下列微粒在该装置中一定大量存在的是(　　)①NO　②Fe3＋　③H＋　④NO　⑤NO2A．①B．①⑤C．②④⑤D．①②③⑤图K10－27\n　　图K10－311．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图K10－3所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是(　　)A．原混合酸中NO物质的量为0.1molB．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4D．H2SO4浓度为2.5mol·L－112．[2022·中山模拟]通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)现象解释AKI淀粉溶液中通入Cl2，溶液变蓝Cl2能与淀粉发生显色反应B浓HNO3在光照条件下变黄浓HNO3不稳定，生成有色产物NO2能溶于浓硝酸C某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成说明该溶液中含有SOD铜片放入浓硫酸中，无明显变化说明铜在冷的浓硫酸中发生钝化13.[2022·大庆模拟]如图K10－4所示的转化关系中，已知A是由短周期元素组成的酸式盐。D、Y、H为气体，X为无色液体，G和K均是常见的强酸。H与Na2O2可发生化合反应，生成的盐与Ba2＋反应可生成不溶于稀G的白色沉淀，一个D分子中含有10个电子。图K10－4试回答下列问题：(1)D的电子式为____________；(2)写出D＋H＋X→A的化学方程式：____________________________；(3)写出C→H的离子方程式：________________________________________________________________________；(4)写出D与K反应生成的正盐的化学式：________________________________________________________________________；(5)已知1molH(g)完全转化为I(g)时放热98.3kJ，则此反应的热化学方程式为__________________________________；某条件下，当加入4molH和2molY后，放出314.56kJ的热时，此时H的转化率为________；(6)一定温度下，有可逆反应：aD(g)＋bY(g)cE(g)＋dX(g)。在2L密闭容器中，充入4molD和5molY，有催化剂存在下，2min后反应达到平衡，7\n测得平衡时容器内的压强比反应前增加了。则前2min内用E表示的平均反应速率为________mol·L－1·min－1，平衡时D的浓度为__________mol·L－1。14．用下列装置制备、收集二氧化氮气体，并探究其性质。　图K10－5(1)装置A中的分液漏斗中盛装的液体是________________________________________________________________________，烧瓶中预先加入的是铜屑，铁的价格比铜的价格低，此处用铜不用铁的原因是________________________________________________________________________。(2)干燥管B、D中盛装的干燥剂可以是__________(选填“浓硫酸”“无水氯化钙”“五氧化二磷”“碱石灰”)，干燥管D中干燥剂的作用是________________________________________________________________________。(3)装置E的作用是吸收尾气，吸收过程中发生反应的化学方程式如下，请将其补充完整。ＫNaOH＋ＫNO2===Ｋ____________＋ＫNaNO2＋ＫH2O。(4)用上述装置收集到了NO气体，采用的收集装置是________(选填“F”或“G”)。15．铜与稀硝酸反应产生NO，NO又被氧化成NO2，对实验观察无色NO有干扰，过多的NO、NO2又会污染环境。改进实验的设计符合绿色化学的思想。图K10－6某兴趣小组设计出如图K10－6所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是________________________________________________________________________________。(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是________________________________________________________________________。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是__________________________。(3)表中是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是________，理由是________________________________________________________________________。7\n方案反应物甲Cu、浓硝酸乙Cu、稀硝酸丙Cu、O2、稀硝酸(4)该兴趣小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2，操作步骤为______________，实验现象为________________________________________________________________________；但此实验的不足之处是________________________________________________________________________。7\n1．C　[解析]C项中由于N2很不活泼，故作保护气，不参与化学反应，也就不参与氮的循环。2．A　[解析]A项，该反应中有污染性气体NO产生，故不符合清洁能源的要求，错误。B、D项均正确。C项，氨气在标准状况下的密度ρ标＝＝＝0.76g·L－1，正确。3．D　[解析]玻璃没有固定的熔点，属于玻璃态物质，只能在一定范围内软化，D项不正确。4．C　[解析]氯水中存在的微粒有：Cl2、H2O和HClO、Cl－、ClO－、H＋、OH－，氨水中存在的微粒有：NH3、H2O和NH3·H2O、NH、H＋、OH－，A错；氨水无漂白性，B错；氯水变质是因为HClO见光分解，氨水变质是由于氨气的挥发，D错。5．B　[解析]A项溶液由浅绿色变为棕黄色；B项因盐酸的酸性比碳酸的酸性强，故不会出现明显的现象；C项会先产生沉淀，NH3过量后沉淀溶解；D项会产生白色沉淀。6．C　[解析]由于反应后有金属剩余，即反应后所得溶液中不可能含有Fe3＋，生成物中金属离子均为＋2价。设金属为M，生成的硝酸盐为M(NO3)2，根据氧化还原反应中元素化合价变化和升降法配平得3M＋8HNO3(稀)===3M(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，HNO3在反应中有被还原生成NO气体，其余的均在溶液中，即反应后溶液中c(NO)为0.75mol/L。7．A　[解析]该题考查喷泉的形成。分析题给选项，A项，CO2在NaHCO3溶液中，溶解度很小，气体体积基本没有改变，烧瓶内气体压强不变，所以不会形成喷泉；B项，NH3易溶于水形成NH3·H2O，且能发生：NH3·H2ONH＋OH－，溶液呈碱性，所以形成红色喷泉；C项，SO2和NaOH溶液可发生反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，使烧瓶内气体压强减小，故能形成无色喷泉；D项，HCl和AgNO3溶液可发生反应：HCl＋AgNO3===HNO3＋AgCl↓，生成的AgCl为白色沉淀，能形成白色喷泉。8．D　[解析]从题干可知，每组粒子性质相似，所以判断以上反应是否正确，应看你熟悉的反应和所给反应是否相似。①因为NH3与H2O相似，所以该反应与钠和水反应相似，所以该反应成立。②因为NH与H3O＋相似，所以该反应与CaO和H3O＋反应相似，所以反应正确。③因为NH与OH－、N3－与O2－、NH3与H2O相似，所以Mg(NH2)2的分解与Mg(OH)2的分解相似，所以此反应成立。④因为NH与OH－相似，所以该反应可与NH4Cl和NaOH比较，两者相似，所以该反应成立。9．B　[解析]燃烧过程中生成CO2，会产生温室效应，选项A不正确；N2O4中氮元素的化合价从＋4价降低0价，得到电子，作氧化剂，而偏二甲肼中氮元素的化合价从－2价升高到0价，碳元素的化合价从－2价升高到＋4价，所以偏二甲肼是还原剂，CO2是氧化产物，氮气既是氧化产物，也是还原产物，所以选项B正确，C不正确；每有3molN2生成，转移电子数目为16NA，则有0.6molN2生成转移3.2NA的电子，选项D不正确，答案选B。10．B　[解析]12mol·L－1的HNO3属于浓硝酸，其和金属铁反应时，首先生成NO2、Fe(NO3)3和H2O，故此①⑤一定存在，由于铁粉的量不确定，其他物质可能存在，也可能不存在，B项正确。11．A　[解析]关键看图，铁粉既能和硝酸反应也能和硫酸反应，从题干图看出(注意只是第二份100mL)OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气，反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知NO反应完了，第二份中NO应为5.6g÷56gmol－1×37\n÷3＝0.1mol，溶液中最终溶质为FeSO4，此时反应的铁的质量是14g，即0.25mol，故原混合酸中H2SO4浓度为＝2.5mol·L－1，NO物质的量为0.2mol。所以选A。12．B　[解析]A项使淀粉变蓝的是Cl2置换出的I2；C项溶液中还可能有SO离子；D项是因浓H2SO4与Cu常温下不反应。13．(1)H∶N,,H)∶H(2)NH3＋SO2＋H2O===NH4HSO3(3)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O(4)(NH4)2SO4(5)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6kJ·mol－1　80%(6)0.5　1[解析]本题是无机框图题，关键是找准突破点。X为无色液体，则X应该是水，所以Y是氧气，B是氢氧化钠。H与Na2O2可发生化合反应，生成的盐与Ba2＋反应可生成不溶于稀G的白色沉淀，说明H应该是SO2。SO2具有还原性，被过氧化钠氧化生成硫酸钠，硫酸钠和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀。SO2被氧气氧化生成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，即I是三氧化硫，K是硫酸。一个D分子中含有10个电子，所以D可能是氨气，则E是NO，F是NO2，所以G是硝酸。A是由短周期元素组成的酸式盐，所以A是亚硫酸氢铵，所以B是氢氧化钠，C是亚硫酸钠。14．(1)浓硝酸　铁在浓硝酸中会钝化而终止反应(2)无水氯化钙或五氧化二磷　防止E装置中的水蒸气进入集气瓶(3)2　2　1　NaNO3　1　1　(4)G[解析](1)铁在浓硝酸中钝化，故使用铜屑与浓硝酸反应制备二氧化氮。(3)根据提供的反应物，NaOH中各元素化合价不可能发生变化，而NO2中N的化合价由＋4降低为反应物NaNO2中的＋3价，则另外一种产物含有N，且N的化合价升高为＋5，该物质是NaNO3，根据氧化还原反应化学方程式的配平方法可以配平该化学方程式。(4)二氧化氮溶解于水生成NO，故用排水法可以收集到NO。15．(1)检查装置气密性(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　反应变慢，气体颜色变淡(3)丙　硝酸耗量少，无污染(4)向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸　c中有黄绿色气体产生，d中溶液变棕黄色　没有尾气吸收装置[解析](1)制取气体或许多验证气体性质的实验，实验前都需要检验装置的气密性；(2)由题意知实验开始是铜与浓硝酸反应，产生红棕色NO2，加水后是铜与稀硝酸反应，产生无色的NO；(3)绿色化学理念是原料利用率高，不产生污染，分析三个方案，可看出，甲方案用硝酸最多，产生有毒气体NO2，乙方案产生有毒气体NO，丙方案用硝酸最少，不产生有毒气体；(4)若证明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性，利用KMnO4和浓盐酸反应产生Cl2，将Cl2通入KBr溶液中，根据反应及现象，可得出结论。但此装置没有尾气吸收装置，多余的Cl2会污染空气。7