高考化学与氮及其化合物有关的压轴题含答案Word下载.docx

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7N2＋12H2O；

NO2；

NH3；

（2）CO和NO发生反应生成对大气无污染的气体，所以生成物是氮气和二氧化碳，故化学方程式是：

2NO＋2CO

N2＋2CO2

（3）①根据方程式NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

知，只要NO不剩余，氮原子和氢氧化钠的关系式是1:

1，所以完全吸收nmolNO2和mmolNO组成的混合气体所用氢氧化钠的物质的量等于氮氧化物的物质的量之和，所以c（NaOH）=

，

；

（2）设原混合气体中NO2和NO的物质的量n和m，

NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，

1 

2

mmol 

2mmol

2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，

2 

1

（n−m）mol 

（n−m） 

mol 

mol

所得溶液中c（NO3-）∶c（NO2-）=

mol:

[2m+

mol]=1:

9，

所以n:

m=3:

2，

3:

2；

（3）同一溶液中，c（NO3-）∶c（NO2-）等于其物质的量之比，所以c（NO3-）∶c（NO2-）=

mol]=（n-m）/（3m+n），

（n-m）/（3m+n）。

2．氮氧化合物和二氧化硫是引起雾霾的重要物质，工业用多种方法来治理。

某种综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含NO、CO、CO2、SO2、N2）的流程如图：

已知：

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

（1）固体1的主要成分有Ca（OH）2、___________________、__________________（填化学式）。

（2）若实验室需要配制100mL3.00mol·

L-1NaOH溶液进行模拟测试，需用托盘天平称取NaOH固体质量为______g。

（3）用NaNO2溶液处理含NH4+废水反应的离子方程式为_______________________。

（4）捕获剂从气体3中捕获的气体主要是__________________（填化学式）。

（5）流程中生成的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；

I2可以使淀粉变蓝。

根据上述反应，选择生活中常见的物质和有关试剂进行实验，以鉴别NaNO2和NaCl。

需选用的物质是_____________________（填序号）。

①水②淀粉碘化钾试纸③淀粉④白酒⑤白醋

A．①③⑤B．①②④C．①②⑤D．①②③⑤

【答案】CaCO3CaSO312NO2－+NH4+=N2↑+2H2OCOC

工业废气通过过量的石灰乳，除去CO2和SO2，生成CaCO3和CaSO3，气体1是NO、CO、N2，通入适量的空气，把NO转化为NO2，通过氢氧化钠溶液只得到NaNO2溶液，说明气体2是NO、NO2、N2，气体3是CO和N2，捕获产物是CO，得到的NaNO2溶液和含NH4+废水发生氧化还原反应，得到无污染的气体是氮气。

（1）根据分析，固体1的主要成分有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3；

（2）需要配制100mL3.00mol·

L-1NaOH溶液，所需质量m=C·

V·

M=3.00mol·

L-1×

0.1L×

40g·

mol-1=12g；

（3）用NaNO2溶液处理含NH4+废水，二者发生归中反应，氮元素最终都以氮气形式存在，反应的离子方程式为：

NO2－+NH4+=N2↑+2H2O；

（4）根据分析，捕获剂从气体3中捕获的气体主要是CO；

（5）由2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O，可知NO2－在酸性条件下可以氧化I－，生成的I2可以使淀粉变蓝。

故检验NO2－使用淀粉碘化钾试纸、白酒、水，故答案选C。

3．氮元素是地球大气中含量最多的元素，请完成下列有关问题：

（1）写出氮元素的原子结构示意图：

_____________。

（2）通常情况下，氮气性质不活泼，其原因是__________。

A．氮分子是双原子分子B．氮元素的非金属性很强

C．氮原子的半径较小D．破坏氮分子中的化学键很难

（3）N2的电子式：

__________，将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。

下列能实现人工固氮的是_______

A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3

B．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO

C．NH3经过催化氧化生成NO

D．NH3和HNO3反应生成NH4NO3

（4）氨气的电子式：

__________________。

（5）实验室通常用加热消石灰与氯化铵固体的方法来制取氨气。

写出此反应的化学方程式______________。

（6）下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是________。

（7）用圆底烧瓶收集干燥的氨气，用图1装置进行喷泉实验，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉，原因（用方程式表示）_________________________。

（8）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法__________________________。

（9）NH4NO3是常用的铵态氮肥，在施用时若受热会释放出________而降低肥效。

检验NH4+的方法是______。

【答案】

D

A

Ca（OH）2+2NH4Cl

CaCl2+2NH3↑+2H2OACNH3∙H2O

NH4++OH−打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，再将热源移开，水进入烧瓶内，氨气溶解于水中产生压强差，即发生喷泉氨气加入强碱反应，加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的刺激性气体

（1）氮原子的核电荷数是7；

（2）氮气分子为两个氮原子通过共用3对电子形成共价键，该N≡N非常稳定，破坏需要吸收很高的能量，据此解答；

（3）N2分子中存在氮氮叁键，将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮，结合氨元素的形态变化判断即可；

（4）氨气是共价化合物，存在3个N-H键；

（5）加热消石灰与氯化铵固体得氨气、氯化钙和水；

（6）A．NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，而当温度降低时，NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl；

B．CaO遇水生成Ca（OH）2，同时放出大量热量，有利于氨气的生成；

C．固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜；

D．根据浓氨水易挥发分析；

（7）氨气极易溶解于水生成NH3•H2O，使烧瓶内压强迅速减小，形成喷泉；

（8）喷泉实验需形成明显的压力差；

（9）碳酸氢铵不稳定，易分解生成氨气；

氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。

（1）N原子核外有7个电子，核外电子排布是2、5，则N原子结构示意图为：

（2）A．氮分子是双原子分子，但双原子分子组成的物质可能活泼，如Cl2，N2不容易反应与是否是双原子分子无关，故A错误；

B．氮元素的非金属性很强，原子获得电子能力强，氮气要参加反应，首先应该变为单个原子，因此不能证明氮气性质不活泼，故B错误；

C．氮原子的半径较小，原子获得电子能力强，与氮气性质不活泼无关，故C错误；

D．N2是双原子分子，2个N原子共用三对电子，断裂N≡N需要消耗很高的能量，因此氮气不容易参加化学反应，D故正确；

故答案是D；

（3）N2分子中2个N原子形成3个共价键，使每个N原子都达到稳定结构，所以N2的电子式：

将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。

A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3，氮元素的单质变为化合物，属于人工固氮，故A正确；

B．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO，氮元素的单质变为化合物，属于氮的固定，是自然固氮，故B错误；

C．NH3经过催化氧化生成NO，是N元素的化合物的转化，不是氮的固定，故C错误；

D．NH3和HNO3反应生成NH4NO3，是N元素的化合物的转化，不是氮的固定，故D错误；

故答案为A；

（4）在NH3中，N原子最外层有5个电子，N原子与三个H原子形成3个共价键，从而使每个原子都达到稳定结构，NH3的电子式：

结合形成NH3，所以NH3的电子式为

（5）消石灰与氯化铵固体混合加热产生氨气、氯化钙和水，此反应的化学方程式为：

Ca（OH）2+2NH4Cl

CaCl2+2NH3↑+2H2O；

（6）A．氯化铵不稳定受热易分解，但是氨气与氯化氢遇冷又极易反应生成氯化铵固体，不能用于制备氨气，故A错误；

B．向CaO中滴加浓氨水，CaO遇水生成Ca（OH）2，同时放出大量热量，有利于浓氨水中的氨气逸出，故B正确；

C．固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，所以利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨气需试管口应略向下倾斜，故C错误；

D．浓氨水易挥发，加热能够促进氨气的逸出，可以用来制备氨气，故D正确；

故答案为AC；

（7）用圆底烧瓶收集干燥的氨气，用图1装置进行喷泉实验，当挤压滴管的胶头时，水进入烧瓶中，氨气溶于水，使烧瓶内气体压强减小，烧杯内的水不断进入烧瓶，由于氨气溶于水形成的一水合氨电离产生NH4+、OH−，水溶液显碱性，因此可以得到红色喷泉，用方程式表示为：

NH3∙H2O

NH4++OH−；

（8）如果只提供如图2的装置，引发喷泉的方法是打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，再将热源移开，水进入烧瓶内，氨气溶解于水中产生压强差，即发生喷泉；

（9）NH4NO3是常用的铵态氮肥，在施用时若受热，就会发生分解反应释放出氨气而降低肥效；

检验NH4+的方法是加入强碱反应，加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的刺激性气体。

4．研究金属与硝酸的反应，实验如下。

实验（20º

C）

现象

Ⅰ

过量铜粉、2mL0.5mol∙L-1HNO3

无色气体（遇空气变红棕色），溶液变为蓝色

Ⅱ

过量铁粉、2mL0.5mol∙L-1HNO3

6mL无色气体（经检测为H2），溶液几乎无色

⑴Ⅰ中产生的无色气体是______。

⑵研究Ⅱ中的氧化剂

①甲同学认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3－，所以NO3－没有发生反应。

乙同学依据Ⅰ和Ⅱ证明了甲的说法不正确，其实验证据是______。

乙同学通过分析，推测出NO3－也能被还原，依据是______，进而他通过实验证实该溶液中含有NH4+，其实验操作是______。

补全Ⅱ中NO3－被还原为

的过程：

NO3－+______e－+______=NH4++______H2O

⑶研究影响产生H2的因素

实验

Ⅲ

过量铁粉、2mL0.5mol∙L-1HNO3、40º

C

3.4mL气体（经检测为H2），溶液略带黄色

Ⅳ

过量铁粉、2mL0.5mol∙L-1HNO3、60º

2.6mL气体（经检测为H2），黄色溶液

Ⅴ

过量铁粉、2mL3mol∙L-1HNO3、20º

无色气体（遇空气变红棕色），深棕色溶液

资料：

Fe[（NO）]2+在溶液中呈棕色。

④对比Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，温度不同时收集到氢气的体积不同，原因是______。

⑤Ⅴ中无色气体是混合气体，则一定含有遇空气变红棕色的气体和______。

⑷根据实验，金属与硝酸反应时，影响硝酸的还原产物不同的因素有______。

【答案】NO硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中溶液变蓝，同时没有氢气放出NO3－中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性取Ⅱ中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体810H+3相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NO3－的还原速率增大的更多H2金属的种类、硝酸的浓度、温度

⑴Ⅰ中无色气体NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体。

⑵①依据Ⅰ和Ⅱ硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中生成NO，因此可得NO3－没有发生反应不正确。

②NO3－中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性，证明NH4+的方法是去一定量溶液加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。

③根据化合价降低得到电子配平得到。

⑶④根据现象和温度升高时，化学反应速率增大。

⑤根据元素分析和前面的信息得到答案。

⑷根据实验和几个反应现象得出答案。

⑴Ⅰ中产生的无色气体遇空气变为红棕色，则为NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体；

NO。

⑵①依据Ⅰ和Ⅱ硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中溶液变蓝，同时没有氢气放出，故认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3－，所以NO3－没有发生反应不正确，故答案为：

硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中溶液变蓝，同时没有氢气放出。

②元素的最高级具有氧化性，故NO3－中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性，推测出NO3－也能被还原；

证实该溶液中含有NH4+的方法为：

取Ⅱ中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,故答案为：

NO3－中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性；

取Ⅱ中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。

③NO3－被还原为NH4+的反应为：

NO3－+8e－+10H+=NH4++3H2O，故答案为：

8；

10H+；

3。

⑶④根据现象可得，Ⅱ、Ⅲ生成氢气，Ⅳ生成有NO，因为相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NO3－的还原速率增大的更多，故答案为：

相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NO3－的还原速率增大的更多。

⑤Ⅴ中无色气体是混合气体，根据元素分析，则一定含有遇空气变红棕色的NO气体和H2，故答案为：

H2。

⑷根据实验，金属与硝酸反应时，影响硝酸的还原产物不同的因素有金属的种类、硝酸的浓度、温度，故答案为：

金属的种类、硝酸的浓度、温度。

5．某港口化学品堆场发生火灾，消防队在未被告知着火可燃物类别的情况下，用水灭火时，发生了剧烈爆炸。

事后有关部门初步认定危化品部分清单：

钾、钠、氯酸钾、烧碱、氯化铵。

试回答：

⑴请你分析用水灭火时，随后发生了剧烈爆炸的原因是_____________________________。

⑵请写出氯化铵中NH4+的检验方法____________________________（简要说明操作步骤）。

⑶钠燃烧产物中可作为消防员呼吸面具供氧剂的是_________________（写化学式）。

⑷硝酸钾受热分解产生KNO2和O2，写出该反应的化学方程式______________________。

【答案】钠、钾能与水发生剧烈的放热反应，并释放出氢气。

氯酸钾受热分解产生氧气，氢气和氧气混合受热发生爆炸将氯化铵溶于水，取少量溶液于试管中，滴入浓氢氧化钠溶液并加热，在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验，若发现试纸变蓝，则说明该溶液中含有NH4+Na2O22KNO3

2KNO2+O2↑

钠、钾等物质遇水会发生剧烈反应并产生氢气，而氯酸钾分解会产生氧气，氢氧混合受热后会发生爆炸，后面再根据要求来作答即可。

（1）根据分析，钠、钾与水发生剧烈反应并放出氢气，而氯酸钾受热产生氧气，氢气和氧气混合后发生剧烈的爆炸；

（2）铵离子可以通过加水溶解后，加入浓碱并加热的方法来检验，因为高中阶段只有氨气这一种碱性气体；

实验操作为：

将氯化铵溶于水，取少量溶液于试管中，滴入浓氢氧化钠溶液并加热，在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验，若发现试纸变蓝，则说明该溶液中含有NH4+，

（3）过氧化钠可以作呼吸面具中的供氧剂，化学式为Na2O2；

（4）硝酸钾受热分解产生

和

的过程是一个自身氧化还原反应，氮从+5价降低到+3价，得2个电子，氧从-2价升高到0价，失2个电子，据此来写出氧化还原方程式即可：

。

6．原子序数由小到大排列的四种短周期主族元素X、Y、Z、W，其中X、Z、W与氢元素可组成XH3、H2Z和HW共价化合物；

Y与氧元素可组成Y2O和Y2O2离子化合物。

（1）写出Y2O2的电子式：

__，其中含有的化学键是__。

（2）将ZO2通入品红溶液再加热的现象是__。

（3）写出X的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与铜反应的化学方程式__。

（4）XH3、H2Z和HW三种化合物，其中一种与另外两种都能反应的是_（填化学式）。

（5）由X、W组成的化合物分子中，X、W原子的最外层均达到8电子稳定结构，该化合物遇水可生成一种具有漂白性的化合物，试写出反应的化学方程式__。

离子键、共价键品红先褪色，加热后恢复红色3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2ONH3NCl3＋3H2O=3HClO＋NH3

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，Y与氧元素可组成Y2O和Y2O2的离子化合物，Y为Na（因原子序数关系，Y不可能为H），其中X、Z、W与氢元素可组成XH3、H2Z和HW共价化合物，可知X为N，Z为S，W为Cl，以此解答。

由上述分析可知，X为N，Y为Na，Z为S，W为Cl，

（1）Na2O2为Na+与

组成的离子化合物，

中含有共价键，以此Na2O2的电子式为：

所含化学键为：

离子键、共价键；

（2）SO2具有漂白性，能够漂白品红溶液，但其漂白过程具有可逆性，若加热漂白后的品红溶液，则溶液恢复至红色，故答案为：

品红先褪色，加热后恢复红色；

（3）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，其化学方程式为：

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；

（4）NH3为碱性气体，H2S、HCl为酸性气体，NH3能够与H2S、HCl发生化学反应；

（5）N原子最外层电子数为5，Cl原子最外层电子数为7，由N、Cl组成的化合物分子中，N、Cl原子的最外层均达到8电子稳定结构，则该化合物为NCl3，其中N为-3价，Cl为+1价，NCl3与水反应生成一种具有漂白性的化合物，该化合物为HClO，其反应方程式为：

NCl3＋3H2O=3HClO＋NH3。

【点睛】

对于NCl3中元素化合价解释：

根据鲍林电负性标度，氮的电负性为3.04，氯的电负性为3.16，说明氯的电负性稍大于氮，根据一般性规则，电负性大的显负价，但根据实验证实NCl3的水解反应方程式应当如下：

第一步：

NCl3+H2O→NH3+HClO（未配平），由于HClO的强氧化性，再发生第二步反应：

NH3+HClO→N2+HCl+H2O（未配平），可见由理论推出的观点与实验事实是不相符的。

NCl3中元素化合价可根据以下原理解释：

氮和氯的电负性差值并不大，而氮原子的半径相对于氯原子来说要小得多，因此共用电子相对应当更偏向于氮，使得氮显-3价，氯显+1价。

7．A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素，它们之间的转化关系如图所示（反应条件及其他物质已经略去）：

（1）若A是一种金属，C是淡黄色固体，写出C的一种用途____；

（2）若常温下A为淡黄色固体单质，D为强酸，则B为___，D的浓溶液能使胆矾晶体由蓝变白，体现了D的___性。

（3）若A是化合物，C是红棕色气体，则

①A的电子式为___，实验室制备A气体的化学方程式为___。

②实验室检验A气体的方法为___。

③C转化为D的过程中，氧化剂与还原剂的质量比为___。

④将盛满B气体的试管倒扣在水槽中，并通入一定量O2，最终气体全部被吸收，所得溶液充满整个试管。

若不考虑溶液扩散，计算所得溶液物质的量浓度为___mol·

L-1。

（标况下计算，保留两位有效数字）

【答案】供氧剂（或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等）SO2吸水

2NH4Cl+Ca（OH）2

CaCl2+2NH3↑+2H2O用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，有白烟产生）1:

20.045

（1）C是淡黄色固体，为金属氧化物，则其为Na2O2，由此可确定它的用途；

（2）若常温下A为淡黄色固体单质，则其为硫，由转化关系可确定其它物质及性质。

（3）C是红棕色气体，则C为NO2气体，由转化关系可确定其它物质及性质。

（1）由C是淡黄色固体，可确定其为Na2O2，其用途为供氧剂（或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等）。

答案为：

供氧剂（或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等）；

（2）若常温下A为淡黄色固体单质，则其为硫（S），D为强酸（H2SO4），则B为SO2，C为SO3，D的浓