高考化学一轮复习题组训练4.5生产生活中的含氮化合物1含解析

生产生活中的含氮化合物

氮气及其氧化物的性质和应用

1.下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是 (　　)

A.人工固氮可以得到硝酸盐

B.雷电作用可将氮气直接转化为铵盐

C.细菌对氮元素的循环有重要作用

D.亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中,氮元素被氧化

【解析】选B。A项,人工固氮是把氮气合成氨,氨和硝酸反应得到硝酸盐,人工固氮可以得到硝酸盐,正确;B项,放电条件下氮气和氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,不能直接得到铵盐,错误;C项,豆科类植物的根瘤菌能将空气中氮气转化为植物需要的铵盐,实现生物固氮,细菌对氮元素的循环有重要作用,正确;D项,亚硝酸盐中氮元素化合价为+3价,生成硝酸盐中氮元素化合价为+5价,氮元素化合价升高,发生氧化反应,正确。

2.(2020·南昌模拟)发射卫星的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟,产生红烟的原因是

 (　　)

A.高温下N2遇空气生成NO2

B.NO遇空气生成NO2

C.CO2与NO反应生成CO和NO2

D.NO与H2O反应生成H2和NO2

【解析】选B。NO是一种极易被空气中O2氧化的气体,产物是红棕色气体NO2。

【归纳提升】

NO知识再拓展

(1)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。

(2)NO与血红蛋白结合使人中毒,中毒原理与CO类似。

(3)氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4存在下列平衡:2NO2N2O4。

氮氧化物溶于水的定量判断

3.(2020·沈阳模拟)在一定条件下,将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中,充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下),则原混合气体中氧气的体积为

 (　　)

①1.2 mL　　②2.4 mL　　③3 mL　　④4 mL

A.①② B.②③ C.③④ D.①④

【解析】选D。4NO2+O2+2H2O4HNO3,若剩余的气体是O2,则V(NO2)=×

(12-2) mL=8 mL,V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)⇒6 mL NO2。则V(O2)=×(12-6) mL=1.2 mL。

4.(2020·洛阳模拟)将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中,反应后气体体积缩小为30 mL,则原混合气体中NO2和NO的体积比是              (　　)

A.5∶3 B.3∶5 C.3∶2 D.2∶3

【解析】选C。设混合气体中NO2的体积为x,根据差量法:

3NO2+H2O2HNO3+NO　　ΔV

 3 mL    1 mL 2 mL

 x       50 mL-30 mL=20 mL

=,解得x=30 mL。

则原混合气体中NO为50 mL-30 mL=20 mL,所以V(NO2)∶V(NO)=

30 mL∶20 mL=3∶2。

【归纳提升】

氮氧化物溶于水的问题分析

无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO+O22NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。

(1)若NO和O2通入水中,总关系式为4NO+3O2+2H2O4HNO3(4∶3)。

(2)若NO2和O2通入水中,总关系式为4NO2+O2+2H2O4HNO3(4∶1)。

氮氧化物污染及其防治方法

5.(2020·大连模拟)诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ertl,以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体,以减少汽车尾气中有毒气体的排放,正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是              (　　)

A.CO在铂表面被氧化生成CO2,铂起催化作用

B.汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2

C.CO在铂表面可能和O2、NOx反应

D.NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合

【解析】选D。CO、NOx在铂表面发生的反应为CO+NOxCO2+N2(未配平),也可能是CO与O2反应,此过程中铂作催化剂;CO2不能与人体中的血红蛋白结合。

6.氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素,根据NOx的性质特点,开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。             

(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如,4NH3+6NO5N2+6H2O,写出氨气转化NO2的化学方程式________________________________________________, 

氧化产物与还原产物的质量之比为____________。 

(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

①NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为1∶1,写出该反应的化学方程式: ___________________________________________________。 

②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式是 _____________________________________________。 

【解析】(1)NH3和NO2反应生成N2和H2O,氧化产物与还原产物均为N2,其质量之比是4∶3。

(2)①生成两种钠盐,必须是NO2的歧化反应,依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。②NO中氮的化合价为+2价,NO2中氮的化合价为+4价,二者1∶1混合时与NaOH反应生成一种钠盐,依据电子守恒可知,钠盐中氮的化合价为+3,即为NaNO2。

答案:(1)8NH3+6NO27N2+12H2O　4∶3

(2)①2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O

②NaNO2

【归纳提升】

常见的NOx尾气处理方法

(1)催化转化法

在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2),或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。

(2)碱液吸收法

2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O

NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O

NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。