2023届高三化学高考备考一轮复习 第十四专题 氮及其化合物 测试题

这是一份2023届高三化学高考备考一轮复习 第十四专题 氮及其化合物 测试题，共28页。试卷主要包含了选择题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题3分，共48分）
1． (2022·石家庄市高三模拟)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是( )
A．①和②均属于氮的固定
B．氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C．④中每生成1 ml NOeq \\al(－,3)，消耗2 ml O2
D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
2． (2022·江苏镇江市调研)空气中的氮气可通过人工固氮获得氨气，氨气是重要的化工原料，通过氨氧化法可制得硝酸，反应过程如图：
N2eq \(―――――――――――→,\s\up7(H2、高温、高压、催化剂),\s\d5(转化①))NH3eq \(――――――→,\s\up7(O2、催化剂、△),\s\d5(转化②))NOeq \(――――→,\s\up7(O2),\s\d5(转化③))NO2eq \(―――――→,\s\up7(H2O、O2),\s\d5(转化④))HNO3
硝酸是一种强氧化性酸，制硝酸工业产生的尾气中含有氮氧化物，应处理后才能排放。下列说法不正确的是( )
A．常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
B．BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2气体
C．工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出NH3，将未反应的原料气送回合成塔以提高原料的利用率
D．转化④中，当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，理论上NO2全部转化为HNO3
3． (2022· 三亚一中模拟)下列由相关实验现象推出的结论正确的是( )
A．NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解，说明可以用加热NH4Cl和NH4HCO3固体的方法制氨
B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)
C．Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
D．NH3遇到浓盐酸产生白烟，说明二者发生反应生成白色固体
4． (2022·四川石室中学高三开学考试)中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图如图。下列说法错误的是( )
A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1
B．该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
C．基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定
D．工业中，氨经一系列反应可以得到硝酸
5． 如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是( )
A．两个实验均表现了NH3易溶于水
B．两个实验均表现了NH3易挥发
C．两个实验均表现了NH3是碱性气体
D．两个实验均表现了NH3是还原性气体
6． (2021·济宁一模)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法中不正确的是( )
A．X是N2O5
B．可用排空气法收集NO气体
C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D．从原理上看，NH3可与NO2反应实现NH3→N2的转化
7． (2022·黄山三中模拟)下列制取NH3并验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和原理均正确的是( )
8． (2022·昆明第三中学模拟)如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留eq \f(m,2)体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为( )
A．3∶2 B．2∶3
C．8∶3 D．3∶8
9． (2022·长春模拟)合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是( )
A．合成氨采用400～500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉­KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气
C．生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
D．1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1
10．(2022·北京高三模拟)“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，关于如图所示三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是( )
A．加热时，①中上部汇集了固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
11． 资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是( )
12．氮及其化合物的变化关系如下图所示。则下列说法不正确的是( )
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述所有反应都是氧化还原反应
D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
13．(2021·衡阳质检)将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，合金完全溶解，假设反应过程中还原产物全部是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 ml·L－1的NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，则下列有关叙述正确的是( )
A．反应中转移电子的总物质的量为0.2 ml
B．反应过程中，消耗硝酸的物质的量为0.3 ml
C．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100 mL
D．开始加入合金的质量可能为6.4 g
14．实验室可用如图装置制取少量氮气。下列说法不正确的是( )
A．反应过程中，③中硬质玻璃管中固体由黑变红
B．②中盛放的固体是碱石灰
C．实验开始时先点燃③中的酒精灯，再点燃①中的酒精灯
D．实验结束时，先将导管从水槽中拿出，再熄灭①③中的酒精灯
15．(2022·河北省三河市第一中学质检)如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息：
下列说法正确的是( )
①可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式
②可通过加氧化剂将e转化为f
③a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化的反应
④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应
⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现
⑥h可与f反应生成i
A．①③⑤⑥ B．②③④
C．①③⑥ D．①④⑤
16．(2022·辽宁高三模拟)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。下列说法错误的是( )
A．甲装置中的固体可以是Na2O2
B．乙装置中的干燥剂可以是无水氯化钙
C．丙中发生的反应是4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
D．若戊中观察到紫色溶液变红，则说明已制得HNO3
二、填空题（本题包括4个小题，共52分）
17．（14分）如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题：
(1)写出N2的一种用途：______________________________________________________。
(2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示)
氧化性：__________________________________________________________。
还原性：_________________________________________________________________。
(3)HNO3与上图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为___________________。
(4)实验室制取物质B的化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为___________________________________。
(6)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为______________________________。
18．（14分）(2016·全国卷Ⅰ，26)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的__________，反应的化学方程式为_________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
19．（12分）氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：
(1)下列有关NH3的说法中，不正确的是________(填字母)。
A．工业合成NH3需要在高温、高压、催化剂下进行
B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥
C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥
D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存
(2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为______ ml·L－1。
(3)氨气燃烧的化学方程式为_______________________________________________。
(4)HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的________性。
(5)“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的污染，通常用以下两种方法处理：
①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋__________＋CO2(完成化学方程式)。
②氨转化法。已知7 ml氨恰好能将含NO和NO2共6 ml的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为________，若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将________ ml的NOx转化为N2。
20．（12分）某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。
(1)A装置中制取NH3的化学方程式是________________________________。
(2)甲、乙分别是________(填字母)。
a．浓硫酸、碱石灰 b．碱石灰、碱石灰
c．碱石灰、无水氯化钙 d．五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是____________________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是_____________________。
探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。
(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2；干燥NO2、O2；_________________。
(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为________ ml·L－1(保留两位有效数字)。
1. 【答案】D
【解析】氮的固定指将N2转化为氮的化合物，反应①将N2转化为NO，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是O2将NH3氧化为NOeq \\al(－,3)，N元素化合价由－3价升高到＋5价，失去8个电子，即1 ml NOeq \\al(－,3)生成失去电子8 ml，失去的电子被O2得到，根据转移电子关系O2～4e－，知得8 ml电子需要2 ml O2，C正确；反应③中NO被氧化为NOeq \\al(－,3)，氮元素被氧化，反应⑤中NOeq \\al(－,3)被还原为N2，氮元素被还原，D错误。
2. 【答案】D
【解析】硝酸是氧化性酸，BaSO3固体能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸钡，硝酸被还原生成NO，B错误。
3. 【答案】D
【解析】NH4Cl受热分解生成氨和氯化氢，冷却后二者又重新结合生成NH4Cl，不能制备氨，A项错误；向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，在酸性条件下NOeq \\al(－,3)具有强氧化性，会把SOeq \\al(2－,3)氧化成SOeq \\al(2－,4)，故不能说明原溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)，也可能含有SOeq \\al(2－,3)，B项错误；Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，前者是由于稀硝酸的强氧化性，后者是由于Fe与稀硫酸发生置换反应，C项错误；NH3遇到浓盐酸产生白烟，说明二者发生反应生成白色固体氯化铵，D项正确。
4. 【答案】A
【解析】该反应的化学方程式为2N2＋6H2Oeq \(=====,\s\up7(光照),\s\d5(LDH))4NH3＋3O2，氮气是氧化剂、水是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，A项错误；该过程中，既有极性键(N—H、O—H)的断裂与生成，也有非极性键(NN、O===O)的断裂与生成，B项正确；基于LDH合成NH3的过程是将氮气转化为氨气的过程，属于氮的固定，C项正确；工业中，氨可以通过与氧气催化氧化得到NO，NO被氧化为NO2，NO2再与水反应生成硝酸，D项正确。
5. 【答案】C
【解析】实验一是氨气的喷泉实验，喷泉实验证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨弱碱溶液，滴加酚酞溶液变红色，证明氨气是碱性气体；实验二中浓氨水挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成白烟氯化铵固体小颗粒，证明浓氨水易挥发，氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨气是碱性气体。
6. 【答案】B
【解析】NO遇空气中的氧气会被氧化为NO2，不可用排空气法收集NO气体，故B错误。
7. 【答案】B
【解析】氯化铵受热分解生成氨和氯化氢，但在试管口氨和氯化氢又重新化合生成氯化铵，得不到氨，A项错误；氨具有还原性，氯气具有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，又因为氨的密度小于空气的密度，氯气的密度大于空气的密度，所以长管通入NH3，短管通入Cl2，可以使其充分反应，装置和原理均正确，B项正确；氨的密度小于空气的密度，采用向下排空气法收集，即收集时应该是短管进、长管出，C项错误；氨极易溶于水，倒置的漏斗插入水中，不能防倒吸，D项错误。
8. 【答案】C
【解析】该过程中涉及的反应有2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可将两个方程式合并为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO，则可知eq \f(m,2)体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应，
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4 3
eq \f(m,2) n 4∶eq \f(m,2)＝3∶n，解得m∶n＝8∶3，故选C。
9. 【答案】A
【解析】由题图可知，气体1为NO，气体2为NO2，NO2与水反应生成硝酸，固体1为NaHCO3，NaHCO3受热分解生成固体2，固体2为Na2CO3；1 L NO、NO2的混合气体与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应方程式为2NH3＋NO＋NO2eq \(=====,\s\up7(催化剂))2N2＋3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，故D正确。
10. 【答案】A
【解析】加热氯化铵分解，在①中上方HCl与氨气化合生成氯化铵，A正确；氨气的水溶液显碱性，加热时氨气逸出，酚酞溶液褪色，冷却时氨气溶于酚酞溶液，溶液显红色，B错误；二氧化硫可使品红褪色，化合生成无色物质，加热可分解，则加热时，③中溶液变红，冷却后红色褪去，C错误；可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，D错误。
11. 【答案】A
【解析】制取氨气不能用加热氯化铵的方法
12. 【答案】D
【解析】氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，即氮气与氧气不能通过一步反应生成NO2。
13 【答案】D
【解析】生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，即结合氢氧根离子的物质的量为eq \f(5.1 g,17 g·ml－1)＝0.3 ml，根据电荷守恒、得失电子守恒，合金失电子数等于金属离子结合氢氧根离子数，反应中转移电子的总物质的量为0.3 ml，A项错误；根据上述分析，反应中转移的电子总物质的量为0.3 ml，根据电荷守恒，合金与硝酸反应时，表现酸性的硝酸的物质的量为0.3 ml；合金的还原产物为NO，表现氧化性的硝酸的物质的量为0.1 ml，反应过程中，消耗硝酸的物质的量为0.4 ml，B项错误；合金完全溶解后硝酸可能剩余，沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积≥100 mL，C项错误；转移电子的总物质的量为0.3 ml，合金的物质的量为0.15 ml，利用极值法，合金的质量介于3.6～9.6 g之间，D项正确。
14. 【答案】C
【解析】加热条件下，氨气与CuO反应生成氮气、Cu和水，反应的方程式为2NH3＋3CuOeq \(=====,\s\up7(△))N2↑＋3Cu＋3H2O，所以反应过程中，③中硬质玻璃管中固体由黑变红，故A正确；干燥氨气应该用碱性干燥剂，所以②中盛放的是碱石灰，不能是五氧化二磷，故B正确；先用①中产生的氨气排尽装置中的空气，所以实验开始时先点燃①中的酒精灯，再点燃③中的酒精灯，故C错误；结束实验时，先把水槽中的导管取出，然后熄灭酒精灯，否则水槽中的导管会发生倒吸，故D正确。
15. 【答案】C
【解析】根据物质类别及与N元素化合价的关系可知：a是NH3；b是N2；c是NO；d是NO2；e是N2O5；f是HNO3；g是HNO2；h是NH3·H2O；i是NH4NO3。①在雷电作用下N2与O2反应产生NO，从而实现了N元素的单质向化合物的转化，这是一种固氮方式，正确；②e是N2O5，f是HNO3，N2O5与水反应产生HNO3，反应过程中元素化合价不变，因此反应不需要加入氧化剂就可以实现，错误；③在a→c→d→f这几个反应中，N元素化合价升高，失去电子，被氧化，因此均发生了N元素被氧化的反应，正确；④g是HNO2，属于酸，N元素化合价是＋3价，介于最高价和最低价之间，因此既具有氧化性又具有还原性，同时也能与碱发生中和反应产生盐和水，错误；⑤f是HNO3，光照条件下自身分解即可生成NO2(d)，可以不用其他还原剂，错误；⑥HNO3与NH3·H2O发生中和反应产生NH4NO3和水，正确。
16. 【答案】B
【解析】甲装置需要提供氨气和氧气 X应为过氧化钠等，故A错误；无水氯化钙能与氨气反应形成络合物，不能用来干燥氨气，故B错误；戊中观察到紫色溶液变红，说明生成了酸性物质，可以说明一氧化氮、氧气与水反应生成了硝酸，故D正确。
17.答案：(1)作保护气、保存粮食(或合成氨、制硝酸等)
(2)N2＋3H2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温、高压))2NH3(或N2＋3Mgeq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2) N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电或高温))2NO
(3)AgNO3
(4)Ca(OH)2＋2NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(6)4HNO3(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
18. 答案：(1)①A 2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或B NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O) ②d c f e i
(2)①红棕色气体颜色慢慢变浅
②6NO2＋8NH3eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))7N2＋12H2O
③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压
解析：(1)①在实验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气，应选用发生装置A，其反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，或选用发生装置B，直接加热浓氨水生成氨气：NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。②氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，其密度小于空气，应采用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序为发生装置→dcfei。
(2)打开K1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中，在一定温度和催化剂的作用下发生反应：6NO2＋8NH3eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))7N2＋12H2O，随着反应的发生Y管中红棕色气体颜色变浅；反应生成的水蒸气液化后，NO2和NH3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。
19.答案：(1)CD (2)eq \f(1,22.4)(或0.045) (3)4NH3＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2N2＋6H2O
(4)氧化 (5)①NaNO2 ②1∶3 eq \f(3,2x)
解析： (1)C项，NH3可与硫酸或氯化钙发生化合反应，错误；D项，NH3不易分解，错误。(5)②7 ml氨失去21 ml电子，根据题意和得失电子守恒可得n(NO)＋n(NO2)＝6 ml,2n(NO)＋4n(NO2)＝21 ml，解得n(NO)＝1.5 ml，n(NO2)＝4.5 ml，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3，若用通式NOx表示氮氧化物，反应过程中NOx分子得到2x e－，则每摩尔氨可将eq \f(3,2x) ml的NOx转化为N2。
20.答案：(1)CaO＋NH3·H2O===NH3↑＋Ca(OH)2 (2)c
(3)混合气体颜色变浅 (4)缺少尾气处理装置
(5)(进气管短，出气管长)
(6)观察气泡的生成速率，控制混合气体的比例
(7)0.036
解析：(1)将浓氨水滴入生石灰中，发生反应：CaO＋NH3·H2O===NH3↑＋Ca(OH)2，放出氨气。(2)干燥氨只能用碱石灰，干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。(3)如果能反应，消耗NO2使装置中混合气体颜色变浅。(4)由于NH3、NO2均能污染空气，所以与它们相关的实验均应有尾气处理装置。(5)O2、NO2密度比空气大，故应进气管短，出气管长。(6)观察气泡的生成速率，控制混合气体的比例。(7)烧瓶中充满溶液，反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3恰好发生，HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比为4∶1)总物质的量的eq \f(4,5)，溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，则溶液浓度为eq \f(\f(V,22.4 L·ml－1)×\f(4,5),V)＝eq \f(1,22.4)×eq \f(4,5) ml·L－1，即c(HNO3)≈0.036 ml·L－1。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中________________
②反应的化学方程式：________________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③__________________________________________
④__________