備戰(zhàn)2025屆新高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)分層練習(xí)第4章非金屬及其化合物第21講含氮物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化綠色化學(xué)與環(huán)境保護(hù)（附解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1.化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說法錯誤的是( )
A.酸雨是pH小于5.6的雨水
B.綠色化學(xué)要求利用化學(xué)原理從源頭上消除污染或減少生產(chǎn)活動對環(huán)境的污染
C.燃煤中加入CaO可以減少酸雨的形成
D.天然氣和液化石油氣是可再生資源
2.關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法正確的是( )

A.②④⑤中氮元素均被氧化
B.包含了三種固氮方式
C.參與氮循環(huán)的都是含氮無機物
D.上述過程都是在自然條件下進(jìn)行的
3.(2023·廣東梅州第二次質(zhì)檢)氮元素所形成物質(zhì)的價—類二維圖如圖所示,下列說法正確的是( )
A.可用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙檢驗a
B.通過雷電作用將b轉(zhuǎn)化為c,可實現(xiàn)氮的固定
C.d轉(zhuǎn)化為e必須加入氧化劑
D.g中的氮原子均采用sp3雜化
4.“綠色化學(xué)實驗”已走進(jìn)課堂,下列做法符合綠色化學(xué)的是( )
①實驗室收集氨氣采用圖甲所示裝置
②實驗室中做氯氣與鈉反應(yīng)的實驗時采用圖乙所示裝置
③實驗室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸生成銨鹽的實驗
④實驗室中采用圖丙所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng)
A.②③④B.①②③
C.①②④D.①③④
5.氮元素在海洋中的循環(huán)是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可用下圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是( )
A.海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化
B.海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是③
C.海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與
D.向海洋中排放含N的廢水會影響海洋中N的含量
6.(2023·廣東深圳期中)人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開氮肥,科學(xué)合理使用氮肥,不僅能提高化肥的使用率,而且能夠更好地保護(hù)環(huán)境,回答下列問題:
(1)NH4NO3在高溫或猛烈撞擊時易爆炸(發(fā)生分解反應(yīng)),NH4NO3高溫分解不可能同時生成N2、NH3和H2O,理由是_________________________________________。
(2)某小組在實驗室模擬以NH3為原料,制備少量硝態(tài)氮肥Ca(NO3)2,轉(zhuǎn)化途徑如下(轉(zhuǎn)化所需試劑及條件已略去):NH3→NO→NO2→HNO3Ca(NO3)2
①寫出實驗室用NH4Cl和消石灰共熱制備氨氣的化學(xué)方程式: ____________________。
②寫出NH3發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO的化學(xué)方程式: ________________________。
③將HNO3轉(zhuǎn)化為Ca(NO3)2,列舉兩種不同類別的化合物M: ________________________ (寫化學(xué)式)。
(3)NH4HCO3是一種銨態(tài)氮肥,需陰涼處保存,原因是________________________ (用化學(xué)方程式表示)。
(4)過度施用氮肥將導(dǎo)致大氣中NH3含量增高,加劇霧霾的形成。(NH4)2SO4是霧霾的成分之一,其形成過程如圖所示(轉(zhuǎn)化所需試劑及條件已略去):
X可能是SO3或。
②尿素CO(NH2)2是一種常用有機氮肥,緩慢與H2O發(fā)生非氧化還原反應(yīng)釋放出NH3和另外一種氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
層次2綜合性
7.無色的混合氣體甲中可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種,將100 mL氣體甲經(jīng)過如圖實驗處理,結(jié)果得到酸性溶液,還有少量氣體剩余,則氣體甲的組成可能為( )
A.NH3、NO、CO2B.NH3、NO2、N2
C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2
8.研究氮及其化合物的性質(zhì),可以有效改善人類的生存環(huán)境。氮元素化合價和物質(zhì)類別關(guān)系如圖,下列說法正確的是( )
A.物質(zhì)A轉(zhuǎn)化為NO發(fā)生氧化還原反應(yīng)
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,3.36 L物質(zhì)B與水完全反應(yīng),電子轉(zhuǎn)移0.3 ml
C.物質(zhì)C的濃溶液與Cu的反應(yīng)為3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O
D.N的檢驗方法是取少量溶液于試管中,加熱,生成氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)
9.合成氨及其衍生工業(yè)是化工生產(chǎn)的重要門類,請結(jié)合圖示判斷下列說法正確的是( )
A.合成氨采用400~500 ℃是為了提高原料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率
B.濕潤的淀粉KI試紙可以鑒別氣體2和溴蒸氣
C.生成固體1的化學(xué)方程式為NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl
D.1 L氣體1、2的混合氣與1 L NH3在一定條件下轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的物質(zhì),混合氣中二者的體積比為2∶1
10.(2024·江蘇如皋期初調(diào)研)亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽,在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。現(xiàn)用下圖所示裝置(夾持裝置已省略)及藥品探究亞硝酸鈉與硫酸的反應(yīng)及氣體產(chǎn)物的成分。
已知氣體的沸點為NO2:21 ℃,NO:-152 ℃。
下列說法錯誤的是( )
A.用裝置b代替裝置a的好處是便于控制反應(yīng)的發(fā)生與停止
B.反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾,先通入一段時間氮氣,除去裝置中的空氣
C.裝置中冰水浴的作用是冷凝,使NO2液化
D.裝置中熱水浴有利于促進(jìn)NO2生成,便于檢驗是否有NO生成
11.亞硝酸鈉(NaNO2)是一種具有咸味、有毒,且價格比食鹽(NaCl)便宜的工業(yè)用鹽,常被誤作食鹽使用,導(dǎo)致多起中毒事故發(fā)生,它的部分性質(zhì)如圖,下列說法錯誤的是( )
A.可用淀粉碘化鉀試紙和食醋鑒別食鹽(NaCl)與亞硝酸鈉(NaNO2)
B.亞硝酸鈉可以加到食品中,但添加量要符合規(guī)定
C.NaNO2與N2H4反應(yīng)生成NaN3的化學(xué)方程式為NaNO2+N2H4NaN3+2H2O
D.上圖所涉及的化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)
12.(2023·廣東廣州期中)某興趣小組在實驗室制取氨氣并探究稀硝酸的氧化性?；卮鹣铝袉栴}:
(1)制氨氣
①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇圖中的 (填字母),反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇圖中的裝置,其連接順序為:發(fā)生裝置→ (按氣流方向,用小寫字母表示)。
③檢驗氨氣可選用 (填字母)。
A.濕潤的藍(lán)色石蕊試紙
B.干燥的紅色石蕊試紙
C.干燥的藍(lán)色石蕊試紙
D.濕潤的紅色石蕊試紙
(2)探究稀硝酸的氧化性
同學(xué)們使用如圖中的兩種裝置(夾持儀器已略去)進(jìn)行銅與稀硝酸反應(yīng)的實驗。
裝置Ⅰ 裝置Ⅱ
①使用裝置Ⅰ:實驗開始后,可觀察到的現(xiàn)象是________________________ (試管內(nèi)有空氣),反應(yīng)的化學(xué)方程式為、。
②使用裝置Ⅱ:實驗時,先將一定量稀鹽酸加入試管,一段時間后,再滴加稀硝酸。加入稀鹽酸的目的是 ,反應(yīng)的離子方程式為________________________。
層次3創(chuàng)新性
13.(2024·陜西渭南模擬)圖示分析是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要手段之一,學(xué)習(xí)過程中常遇到各種“數(shù)形結(jié)合”問題。結(jié)合所給圖示回答相關(guān)問題:
(1)從元素化合價和物質(zhì)類別兩個角度學(xué)習(xí)、研究物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化,是一種行之有效的方法。氮元素的“價—類”二維圖的信息如圖所示:
①寫出X的電子式 ,Y的化學(xué)式。
②圖中關(guān)于NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的反應(yīng)過程,下列說法不正確的是 (填字母)。
a.氮元素的化合價不發(fā)生變化
b.NO2生成HNO3過程中,NO2被還原
c.若用NO2與H2O反應(yīng)制取HNO3,可生成另一種產(chǎn)物NO
(2)研究表明硝酸與金屬反應(yīng)時,最容易生成亞硝酸(HNO2,弱酸),然后才轉(zhuǎn)化成NOx,如果溶液中存在更強的氧化劑,如過氧化氫,可以將新產(chǎn)生的亞硝酸再氧化成硝酸。如圖為金屬在不同濃度的HNO3—H2O2混合溶液中的溶解速率和生成NOx的體積V的變化示意圖。
①最佳溶解金屬的混合溶液中HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ,理由是_________________。
②過氧化氫與亞硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
(3)在焙燒NH4VO3的過程中,固體質(zhì)量的變化(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線如圖所示,210 ℃時,剩余固體物質(zhì)的化學(xué)式為________________________。
第21講含氮物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化綠色化學(xué)與環(huán)境保護(hù)
1.D 解析酸雨是指pH小于5.6的降水,主要是人類活動排放的酸性氣體如二氧化硫、氮氧化物引起的,A正確;綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上消除或減少生產(chǎn)生活對環(huán)境的污染,而不能污染后再治理,B正確;燃煤中含有S元素,燃燒時產(chǎn)生SO2,容易引起酸雨,加入CaO發(fā)生反應(yīng)CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4,減少酸雨的形成,C正確;液化石油氣、天然氣都是不可再生資源,D錯誤。
2.B 解析 ②中氮元素被還原,④⑤中氮元素被氧化,A錯誤;①屬于自然固氮,②屬于人工固氮,③屬于生物固氮,包含三種固氮方式,B正確;生命體中參與氮循環(huán)的含氮化合物,例如蛋白質(zhì),是有機物,C錯誤;過程②是人工固氮,不是在自然條件下進(jìn)行的,D錯誤。
3.B 解析氮元素所形成物質(zhì)的價—類二維圖如圖,則a~g分別為氨氣、氮氣、一氧化氮、二氧化氮或四氧化二氮、硝酸、一水合氨、硝酸銨。氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),應(yīng)該用濕潤的紅色石蕊試紙,A錯誤;氮氣和空氣中氧氣通過雷電作用反應(yīng)生成一氧化氮,可實現(xiàn)氮的固定,B正確;二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,不需要加入氧化劑,C錯誤;硝酸銨中硝酸根離子中氮形成3個共價鍵且無孤電子對,為sp2雜化,D錯誤。
4.C 解析實驗室采用圖甲所示裝置收集NH3,在收集的過程中用滴有酚酞的水檢驗NH3收集滿并吸收逸出的NH3,防止污染環(huán)境,符合綠色化學(xué)的要求,①合理;實驗室中作Cl2與鈉的反應(yīng)實驗時采用圖乙所示裝置,浸有堿液的棉球可以吸收多余的氯氣,防止污染環(huán)境,符合綠色化學(xué)的要求,②合理;實驗室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸反應(yīng)生成銨鹽的實驗,揮發(fā)的HCl氣體和NH3會污染環(huán)境,不符合綠色化學(xué)的要求,③不合理;實驗室中采用圖丙所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng),生成的氮氧化物可以收集在氣球里,防止污染環(huán)境,符合綠色化學(xué)的要求,④合理。
5.D 解析海洋中的氮循環(huán)起始于氮的還原,A錯誤;海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是②,B錯誤;反硝化作用是氮元素化合價降低的過程,反硝化細(xì)菌在氧氣不足的條件下還原N,不一定有氧氣參與,C錯誤;由氮的循環(huán)過程可知,硝酸根離子增多,反硝化作用增強,會進(jìn)一步影響海洋中N的含量,D正確。
6.答案 (1)NH4NO3中的N的化合價為+5價和-3價,爆炸過程中,本身會發(fā)生強烈的氧化還原反應(yīng),N轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g價態(tài),而NH3中N元素仍為-3價,N2中N元素為中間價態(tài)0價,不符合氧化還原反應(yīng)的價態(tài)規(guī)律(合理即可)
(2)①2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
②4NH3+5O24NO+6H2O ③Ca(OH)2、CaCO3
(3)NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
(4)①H2SO3 ②CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑
解析 (2)①實驗室用NH4Cl和消石灰共熱反應(yīng)生成氨氣和水、氯化鈣,化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
②NH3發(fā)生催化氧化和氧氣反應(yīng)生成NO和水,化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。
③HNO3為強酸,能和氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Ca(NO3)2,故化合物M為Ca(OH)2、CaCO3。
(3)碳酸氫銨在溫度較高的情況下,可以分解生成氨氣、二氧化碳、水,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑。
(4)①由分析可知,二氧化硫經(jīng)過兩步反應(yīng)生成硫酸,最終生成硫酸銨,故X是H2SO3或SO3。
②尿素CO(NH2)2緩慢與H2O發(fā)生非氧化還原反應(yīng)釋放出NH3,根據(jù)質(zhì)量守恒可知,生成另一種氣體為CO2,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑。
7.A 解析 NO2是紅棕色氣體,無色的混合氣體甲中一定不含有NO2;H2SO4能與堿性氣體反應(yīng),所以100mL混合氣體甲通過足量濃硫酸,剩余氣體80mL,說明混合氣體甲中一定含有NH3且體積為20mL;CO2能與Na2O2反應(yīng)生成Na2CO3和O2,NO是無色氣體,與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2,故余氣通過足量Na2O2后氣體顯紅棕色,說明混合氣體甲中一定含NO和CO2;排水法收集氣體,得到酸性溶液為二氧化氮與水反應(yīng)生成的硝酸,氣體還剩余一氧化氮等,還有少量氣體剩余,無法確定混合氣體甲中是否含有N2,氣體甲的組成可能為NH3、NO、CO2。
8.A 解析由氮元素化合價和物質(zhì)類別關(guān)系圖可知,A是NH3,B是NO2,C是HNO3。物質(zhì)A為NH3,轉(zhuǎn)化為NO發(fā)生氧化還原反應(yīng),A正確;物質(zhì)B中氮元素呈現(xiàn)+4價,氧化物為NO2,與水發(fā)生反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,即3NO2+H2O2HNO3+NO,由化學(xué)方程式可知,3mlNO2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子2ml,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,3.36LNO2的物質(zhì)的量n==0.15ml,轉(zhuǎn)移電子0.1ml,B錯誤;物質(zhì)C為HNO3,它的濃溶液與Cu反應(yīng),生成硝酸銅、NO2和H2O,離子方程式為Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O,C錯誤;N的檢驗是取少量試液于試管中,加入氫氧化鈉溶液,稍微加熱,生成氣體使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),證明溶液中含有N,而D選項缺了加NaOH試劑,D錯誤。
9.C 解析由圖可知,氣體1為NO,氣體2為NO2,NO2與水反應(yīng)生成硝酸,也能將I-氧化為I2,不能用濕潤的淀粉KI試紙鑒別氣體2和溴蒸氣,B錯誤;固體1為NaHCO3,NaHCO3受熱分解生成固體2為Na2CO3,C正確;1LNO、NO2的混合氣體與1LNH3在一定條件下轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的物質(zhì),反應(yīng)方程式為2NH3+NO+NO22N2+3H2O,NO、NO2的體積比等于化學(xué)計量數(shù)之比(1∶1),D錯誤。
10.A 解析 b代替a利于液體流下,不能控制反應(yīng)的發(fā)生與停止。
11.D 解析亞硝酸鈉能和酸化的KI反應(yīng)生成碘單質(zhì),淀粉遇碘變藍(lán)色,A正確;NaNO2具有防腐性,但有毒,所以亞硝酸鈉可以加到食品中,但添加量要符合規(guī)定,B正確;亞硝酸鈉和肼反應(yīng)生成疊氮化鈉和水,該反應(yīng)中N元素化合價由+3、-2變?yōu)?,C正確;有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),其特征是有元素化合價的升降,NaNO2與NH4Cl反應(yīng)生成NH4NO2的反應(yīng)中沒有元素化合價的變化,D錯誤。
12.答案 (1)①A或B 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O或NH3·H2ONH3↑+H2O ②dcfei ③D
(2)①銅片逐漸溶解,有氣泡產(chǎn)生,試管內(nèi)生成紅棕色氣體 3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 2NO+O22NO2 ②生成二氧化碳排除試管中的空氣 2H++CaCO3Ca2++CO2↑+H2O
解析 (1)①氨氣的制備可以用氯化銨和氫氧化鈣加熱2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,或者加熱濃氨水NH3·H2ONH3↑+H2O制備;發(fā)生裝置可以選擇圖中的A或B。
②生成的氨氣中混有水蒸氣,且氨氣為堿性氣體,故可以用堿石灰干燥;氨氣密度比空氣小,要采用向下排空氣法收集,收集后需要用防止倒吸的處理裝置,所以連接順序為dcfei。
③氨氣在濕潤條件下顯堿性,使紅色石蕊試紙變色,故答案選D。
(2)①銅和稀硝酸反應(yīng)生成氣體一氧化氮,一氧化氮和空氣中氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、2NO+O22NO2。
②稀鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w可以排除裝置內(nèi)的空氣,避免生成的一氧化氮被氧氣氧化,實驗時,先將一定量稀鹽酸加入試管,一段時間后,再滴加稀硝酸。
13.答案 (1)①H N2O5 ②ab
(2)①10.5% 溶解速率最快,生成的NOx少 ②HNO2+H2O2HNO3+H2O
(3)HVO3
解析 (1)①由圖可知,化合物X是NH3,電子式為H;化合物Y是氮的氧化物,氮元素的化合價為+5價,所以Y的化學(xué)式為N2O5。
②NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的反應(yīng)過程,氮元素化合價從+4價升高到+5價,化合價發(fā)生改變,a錯誤;NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的過程中,氮元素化合價升高,NO2被氧化,b錯誤;NO2與H2O反應(yīng)制取HNO3的化學(xué)方程式為3NO2+H2O2HNO3+NO,可生成另一種產(chǎn)物NO,c正確。
(2)①根據(jù)圖示可知,HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.5%時溶解速率最快,且生成的NOx少;②過氧化氫與亞硝酸會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸和水,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平化學(xué)方程式為HNO2+H2O2HNO3+H2O。
(3)NH4VO3分解的過程中生成氨氣和HVO3,HVO3進(jìn)一步分解生成V2O5,210℃時若分解生成酸和氨氣,則剩余固體占起始固體百分含量為×100%≈85.47%,所以210℃時,剩余固體物質(zhì)的化學(xué)式為HVO3。

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