化学一模试题分类汇编——氮及其化合物推断题综合附答案

化学一模试题分类汇编——氮及其化合物推断题综合附答案

一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．氮的氧化物既是可导致酸雨的物质，也是造成空气污染的重要物质，加大对氮的氧化物的治理是环境保护重要举措。

(1)在一定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式： _____________________________，该反应中氧化剂是_________，还原剂是________________________________________。

(2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成对大气无污染的气体，该反应的化学方程式为___________________________________。

(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：

NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O

现有VL某NaOH溶液能完全吸收nmol NO2和mmol NO组成的大气污染物。

①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_________ mol·L－1。

②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)＝1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m＝_________。

③用含n和m的代数式表示所得溶液中NO3-和NO2-浓度的比值c(NO3-)∶c(NO2-)＝_________。

【答案】6NO2＋8NH37N2＋12H2O NO2 NH3 2NO＋2CON2＋2CO2 (m+n)/V

3∶2 (n-m)/(3m+n)

【解析】

【分析】

（1）氨气和二氧化氮在一定条件下反应生成氮气和水，反应中元素化合价降低的做氧化剂，元素化合价升高的物质做还原剂；

（3）①根据气体和氢氧化钠的关系式计算；

②根据二氧化氮、一氧化氮和氢氧化钠反应的方程式中各个物理量之间的关系式计算；

③同一溶液中，c（NO3-）：c（NO2-）等于其物质的量之比。

【详解】

(1)氨气和二氧化氮在一定条件下反应生成氮气和水,反应的化学方程式为：6NO2＋8NH37N2＋12H2O，反应中二氧化氮中氮元素化合价降低的做氧化剂，氨气中氮元素化合价升高的物质做还原剂，

故答案为：6NO2＋8NH37N2＋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＋2CON2＋2CO2

故答案为：2NO＋2CON2＋2CO2

(3)①根据方程式NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋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)=，

故答案为：；

(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 1 2

mmol mmol 2mmol

2NO2＋ 2NaOH=== NaNO2＋NaNO3＋H2O，

2 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，

故答案为：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:[2m+mol]= (n-m)/(3m+n)，

故答案为：(n-m)/(3m+n)。

2．工业上制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：

（1）在上述工业制硝酸的生产中，B设备的名称是_____________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________。

（2）此生产过程中，N2与H2合成NH3所用的催化剂是______________。1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：

分别表示N2、H2、NH3。图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是________________、____________________。 （3）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是_____________________；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是______________________________。

（4）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：

碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2O

NH3还原法：8NH3+6NO27N2+12H2O（NO也有类似的反应）

以上两种方法中，符合绿色化学的是________________________________。

（5）某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知：由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其它损耗）的________%。

【答案】氧化炉 4NH3+5O2催化剂加热4NO+6H2O 铁砂网（或铁） N2、H2被吸附在催化剂表面 在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂 利用余热，节约能源 可使NO循环利用，全部转化成HNO3 NH3还原法 53

【解析】

【详解】

（1）在工业制硝酸的生产中，氨的催化氧化在氧化炉中进行，故B设备的名称是氧化炉，发生反应的化学方程式为4NH3+5O2催化剂 加热4NO+6H2O。

（2）分析工艺流程知此生产过程中，N2与H2合成NH3所用的催化剂是铁砂网（或铁）；分析图示知图②和图③的含义分别是N2、H2被吸附在催化剂表面、N2、H2中化学键断裂。

（3）合成氨的反应为放热反应，在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是利用余热，节约能源；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是可使NO循环利用，全部转化成HNO3。

（4）碱液吸收法中，只有当NO和NO2的物质的量之比小于等于1:1时尾气才能吸收完全，且生成物亚硝酸钠有毒，而NH3还原法生成物为氮气和水，对环境无影响，故两种方法中，符合绿色化学的是NH3还原法。

（5）设生产硝酸的NH3的物质的量为1mol，根据关系式：NH3～HNO3和题给信息计算生成HNO3的物质的量为：1 mol×96%×92%=0.88 mol；根据反应：NH3+HNO3＝NH4NO3知与硝酸反应的NH3的物质的量为0.88mol，故制HNO3用去NH3的质量占总消耗NH3的质量分数为：1mol1mol0.88mol×100%=53%。

3．下列关系图中，A是一种正盐，E是强酸，当甲无论是强酸或强碱都有如下反应关系：

友情提示：当甲无论是强酸或强碱，A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物。

回答下列问题：

(1)A是___________(用化学式表示) (2)当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体

①写出B与C的反应方程式：_____________________________________________

②一定质量的Zn与100mL 12.0mol/L的E的浓溶液充分反应，反应后称量剩余锌发现质量减少了65.0g。将反应后的溶液稀释至1L，此时溶液中c(SO42－)＝____mol/L，产生SO2体积(标准状况下)＝_____________L

(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体可作制冷剂

①C是______，在浓的E溶液中放入过量的铜片，则反应将要结束时的离子方程式为

_____________________________________________________________________。

②将盛有D和O2的混合气体12mL的量筒倒立于水槽中，充分反应后，剩余2mL无色气体(均在同温同压下测定)，则原混合气体中氧气的体积是___________。

【答案】(NH4)2S 2H2S+SO2=3S+2H2O 1mol/L 4.48L NO 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO+4H2O 1.2ml和4ml

【解析】

【分析】

(1)A是一种正盐，E是强酸，由转化关系可知，中学化学中N、S元素化合物符合转化；

(2)当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体，则B为H2S、C为SO2、D为SO3，E为H2SO4；

①二氧化硫与硫化氢反应生成硫与水；

②硫酸完全反应，发生反应：Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，结合方程式计算；

(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体可作制冷剂，则B为NH3、C为NO、D为NO2、E为HNO3。

①在浓的硝酸溶液中放入过量的铜片，则反应将要结束时，为Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO与水；

②可能发生的反应为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，3NO2+H2O=2HNO3+NO，试管中O2和NO2气体按体积比1：4混合全部溶解，液体充满试管，假定全部为二氧化氮，剩余气体体积为13×12mL=4mL，实际是结果剩余4mL气体，小于4mL，则说明剩余气体为NO或氧气；若为氧气，根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3，求出参加此反应的O2，最后相加得到原来的氧气；若为NO，先根据3NO2+H2O=2HNO3+2NO求出过量的NO2，然后根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3求出参加此反应的NO2，据此解答。

【详解】

(1)A是一种正盐，E是强酸，由转化关系可知，中学化学中N、S元素化合物符合转化，当甲无论是强酸或强碱，A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物，可推知A为(NH4)2S；

(2)当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体，则B为H2S、C为SO2、D为SO3，E为H2SO4，则：

①B与C的反应方程式为：2H2S+SO2=3S↓+2H2O；

②一定质量的Zn与100mL 12.0mol/L的H2SO4的浓溶液充分反应，反应后称量剩余锌发现