知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料．自然界中存在如下氮的循环过程，工业上也可通过一系列的化学反应模拟该过程，实现氮的转化．
（1）请写出过程①中雷电固氮的化学反应方程式 ______ ．
（2）过程③中NH₃在土壤中会被微生物转化成HN
O₂，过程④中HNO₂会被微生物继续转化为HNO₃，试写出过程③的化学方程式 ______ ．
（3）工业上利用氢气与空气中分离出的氮气合成氨气，模拟实现过程②，写出工业合成氨反应的方程式 ______ ．
（4）工业上利用氨气制备硝酸．同学甲欲探究硝酸能否与H后金属发生反应，做了如下实验：向盛有稀硝酸的试管中加入Cu片，请你写出相关的实验现象 ______ ，该实验的结论是 ______ ．
（5）实验室中用NaNO₂与氯化铵共热制取N₂，该反应体现了NaNO₂的 ______ 性，亚硝酸钠暴露于空气中会生成 ______ ，体现了NaNO₂的 ______ 性．

难度：较易

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2．氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题．
（1）下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值．

反应	大气固氮 N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）		工业固氮 N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）
温度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.8×10^-31	0.1	5×10⁸	0.507	0.152

①分析数据可知：大气固氮反应属于 ______ （填“吸热”或“放热”）反应．
②分析数据可知；人类不适合大规模模拟大气固氮的原因 ______ ．
③已知上述工业固氮反应的反应热△H=-92kJ/mol，1molN₂、1molH₂分子中的化学键断裂所吸收的能量分别为946kJ、436kJ，则N-H键断裂所吸收的能量为 ______ ．
（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N₂的平衡转化率在不同压强（P₁、P₂）下随温度变化的曲线，如图所示的图示中，正确的是 ______ （填“A”或“B”）；比较p₁、p₂的大小关系： ______ ．

难度：较易

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3．工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同的地方，又有区别．线路①、②、③是工业生产硝酸的主要途径，线路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电高能固氮过程中硝酸的生成途径．
（1）写出①步反应的化学方程式： ______ ．
（2）下列环境问题与NO₂的排放有关的是 ______ （填字母序号）．
A．赤潮 B．光化学烟雾 C．臭氧空洞D．温室效应 E．酸雨
（3）若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体5.6L（标准状况），则所消耗的硝酸的物质的量是 ______ ．

难度：较易

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4．制备氮化镁的装置示意图如图所示：

回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是 ______ ，a的名称是 ______ ，b的名称是 ______ ；
（2）写出NaNO₂和（NH₄）₂SO₄反应制备氮气的化学方程式 ______ ；
（3）C的作用是 ______ ，D的作用是 ______ ，是否可以把C和D的位置对调并说明理由 ______ ；
（4）写出E中发生反应的化学方程式 ______ ；
（5）请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象 ______ ．

难度：较易

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5． 2015年8月12日天津港的爆炸事故中，有700t氰化钠放在现场．NaCN为白色结晶颗粒（或粉末），熔点为563.7℃，沸点为1496℃，易溶于水，易水解，有剧毒．
回答下列问题：
（1）含NaCN的废液 ______ （填“能”或“不能”）直接排放．
（2）常温下，氰化钠能与双氧水反应，生成小苏打和某种碱性气体，大大降低其毒性，写出其反应的化学方程式： ______ ______ ．该反应中氧化剂的电子式为 ______ ．
（3）常见合成氰化钠的反应有以下三步：
①2Na+2M═2NaNH₂+H₂
②2NaNH₂+C $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Coverset%7B%C2%A0600%5E%7B%5Ccirc%7D%24C%20%C2%A0%7D%7B%20.%7D%7D%7B%C2%A0%7D$ Q+2H₂↑
③Q+C $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Coverset%7B%C2%A0800%5E%7B%5Ccirc%7D%24C%20%C2%A0%7D%7B%20.%7D%7D%7B%C2%A0%7D$ 2NaCN
反应中M、Q两物质的化学式分别为 ______ 、 ______ ，在反应②中，若生成1molH₂，则转移的电子数是 ______ ．

难度：较易

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6．

氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键．海洋中无机氮的循环过程可用如图表示．
（1）海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 ______ （填图中数字序号）．
（2）下列关于海洋氮循环的说法正确的是 ______ （填字母序号）．
a．海洋中存在游离态的氮
b．海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d．向海洋排放含NO₃^-的废水会影响海洋中NH₄⁺的含量
（3）有氧时，在硝化细菌作用下，NH₄⁺可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：
NH₄⁺+5O₂═2NO₂^-+ ______ H⁺+ ______ + ______
（4）有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响，下表为对10L人工海水样本的监测数据：

温度/℃	样本氨氮含量/mg	处理24h	处理48h
温度/℃	样本氨氮含量/mg	氨氮含量/mg	氨氮含量/mg
20	1008	838	788
25	1008	757	468
30	1008	798	600
40	1008	977	910

硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ______ ，在最佳反应温度时，48h内去除氨氮反应的平均速率是 ______ mg•L^-1•h^-1．
（5）为了避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响，需经处理后排放．图是间接氧化工业废水中氨氮（NH₄⁺）的示意图．

①结合电极反应式简述间接氧化法去除氨氮的原理： ______ ．
②若生成H₂和N₂的物质的量之比为3：1，则处理后废水的pH将 ______ （填“增大”、“不变”或“减小”），请简述理由： ______ ．

难度：较易

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7．科学家从化肥厂生产的（NH₄）₂SO₄中检出组成为N₄H₄（SO₄）₂的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以SO₄^2-和N₄H₄⁴⁺两种离子形式存在，植物的根系易吸收N₄H₄⁴⁺，但它遇到碱时，会生成一种形似白磷的N₄分子，N₄分子不能被植物吸收．
请回答下列问题：
（1）N₄和N₂的关系正确的是 ______ （填序号）．
A．同种单质 B．同位素 C．同分异构体 D．同素异形体
（2）N₄H₄（SO₄）₂______ （填“能”或“不能”）和草木灰混合施用．
（3）已知断裂1molN-N吸收167kJ热量，生成1molN N放出942kJ．写出N₄气体转变为N₂的热化学方程式： ______ ．
（4）已知白磷、NH₄⁺、N₄H₄⁴⁺的空间构型均为四面体，NH₄⁺的结构式为，白磷（P₄）的结构式为，请画出N₄H₄⁴⁺的结构式 ______ ．
（5）已知液氨中存在着平衡2NH₃⇌NH₄⁺+NH₂^-．科学家在液氨中加入氢氧化铯（CsOH）和特殊的吸水剂，使液氨中的NH₄⁺生成N₄分子和另一种单质气体，请写出液氨与氢氧化铯反应的化学方程式： ______ ．

难度：中等

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8．废水中的氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在．生物处理的方法是先将大多数有机态氮转化为氨态氮，然后通过进一步转化成N₂而消除污染．
生物除氮工艺有以下几种方法：
【方法一】在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中氨态氮转化为中间过渡形态的硝酸态氮和亚硝酸态氮；然后在缺氧条件下，利用反硝化菌，硝酸态氮和亚硝酸态氮被水中的有机物还原为氮气，见图中之①．反应过程为如下（注：有机物以甲醇表示；当废水中有机物不足时，需另外投加有机碳源）．
2NH₄⁺+3O₂═2HNO₂+2H₂O+2H⁺ 2HNO₂+O₂═2HNO₃
6NO₃^-+2CH₃OH→6NO₂^-+2CO₂+4H₂O 6NO₂^-+3CH₃OH→3N₂+3CO₂+3H₂O+6OH^-
【方法二】与方法一相比，差异仅为硝化过程的中间过渡形态只有亚硝酸态氮．见图中

请回答以下问题：
（1）NH₄⁺的空间构型为 ______ ．大气中的氮氧化物的危害有 ______ 和 ______ 等．
（2）方法一中氨态氮元素1g转化为硝酸态氮时需氧的质量为 ______ g．
（3）从原料消耗的角度说明方法二比方法一有优势的原因： ______ ．
（4）自然界中也存在反硝化作用，使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利，农业上通过松土作业，以防止反硝化作用．其原因是 ______ ．
（5）荷兰Delft大学Kluyver生物技术实验室试验确认了一种新途径．在厌氧条件下，以亚硝酸盐作为氧化剂，在自养菌作用下将氨态氮（氨态氮以NH₄⁺表示）氧化为氮气（见图中过程③）．其反应离子方程式为 ______ ．

难度：较易

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9．为了探究一氧化氮、二氧化氮、硝酸之间的相互转化，有同学设计了如下实验：如图将少量铜片装入小试管中，再加人适量稀硝酸，然后迅速将大试管倒扣在小试管外．将套好的大、小试管一起竖立在烧杯中，使水浸没大试管口．充分反应完后，通过弯玻璃管往大试管中吹人足量空气，并往烧杯中滴人几滴紫色石蕊试液．试回答：
（1）写出铜片溶于稀硝酸的离子方程式 ______
（2）吹入空气前小试管中的现象是铜片逐渐溶解．溶液变蓝色及 ______
（3）假设小试管中加入了0.192g铜片和5mL浓度为2mol/L的稀硝酸，则充分反应后小试管内溶液中NO₃^-物质的量浓度为 ______ mol/L（忽略溶液体积变化）．
（4）若将水换成氢氧化钠溶液，实验过程中生成的一种红棕色气体会与它发生反应，生成两种钠
盐和水，且氧化产物与还原产物的物质的量相等，试写出该反应的离子方程式 ______
（5）将等质量的铜片分别与等体积过量的浓、稀硝酸反应（假设溶液体积不变所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色．某同学认为可能是Cu²浓度的差异引起的，你认为是否正确？ ______ （填“正确”或“不正确”），理由是 ______ ．

难度：较易

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10．氮可以形成多种化合物，如NH₃、N₂H₄、HCN、NH₄NO₃等．
（1）用次氯酸钠氧化氨，可以得到N₂H₄的稀溶液，该反应的化学方程式是 ______ ．
（2）污水中的NH₄⁺可以用氧化镁处理，发生如下反应：
MgO+H₂O⇌Mg（OH）₂
Mg（OH）₂+2NH₄⁺⇌Mg²⁺+2NH₃•H₂O．
①温度对氮处理率的影响如图1所示．在25℃前，升高温度氮去除率增大的原因是 ______ ．
②剩余的氧化镁，不会对废水形成二次污染，理由是 ______ ．
（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理在硝化细菌的作用下将NH₄⁺氧化为NO₃^-（2NH₄⁺+3O₂═2HNO₂+2H₂O+2H⁺；2HNO₂+O₂═2HNO₃）．

然后加入甲醇，甲醇和NO₃^-反应转化为两种无毒气体．
①上述方法中，14g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为 ______ g．
②写出加入甲醇后反应的离子方程式： ______ ．
（4）甲醇燃料电池的工作原理如图2所示，则该电池负极的电极反应式为 ______ ．

难度：较易

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