《2025年零失误分层训练高中化学必修第二册人教版黑吉辽内蒙古专版》

10.【题型二】研究氮及其化合物的性质,可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价-物质类别关系如图。

回答下列问题:
(1)在催化剂和加热的条件下,物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应,化学方程式是$4NH₃+5O₂\overset{催化剂}{\underset{\triangle}{=\!=\!=}}4NO+6H₂O$。
(2)在加热条件下,物质C的浓溶液与碳单质反应,写出反应的化学方程式:C+4HNO₃(浓$)\overset{\triangle}{=\!=\!=}CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O$。
(3)实验室中,检验溶液中含有$NH_4^+$的操作方法是取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有NH₄⁺。
(4)物质B为红棕色气体,写出该物质与水反应的离子方程式:3NO₂+H₂O═2H⁺+2NO₃⁻+NO,当反应消耗$3.36\ L$(标准状况)物质B时,转移电子的物质的量为0.1$mol$。
(5)写出一个人工固氮的化学反应方程式:$N₂+3H₂\overset{催化剂}{\underset{高温、高压}{\rightleftharpoons}}2NH₃($合理即可)。
(6)Cu与一定浓度的硝酸溶液反应生成NO时的离子反应方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃⁻═3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑。

答案： $10.(1)4NH₃+5O₂\overset{催化剂}{\underset{\triangle}{=\!=\!=}}4NO+6H₂O (2)C+4HNO₃($浓$)\overset{\triangle}{=\!=\!=}CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O (3)$取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有$NH₄⁺ (4)3NO₂+H₂O═2H⁺+2NO₃⁻+NO 0.1 (5)N₂+3H₂\overset{催化剂}{\underset{高温、高压}{\rightleftharpoons}}2NH₃($合理即可)
(6)3Cu+8H⁺+2NO₃⁻═3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑[提示：根据图示信息可知，A为NH₃，B为红棕色气体，则为二氧化氮，C为硝酸。
(1)在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是氨气的催化氧化，生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：$4NH₃+5O₂\overset{催化剂}{\underset{\triangle}{=\!=\!=}}4NO+6H₂O。$
(2)在加热条件下，物质C为硝酸，硝酸的浓溶液与碳单质反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为：C+4HNO₃(浓$)\overset{\triangle}{=\!=\!=}CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O。$
(3)实验室中，检验溶液中含有NH₄⁺的操作方法是：取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有NH₄⁺。
(4)物质B为NO₂，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式为：3NO₂+H₂O═2H⁺+2NO₃⁻+NO，反应中氮元素化合价由+4价变为+5价和+2价，3mol二氧化氮反应电子转移总数为2mol，当反应消耗3.36L(标准状况)物质B时，$n(B)=\frac{3.36L}{22.4L·mol⁻¹}=0.15mol，$转移电子的物质的量为$\frac{0.15mol×2}{3}=0.1mol。$
(5)常见的人工固氮是合成氨。
(6)Cu与稀硝酸反应生成的是NO。]

11.【题型一、二】自然界中存在很多物质循环过程。下图是自然界中氮循环示意图,请回答下列问题:

(1)自然界中的固氮和人工固氮的共同点是什么?
(2)硝化细菌可以将氨氧化成亚硝酸,请配平该反应:2$NH_3$+3$O_2 \overset{硝化细菌}{=} $2$HNO_2$+2$H_2O$,其中还原产物为HNO₃和H₂O。
(3)根据循环图判断下列说法不正确的是 (a)
a. 氮元素均被氧化
b. 含氮无机物和含氮有机物可相互转化
c. 工业合成氨属于人工固氮
d. 模拟生物固氮是人工固氮发展的方向

答案： 11.
(1)将游离态的氮转化为化合态的氮。(或将氮气转化为氮的化合物)
(2)2 3 2 2 HNO₃和H₂O
(3)a

12.【题型二】(2025·湖南长沙雅礼中学月考)
(1)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:
$NO_2 + NO + 2NaOH = 2NaNO_2 + H_2O$;
$2NO_2 + 2NaOH = NaNO_2 + NaNO_3 + H_2O$。
①现有$V\ L$某NaOH溶液,能完全吸收$n\ mol\ NO_2$和$m\ mol\ NO$组成的大气污染物。所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为$\frac{n+m}{V}$$mol/L$。
②若所得溶液中$c(NO_3^-) : c(NO_2^-) = 1 : 9$,则原混合气体中$NO_2$和NO的物质的量之比$n : m =$3:2。
(2)实验室制取$NO_2$的化学方程式为Cu+4HNO₃(浓)═Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O。
将一容积为$40\ mL$的充满NO的试管倒扣于水槽中,然后向试管中通入一定量的$O_2$,试管中恰好充满液体时,通入的$O_2$的体积为30$mL$。
(3)将另一支充满$NO_2$和$O_2$的混合气的试管倒扣于水槽中,若假设生成的溶质不向外扩散,且为标准状况,则所得溶液的物质的量浓度范围约为0.036～0.045$mol/L$。

答案： $12.(1)①\frac{n+m}{V} ②3:2 (2)Cu+4HNO₃($浓)═Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O 30
(3)0.036～0.045[提示：
(1)①NO₂与NaOH发生的反应为：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，每2molNO₂消耗2molNaOH，物质的量之比为1:1。NO按物质的量之比1:1混合时，发生的反应为：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，每1molNO和1molNO₂消耗2molNaOH，即1mol气体消耗1molNaOH。总反应：无论NO和NO₂比例如何，1mol气体都消耗1molNaOH。NO₂和NO的总物质的量为(n+m)mol，故NaOH的物质的量浓度为$\frac{n+m}{V}mol/L。$②依据原混合气体中NO₂与NO的物质的量之比守恒分析：总N原子的物质的量为(n+m)mol，溶液中c(NO₃⁻):c(NO₂⁻)=1:9，则$n(NO₃⁻)=\frac{1}{10}(n+m)mol，$$n(NO₂⁻)=\frac{9}{10}(n+m)mol，$反应拆分：假设xmolNO与xmolNO₂按1:1反应生成NaNO₂，剩余(n-x)molNO₂单独反应：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，剩余的NO₂生成$\frac{n-x}{2}molNO₃⁻$和$\frac{n-x}{2}molNO₂⁻，$则有$\frac{9}{10}(n+m)=2x+\frac{n-x}{2}，$结合m=x，可得$x=\frac{2n}{3}，$可推出n:m=3:2。
(2)实验室制取NO₂是利用铜与浓硝酸反应：Cu+4HNO₃(浓)═Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O。向充满NO的试管中通入O₂，发生反应：4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃，NO与O₂的体积比为4:3，故O₂体积为：$\frac{3}{4}×40mL=30mL。$
(3)极端情况：①O₂过量，发生反应：4NO₂+O₂+2H₂O═4HNO₃，有：$c_min=\frac{4}{5×22.4}mol/L≈0.036mol/L；$②气体全是NO₂，发生反应：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，有：$c_max=\frac{1}{22.4}mol/L≈0.045mol/L。$]

13.【题型一】制备氮化镁的装置示意图如下:

回答下列问题:
(1)检查装置气密性的方法是微热b，若G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好,a的名称是分液漏斗,b的名称是圆底烧瓶。
(2)写出$NaNO_2$和$(NH_4)_2SO_4$反应制备氮气的化学方程式:$(NH₄)₂SO₄+2NaNO₂\overset{\triangle}{=\!=\!=}2N₂↑+Na₂SO₄+4H₂O$。
(3)装置C的作用是除去氧气(及氮氧化物),装置D的作用是除去水蒸气,是否可以把C与D的位置对调并说明理由:不能，对调后无法除去水蒸气。
(4)写出E中发生反应的化学方程式:$N₂+3Mg\overset{高温}{=\!=\!=}Mg₃N₂$。

答案： 13.
(1)微热b，若G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶$ (2)(NH₄)₂SO₄+2NaNO₂\overset{\triangle}{=\!=\!=}2N₂↑+Na₂SO₄+4H₂O (3)$除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气$ (4)N₂+3Mg\overset{高温}{=\!=\!=}Mg₃N₂$