高中化学必修1第4章 第4节 第1课时

高中化学必修1第4章 第4节 第1课时

第四章　第四节　第1课时 一、选择题 ‎1．(2015·广东省汕头市金山中学高二月考)起固氮作用的化学反应是(　　)‎ A．NO2溶于水生成HNO3‎ B．硝酸工厂用NH3氧化制NO C．雷雨时空气中的N2转化为NO D．由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵 ‎【解析】　氮的固定是指将游离态的氮转化为含氮化合物的过程。‎ ‎【答案】　C ‎2．(2015·河北省邯郸市高一期末)下列气体中既可用浓硫酸干燥，又可用固体氢氧化钠干燥的是(　　)‎ A．NH3　 B．H2　　　‎ C．Cl2　　　 D．SO2‎ ‎【解析】　A．氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵，所以氨气不能用浓硫酸干燥，错误；B.氢气与氢氧化钠、浓硫酸都不发生反应，所以可以用浓硫酸和氢氧化钠固体干燥，正确；C.氯气与氢氧化钠反应，所以氯气不能用氢氧化钠固体干燥，错误；D.二氧化硫是酸性氧化物，与氢氧化钠反应，所以二氧化硫不能用氢氧化钠固体干燥，错误。答案选B。‎ ‎【答案】　B ‎3．(2015·山东省东营市一中高一三模)实验室可用如图所示的装置干燥、储存气体R，多余的气体可用水吸收，则R是(　　)‎ A．NO2 B．NO C．SO2 D．NH3‎ ‎【解析】　该装置的收集装置是利用向下排空气法收集，则收集的气体密度应小于空气密度，且和氧气不反应，尾气处理装置中用水吸收气体，说明该气体易溶于水。A.NO2气体的密度大于空气，应采用向上排空气法收集，故A不合题意；B.NO和氧气能反应生成二氧化氮，所以不能用排空气法收集，故B不合题意；C.SO2气体的密度大于空气，应采用向上排空气法收集，故C不合题意；D.氨气的密度小于空气，常温下和氧气不反应，且极易溶于水，所以可以用水吸收尾气，故D正确。‎ ‎【答案】　D ‎【点评】　‎ 本题考查了气体的收集和尾气处理，难度不大。解题时应注意根据题目所给的装置，结合各种气体的物理性质综合分析。‎ ‎4．(2015·江西省奉新县一中高一期末)在如图所示的烧瓶中充满干燥气体a，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体b。下列a与b的组合中，不可能形成喷泉的是(　　)‎ A．NO2和H2O B．SO2和NaOH溶液 C．NH3和H2O D．CH4、Cl2混合气和饱和食盐水 ‎【解析】　形成喷泉实验的主要原理是形成内外压强差，A.NO2和H2O反应导致气体减少，能产生压强差形成喷泉；B.SO2和NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水，气体减少，能产生压强差形成喷泉；C.NH3极易溶于水，导致烧瓶内气压降低，能形成喷泉；D.CH4、Cl2混合气体均难溶于饱和食盐水，不能产生内外压强差，无法形成喷泉，选D。‎ ‎【答案】　D ‎5．(2015·大连市二十中高一期末)已知X、Y、Z、W(含同一元素)有如下所示转化关系，且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是(　　)‎ XYZW A．N2 B．NO2‎ C．NH3 D．NO ‎【解析】　根据题意可知X、Y、Z、W(含同一元素)有如下所示转化关系，且均为N元素及其化合物，且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是NH3，发生反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；且HNO3＋NH3===NH4NO3。‎ ‎【答案】　C ‎6．(2015·山西省曲沃中学高一期末)右图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶管的胶头，下列与实验事实不相符的是(　　)‎ A．NH3(H2O含石蕊)　蓝色喷泉 B．HCl(H2O含石蕊)　红色喷泉 C．Cl2(饱和食盐水)　无色喷泉 D．CO2(NaOH溶液)　无色喷泉 ‎【解析】　氨气易溶于水，溶液呈碱性，能使石蕊试液呈蓝色；氯化氢易溶于水，溶液呈酸性，能使石蕊试液呈红色；氯气不溶于饱和食盐水，不能形成喷泉；二氧化碳易溶于氢氧化钠溶液，形成无色喷泉。‎ ‎【答案】　C ‎7．检验铵盐溶液的方法是：将待测物质取出少量，放在试管中，然后(　　)‎ A．加热，用湿润的红色石蕊试纸置于试管口检验 B．加强碱溶液后加热，再滴入无色酚酞试液 C．加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口检验 D．加烧碱溶液后加热，再用湿润的红色石蕊试纸置于试管口检验 ‎【解析】　检验铵盐与碱共热放出碱性气体，使指示剂变色的方法。A、C错，并非所有铵盐加热分解都产生NH3。B错，加碱共热后，NH3已跑出。‎ ‎【答案】　D ‎8．(2015·经典习题选萃)(双选)有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中，正确的是(　　)‎ A．氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验 B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验 C．铵盐的水溶性是实验中用NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取氨气的原因 D．NH3·H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气 ‎【解析】　A项正确，正是由于氨气易溶于水，形成负压，大气压将水迅速压入才形成喷泉；氨气与氯化氢的反应不是氧化还原反应，B项错误；C项错误，实验室用NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取氨气是利用强碱制取弱碱，与氨的水溶性无关；D项正确，同时，也可以用浓氨水中加入生石灰或固体氢氧化钠的方法来制取少量氨气。‎ ‎【答案】　AD ‎9．下面的反应中，氨作为氧化剂参加反应的是(　　)‎ A．NH3＋H3PO4===NH4H2PO4‎ B．2NH3＋2Na===2NaNH2＋H2‎ C．8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2‎ D．4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎【解析】　氨作为氧化剂参加反应时为NH3分子中氢的化合价降低。此题涉及的反应较为特殊。‎ ‎【答案】　B ‎10．(2015·湖北省咸宁市高一期末)标准状况下，在三个烧瓶内分别装有纯净干燥的NH3、含一半空气的氯化氢气体、NO2和O2体积比为4︰1的混合气体。然后分别做喷泉实验，实验结束后假设三个烧瓶中所得溶液不扩散，则它们的物质的量浓度之比为(　　)‎ A．2︰1︰2 B．5︰5︰4‎ C．1︰1︰1 D．无法确定 ‎【解析】　设容器的体积为V L，NH3溶于水后溶液会充满烧瓶，此时溶液的物质的量浓度为：(V/22.4)÷V＝1/22.4 mol ‎/L；含一半空气的氯化氢气体溶于水后溶液只能到烧瓶的一半，此时溶液的物质的量浓度为：(0.5V/22.4)÷(0.5V)＝1/22.4 mol/L；NO2和O2体积比为4︰1的混合气体溶于水发生的反应为：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则溶液的溶质的物质的量为：0.8V/22.4，溶液物质的量浓度为0.8V/22.4÷V＝0.8/22.4 mol/L，物质的量浓度之比为：1/22.4︰1/22.4︰0.8/22.4＝5︰5︰4，选B。‎ ‎【答案】　B 二、非选择题 ‎11．(1)在1 L 1 mol·L－1的氨水中(　　)‎ A．含有1 mol NH3分子 B．含有NH3和NH物质的量之和为1 mol C．含1 mol NH3·H2O D．含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1 mol ‎(2)①NH3能进行喷泉实验的原因是_________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________________。‎ ‎②喷泉实验成功的关键是__________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)充分利用守恒思想，利用氮原子守恒去分析。NH3溶于水形成氨水，溶质是NH3，NH3溶于水时有如下反应：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，所以氨水中存在H2O、NH3、NH3·H2O、NH、OH－等诸多粒子，根据氮原子守恒，可知答案为D。‎ ‎(2)因为NH3极易溶于水，所以少量水即可使烧瓶内的NH3全部溶解导致密闭烧瓶内气压迅速减小，由于烧瓶内外气体压强差较大，因此烧杯内的水会自动喷出，形成喷泉。‎ ‎【答案】　(1)D ‎(2)①NH3极易溶于水　②a.装置气密性良好；b.烧瓶充满气体；c.烧瓶要干燥 ‎12．(2015·高考广东理综)NH3及其盐都是重要的化工原料。‎ ‎(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。‎ ‎(2)按下图装置进行NH3性质实验。‎ ‎①先打开旋塞1，B瓶中的现象是________，原因是_____________________________ ___________________，稳定后，关闭旋塞1。‎ ‎②再打开旋塞2，B瓶中的现象是____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】　(1)ACG ‎(2)①出现白烟　A瓶压强比B瓶大，HCl进入B瓶与NH3反应生成NH4Cl固体小颗粒。‎ ‎②烧瓶中液体倒吸入B瓶，且紫色石蕊溶液变红。‎ ‎13．(2015·北京市昌平区高一期末)氮的循环涉及到多种化学物质。(下图中的W、M、X、Y、Z均是化学物质)‎ ‎(1)由N2→X是工业合成氨的反应，写出其化学方程式__________________________。‎ ‎(2)写出Y、M的化学式____________、____________。‎ ‎(3)X可与HNO3反应，产物可用作氮肥，写出X与HNO3反应的化学方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)某同学利用下图装置将氨气与氧化铜反应，验证氨气的性质并验证部分产物(部分未画出)‎ 发现反应确实能发生，且反应后得到三种物质，其中有两种单质。‎ 请回答下列问题：‎ ‎①实验室制取氨气的化学方程式是______________________________。‎ ‎②从氨中N元素的化合价角度看，该同学想证明的是氨的________性质，实验中观察到的________现象则能够证明氨具有这个性质。‎ ‎③B装置的作用是_____________________________________________________。‎ ‎④A中反应的化学方程式是_____________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂和高温高压下反应制得，其化学方程式为：N2＋3H22NH3；(2)W为H2，X为NH3，则氨气的催化氧化得到Y为NO，NO氧化得到Z为NO2，NO2与M(H2O)反应生成硝酸；(3)NH3与HNO3‎ 反应的化学方程式：NH3＋HNO3===NH4NO3；(4)①实验室利用氯化铵与熟石灰共热制取氨气，其化学方程式是：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；②氨气与氧化铜反应生成铜、氮气和水，从氨中N元素从－3价变为0价的角度看，该同学想证明的是氨的还原性，实验中观察到：A中黑色粉状固体逐渐变成亮红色固体，则能够证明氨的还原性；③B装置装有无水硫酸铜的干燥管，其作用是验证氨气和氧化铜反应后产物中的水；④根据题目可知A中反应的化学方程式是2NH3＋3CuON2↑＋3H2O。‎ ‎【答案】　(1)N2＋3H22NH3‎ ‎(2)NO、H2O ‎(3)NH3＋HNO3===NH4NO3‎ ‎(4)①2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ‎②还原性；A中黑色粉状固体逐渐变成亮红色固体 ‎③验证氨气和氧化铜反应后产物中的水。‎ ‎④2NH3＋3CuON2↑＋3Cu＋3H2O ‎14．(2015·福建省龙岩市非一级达标校高一期末)哈伯因为氨气的合成曾获1918年诺贝尔奖。‎ ‎(1)写出实验室由NH4Cl和Ca(OH)2加热制取氨气的化学方程式：______________________________；检验氨气已收集满的方法是：用湿润的________色石蕊试纸靠近集气瓶口，现象为试纸变为________色。‎ ‎(2)用下图装置进行喷泉实验，若在水中加入酚酞，得到红色喷泉。该实验体现了氨气的两个重要性质分别是________________、________________。‎ ‎(3)自然界中固氮过程很多。打雷时发生的固氮反应方程式为__________________________；‎ ‎(4)氨气是制取硝酸的基本原料。‎ ‎①请写出氨催化氧化生成为NO的方程式________________；‎ ‎②产物NO能发生下列反应：aNO＋bO2＋cH2O===dHNO3‎ 从电子得失相等角度分析可知a︰b＝________。‎ ‎【解析】　(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙反应制取氨气，化学方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。检验氨气用湿润的红色石蕊试纸，现象为试纸变蓝色。(2)由于氨气极易溶于水，溶于水后造成烧瓶中气体压强减少，在外加大气压条件下，水被压入烧瓶而形成喷泉，且其水溶液显碱性，所以能形成红色的喷泉。(3)打雷过程中伴随有放电过程，氮气和氧气在放电条件下反应生成一氧化氮，方程式为：N2＋O22NO。(4)①氨催化氧化是氨气在催化剂存在下被氧气氧化成一氧化氮和水，方程式为：4NH3＋5O24NO＋6H2O。②根据化合价分析，一氧化氮中氮元素化合价为＋2，升高到硝酸中的＋5，升高3价，氧气中的氧元素化合价从0降低到－2，每个氧气降低4价，根据电子得失相等，所以a︰b＝4︰3。‎ ‎【答案】　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；红；蓝 ‎(2)易溶于水，水溶液显碱性 ‎(3)N2＋O22NO ‎(4)①4NH3＋5O24NO＋6H2O　②4︰3‎ ‎15．已知A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，其中F是能使红色湿润石蕊试纸变蓝的气体，它们之间能发生如下反应 ‎①A＋H2O→B＋C　②C＋F→D ‎③D＋NaOHF＋E＋H2O ‎(1)写出它们的化学式：C__________、D__________、E________。‎ ‎(2)写出各步反应的离子方程式 ‎①_____________________________________________________________________，‎ ‎③_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)工业生产C的过程中有如下一步反应，即F经催化氧化生成B和H2O，写出该步反应的化学方程式_______________________________________________________________。‎ ‎【解析】　根据题意“F是能使红色湿润石蕊试纸变蓝的气体”可知F是NH3，再结合已知和反应关系可知C为HNO3，D为NH4NO3，E为NaNO3，A为NO2，B为NO。‎ ‎【答案】　(1)HNO3　NH4NO3　NaNO3‎ ‎(2)①3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO ‎③NH＋OH－NH3↑＋H2O ‎(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎16．10.7 g氯化铵与足量氢氧化钙混合共热，最多可制得：‎ ‎(1)NH3的物质的量是多少？‎ ‎(2)将制得的氨气全部溶于水制成2 L溶液，所得氨水物质的量浓度为多少？‎ ‎【解析】　(1)‎ ‎2NH4Cl ＋ Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ‎2×53.5 g 2 mol ‎10.7 g n(NH3)‎ n(NH3)＝0.2 mol ‎(2)＝0.1 mol/L ‎【答案】　(1)0.2 mol　(2)0.1 mol·L－1 ‎