【化学】化学氮及其化合物的专项培优练习题(含答案)及答案解析

【化学】化学氮及其化合物的专项培优练习题(含答案)及答案解析一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）1．人类农业生产离不开氮肥，科学合理使用氮肥，不仅能提高化肥的使用率，而且能够更好地保护环境，请回答下列问题：(1)将N2转化为含氮化合物的过程称为固氮①人工固氮，将N2→NH3， N2发生_________反应②自然界固氮，可将少量N2转化为Ca(NO3)2等氮肥，转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去)：N2→NO→NO2→HNO3M−−→Ca(NO3)2。

写出NO→NO2→HNO3的化学方程式__________、__________。

将HNO3转化为Ca(NO3)2，列举三种不同类别．．．．．．的化合物M_______(写化学式)。

(2)科学合理地保存、施用氮肥① NH4HCO3需阴凉处保存，原因是__________(写化学方程式)。

②铵态氮肥不能与碱性肥料混合使用，以NH4Cl为例写出发生反应的离子方程式________。

(3)过渡施用氮肥将导致大气中NH3含量增高，加剧雾霾的形成。

(NH4)2SO4是雾霾的成分之一，其形成过程如下图所示(转化所需试剂及条件已略去)：① X可能是______、_______。

Y是___________。

②尿素CO(NH2)2是一种常用化肥，缓慢与H2O发生非氧化还原反应释放出NH3则尿素中C 元素化合价为__________。

【答案】还原 2NO + O2= 2 NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO CaO、Ca(OH)2、CaCO3NH4HCO3ΔNH3↑+CO2↑+ H2O NH4＋+ OH－= NH3↑+ H2O SO3 H2SO3 H2SO4 +4【解析】【分析】本题主要考察含N物质的化学性质，运用所学知识答题即可。

【详解】（1）①N2→NH3，N的化合价由0变为了-3，则N2作氧化剂，发生还原反应；②NO→NO2的化学方程式为：2NO+O2=2NO2；NO2→HNO3的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；HNO3M−−→Ca(NO3)2，M可以是CaO、Ca(OH)2、CaCO3；（2）①NH4HCO3需阴凉处保存，是因为该物质对热不稳定，受热易分解，相关的化学方程式为：NH4HCO3ΔNH3↑+CO2↑+H2O；②该离子方程式为：NH 4++OH -=NH 3↑+H 2O ；（3）①根据图可知，Y 为H 2SO 4；在自然环境中，SO 2变为H 2SO 4的途径有两种：2H O [O]2324SO SO H SO −−→−−−→、22H O O 22324SO H SO H SO −−−→−−→，故X 为SO 3或H 2SO 3；②尿素CO(NH 2)2缓慢与H 2O 发生非氧化还原反应释放出NH 3，说明尿素中N 呈-3价，由于O 呈-2价，H 呈+1价，故可算得C 呈+4价。

2．2016年10月17日7时30分，我国“神舟十一号”载人飞船顺利升入太空。

此次火箭的主要燃料是偏二甲肼（C 2N 2H 8）和一种氮的氧化物（用R 表示），当火箭发射时，这两种燃料会剧烈反应产生大量气体，并释放出大量的热，化学方程式如下（已配平）：C 2N 2H 8+2R=3N 2↑+4H 2O+2CO 2↑（1）R 的化学式是___；已知偏二甲肼中N 元素显-2价，H 元素显+1价，由此推断，C 元素的化合价是___。

（2）该反应的还原剂是___，被还原的元素是___。

（3）若反应生成22.4LCO 2（标准状况），则反应转移电子___mol 。

（4）火箭发射时，尾部向下喷出的气体会有明显的红棕色，该红棕色气体的化学式可能是___。

（5）高铁酸钠（Na 2FeO 4）是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂。

Na 2FeO 4能给水消毒利用的是___性。

用Na 2FeO 4给水消毒、杀菌时得到的Fe 3+可以净水，其净水原理与明矾相同，Fe 3+净水原理是___（用简要的文字叙述）。

【答案】N 2O 4 -2 C 2N 2H 8 N 2O 4 8 NO 2 氧化性 Fe 3+是弱碱阳离子，能结合水电离出的氢氧根生成Fe （OH ）3胶体，可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降【解析】【分析】（1）化学方程式C 2N 2H 8+2R=3N 2↑+4H 2O+2CO 2↑，由原子守恒可得R 的化学式； （2）该反应中N 2O 4中的N 元素从+4价下降到0价，C 2N 2H 8中C 和N 的化合价升高，可以判断出氧化剂和还原剂；（3）标准状况下22.4LCO 2的物质的量是1mol ，生成1molCO 2时，有1molN 2O 4被还原，可以求出转移电子数；（4）火箭的燃料是两种组分，偏二甲肼和四氧化二氮，四氧化二氮是无色的气体，四氧化二氮在温度升高时会很快的分解为红棕色的二氧化氮气体；（5）Na 2FeO 4中铁是铁元素的最高价态，有很强的氧化性。

【详解】（1）化学方程式C 2N 2H 8+2R=3N 2↑+4H 2O+2CO 2↑，由原子守恒可知，R 的化学式为：N 2O 4；已知偏二甲肼C 2N 2H 8中N 元素显-2价，H 元素显+1价，设C 的化合价为x ，则有2x+8-2×2=0，解得x=-2，C 元素的化合价是-2；（2）该反应中N 2O 4中的N 元素从+4价下降到0价，C 2N 2H 8中C 和N 的化合价升高，故该反应的还原剂是C 2N 2H 8，氧化剂是N 2O 4；（3）标准状况下22.4LCO 2的物质的量是1mol ，生成1molCO2时，有1molN 2O 4被还原，N 2O 4被还原为N 2，得8个电子，1mol N2O4得8电子，故转移8mol 电子；（4）火箭的燃料是两种组分，偏二甲肼和四氧化二氮，四氧化二氮是无色的气体，四氧化二氮在温度升高时会很快的分解为红棕色的二氧化氮气体，故该红棕色气体的化学式可能是NO 2；（5）化合物中化合价的代数和为0，Na 2FeO 4中钠元素为+1价，氧元素为-2价，故铁元素为+6价；+6价的铁是铁元素的最高价态，有很强的氧化性，可用于杀菌消毒；杀菌时得到的Fe 3+是弱碱阳离子，能结合水电离出的氢氧根生成Fe （OH ）3胶体，可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降。

3．原子序数由小到大排列的四种短周期主族元素X 、Y 、Z 、W ，其中X 、Z 、W 与氢元素可组成XH 3、H 2Z 和HW 共价化合物；Y 与氧元素可组成Y 2O 和Y 2O 2离子化合物。

（1）写出Y 2O 2的电子式：__，其中含有的化学键是__。

（2）将ZO 2通入品红溶液再加热的现象是__。

（3）写出X 的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与铜反应的化学方程式__。

（4）XH 3、H 2Z 和HW 三种化合物，其中一种与另外两种都能反应的是_(填化学式)。

（5）由X 、W 组成的化合物分子中，X 、W 原子的最外层均达到8电子稳定结构，该化合物遇水可生成一种具有漂白性的化合物，试写出反应的化学方程式__。

【答案】 离子键、共价键 品红先褪色，加热后恢复红色 3Cu+8HNO 3=3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O NH 3 NCl 3＋3H 2O=3HClO ＋NH 3【解析】【分析】原子序数由小到大排列的四种短周期元素X 、Y 、Z 、W ，Y 与氧元素可组成Y 2O 和Y 2O 2的离子化合物，Y 为Na(因原子序数关系，Y 不可能为H)，其中X 、Z 、W 与氢元素可组成XH 3、H 2Z 和HW 共价化合物，可知X 为N ，Z 为S ，W 为Cl ，以此解答。

【详解】由上述分析可知，X 为N ，Y 为Na ，Z 为S ，W 为Cl ，（1）Na 2O 2为Na +与2-2O 组成的离子化合物，2-2O 中含有共价键，以此Na 2O 2的电子式为：；所含化学键为：离子键、共价键；（2）SO 2具有漂白性，能够漂白品红溶液，但其漂白过程具有可逆性，若加热漂白后的品红溶液，则溶液恢复至红色，故答案为：品红先褪色，加热后恢复红色；（3）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，其化学方程式为：3Cu+8HNO 3=3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O ；（4）NH 3为碱性气体，H 2S 、HCl 为酸性气体，NH 3能够与H 2S 、HCl 发生化学反应； （5）N 原子最外层电子数为5，Cl 原子最外层电子数为7，由N 、Cl 组成的化合物分子中，N 、Cl 原子的最外层均达到8电子稳定结构，则该化合物为NCl 3，其中N 为-3价，Cl 为+1价，NCl 3与水反应生成一种具有漂白性的化合物，该化合物为HClO ，其反应方程式为：NCl 3＋3H 2O=3HClO ＋NH 3。

【点睛】对于NCl3中元素化合价解释：根据鲍林电负性标度，氮的电负性为3.04，氯的电负性为3.16，说明氯的电负性稍大于氮，根据一般性规则，电负性大的显负价，但根据实验证实NCl3的水解反应方程式应当如下：第一步：NCl3+H2O→NH3+HClO(未配平)，由于HClO的强氧化性，再发生第二步反应：NH3+HClO→N2+HCl+H2O(未配平)，可见由理论推出的观点与实验事实是不相符的。

NCl3中元素化合价可根据以下原理解释：氮和氯的电负性差值并不大，而氮原子的半径相对于氯原子来说要小得多，因此共用电子相对应当更偏向于氮，使得氮显-3价，氯显+1价。

4．已知A、B、C、D为气体，其中A为黄绿色，D极易溶于水，形成的溶液可使酚酞变红，它们之间的转化关系如下图①所示：（1）将气体B点燃，把导管伸入盛满气体A的集气瓶，反应过程中的实验现象有_________（填序号）①放热②黄绿色褪去③瓶口有白雾④瓶口有白烟⑤安静燃烧，发出黄色火焰⑥安静燃烧，发出苍白色火焰（2）实验室制D的化学方程式为__________________________________。

（3）实验室可用如上图②所示装置收集D，下列叙述正确的是__________（填序号）。

①D气体不能用排水法收集②干燥管里盛有碱石灰③图②中的a为干棉花团，其作用是防止氨气逸出（4）气体D催化氧化的化学方程式为_________________________________。

（5）物质E的化学式是_______；E在下列物质分类中所属的物质种类是_______（填序号）。

①电解质②化合物③混合物④纯净物⑤非电解质⑥盐检验物质E中阳离子的操作方法______________________________________【答案】①②③⑥ Ca(OH)2+2NH4Cl加热CaCl2+H2O+2NH3↑①②4NH3+5O2加热催化剂4NO+6H2O NH4Cl ①②④⑥取E少许于试管，加入浓NaOH溶液，加热，生成无色有刺激性气味的气体，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变为蓝色，证明E中有NH4+【解析】【分析】为黄绿色气体，应为Cl2，D极易溶于水，形成的溶液可使酚酞变红，应为NH3，A、B、C、D为气体，则B是H2，C是HCl，所以E是NH4Cl，结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题。