2023春新教材高中化學第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第2節(jié)氮及其化合物第1課時氮氣與氮的固定一氧化氮和二氧化氮課后提能訓練新人教版

第五章第二節(jié)第1課時A組·基礎達標1．下列反應不屬于氮的固定反應的是()A．N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2 B．N2＋3H2eq\o(?,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3C．2NO＋O2=2NO2 D．N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NO【答案】C【解析】將氮單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮，屬于氮的固定，不符合要求的是C。2．下列關(guān)于氮氣性質(zhì)的說法中，錯誤的是()A．氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在B．Mg可以在N2中燃燒生成Mg3N2C．N2可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D．大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進行著氮的循環(huán)【答案】C【解析】通常情況下，氮氣性質(zhì)很不活潑，但在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應。3．下列關(guān)于氮的氧化物的說法中，正確的是()A．氮的氧化物都是酸性氧化物B．氮的氧化物都既有氧化性，又有還原性C．NO2與H2O反應生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物D．NO和NO2均有毒【答案】D【解析】NO、NO2等都不是酸性氧化物，A、C均錯誤；N2O5中氮元素為最高價，只有氧化性，B錯誤。4．發(fā)射衛(wèi)星的運載火箭，其推進劑引燃后發(fā)生劇烈反應，產(chǎn)生大量高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后產(chǎn)生的高溫氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均為無色，但在衛(wèi)星發(fā)射場看到火箭噴出大量紅煙，產(chǎn)生紅煙的原因是()A．高溫下N2遇空氣生成NO2B．NO遇空氣生成NO2C．CO2與NO反應生成CO和NO2D．NO與H2O反應生成H2和NO2【答案】B【解析】NO是一種極易被空氣中O2氧化的氣體，產(chǎn)物是紅棕色氣體NO2。5．按如下圖進行實驗，試管內(nèi)裝有12mLNO，然后間歇而緩慢地通入8mLO2，下面有關(guān)實驗最終狀態(tài)的描述正確的是()A．試管內(nèi)氣體呈紅棕色 B．試管內(nèi)氣體為無色的NOC．試管內(nèi)氣體為無色的O2 D．試管內(nèi)充滿了液體【答案】B【解析】在裝有NO的試管內(nèi)通入O2時依次發(fā)生反應2NO＋O2=2NO2，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，將二者整理后相加得總反應為4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，由于eq\f(12mL,8mL)＝eq\f(3,2)＞eq\f(4,3)，即NO過量，試管內(nèi)剩余氣體為無色的NO，液體未充滿試管。6．某無色混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種?，F(xiàn)將此混合氣體通過品紅溶液，品紅溶液褪色；然后向剩余氣體中通入空氣，很快變?yōu)榧t棕色。則下列對原混合氣體成分的判斷中正確的是()A．肯定含有SO2和NO B．肯定沒有Cl2、O2和NOC．可能含有Cl2和O2 D．肯定含有Cl2和NO【答案】A【解析】混合氣體無色，排除紅棕色的NO2和黃綠色的Cl2；混合氣體通過品紅溶液，品紅溶液褪色，說明含有SO2；向剩余氣體中通入空氣，很快變?yōu)榧t棕色，說明存在NO，則可推知一定不存在O2。故原混合氣體中一定存在SO2和NO，肯定沒有O2、NO2和Cl2。7．（2021·廣東佛山南海月考）下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)（如下圖）的說法不正確的是()A．氮元素均被氧化B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮C．含氮無機物和含氮有機物可相互轉(zhuǎn)化D．碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)【答案】A【解析】N2→NH3過程中氮元素由0價變?yōu)椋?價，被還原，A錯誤；工業(yè)合成氨的過程屬于人工固氮，B正確；由題圖可知硝酸鹽被植物吸收可轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，動植物遺體可轉(zhuǎn)化為氨或銨鹽，則含氮無機物和含氮有機物可相互轉(zhuǎn)換，C正確；由題圖可知碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)。8．對含有氮氧化物的廢氣進行處理。(1)氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應的化學方程式如下：①NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O在反應①中，氧化劑是__________，還原劑是________。在反應②中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為________。(2)在一定條件下氨亦可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。寫出氨和二氧化氮在一定條件下反應的化學方程式：____________________________________________?！敬鸢浮?1)NO2NO1∶1(2)6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up7(一定條件))7N2＋12H2O【解析】(1)在反應①中，NO2的氮元素化合價降低作氧化劑，NO中的氮元素化合價升高作還原劑；在反應②中，氧化劑和還原劑都是NO2，它們的物質(zhì)的量之比為1∶1。(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律結(jié)合題目信息可知，氨和二氧化氮反應后生成的無污染的物質(zhì)為氮氣和水。9．（2021·廣東江門月考）為了有效實現(xiàn)NO和NO2的相互轉(zhuǎn)化，設計如下實驗，按下圖組裝好實驗裝置，并檢查裝置氣密性，實驗前用排水法收集半瓶NO氣體。(1)打開彈簧夾，推動針筒活塞，使O2進入燒瓶。關(guān)上彈簧夾，首先觀察到燒瓶中的現(xiàn)象是________________________。產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學方程式為_____________________。(2)輕輕搖動燒瓶，觀察到燒瓶中的現(xiàn)象為______________________，_________________。產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學方程式為_____________________________。【答案】(1)燒瓶中氣體由無色變?yōu)榧t棕色2NO＋O2=2NO2(2)燒瓶中紅棕色氣體又變?yōu)闊o色燒杯中的水倒吸入燒瓶中（或燒瓶中液面上升）3NO2＋H2O=2HNO3＋NO【解析】(1)無色的NO能與O2反應產(chǎn)生紅棕色的NO2。(2)輕輕搖動燒瓶，使得NO2與水發(fā)生反應3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，所以燒瓶中紅棕色氣體又變?yōu)闊o色，因為燒瓶內(nèi)氣體減少，引起燒瓶內(nèi)氣體壓強降低，所以燒杯內(nèi)的水會被倒吸入燒瓶中，使燒瓶中液面上升。B組·能力提升10．（2021·云南校級期末）氮的氧化物性質(zhì)探究實驗如下：步驟1：在一支50mL的注射器中充入20mL無色氣體NO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，如圖所示。振蕩注射器，無明顯現(xiàn)象。步驟2：打開彈簧夾，快速吸入少量O2后夾上彈簧夾，氣體變成紅棕色。步驟3：振蕩注射器，氣體又變?yōu)闊o色，溶液仍無色。下列說法錯誤的是()A．步驟1說明NO難溶于水B．步驟2中紅棕色氣體是NO2C．步驟3中發(fā)生反應的氧化劑和還原劑的質(zhì)量比為2∶1D．重復步驟2、步驟3多次，可使NO充分轉(zhuǎn)化【答案】C【解析】步驟3中發(fā)生反應的化學方程式為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，反應中NO2既是氧化劑也是還原劑，且氧化劑和還原劑的質(zhì)量比為1∶2，C錯誤。11．把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是()A．O2 B．NO2C．O2和NO2 D．NO2和NO【答案】C【解析】少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，逸出的氣體為NO、CO2，且二者的物質(zhì)的量之比為1∶2，同時還有少量水蒸氣逸出，再使逸出的氣體通過裝有足量過氧化鈉顆粒的干燥管，CO2與過氧化鈉反應生成O2，生成的O2與NO反應生成NO2，O2有剩余，同時逸出的少量水蒸氣與過氧化鈉反應也生成O2，所以最后收集到的氣體是NO2和O2。12．利用固體表面催化工藝進行NO分解的過程如圖所示。下列說法不正確的是()A．NO是有毒氣體B．催化劑能改變NO的分解速率C．NO分解生成N2和O2D．過程②、過程③中分子、原子均發(fā)生變化【答案】D【解析】NO是有毒氣體，A正確；催化劑能改變NO的分解速率，B正確；根據(jù)圖示，NO在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為氮氣和氧氣，該分解過程是2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋O2，C正確；過程②、過程③中分子發(fā)生變化，原子不變，D錯誤。13．同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的兩種氣體，它們是：①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。現(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中，充分反應后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列關(guān)系正確的是()A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2【答案】D【解析】可假設試管體積均為2V，則每種氣體的體積均為V；當?shù)怪糜谒壑袝r：①中有反應：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，則剩余氣體的體積V1＝eq\f(4,3)V；②中有反應：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，則剩余O2的體積V2＝eq\f(3,4)V；③中氣體與水不反應，故試管中氣體體積V3＝2V。綜上所述，V3＞V1＞V2。14．某活動小組利用如圖裝置驗證NO的還原性及探究工業(yè)生產(chǎn)硝酸的原理（裝置氣密性已檢查完畢）。Ⅰ.向廣口瓶中通入NO并測定NO的體積(1)通入NO前，從滴定管向廣口瓶中加入水。(2)從導管a通入一定量的NO，并記錄滴定管液面變化的示數(shù)為VL（V＜0.05，氣體體積已換算為標準狀況）。Ⅱ.驗證NO的還原性、探究工業(yè)生產(chǎn)硝酸的原理(1)停止通入NO后關(guān)閉K1、K3，打開K2，從導管b緩緩通入O2，可觀察到的現(xiàn)象是__________________________________，寫出對應現(xiàn)象的化學方程式：________________________________、___________________________________。(2)繼續(xù)通入O2，打開K3并及時調(diào)整滴定管。(3)使滴定管的液面與廣口瓶中液面相平，直至廣口瓶中剛好充滿液體。①當通入氧氣的體積為eq\f(1,2)VL時，則廣口瓶中剩余的氣體體積為________；②當廣口瓶中剛好充滿液體時，所得溶液的物質(zhì)的量濃度為________mol·L－1?！敬鸢浮竣?(1)氣體先變?yōu)榧t棕色，然后逐漸變淺，直至無色2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)①eq\f(V,3)L②eq\f(V,11.2)【解析】Ⅱ.(3)①NO遇到O2生成紅棕色的NO2，NO2與水反應生成HNO3和NO，上述兩個方程式合并