氮及氮的固定-氮的氧化物(人教版2019必修第二冊)(解析版)

姓名：班級第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元第二節(jié)氮及其化合物課時1氮及氮的固定氮的氧化物重點（1）通過分析氮的原子結構，推斷含氮物質可能的化學特性，理解結構與性質的關系。（2）通過實驗探究，了解一氧化氮與氧氣反應、二氧化氮與水反應等性質。1．下列關于氮氣的說法中，正確的是A．通常情況下，氮氣性質比較穩(wěn)定B．可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮C．1molN2與3molH2完全反應生成2molNH3D．氮元素是活潑的非金屬元素，氮氣在化學反應中作氧化劑【答案】A【詳解】A．通常情況下，氮氣分子中含有氮氮叁鍵，鍵能大，性質比較穩(wěn)定，A正確；B．N2不能在O2中燃燒，與O2在放電時反應生成NO，B錯誤；C．N2與H2的反應是可逆反應，1molN2與3molH2不可能完全反應生成2molNH3，C錯誤；D．氮氣中氮元素的化合價為零價，在化學反應中即可升高也可降低，即可作氧化劑，也可作還原劑，D錯誤；故選A。2．下列說法正確的是()A．N2+3H22NH3屬于自然固氮B．固氮屬于氧化還原反應C．俗語“雷雨發(fā)莊稼”毫無科學道理D．氨氣溶于水得到的溶液能導電，所以NH3是電解質【答案】B【詳解】A．N2+3H22NH3屬于人工固氮，故A錯誤；B．固氮是將游離態(tài)的氮轉化為化合態(tài)的過程，屬于氧化還原反應，故B正確；C．俗語“雷雨發(fā)莊稼”是指將游離態(tài)的氮轉化為化合態(tài)進入到土壤被植物吸收，促進了植物的生長，故俗語“雷雨發(fā)莊稼”有科學道理，故C錯誤；D．氨氣溶于水得到的溶液能導電，是因為氨氣與水反應生成一水合氨，一水合氨是弱電解質能電離，生成銨根離子和氫氧根離子，所以NH3不是電解質，故D錯誤；故答案：B。3．氮元素在海洋中的循環(huán)是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎和關鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可用下圖表示。下列關于海洋中的氮循環(huán)的說法正確的是A．過程①屬于化學變化B．屬于固氮作用的是過程③C．反硝化作用是氮元素發(fā)生氧化反應D．向海洋中排放含的廢水會影響海洋中的含量【答案】D【詳解】A．在該變化過程中都是N2，沒有新物質產(chǎn)生，因此屬于物理變化，A錯誤；B．氮的固定是游離態(tài)的氮轉化為化合態(tài)氮的方法，在上述轉化過程中只有②是氮的固定，B錯誤；C．根據(jù)圖示可知：反硝化作用是氮元素由轉化為N2，N元素化合價降低，得到電子被還原，發(fā)生還原反應，C錯誤；D．根據(jù)圖示轉化關系可知：若向海洋中排放含的廢水，會通過反硝化作用產(chǎn)生，導致海洋中的含量增加，因而影響的含量，D正確；故合理選項是D。4．N2是空氣的重要組成部分，因此有科學家依據(jù)蒸汽機的原理，設計制造出液氮蒸汽機，即利用液態(tài)氮的蒸發(fā)來驅動機車，從而達到環(huán)境保護的目的，其原理主要依據(jù)是()A．液氮的沸點為﹣195.8℃，遠低于常溫 B．N2在空氣中燃燒放熱C．N2的化學性質很穩(wěn)定 D．N2在空氣中的體積分數(shù)為78%【答案】A【詳解】液氮的沸點很低，極易汽化，汽化時吸收熱量，體積膨脹而驅動機車轉動，此過程中不產(chǎn)生污染物，保護了環(huán)境，跟氮氣的化學性質及在空氣中的體積分數(shù)無關，故選A。5．實驗室制備下列氣體，通常只能用排水法收集的是A．NO2 B．NO C．CO2 D．Cl2【答案】B【詳解】A.

NO2與水反應，不能用排水法收集，故A不選；B.

NO與空氣中氧氣反應，實驗室制取NO時用排水法收集，故B選；C.CO2能與水反應，不可用排水法收集，故C不選；D.Cl2易溶于水，能夠與水反應,不能用排水法收集Cl2，故D不選故選：B。6．最新的病毒學研究證實，一氧化氮對SARS病毒有直接控制作用，下列關于一氧化氮的敘述正確的是A．一氧化氮是一種紅棕色氣體B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C．一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集【答案】C【詳解】A．一氧化氮是一種無色的氣體，故A錯誤；B．常溫常壓下，一氧化氮能與空氣中的氧氣直接化合生成二氧化氮，故B錯誤；C．在放電條件下，氮氣和氧氣直接化合得到一氧化氮，故C正確；D．一氧化氮微溶于水，能用排水法收集一氧化氮，故D錯誤；答案選C。7．（2021·石嘴山市第三中學高一期末）下列說法正確的是A．實驗室能用排空氣法收集N2、NO和NO2B．合成氨反應屬于高能固氮C．除去NO中的NO2氣體可以使混合氣體通過蒸餾水D．NO、NO2、N2O3、N2O5都屬于酸性氧化物【答案】C【詳解】A．N2相對分子質量和空氣接近，不能用排空氣法收集；NO能和氧氣反應，不能用排空氣法收集，故A錯誤；B．工業(yè)合成氨反應屬于人工固氮，故B錯誤；C．NO2能和水反應生成NO和硝酸，故C正確；D．酸性氧化物是能和堿反應生成鹽和水，所以NO、NO2不屬于酸性氧化物，故D錯誤；故答案：C。8．宇宙飛船的運載火箭的推進器引燃后發(fā)生劇烈反應，產(chǎn)生大量高溫氣體，從火箭尾部噴出。引燃后的高溫氣體成分有CO2、H2O、N2、NO等，這些氣體均無色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場看到火箭噴射出大量的紅煙，產(chǎn)生紅煙的原因是()A．高溫下N2遇空氣生成NO2B．NO遇空氣反應生成NO2C．CO2與NO反應生成NO2D．NO與H2O反應生成NO2【答案】B【詳解】A．氮氣為空氣的主要組成氣體，性質穩(wěn)定，高溫下N2遇空氣不會直接生成NO2，故A錯誤；B．一氧化氮極易被氧氣氧化，NO在常溫下能與氧氣反應2NO＋O2=2NO2，生成紅棕色的NO2，所以B選項正確；C．高溫條件下一氧化碳在空氣中不可能為反應產(chǎn)物，必然被氧氣氧化成二氧化碳，所以，CO2與NO在空氣中高溫條件下不反應，故C錯誤；D．一氧化氮和水之間不會發(fā)生反應，故D錯誤故選B。9．工業(yè)上以氮氣為主要原料制備硝酸，其轉化過程如下所示，其中氮元素只被還原的一步是N2NH3NONO2HNO3A．① B．② C．③ D．④【答案】A【分析】氮元素只被還原，表明含氮物質作氧化劑，氮元素化合價降低?！驹斀狻竣貼2→NH3，N元素的化合價降低，①符合題意；②NH3→NO，N元素的化合價升高，②不合題意；③NO→NO2，N元素的化合價升高，③不合題意；④NO2→HNO3，N元素的化合價一部分升高，一部分降低，④不合題意；綜合以上分析，只有①符合題意；故選A。10．如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的可能是什么氣體A．可能是N2與NO2的混和氣體B．可能是O2與NO2的混和氣體C．可能是NO氣體D．只可能是NO2一種氣體【答案】B【詳解】A．N2不溶于水，在溶液中不能氧氣反應，試管不可能完全被水充滿，故A錯誤；

B．如果是O2與NO2的混和氣體，能發(fā)生：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，氣體假如恰好發(fā)生反應時，試管內(nèi)完全被水充滿。在氧氣不足的情況下將試管倒扣在水中生成一定定量的一氧化氮不溶與水，繼續(xù)通氧氣之后試管內(nèi)可以充滿，故B正確；

C．如是NO，開始水面不會上升，故C錯誤；D．如全部是NO2一種氣體，持續(xù)多次通入氧氣，能發(fā)生4NO2+O2+2H2O=4HNO3，氣體恰好發(fā)生反應時，試管可以被水充滿，但試管中氣體可以是多種氣體組合，故D錯誤；

故答案為：B。11．如圖所示，兩個連通容器用活塞分開，左右兩室(體積相同)各充入一定量NO和O2，且恰好使兩容器內(nèi)氣體密度相同。打開活塞，使NO與O2充分反應。下列判斷正確的是(不考慮NO2轉化為N2O4)()A．開始時左右兩室分子數(shù)相同B．反應前后NO室壓強相同C．最終容器內(nèi)密度與原來相同D．最終容器內(nèi)無NO存在【答案】CD【分析】氣體體積相同，密度相同，根據(jù)ρ=，氣體質量相同；混合后一氧化氮氣體和氧氣能發(fā)生反應生成二氧化氮氣體；根據(jù)一氧化氮和氧氣等質量反應進行過量計算判斷最后容器中混合氣體成分。【詳解】A．開始時左右兩室中氣體體積相同，氣體密度相同，所以氣體質量相同，但一氧化氮和氧氣摩爾質量不同，氣體物質的量不同，分子數(shù)不同，故A錯誤；B．一氧化氮和氧氣發(fā)生的反應為：2NO+O2=2NO2；反應是氣體體積減少的反應，反應后壓強減小，故B錯誤；C．化學反應遵循質量守恒定律，即反應前后質量不變，容器體積也不變，所以總密度不變，故C正確；D．如果要恰好完全反應，NO和O2的初始物質的量應為2：1，但是從上面可以明顯看出初始投料=：＜2：1，即完全反應后O2會有剩余，一氧化氮全部反應，故D正確；故選：CD?！军c睛】本題考查了氣體體積、壓強、密度之間的關系，關鍵是一氧化氮氣體和氧氣在常溫下會發(fā)生反應生成二氧化氮。12．將盛有NO和NO2混合氣體的試管倒立于水中，經(jīng)過足夠長的時間后，試管內(nèi)氣體的體積縮小為原來的一半，則原混合氣體中NO和NO2的體積比是A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4【答案】C【詳解】NO2通入水中，發(fā)生：3NO2+H2O=2HNO3+NO，設混合氣體中含有xmolNO，ymolNO2，過一段時間后，量筒內(nèi)的氣體體積減小為原來的一半，則物質的量減小一半，，解得x：y=1:3。答案選C。13．硝酸工業(yè)尾氣中的NO、NO2可用火堿溶液吸收，有關化學反應為：①；②。下列說法錯誤的是A．反應①、②均為氧化還原反應B．反應①中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比為1：1C．若尾氣可以被完全吸收，則尾氣中與NO的體積之比可能大于1：1D．反應②中，生成2mol共轉移電子的物質的量為2mol【答案】D【詳解】A．反應①、②中均有元素化合價變化，均為氧化還原反應，故A正確；B．反應①中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比為1：1，故B正確；C．若尾氣可以被完全吸收，則尾氣中與NO的體積之比可能大于1：1或等于1：1，故C正確；D．反應②中，生成2mol共轉移電子的物質的量為1mol，故D錯誤；故選D。14．某化學學習小組為探究NO2和SO2的反應，進行如下實驗(如圖所示)。（1）圖甲兩集氣瓶中___________(填“上”或“下”)瓶顏色深。（2）圖乙中反應的現(xiàn)象是___________。（3）圖丙中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2和NO2反應的產(chǎn)物中有___________，說明NO2在該反應中表現(xiàn)___________性。（4）由圖乙和圖丙中的現(xiàn)象寫出NO2和SO2反應的化學方程式：___________?！敬鸢浮浚?）下（2）兩氣體混合后，顏色由紅棕色變?yōu)闊o色（3）NO氧化（4）NO2＋SO2=NO＋SO3【分析】（1）NO2是紅棕色的SO2沒有顏色，故是下層有顏色，故下層顏色深；（2）二氧化硫與密度比二氧化氮密度大，抽開玻璃片，二氧化氮向上，二氧化硫向下混合，生成三氧化硫和一氧化氮，一氧化氮無色氣體，所以紅粽色逐漸褪去，最終變?yōu)闊o色故答案為：兩氣體混合后，顏色由紅棕色變?yōu)闊o色；（3）圖丙中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明反應的產(chǎn)物中有一氧化氮，說明NO2在該反應中顯氧化性；（4）圖丙中反應生成的氣體遇空氣顯紅棕色，說明圖乙中反應生成了NO，即NO2和SO2反應，NO2轉化為NO，表現(xiàn)氧化性，而SO2則表現(xiàn)還原性，被氧化，硫元素化合價升高，只能變成+6價，應轉化為SO3，為化學方程式為：NO2＋SO2=NO＋SO3。15．工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物，假設不含N2O4)，對生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來較大的威脅。(1)工業(yè)上也常用Na2CO3溶液吸收法處理NOx。已知：NO不能與Na2CO3溶液反應。NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2(Ⅰ)2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2(Ⅱ)當NOx被Na2CO3溶液完全吸收時，x的值不可能是___________(填字母)。A．1.9B．1.8C．1.6D．1.3(2)用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每產(chǎn)生22.4L(標準狀況)CO2(全部逸出)時，吸收液質量就增加44g，則NOx中的x值為___________。【答案】D1.875【分析】由方程式可知，當NOx被Na2CO3溶液完全吸收時，則n(NO2)≥n(NO)；由方程式可知，NOx的物質的量是CO2的2倍，由此分析?！驹斀狻?1)由方程式NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2(Ⅰ)、2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2(Ⅱ)可知，當NOx被Na2CO3溶液完全吸收時，則n(NO2)≥n(NO)，NO含量越少，x值越小，而n(NO2)=n(NO)，x值最小，x最小==1.5，故x不可能為1.3，答案選D；(2)由方程式NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2(Ⅰ)、2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2(Ⅱ)可知，NOx的物質的量是CO2的2倍，CO2的物質的量為=1mol，則2mol×(14+16x)mol-1mol×44g/mol=44g，解得x=1.875。16．將體積為(已換算成標準狀況)的充滿體積為的試管后倒扣在水中，如圖所示。(1)溶于水的化學方程式是______。(2)使試管中恰好完全被水吸收需要緩慢通入氧氣，標準狀況下通入氧氣的體積為______。最終試管中所得硝酸的物質的量濃度