2022-2023学年人教版必修第二册 5.2.1　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮 作业

PAGE6-氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮 (15分钟·30分)一、选择题(本题包括6小题,每小题4分,共24分)1.如图中能实现人工固氮的是 ()【解析】选D。氮气和氢气合成氨为人工固氮。2.有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音,延长轮胎使用寿命”,关于氮气的性质的说法,错误的是 ()A.通常情况下,氮气性质很不活泼B.可在氧气中燃烧,生成一氧化氮C.在水中溶解度小(通常情况下)D.跟氢气在一定条件下发生反应,氮气是氧化剂【解析】选B。N2在O2中不能燃烧,在放电或高温条件下N2被O2氧化为NO,B错误。3.下列关于氮的氧化物的叙述正确的是 ()A.氮的氧化物只有NO、NO2B.氮的氧化物均为红棕色气体C.氮的氧化物均有毒D.氮的氧化物在空气中均能稳定存在【解析】选C。氮的氧化物包括NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,A项错误;NO、N2O4等均为无色气体,B项错误;氮的氧化物均有毒,C项正确;NO在空气中易被O2氧化为NO2,D项错误。4.在NO2与水的反应中,下列判断正确的是 ()A.氮元素的化合价不发生变化B.氧化剂与还原剂的质量比为2∶1C.NO2只是还原剂D.3molNO2参加反应转移2mol电子【解析】选D。。5.(2022·绍兴高一检测)如图将充满二氧化氮的试管倒扣在水槽中,下列叙述错误的是 ()A.试管内液面上升B.试管内气体颜色逐渐变浅,直至消失C.堵住管口将试管取出,松开后管口向上,观察到试管口有红棕色出现D.取少量试管内液体,滴加石蕊试液溶液无明显变化【解析】选D。A项,NO2能与水反应,反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以反应后试管内的气体体积减小,压强减小,试管内液面上升,故A正确;B项,NO2与水反应生成的NO是无色气体,所以试管内气体颜色逐渐变浅,直至消失,故B正确;C项,常温下,NO极易与空气中的O2反应生成红棕色的NO2,所以将试管取出,松开后管口向上,观察到试管口有红棕色出现,故C正确;D项,NO2与水反应生成了硝酸,溶液呈酸性,所以滴加石蕊溶液后,溶液变成红色,故D错误。6.(2022·舟山高一检测)下列关于一氧化氮的叙述不正确的是 ()A.一氧化氮是一种无色的有毒气体B.在常温下一氧化氮不能与氧气化合生成二氧化氮C.一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D.一氧化氮不溶于水,能用排水法收集【解析】选B。NO是一种无色不溶于水的有毒气体,可以用排水法收集。在常温下,NO容易与氧气直接化合生成NO2。【补偿训练】(2022·温州高一检测)某研究小组借助如图装置收集NO气体,正确的操作是()A.从①口进气,用排水法集气B.从①口进气,用排气法集气C.从②口进气,用排水法集气D.从②口进气,用排气法集气【解析】选C。NO易与氧气反应,只能用排水法集气,当集气瓶内充满水时,气体要从上部进入,使水从底部排出。二、非选择题(本题包括1小题,共6分)7.氮氧化物会严重污染大气,所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应化学方程式如下:①NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O②2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O(1)在反应①中,参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为。

(2)在反应②中,氧化产物是,还原产物是(填化学式)。

(3)在反应①②中,参加反应的NaOH均为2mol时,两个反应转移电子数的关系是①②(填“>”“=”或“<”)。

【解析】(1)根据反应①可知,氧化剂(NO2)和还原剂(NO)的物质的量之比是1∶1,质量之比为23∶15。(2)在反应②中只有氮元素的化合价发生变化,所以NO2既是氧化剂也是还原剂,氧化产物为NaNO3,还原产物为NaNO2。(3)反应①中2molNaOH参加反应时,转移1mol电子,反应②中2molNaOH参加反应时,转移1mol电子。答案:(1)23∶15(2)NaNO3NaNO2(3)= (10分钟·20分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)8.下列对于二氧化氮的说法正确的是 ()A.NO2能与水反应生成硝酸,NO2是酸性氧化物B.除去O2中混有的NO2,可将混合气体通入水中,将NO2溶解C.NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液,溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2,得橙色溶液的为溴蒸气D.NO2是大气污染物之一【解析】选D。NO2与NaOH溶液反应,发生氧化还原反应生成两种盐和水,故NO2不是酸性氧化物,故A错误;除去O2中混有的NO2,将混合气体通入水中,NO2溶解的同时又生成NO,且NO又能与氧气反应生成NO2,故B错误;NO2与溴蒸气的鉴别不可用NaOH溶液,两者均可溶于NaOH溶液得无色溶液,故C错误;NO2属于大气污染物,可以形成硝酸型酸雨或光化学烟雾,故D正确。9.在一定条件下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽的水中,充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的()A.14B.34C.18【解析】选C。假定NO和O2体积分别为V,则:4NO+3O2+2H2O===4HNO3,4 3V 34故氧气剩余,剩余氧气体积为V-34V=14V,所以充分反应后剩余气体的体积为原体积的V4【补偿训练】将等体积的NO2和N2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后,剩余气体的体积约为原总体积的 ()A.16 B.13 C.23 【解析】选C。假定N2和NO2体积分别为V,设V体积的二氧化氮和水反应生成一氧化氮的体积为x,3NO2+H2O===2HNO3+NO3 1V xx=V3则剩余气体的体积约为V+V3=4V3,剩余气体的体积约为原总体积的4二、非选择题(本题包括1小题,共10分)10.(改编)某校化学兴趣小组用如图装置验证NO2的氧化性和NO的还原性。已知:①装置甲中发生的反应为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。②硝酸具有挥发性,可将I-氧化成I2。请回答下列问题:(1)装置乙中的现象是。

(2)说明NO具有还原性的操作和现象是。

(3)小组一成员对实验设计提出了疑问,他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性,他的理由是。

(4)小组另一成员为探究NO2的氧化性,进行如下实验(如图所示)。由图B和图C中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式:。

【解析】(1)碘化钾被氧化为单质碘,碘使淀粉变蓝。(2)丙中NO2与水反应生成的NO会和氧气反应生成红棕色的NO2,证明NO具有还原性,故操作和现象为打开开关,挤压空气囊,丙中气体由无色变为红棕色。(3)浓硝酸具有挥发性,且NO2与水反应生成硝酸,硝酸具有强氧化性,也能将碘离子氧化成单质碘,使溶液变蓝,对NO2的性质检验造成干扰。(4)题图B中“无色气体”,题图C中“有红棕色气体产生”,说明题图B中反应生成了NO,即NO2和SO2反应,NO2转化为NO,表现氧化性,而SO2则表现还原性,被氧化,硫元素化合价升高,只能变成+6价,应转化为SO3,故化学方程式为NO2+SO2===NO+SO3。答案:(1)乙试管中溶液变蓝色(2)打开开关,挤压空气囊,丙中气体由无色变为红棕色(3)挥发出来的HNO3,NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸,也可将I-氧化成I2,使溶液变蓝(4)NO2+SO2===NO+SO3 (10分钟·10分)11.(2022·常州高一检测)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx(氮氧化物)等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一,根据NOx的性质特点,已开发出多种化学治理氮氧化物污染的方法。(1)氮氧化物与环境问题密切相关,可导致、等问题(任填两条)。

(2)已知某硝酸厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为1∶1,该厂采用NaOH溶液来处理该尾气,处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中,氮元素的化合价为。

(3)某氮氧化物和CO在催化剂的作用下充分反应,生成N2和CO2,可消除CO与该氮氧化物的污染。若测得N2和CO2的物质的量之比为1∶2,则该氮氧化物的化学式是。

(4)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体,例如:8NH3+6NO27N2+12H2O。该反应中的氧化剂是,还原产物和氧化产物的质量之比为。如果用氨来处理NO,有关反应的化学方程式为。

【解析】(1)氮氧化物与环境问题密切相关,可导致(硝酸型)酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等。(2)NO、NO2的体积比为1∶1,两者中氮的价态分别为+2、+4价,根据归中反应中电子得失守恒可知,含氮的钠盐中的氮的价态是+3价。(3)设氮氧化物的化学式为NOx,由题意得2NOx+2xCON2+2xCO2,N2、CO2的物质的量之比为1∶2,根据氧原子守恒得:x=1,NOx为NO。(4)