3.3.1 自然界中的氮循环　氮气与氮氧化物课时作业2023-2024学年高一上学期化学鲁科版（2019）必修1

高中化学必修课程PAGEPAGE1第3节氮的循环第1课时自然界中的氮循环氮气与氮氧化物题组一自然界中的氮循环1.(2018·北京昌平区高一期末)氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是()A.过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NOB.过程③“固氮作用”中，氮气被还原C.⑤中涉及的反应可能有2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)D.⑥中涉及的反应可能有2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋=N2↑＋6H2O答案D解析过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO，即发生的反应是N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B正确；⑤中NOeq\o\al(－,2)被氧化为NOeq\o\al(－,3)，涉及的反应可能有2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)，C正确；⑥中氮元素化合价降低，NOeq\o\al(－,3)被还原，涉及的反应不可能为2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋=N2↑＋6H2O，因为此反应中只有元素化合价降低，没有元素化合价升高，故D错误。2.(2019·哈尔滨高一检测)下列说法不正确的是()A.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮是化学变化B.汽车尾气中排放的氮氧化合物是由游离态氮转化来的C.化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物D.植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环答案C解析氮的固定是游离态的氮变成化合态的氮，是化学变化；汽车尾气中排放的氮氧化合物是由氮气和氧气反应生成的；化石燃料中含有氮的化合物，燃烧时会释放出氮氧化合物；植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环。3.自然界中存在许多循环现象，下列自然界中的四种循环所发生的变化主要为物理变化的是()A.碳循环 B.氧循环C.氮循环 D.水循环答案D解析A项，生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气，有新物质生成，属于化学变化；B项，氧循环主要表现在动植物的呼吸作用及人类活动中的燃烧都需要消耗氧气，产生二氧化碳，有新物质生成，属于化学变化；C项，氮循环是指自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换，有新物质生成，属于化学变化；D项，水循环是指地球上的水从地表蒸发，凝结成云，降水到径流，积累到土中或水域，再次蒸发，进行周而复始的循环过程，没有新物质生成，属于物理变化。题组二氮气和氮的固定4.关于氮气性质的说法错误的是()A.氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B.通常情况下，氮气性质很不活泼C.可在氧气中燃烧生成一氧化氮D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环答案C解析通常情况下氮气的性质很不活泼，在放电或高温的条件下，能跟氧气反应。5.(2018·湖南湘潭一中期中)氮气能大量存在于空气中的根本原因是()A.氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应B.氮气比空气轻且不溶于水C.氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定D.氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应答案C解析N2性质稳定，但在高温下可与O2等物质发生反应，在反应中表现出氧化性或还原性；氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因；N2能大量存在于空气中的根本原因是氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定。6.氮气的用途也很广泛，下列不属于氮气用途的是()A.合成氨制作氮肥B.充入灯泡做保护气C.液氮可做制冷剂D.医疗上可作为危重病人的急救气答案D解析氮气与氢气合成氨能用于制作氮肥、氮气充入灯泡做保护气、液氮蒸发吸热，用作制冷剂属于氮气的用途；氮气不具有帮助呼吸的性质，医疗上不可作为危重病人的急救气。7.属于氮的固定的是()A.植物从土壤中吸收含氮养料B.豆科植物把含氮化合物转变为蛋白质C.将空气中的氮气转化为含氮化合物D.NH3经催化氧化生成NO答案C8.属于人工固氮作用的是()A.N2与H2在一定条件下反应生成NH3B.硝酸工厂用NH3氧化制NOC.雷雨时空气中的N2转化为NOD.由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵答案A题组三氮的氧化物9.最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A.一氧化氮是一种红棕色气体B.常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合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.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集答案C解析NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。10.(2019·宁夏固原高一月考)在二氧化氮跟水的反应中，二氧化氮是()A.氧化剂B.还原剂C.既是氧化剂又是还原剂D.既不是氧化剂，又不是还原剂答案C解析二氧化氮跟水反应生成硝酸和一氧化氮：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，反应中氮元素化合价部分从＋4价降低到＋2价，部分升高到＋5价，所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂。11.同温同压下将等体积的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.eq\f(1,6)B.eq\f(1,3)C.eq\f(2,3)D.eq\f(1,2)答案C解析假定N2和NO2的体积均为VL，设VL的NO2和水反应生成NO的体积为xL，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO31VLxL解得x＝eq\f(V,3)，则剩余气体的体积约为V＋eq\f(V,3)＝eq\f(4,3)V，剩余气体的体积约为原总体积的eq\f(\f(4V,3),2V)＝eq\f(2,3)。12.下列关于氮的氧化物的说法中正确的是()A.氮的氧化物都是酸性氧化物，都是大气污染物B.氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性C.NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物D.只能用排水法收集NO答案D解析氮的氧化物均会对大气产生污染，NO、NO2不是酸性氧化物，A项错误；N2O5中氮元素为最高价，只有氧化性，B项错误；酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物，有些酸性氧化物可与水化合生成酸，反应中中心元素化合价不变，HNO3对应的酸性氧化物是N2O5，C项错误。13.把少量的NO2气体通入过量的小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是()A.O2 B.NO2C.NO2和O2 D.CO2和NO答案C解析少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成的O2与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。14.(2018·天津耀华中学期中)如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水面继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体的说法正确的是()A.可能是N2与NO2的混合气体B.可能是N2O气体C.可能是NO与NO2的混合气体D.只可能是NO2一种气体答案C解析试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有二氧化氮存在。根据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分情况可能为①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。15.如图是有关氮的循环示意图。(1)过程①中通过____________________的作用将空气中的氮气固定下来。请写出②中合成氨反应的化学方程式：______________________________________________________________。(2)请写出③中固氮反应的方程式：_______________________________________。(3)过程④中的亚硝酸盐有毒，工业上若直接排放将造成对环境的污染。已知NaNO2遇到还原性较强的NHeq\o\al(＋,4)会被还原为N2，在废液中加入下列物质不能使NaNO2无害化排放的是________(填字母)。a.H2O2b.NH4Clc.KNO3答案(1)豆科作物的根瘤菌N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(2)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NO(3)ac16.二氧化氮是一种红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水。(1)通常情况下，二氧化氮与一氧化氮可相互转化：①一氧化氮转化为二氧化氮的化学方程式是__________________________________________________________________________________________________________________。②二氧化氮转化为一氧化氮的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________。(2)二氧化氮能与水反应生成硝酸，二氧化氮是否为硝酸的酸酐________(填“是”或“不是”)，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)二氧化氮与水反应中的氧化剂是________，还原剂是________，二者的质量比为________。(4)在一定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质，写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：__________________________________________________________。答案(1)①2NO＋O2=2NO2②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)不是二氧化氮与硝酸中氮元素的化合价不相同(3)二氧化氮二氧化氮1∶2(4)6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up7(一定条件))7N2＋12H2O解析(1)一氧化氮具有较强的还原性，在空气中极易被氧化为二氧化氮；二氧化氮易溶于水且与水反应生成硝酸和一氧化氮。(2)二氧化氮中氮元素为＋4价，硝酸中氮元素为＋5价，氮元素的化合价不同，二氧化氮不是硝酸的酸酐。(3)由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知，氧化剂与还原剂都是二氧化氮，二者的物质的量比和质量比都是1∶2。(4)由质量守恒定律和题目信息可知，氨气和二氧化氮反应后生成的无污染物质为氮气和水。17.(2019·山东淄博月考)氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人类危害很大，每天行驶的汽车尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题：(1)写出汽车尾气中产生NO的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________________。(2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为VmL的试管充满NO2后倒扣在水中，如图所示。①NO2溶于水的化学方程式是_________________________________________________________________________________________________________________________。②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为________。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为________________。③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是_______________________________________________________________________________________________________。答案(1)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2NO(2)①3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②eq\f(V,4)mLeq\f(1,22.4)mol·L－1③6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O解析(1)汽车尾气中的NO是由空气中的氮气和氧气在内燃机中高温条件下反应生成的，化学方程式为N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2NO。(2)①NO2溶于水生成HNO3和NO，反应的化学方程式是3NO2＋H2O