鲁科版高中化学必修第一册第3章物质的性质与转化第3节第1课时氮气与氮的固定氮的氧化物练习含答案

第3章物质的性质与转化第3节氮的循环第1课时氮气与氮的固定氮的氧化物基础过关练题组一自然界中的氮循环与氮的固定1.(2023广东部分名校联考)下列过程涉及的反应中,不含氮的固定的是()A.酸雨的形成B.人工合成氨C.光催化合成氨D.雷雨发庄稼2.(2024安徽蚌埠期末)自然界中的氮循环过程如图所示,下列有关叙述错误的是()A.过程①、②及工业合成氨均属于氮的固定B.反应③的化学方程式为4NO+3O2+2H2O4HNO3C.反应④中,生成1molNO3-D.过程中参与循环的元素有氮元素、氢元素和氧元素3.(2024福建三明一中月考)氮循环是海洋生态系统的基础和关键,其中无机氮循环过程如图所示。下列关于海洋无机氮循环的说法中,不正确的是()A.过程2中,可能需要O2参与反应B.过程3中,含氮微粒发生的均为还原反应C.过程4中,生成1molNH4D.过程5中,反应后氮元素的化合价均降低题组二氮气的性质4.下列有关氮气的说法正确的是()A.氮气是可溶于水的无色气体B.点燃条件下,氮气在氧气中燃烧生成NOC.氮气既有氧化性,又有还原性D.在合成氨气的反应中,氮气发生氧化反应5.(2023四川成都期中联考)下列说法中不正确的是()A.N2化学性质不活泼,所以N2可在电焊时作保护气B.氮气与氧气在汽车内燃机中反应,若氧气过量则可直接生成NO2C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐D.在反应3Mg+N2Mg3N2中,N2为氧化剂题组三一氧化氮和二氧化氮6.(2023河北张家口期末)下列关于NO、NO2的说法正确的是()A.NO2能与水反应生成硝酸,但NO2不是酸性氧化物B.NO2可由N2与O2反应直接制备C.NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液,溶于足量NaOH溶液得无色溶液的是NO2,得橙色溶液的为溴蒸气D.NO、NO2均可用排水法收集7.(2023江西南昌期中)如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),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柱继续上升,经过多次重复后,试管完全被水充满,原来试管中盛装的不可能是()A.氮气与二氧化氮的混合气体B.氧气与二氧化氮的混合气体C.一氧化氮与二氧化氮的混合气体D.二氧化氮气体8.(2023山东泰安期末)如图所示的试管中装有12mLNO,然后间歇缓慢地通入8mL氧气。

有关最终状态的描述:①试管内气体呈红棕色,②试管内气体呈无色,③试管内液面不变,④试管内液面上升,⑤试管内气体是氧气,⑥试管内气体是一氧化氮。其中正确的是()A.②④⑥B.①③C.②④⑤D.②③⑤9.(2023河南郑州外国语学校月考)在汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法不正确的是()A.该转化过程中有3种元素的化合价发生变化B.NO和O2必须在催化剂表面才能反应C.该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2D.该催化转化的总反应方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N210.(2024河北保定月考)为了有效实现NO和NO2的相互转化,设计如下实验。按图组装好实验装置,并检验装置气密性,实验前用排水法收集半瓶NO气体。(1)打开止水夹,推动针筒活塞,使O2进入烧瓶。关闭止水夹,首先观察到烧瓶中的现象是,产生此现象的化学方程式为。

(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象为,产生此现象的化学方程式为。

(3)欲使烧瓶中尽可能充满液体,操作的关键是。

能力提升练题组一氮的氧化物与水反应的有关计算1.(不定项)将盛有12mLNO2和O2混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,剩余2mL无色气体(同温同压下),则原混合气体中O2的体积可能是()A.1.2mLB.2.4mLC.3.6mLD.4mL2.(2024河南南阳期末)如图所示,在注射器里吸入20mLNO,然后吸入5mL水。若再吸入30mL空气(假设只含两种气体,且氮气与氧气的体积比为4∶1),夹住弹簧夹,观察现象(不考虑摩擦力,所有操作都在常温常压下进行)。已知常温常压下,气体摩尔体积约为24.5L·mol-1,下列说法错误的是()A.最终剩余气体中NO体积为12mLB.可观察到注射器的活塞缓缓向左移动,最终活塞最左端停在约36mL刻度处C.可观察到注射器内气体由无色变成红棕色,最后变成无色D.若反应前后液体体积不变,所得硝酸溶液的浓度约为0.065mol·L-1题组二氮氧化物的性质探究3.(2023湖北武汉期末)某无色混合气体可能含有NO、NO2、CO2、N2中的几种,将一定量的该气体依次经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,而无气体剩余。则该气体的组成为()A.NO、N2B.NO、CO2C.NO2、CO2D.NO、CO2、N24.(2024河南驻马店期末)NO2是大气污染物之一,实验室拟将NO2与Cl2混合并用NaOH溶液吸收的方法消除其污染。回答下列问题:(1)氯气的制备①仪器M的名称是。

②欲用MnO2和浓盐酸制备并收集一瓶纯净、干燥的氯气,选择上图中的装置,其连接顺序为(按气流方向,用导管口处小写字母表示)。

③装置D的作用是;装置F的作用是。

(2)用如图所示装置,探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反应。查阅有关资料可知:HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成H2O、NO和NO2。①装置X和装置Z的作用是。

②实验时观察到X中有黄绿色气体,Z中有红棕色气体,若通入适当比例的Cl2和NO2,Y中观察不到气体颜色,反应结束后在Y中加入稀硫酸无现象,则Y中发生反应的化学方程式是。

③反应结束后,取适量Y中溶液置于试管中,加入稀硫酸,若有红棕色气体产生,解释产生该现象的原因:

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答案与分层梯度式解析第3章物质的性质与转化第3节氮的循环第1课时氮气与氮的固定氮的氧化物基础过关练1.ANO2转化为HNO3,不属于氮的固定,A项符合题意;人工合成氨、光催化合成氨都是将N2转化为NH3,属于氮的固定,B、C项不符合题意;N2和O2在放电时生成NO,属于氮的固定,D项不符合题意。2.C过程①、②及工业合成氨都是将游离态氮转化为化合态氮的过程,均属于氮的固定,故A正确;由氮循环过程可知,反应③为一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸,反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O4HNO3,故B正确;反应④为在硝化细菌作用下氨气与氧气反应生成NO3-,NH3~8e-~NO3.D过程2中,,氮元素的化合价在不断升高,需要外加氧化剂,所以可能需要氧气参加反应,故A正确;过程3中,,所以含氮微粒发生的均为还原反应,故B正确;过程4中,NO3-生成NH4+,氮元素化合价由+5变为-3,所以生成1molNH4+至少转移8mol电子,故C正确;过程5中,N4.C氮气难溶于水,故A错误;点燃条件下,氮气在氧气中不能燃烧,故B错误;氮元素的最低化合价为-3价,最高化合价为+5价,氮气中氮元素的化合价为0,在化学反应中氮元素的化合价可能升高,也可能降低,N2既有氧化性,又有还原性,故C正确;氮气中氮元素的化合价由0价降低到-3价,发生还原反应,故D错误。5.BN2化学性质不活泼,常用作保护气,A正确;氮气与氧气在汽车内燃机中反应生成NO,NO进一步被氧气氧化生成NO2,B错误;“雷雨发庄稼”所包含的化学变化:放电时氮气被O2氧化生成NO,NO被O2氧化为NO2,NO2与H2O反应产生HNO3,HNO3进一步转变为硝酸盐,C正确;在反应3Mg+N2Mg3N2中,氮元素化合价降低,为氧化剂,D正确。6.ANO2与H2O反应除生成HNO3外还生成NO,所以NO2不是酸性氧化物,故A正确;N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO,不能直接生成NO2,故B错误;NO2、溴蒸气与足量NaOH溶液作用均得无色溶液,所以用NaOH溶液无法鉴别NO2与溴蒸气,故C错误;NO与水不反应且难溶于水,可用排水法收集,NO2与水反应,不能用排水法收集,故D错误。7.A二氧化氮与水、氧气可发生反应:4NO2+O2+2H2O4HNO3,一氧化氮与水、氧气可发生反应:4NO+3O2+2H2O4HNO3,因此B、C、D项均不符合题意;氮气难溶于水,在溶液中不能与氧气反应,水不能完全充满试管,A项符合题意。8.ANO为无色气体,向题图装置中通入O2发生反应:4NO+3O2+2H2O4HNO3,所以试管内液面上升,根据相同条件下气体的物质的量之比等于体积比可知,12mLNO全部反应,消耗O2的体积为9mL>8mL,所以O2不足,NO过量,最后剩余的是NO,故选A。9.B由题图可以看出发生的反应为2NO+O2+4CO4CO2+N2,该转化过程中N、O、C3种元素的化合价发生了变化,A、C、D正确;NO很不稳定,遇到氧气就被氧化为NO2,B错误。10.答案(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色2NO+O22NO2(2)红棕色气体变为无色,烧瓶中液面上升3NO2+H2O2HNO3+NO(3)慢慢通入氧气,并不断摇动烧瓶解析(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2,故观察到烧瓶中气体由无色变为红棕色。(2)轻轻摇动烧瓶,使得NO2与水发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,所以烧瓶中红棕色气体又变为无色,烧瓶中液面上升。(3)欲使烧瓶中尽可能充满液体,应通入氧气使NO与氧气反应转化为NO2,NO2再与水反应,最终全部转化为硝酸,操作的关键是慢慢通入氧气,并不断摇动烧瓶。能力提升练1.AD剩余2mL无色气体可能为氧气,也可能为一氧化氮。若剩余的2mL无色气体为氧气,设参加反应的氧气的体积为x,则有:4NO2+O2+2H2O4HNO34x x4x+x=12mL-2mL=10mL,解得x=2mL,所以氧气的体积为2mL+2mL=4mL;若剩余的2mL无色气体为NO,根据反应3NO2+H2O2HNO3+NO可知,参与此反应的NO2为6mL,设混合气体中氧气的体积为y,则有:4NO2+O2+2H2O4HNO34y y4y+y=12mL-6mL=6mL,解得y=1.2mL,故选A、D。2.B分析题给数据可知水是过量的,30mL空气中氧气体积为30mL×15=6mL,根据反应4NO+3O2+2H2O4HNO3可知,6mLO2消耗8mLNO,最后剩余NO为(20-8)mL=12mL,故A正确;注射器内气体减少,注射器的活塞缓缓向左移动,溶液约5mL,剩余气体难溶于水,约为12mL+(30-6)mL=36mL,所以最终活塞最左端停在约41mL刻度处,故B错误;NO是无色气体,NO2是红棕色气体,注射器内先后发生反应2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO,所以气体由无色变成红棕色,最后变成无色,故C正确;若反应前后液体体积不变,根据4NO+3O2+2H2O4HNO3可知,生成的硝酸的物质的量浓度为0.008L24.5L方法点津当体系中同时存在NO、O2和H2O时,最终反应结果可表示为4NO+3O2+2H2O4HNO3,利用此反应进行相关计算。3.B无色混合气体通过盛有足量Na2O2的干燥管后,得到NO2和O2的混合气体,根据2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2NO+O22NO2可知,原无色混合气体中含有NO、CO2,故选B。4.答案(1)①分液漏斗②b→e→f→g→h→c→d→i③吸收Cl2中的HCl除去多余的氯气,防止污染空气(2)①观察气泡产生的快慢,便于控制Cl2和NO2的进入量的比例②Cl2+2NO2+4NaOH2NaNO3+2NaCl+2H2O③NO2的量过多,NO2与NaOH溶液反应生成了NaNO2,加入稀硫酸后NO2-发生歧化反应生成NO、H2O和NO解析(1)①仪器M为分液漏斗。②实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,制得的氯气中含有氯化氢和水蒸气,依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去杂质,氯气密度大于空气密度,用向上排空气法收集,尾气用氢氧化钠溶液吸收,所以正确的连接顺序为b→e→f→g→h→c→d→i。③浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有氯化氢,氯化氢极易溶于水,氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,装置D中饱和食盐水可吸收氯气中的氯化氢;氯气有毒,多余