新教材适用2024-2025学年高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第2节氮及其化合物第1课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮课时作业新人教版必修第二册

第五章其次节第1课时对点训练题组一氮气与氮的固定1．下列说法不正确的是(C)A．豆科植物通过根瘤菌汲取空气中的氮是化学改变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2．(2024·桂林高一期末)下列反应中，属于氮的固定的是(D)A．由氨制成碳酸氢铵或硫酸铵B．NO2与H2O反应生成HNO3C．NO和O2反应生成NO2D．N2和H2在确定条件下合成氨解析：氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，故选D。3．氮是动植物生长不行缺少的元素，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(D)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解析：过程①“雷电作用”中N2与O2化合生成NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，N2被还原，B正确；⑤中亚硝酸根被氧化为硝酸根，反应为2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)，C正确；⑥中氮元素化合价降低，没有元素的化合价上升，D错误。题组二一氧化氮、二氧化氮的性质4．下列关于氮的氧化物的叙述正确的是(C)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：氮的氧化物有多种，如NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，A项错误；NO2为红棕色气体，NO、N2O4为无色气体，B项错误；氮的氧化物均有毒，C项正确；NO在空气中被O2氧化为NO2，NO不稳定，D项错误。5．下列反应必需加入氧化剂且一步反应就能完成的是(C)①N2→NO2②NO2→NO③NO2→HNO3④N2→NO⑤N2→NH3A．① B．②⑤C．④ D．③④解析：①N2→NO2不能一步完成，②③NO2与H2O反应即可，但H2O不是氧化剂，④N2→NO中N2被氧化，须要加入氧化剂，⑤N2与H2反应生成NH3，加入的H2是还原剂。6．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，但不能充溢试管，当向试管内鼓入氧气后，可以视察到试管中水面接着上升，经过多次重复后，试管被水充溢，对原试管中盛装的气体说法正确的是(C)A．可能是N2与NO2的混合气体B．可能是NO气体C．可能是NO与NO2的混合气体D．只可能是NO2一种气体解析：试管中盛装的气体呈红棕色，那么确定有二氧化氮存在。依据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分可能为①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。7．下列对于二氧化氮的说法正确的是(D)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：NO2与水反应生成硝酸和NO，NO2不是酸性氧化物，A项错误；NO2与水反应生成NO，NO又与O2反应生成NO2，B项错误；NO2和溴蒸气均与NaOH溶液反应得无色溶液，C项错误；NO2有毒，是大气污染物，D项正确。题组三氮的氧化物与水反应的简洁计算8．在NO2与水的反应中，下列推断正确的是(D)A．氮元素的化合价不发生改变B．氧化剂与还原剂的质量比为2∶1C．NO2只是还原剂D．3molNO2参与反应转移2mol电子解析：9．将装有50mLNO2、NO混合气体的量筒倒立在水槽中，反应后气体体积缩小为30mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是(C)A．5∶3 B．3∶5C．3∶2 D．2∶3解析：解答此题可依据化学方程式，运用差量法进行计算，由所得结果来确定正确的选项。设混合气体中NO2的体积为x，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO2△V3mL1mL3mL－1mL＝2mLx50mL－30mL＝20mLeq\f(3mL,x)＝eq\f(2mL,20mL)，x＝30mL，则原混合气体中NO的体积为50mL－30mL＝20mL，所以V(NO2)∶V(NO)＝30mL∶20mL＝3∶2。10．在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体：①NO2＋O2、②NO2＋NO、③HCl＋N2、④SO2＋O2，分别通入体积相同的试管，并马上倒立于水槽中，如图所示。待试管内液面稳定后，剩余气体的体积依次为V1、V2、V3、V4，则剩余气体的体积最小的是(A)A．V1 B．V2C．V3 D．V4解析：假设每种气体的体积都是a，试管的容积为2a，气体削减的体积等于试管内液体的体积。①依据反应4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知，NO2完全反应，剩余气体是O2，剩余O2的体积为a－eq\f(a,4)＝eq\f(3a,4)；②依据反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知，生成NO的体积为eq\f(a,3)，所以剩余气体是NO，其体积为eq\f(4a,3)；③氮气和水不反应，氯化氢极易溶于水，所以剩余气体的体积为a；④SO2溶于水时，可与水反应生成H2SO3，H2SO3不稳定，易分解，该反应是可逆反应，O2和水不反应，故剩余气体的体积大于a。综上所述，剩余气体的体积最小的是①。综合强化11．(2024·大连高一期中)某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此无色的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，下列关于原混合气体成分的推断正确的是(D)A．确定有SO2和NO2B．确定只有NOC．可能有Cl2和O2D．确定没有Cl2、O2和NO2解析：由于混合气体呈无色，所以其中确定没有Cl2、NO2；混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色，说明混合气体中含有SO2，剩余气体排放空气中呈红棕色，说明混合气体中含有NO，则混合气体中没有O2。12．氮氧化物会严峻污染大气，所以试验室必需对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以汲取废气中的氮氧化物，反应化学方程式如下：①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O(1)在反应①中，参与反应的氧化剂和还原剂的质量之比为_23∶15__。(2)在反应②中，氧化产物是_NaNO3__，还原产物是_NaNO2__(填化学式)。(3)在反应①②中，参与反应的NaOH均为2mol时，两个反应转移电子数的关系是①_＝__②(填“>”“＝”或“<”)。解析：(1)依据反应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改变，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参与反应时，转移1mol电子，反应②中2molNaOH参与反应时，转移1mol电子。13．某校化学爱好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_乙试管中溶液变蓝色__。(2)说明NO具有还原性的操作和现象是_打开开关，挤压空气囊，丙中气体由无色变为红棕色__。(3)小组一成员对试验设计提出了疑问，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由是_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)小组另一成员为探究NO2的氧化性，进行如下试验(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：NO2＋SO2=NO＋SO3。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，硫元素化合价上升，只能变成＋6价，应转化为SO3，故化学方程式为NO2＋SO2=NO＋SO3。14．(2024·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，这种尾气渐渐成为城市空气污染的主要来源之一，依据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亲密相关，可导致_(硝酸型)酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏(合理即可)__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，该厂采纳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__。(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，可消退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_NO__。(4)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体，例如：8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O。该反应中的氧化剂是_NO2__，还原产物和氧化产物的质量之比为_3∶4__。假如用氨来处理NO，有关反应的化学方程式为4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))5N2＋6H2O。解析：(1)氮氧化物与环境问题亲密相关，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，依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2N