氮气-氮的氧化物(精准练习)练(人教版2019必修第二册)(解析版)

2021-2022学年高一化学同步学习高效学与练（精准练习）第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第1课时氮气氮的氧化物1．（2021·北京市第五中学高一期中）下列关于氮元素或氮原子的叙述正确的是A．氮元素位于周期表第二周期，第VA族B．氮原子核外共有3个电子层，最外层有5个电子C．氮原子在反应中不易失去5个电子，但易得到3个电子D．氮原子一般通过离子键与其他原子相互结合构成物质【答案】A【解析】A．氮元素位于元素周期表中第二周期VA族，故A正确；B．氮原子位于第二周期，原子核外共有2个电子层，最外层电子有5个电子，故B错误；C．由于氮气分子的结构非常稳定，故氮气的化学性质比较稳定，在化学反应中氮原子不容易失去电子，得到电子同样比较困难，故C错误；D．氮原子最外层电子数为5，且原子半径较小，相对难以得失电子，因此与其它原子一般通过共价键与其它原子成键组成物质，故D错误；综上所述，答案为A。2．（2021·吉林长春·高一期末）下列过程不属于氮的固定的是A．雷电时生成氮的氧化物B．工业上用氢气与氮气合成氨C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐D．豆科植物的根瘤把空气中的氮气转化为硝酸盐【答案】C【解析】A．雷电时生成氮的氧化物，即N2+O22NO，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为自然固氮，故A不符合题意；B．工业上用氢气与氮气合成氨，即N2+3H22NH3，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为工业固氮，故B不符合题意；C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不是将游离态氮转化为化合态氮，不属于氮的固定，故C符合题意；D．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为生物固氮，故D不符合题意；答案为C。3．（2021·北京市第五中学高一期中）下列关于氮气的性质，叙述错误的是A．氮气在通常条件下化学性质稳定B．氮气在高温、放电等条件下可以发生化学反应C．氮气在化学反应中只能做氧化剂D．氮气在发生化学反应过程中发生了化学键的断裂【答案】C【解析】A．氮气有氮氮三键，难断裂，在通常条件下化学性质稳定，故A正确；B．氮气在高温、放电等条件下常与氧气反应，发生化学反应，故B正确；C．氮气与氧气反应生成一氧化氮，在化学反应中做还原剂，故C错误；D．氮气发生化学反应是旧键的断裂和新键的生成，故D正确。综上所述，答案为C。4．（2021·福建省福州外国语学校高一期中）下列说法正确的是A．HClO、Na2O2、SO2都可用于漂白适当的物质，其漂白原理相同B．氮的固定都属于氧化还原反应C．“雷雨发庄稼”的科学道理中，涉及的化学反应，氮元素都是被氧化D．NH3水溶液能导电，所以NH3是电解质【答案】B【解析】A．HClO、Na2O2均因具有强氧化性、可用于漂白；SO2使品红等有色物质褪色的原理是二者结合生成无色不稳定的物质，A错误；B．氮的固定是游离态氮元素变化为化合态氮元素；则氮的固定都属于氧化还原反应，B正确；C．“雷雨发庄稼”的科学道理中，涉及的化学反应，、和，、氮元素被氧化，中氮元素既被氧化又被还原，C错误；D．氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子、铵根离子，故其水溶液因含可自由移动的离子可导电，但氨分子自身不发生电离，故氨气属于非电解质，D错误；答案选B。5．（2021·福建·文博中学高一期中）下列说法正确的是A．实验室能用排空气法收集N2、NO和NO2B．NO为红棕色气体，NO2为无色气体C．除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水D．NO、NO2、N2O4、N2O5都属于酸性氧化物【答案】C【解析】A．N2的密度与空气接近，容易混合，不能使用排空气方法收集；NO与O2反应产生NO2，也不能使用排空气方法收集，A错误；B．NO为无色气体，NO2为红棕色气体，B错误；C．NO2与水反应产生HNO3和NO，因此除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水，C正确；D．NO是不成盐氧化物；NO2、N2O4与水反应时N元素化合价会发生变化，也不是酸性氧化物；只有N2O5属于酸性氧化物，D错误；故合理选项是C。6．（2021·北京·人大附中高一期末）某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明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。对于原混合气体成分的判断中，正确的是A．肯定有SO2和NO B．可能有O2和NO2C．可能有Cl2和O2 D．肯定只有NO【答案】A【解析】由于气体呈无色，所以其中一定没有Cl2、NO2，气体通过品红，品红褪色，说明混合气体中含有SO2，剩余气体排入空气中呈红棕色，说明其中含有NO，结合原混合气体无色，说明混合气体中没有O2，故该气体中一定含有NO、SO2，一定不含NO2、O2和Cl2，故答案为：A。7．（2021·湖北·华中师大一附中高一期中）由NO、H2、CO2组成的混合气体，通过足量的Na2O2粉末充分反应后，再用电火花引燃使其充分反应，最终得到质量分数为70%的硝酸，且无任何气体剩余。则原混合气体中NO、H2、CO2的体积比为A．2：4：5 B．2：4：7 C．2：4：9 D．3：5：8【答案】B【解析】设得到70%的硝酸100g，70%的硝酸中n(HNO3)==mol，n(H2O)==mol，其中n(H)：n(N)：n(O)=(2×mol+mol)：mol：(mol+3×mol)=4：1：4.5，通过足量Na2O2后，n(O2)=n(CO2)，n(H2)：n(NO)：n(O2)=：1：=2：1：1.75，则n(H2)：n(NO)：n(CO2)=2：1：3.5，即：n(NO)：n(H2)：n(CO2)=2：4：7，故答案为：B。8．（2021·广东惠州·高一期末）部分含氮物质的“价—类二维图”如下图所示。下列推断不合理的是A．图中所标转化关系中有5个反应是通过氧化还原反应实现的B．雷雨天可实现B→C→D→E→F转化C．A→B的反应是实现人工固氮的重要反应D．H制A的反应通常要加碱并加热来实现【答案】C【解析】【分析】由含氮物质的“价—类二维图”可以得出，A为氨气，B为氮气，C为一氧化氮，D为二氧化氮，E为硝酸，F为硝酸盐，G为一水合氨，H为铵盐。【详解】A．在图中所标转化关系中，NH3→N2→NO→NO2→HNO3、NH3→NO共5个反应中，N元素都发生价态的变化，所以是通过氧化还原反应实现的，A合理；B．雷雨天，放电时，N2与O2反应生成NO，NO与O2再反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO，硝酸与土壤中的盐反应生成硝酸盐等，B合理；C．人工固氮是利用人工的方法，将N2转化为氮的化合物(如NH3、Mg3N2等)，所以A(NH3)→B(N2)的反应不是人工固氮的反应，C不合理；D．由H(铵盐)制A(NH3)，常需与强碱在加热条件下发生复分解反应来制取，D合理；故选C。9．（2021·黑龙江·哈师大附中高一期末）硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是A．NO2和SO2均为有刺激性气味的气体B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C．植物可以直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料D．工业废气中的NO2可以用水完全吸收【答案】A【解析】A．NO2和SO2均为有刺激性气味的气体，故A正确；B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、CO，故B错误；C．植物可以直接吸收利用土壤中的铵根离子、硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的NO和NO2，故C错误；D．NO2和水反应生成硝酸和NO，工业废气中的NO2用水不能完全吸收，故D错误；选A。10．（2021·广东顺德·高一期末）氮在生命进程中扮演了至关重要的角色，下图是有关氮固定的几种途径，下列有关叙述不正确的是A．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境B．雷电固氮过程中氮气与氧气直接转化成红棕色的二氧化氮C．光催化固氮和电催化固氮过程中水作还原剂D．工业固氮采用高温高压的目的是为了提高合成效率【答案】B【解析】A．液氮汽化吸热，液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境，故A正确；B．雷电固氮过程中氮气与氧气直接转化成无色的一氧化氮，故B错误；C．光催化固氮和电催化固氮过程中，水中氧元素化合价升高，水作还原剂，故C正确；D．高温可以提高合成氨的反应速率，高压可以加快合成氨反应速率并使平衡正向移动，采用高温高压的目的是为了提高合成效率，故D正确；选B。11．（2021·四川成都·高一期末）硝酸工业尾气中的NO、NO2可用火碱溶液吸收，有关化学反应为：①；②。下列说法错误的是A．反应①、②均为氧化还原反应B．反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：1C．若尾气可以被完全吸收，则尾气中与NO的体积之比可能大于1：1D．反应②中，生成2mol共转移电子的物质的量为2mol【答案】D【解析】A．反应①、②中均有元素化合价变化，均为氧化还原反应，故A正确；B．反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：1，故B正确；C．若尾气可以被完全吸收，则尾气中与NO的体积之比可能大于1：1或等于1：1，故C正确；D．反应②中，生成2mol共转移电子的物质的量为1mol，故D错误；故选D。12．（2021·江苏扬州·高一期中）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是A．在转化过程中，氮元素均被还原B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程C．还原过程中生成0.1mol，转移0.5mol电子D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化【答案】D【解析】A．根据图示可知，NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中，N元素化合价升高被氧化，故A错误；

B．根据图示可知，BaO为催化剂，NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2时，BaO参与储存N元素，故B错误；C．还原过程中生成0.1

mol

N2，转移电子的物质的量为0.1

mol×(5-0)×2=1

mol，故C错误；D．整个过程中，CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2，说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，故D正确；故选D。13．（2021·北京·中国农业大学附属中学高一期末）某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。先将此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。对于原混合气体成分的判断正确的是A．肯定有SO2和NO B．可能有Cl2、O2和NO2C．可能有Cl2和O2 D．肯定只有NO【答案】A【解析】气体无色，则说明不含有Cl2和NO2气体，此无色混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，说明一定含有SO2，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，说明含有气体NO，则一定没有O2，由上可得，混合物中肯定没有Cl2、O2和NO2，一定含有SO2、NO，选项A符合题意；答案为A。14．（2021·重庆市育才中学高一开学考试）燃油汽车发动机排出的气体中含有CO和NO等，安装催化转化器可减少这些有害气体的排放。CO和NO在经过催化转化器时相互反应，示意图如下所示。下列说法正确的是A．该反应属于置换反应B．CO和NO按个数比1：1进行该反应C．该反应中两种生成物的质量比为11：7D．安装了催化转化器的汽车，尾气中不含CO和NO【答案】B【解析】A．CO和NO在经过催化转化器时发生反应产生CO2、N2，反应方程式为：2CO+2NO2CO2+N2，该反应的反应物中无单质参加，因此反应基本类型不属于置换反应，A不符合题意；B．根据选项A是反应方程式可知：CO和NO按个数比1：1进行该反应，B正确；C．该反应中两种生成物CO2、N2的质量比是(2×44)：28=22：7，C错误；D．任何反应都具有一定的可逆性，反应物不可能完全转化为生成物，因此安装了催化转化器的汽车，尾气中也含CO和NO，只是二者的浓度比不安装少些，D错误；故合理选项是B。15．（2021·河北石家庄·高一期末）如图所示，将盛满乙气体的小试管倒扣在水槽中，通过导管向试管中通入甲气体，直至小试管内充满液体(假设所得溶液中溶质未扩散至试管外)。下列选项中所得溶液浓度最高的是A．甲为，乙为 B．甲为，乙为C．甲为，乙为 D．甲为，乙为【答案】D【解析】设试管的体积为VL，则乙气体的物质的量是mol；若甲为，乙为，发生反应，根据方程式可知生成硝酸的物质的量为mol，硝酸浓度为；若甲为，乙为，发生反应，根据方程式可知生成硝酸的物质的量为mol，硝酸浓度为；若甲为，乙为，发生反应，根据方程式可知生成硝酸的物质的量为mol，硝酸浓度为；若甲为，乙为，发生反应，根据方程式可知生成硝酸的物质的量为mol，硝酸浓度为；故选D。16．（双选）（2021·广东·深圳中学高一期中）在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中，充分反应后剩余2mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为A．1.2mL B．2.4mL C．3mL D．4mL【答案】AD【解析】(总反应式法)根据有关的反应：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，剩余气体可能是O2，也可能是NO；如氧气过量，则剩余2ml无色气体为氧气，设参加反应的氧气的体积为x，则有：4x＋x＝12mL−2mL＝10mL，解得x＝2mL，所以氧气的体积为：2mL＋2mL＝4mL；如NO2过量，则剩余2mL无色气体为NO，设氧气的体积为y，，解得y＝1.2mL，故答案选AD。17．（2021·北京东城·高一期末）氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。(1)下列说法中，正确的是_______(填字母序号)。a．氮原子的最外层有5个电子b．氮元素位于元素周期表的第二周期，第ⅤA族c．氮元素的最低化合价为价，最高化合价为价d．根据元素周期律推测，氮化硅的化学式为(2)氮气的化学性质很稳定，可用作灯泡填充气。从分子结构角度解释其原因是_______。(3)大自然通过闪电可将空气中的氮气转化为含氮化合物，从而实现自然固氮。该过程中生成的含氮化合物是_______。(4)我国科研团队借助一种固体催化剂，在常温常压和可见光作用下实现了人工固氮。其过程如图所示。写出该过程中反应的化学方程式：_______。【答案】abcN原子的最外层上有5个电子，氮气分子中存在氮氮三键NO2N2和6H2O4NH3+3O2【解析】(1)a．氮为7号元素，故氮原子的最外层有5个电子，a正确；b．氮为7号元素，故氮原子核外由两个电子层，最外层上只有5个电子，故氮元素位于元素周期表的第二周期，第ⅤA族，b正确；c．氮原子的最外层上有5个电子，故氮元素的最低化合价为价，最高化合价为价，c正确；d．根据元素周期律推测，Si为+4价，N为-3价，故氮化硅的化学式为，d错误；故答案为：abc；(2)由于N原子的最外层上有5个电子，故氮气分子中存在氮氮三键，故氮气的化学性质很稳定，可用作灯泡填充气，故答案为：N原子的最外层上有5个电子，氮气分子中存在氮氮三键；(3)大自然通过闪电可将空气中的氮气转化为含氮化合物，从而实现自然固氮，N2在高温或者放电的情况下与氧气反应生成NO，故该过程中生成的含氮化合物是NO，故答案为：NO；(4)根据流程示意图可知，该反应的最初反应为N2和H2O，最终生成物为NH3和O2，故反应方程式为：2N2和6H2O4NH3+3O2，故答案为：2N2和6H2O4NH3+3O2。18．（2021·江苏·常州市武进区横山桥高级中学高一期中）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合物污染的方法。(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___________。【答案】(硝酸型)酸雨光化学烟雾、臭氧层破坏(合理即可)+3NONO23：44NH3+6NO5N2+6H2O【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(合理即可)。(2)NO、NO2的体积比为1∶1，两者中氮的价态分别为＋2、＋4价，一个升高，一个降低，含氮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)NO2中氮元素的化合价降低，是氧化剂；还原产物和氧化产物都是N2，7molN2中，还原产物为3mol，氧化产物为4mol，还原产物和氧化产物的质量之比为3：4；用氨来处理NO，有关反应的化学方程式为：4NH3+6NO5N2+6H2O。19．（2021·四川省绵阳江油中学高一阶段练习）某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO