2023-2024學(xué)年人教版化學(xué)必修第2冊(cè)同步練習(xí)（含解析）第5章 第2節(jié)氮及其化合物 第1課時(shí)氮?dú)馀c氮的固定　一氧化氮和二氧化氮

第第頁2023-2024學(xué)年人教版化學(xué)必修第2冊(cè)同步練習(xí)（含解析）第5章第2節(jié)氮及其化合物第1課時(shí)氮?dú)馀c氮的固定一氧化氮和二氧化氮第5章第2節(jié)氮及其化合物

第1課時(shí)氮?dú)馀c氮的固定一氧化氮和二氧化氮

基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)

一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)

1．NO2可以用氫氧化鈉溶液吸收，或在一定條件下用氨氣與其反應(yīng)使之轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O，8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。則M、X代表的物質(zhì)的化學(xué)式分別是()

A．NaNO2、N2B．HNO2、N2

C．NO、HNO3D．N2、N2

2．N2O俗稱“笑氣”，早期被用于牙科手術(shù)的麻醉，是人類最早應(yīng)用于醫(yī)療的麻醉劑之一。反應(yīng)3CO＋2NO2===3CO2＋N2O能產(chǎn)生N2O。下列關(guān)于N2O的說法一定正確的是()

A．上述反應(yīng)中，每消耗2molNO2，就會(huì)生成22.4LN2O(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)

B．N2O有氧化性，且為HNO2的酸性氧化物

C．當(dāng)生成3molCO2時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12NA

D．N2O使用時(shí)必須少量，否則會(huì)與人體血紅蛋白結(jié)合，使人中毒

3．在一大試管中裝入10mLNO倒立于水槽中，然后向其中緩慢通入6mLO2(氣體體積均在相同條件下測(cè)定)，下面有關(guān)實(shí)驗(yàn)最終狀態(tài)的描述，正確的是()

A．試管內(nèi)氣體呈紅棕色

B．試管內(nèi)氣體呈無色，是4mLNO

C．試管內(nèi)氣體呈無色，是2mLO2

D．試管內(nèi)液面上升

4．氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分，人類活動(dòng)影響了氮循環(huán)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，如圖所示。下列說法中，不正確的是()

A．工業(yè)合成氨屬于人工固氮過程

B．硝化過程中氮元素被還原

C．含氮無機(jī)物與含氮有機(jī)化合物可相互轉(zhuǎn)化

D．反硝化過程有助于穩(wěn)定N2在大氣中的含量

二、非選擇題

5．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究NO2和SO2的反應(yīng)，特進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。

(1)圖1兩集氣瓶中下(填“上”或“下”)瓶顏色深。

(2)圖2中反應(yīng)的現(xiàn)象是。

(3)圖3中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2和NO2反應(yīng)的產(chǎn)物中有，說明NO2在該反應(yīng)中表現(xiàn)性。

(4)由圖2和圖3中的現(xiàn)象寫出NO2和SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

6．NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。

(1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：。其中氮元素的化合價(jià)在此反應(yīng)中發(fā)生的變化是(填序號(hào))。

A．不變B．僅升高

C．僅降低D．既有升高又有降低

(2)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx的排放。

①當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：。

②根據(jù)上述反應(yīng)，若反應(yīng)掉1.5mol的NO，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol。

(3)設(shè)空氣中O2體積分?jǐn)?shù)為0.25，N2體積分?jǐn)?shù)為0.75，有水存在的條件下，氮的氧化物和一定量空氣混合恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后氣體體積減少一半，該氮的氧化物是(填序號(hào))。

A．NO

B．NO2

C．NO和NO2物質(zhì)的量之比為2∶1的混合物

D．NO和NO2物質(zhì)的量之比為1∶1的混合物

能力提升

一、選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)

1．某無色透明的混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種氣體。現(xiàn)將此混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，向剩余氣體中通入空氣，很快變?yōu)榧t棕色。下列對(duì)于原混合氣體成分的判斷中正確的是()

A．肯定有SO2、O2和NO

B．肯定沒有Cl2、O2和NO2

C．可能有Cl2和O2

D．肯定只有NO

2．把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是()

A．氧氣B．二氧化氮

C．二氧化氮和氧氣D．二氧化氮和一氧化氮

3．如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)液面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中液面繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全充滿液體，原來試管中盛裝的氣體是()

A．可能是N2和NO2的混合氣體

B．一定是NO2氣體

C．可能是NO與NO2的混合氣體

D．可能是NO2一種氣體

4．無色的混合氣體甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的幾種，將一定量的甲氣體經(jīng)過下圖實(shí)驗(yàn)的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則甲氣體的組成為()

A．NO2、N2B．NO、CO2

C．NO2、CO2D．NO、CO2、N2

5．現(xiàn)有NO2、O2的混合氣體12mL，通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余氣體2mL(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積是()

A．1.2mLB．2.4mL

C．3mLD．4mL

二、非選擇題

6．為了有效實(shí)現(xiàn)NO和NO2的相互轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：按圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并檢查裝置氣密性，實(shí)驗(yàn)前用排水法收集半瓶NO氣體。

(1)打開止水夾，推動(dòng)針筒活塞，使O2進(jìn)入燒瓶。關(guān)上止水夾，觀察到的現(xiàn)象是。原因是。

(2)然后輕輕搖動(dòng)燒瓶，燒瓶中觀察到的現(xiàn)象是。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是。

(3)若最后燒瓶中充滿了水，則原燒瓶中NO與通入氧氣的體積之比為(同溫同壓下)。用化學(xué)方程式說明原因。

7．某課外活動(dòng)小組欲探究鎂與NO2的反應(yīng)。已知鎂與CO2的反應(yīng)為2Mg＋CO22MgO＋C。

(1)該小組類比Mg與CO2的反應(yīng)對(duì)Mg與NO2的反應(yīng)進(jìn)行猜測(cè)，寫出Mg與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

(2)該小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述猜測(cè)，實(shí)驗(yàn)裝置(用于連接玻璃管的乳膠管均內(nèi)襯錫紙)如圖所示。

資料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O

①裝置A中的試劑是。

②干燥管和裝置B的作用分別是。

③正確的實(shí)驗(yàn)操作步驟是。

a．通入NO2

b．打開彈簧夾

c．點(diǎn)燃酒精燈

d．當(dāng)硬質(zhì)玻璃管充滿紅棕色氣體后，關(guān)閉彈簧夾

第5章第2節(jié)氮及其化合物

第1課時(shí)氮?dú)馀c氮的固定一氧化氮和二氧化氮

基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)

一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)

1．NO2可以用氫氧化鈉溶液吸收，或在一定條件下用氨氣與其反應(yīng)使之轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O，8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。則M、X代表的物質(zhì)的化學(xué)式分別是(A)

A．NaNO2、N2B．HNO2、N2

C．NO、HNO3D．N2、N2

解析：根據(jù)化合價(jià)升降關(guān)系以及原子守恒，判斷M為NaNO2，X為N2，故選A。

2．N2O俗稱“笑氣”，早期被用于牙科手術(shù)的麻醉，是人類最早應(yīng)用于醫(yī)療的麻醉劑之一。反應(yīng)3CO＋2NO2===3CO2＋N2O能產(chǎn)生N2O。下列關(guān)于N2O的說法一定正確的是(A)

A．上述反應(yīng)中，每消耗2molNO2，就會(huì)生成22.4LN2O(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)

B．N2O有氧化性，且為HNO2的酸性氧化物

C．當(dāng)生成3molCO2時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12NA

D．N2O使用時(shí)必須少量，否則會(huì)與人體血紅蛋白結(jié)合，使人中毒

解析：由方程式可知，反應(yīng)中每消耗2molNO2，可生成1molN2O，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L，A正確；N2O中氮元素的化合價(jià)為＋1價(jià)，HNO2中氮元素的化合價(jià)為＋3價(jià)，N2O不是亞硝酸的酸性氧化物，B錯(cuò)誤；反應(yīng)中碳元素的化合價(jià)由＋2價(jià)升高到＋4價(jià)，當(dāng)生成3molCO2時(shí)轉(zhuǎn)移6mol電子，C錯(cuò)誤；N2O能作麻醉劑，說明其不能和人體血紅蛋白結(jié)合，D錯(cuò)誤。

3．在一大試管中裝入10mLNO倒立于水槽中，然后向其中緩慢通入6mLO2(氣體體積均在相同條件下測(cè)定)，下面有關(guān)實(shí)驗(yàn)最終狀態(tài)的描述，正確的是(D)

A．試管內(nèi)氣體呈紅棕色

B．試管內(nèi)氣體呈無色，是4mLNO

C．試管內(nèi)氣體呈無色，是2mLO2

D．試管內(nèi)液面上升

解析：根據(jù)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知，V(NO)∶V(O2)>4∶3時(shí)，NO有剩余。由題意，V(NO)∶V(O2)＝5∶3可知，NO剩余2mL，試管內(nèi)液面上升。

4．氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分，人類活動(dòng)影響了氮循環(huán)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，如圖所示。下列說法中，不正確的是(B)

A．工業(yè)合成氨屬于人工固氮過程

B．硝化過程中氮元素被還原

C．含氮無機(jī)物與含氮有機(jī)化合物可相互轉(zhuǎn)化

D．反硝化過程有助于穩(wěn)定N2在大氣中的含量

二、非選擇題

5．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究NO2和SO2的反應(yīng)，特進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。

(1)圖1兩集氣瓶中下(填“上”或“下”)瓶顏色深。

(2)圖2中反應(yīng)的現(xiàn)象是下瓶中的紅棕色逐漸消失，最終變?yōu)闊o色。

(3)圖3中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2和NO2反應(yīng)的產(chǎn)物中有NO，說明NO2在該反應(yīng)中表現(xiàn)氧化性。

(4)由圖2和圖3中的現(xiàn)象寫出NO2和SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：NO2＋SO2===NO＋SO3。

解析：圖3中反應(yīng)生成的氣體遇空氣顯紅棕色，說明圖2中反應(yīng)生成了NO，即NO2和SO2反應(yīng)，NO2轉(zhuǎn)化為NO，表現(xiàn)氧化性，而SO2則表現(xiàn)還原性，被氧化，硫元素化合價(jià)升高，只能變成＋6價(jià)，應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3。

6．NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。

(1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。其中氮元素的化合價(jià)在此反應(yīng)中發(fā)生的變化是D(填序號(hào))。

A．不變B．僅升高

C．僅降低D．既有升高又有降低

(2)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx的排放。

①當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：2NO＋2CON2＋2CO2。

②根據(jù)上述反應(yīng)，若反應(yīng)掉1.5mol的NO，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol。

(3)設(shè)空氣中O2體積分?jǐn)?shù)為0.25，N2體積分?jǐn)?shù)為0.75，有水存在的條件下，氮的氧化物和一定量空氣混合恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后氣體體積減少一半，該氮的氧化物是D(填序號(hào))。

A．NO

B．NO2

C．NO和NO2物質(zhì)的量之比為2∶1的混合物

D．NO和NO2物質(zhì)的量之比為1∶1的混合物

解析：(1)NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3與NO。由于NO2中的氮元素的化合價(jià)為＋4價(jià)，而生成物NO中的氮元素的化合價(jià)是＋2價(jià)，而硝酸中的氮元素的化合價(jià)是＋5價(jià)，所以NO2中氮元素的化合價(jià)既有升高又有降低。(2)①NO被CO還原成N2，由得失電子守恒和元素守恒可知CO被氧化為CO2；②根據(jù)化學(xué)方程式2NO＋2CON2＋2CO2可知，反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)由＋2價(jià)變成0價(jià)，所以反應(yīng)掉1.5molNO轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是3mol。(3)混合氣體全部與空氣中的氧氣反應(yīng)，沒有物質(zhì)是過量的，最終氮的氧化物與氧氣、水反應(yīng)生成HNO3，反應(yīng)后氣體體積減少一半，剩余氣體為氮?dú)?，令剩余氮?dú)鉃?.75mol，則氮的氧化物為1.5mol－0.75mol－0.25mol＝0.5mol，結(jié)合選項(xiàng)令氮的氧化物的平均組成為NOx，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則：(5－2x)×0.5＝0.25×4，解得x＝1.5，故氮的氧化物為NO和NO2的混合物，令NO和NO2的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，則：a＋b＝0.5，(a＋2b)/0.5＝1.5，解得a＝0.25，b＝0.25，故NO和NO2的物質(zhì)的量之比為0.25mol∶0.25mol＝1∶1，故選D。

能力提升

一、選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)

1．某無色透明的混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種氣體?，F(xiàn)將此混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，向剩余氣體中通入空氣，很快變?yōu)榧t棕色。下列對(duì)于原混合氣體成分的判斷中正確的是(B)

A．肯定有SO2、O2和NO

B．肯定沒有Cl2、O2和NO2

C．可能有Cl2和O2

D．肯定只有NO

解析：無色氣體，說明無Cl2、NO2；使品紅褪色，說明有SO2；通入空氣變紅棕色，說明有NO，無O2。

2．把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是(C)

A．氧氣B．二氧化氮

C．二氧化氮和氧氣D．二氧化氮和一氧化氮

解析：少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，逸出的氣體是NO、CO2，二者物質(zhì)的量比為1∶2，同時(shí)還有少量水蒸氣逸出，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，CO2與過氧化鈉反應(yīng)生成的O2與NO反應(yīng)生成NO2，O2有剩余，同時(shí)逸出的少量水蒸氣與過氧化鈉反應(yīng)也生成O2，所以最后收集到的氣體是NO2和O2。

3．如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)液面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中液面繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全充滿液體，原來試管中盛裝的氣體是(CD)

A．可能是N2和NO2的混合氣體

B．一定是NO2氣體

C．可能是NO與NO2的混合氣體

D．可能是NO2一種氣體

解析：試管內(nèi)氣體為紅棕色，故一定含有NO2，也可能含有NO，因?yàn)?NO＋O2===2NO2，生成的NO2又可與水反應(yīng)，使液面上升，NO2、O2與水反應(yīng)的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，故當(dāng)試管內(nèi)氣體為NO2或NO2與NO的混合物時(shí)，通入適量O2，最終試管內(nèi)可完全充滿液體。由于N2不溶于水，故不可能含有N2。由此可知答案為CD。

4．無色的混合氣體甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的幾種，將一定量的甲氣體經(jīng)過下圖實(shí)驗(yàn)的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則甲氣體的組成為(B)

A．NO2、N2B．NO、CO2

C．NO2、CO2D．NO、CO2、N2

解析：混合氣體無色，氣體中不含NO2，氣體通過Na2O2后顯紅棕色，說明原混合氣體中含有NO，且有與Na2O2反應(yīng)生成O2的氣體CO2，通入水中，溶液呈酸性，且?guī)缀鯚o氣體剩余，說明原氣體中不含N2。

5．現(xiàn)有NO2、O2的混合氣體12mL，通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余氣體2mL(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積是(AD)

A．1.2mLB．2.4mL

C．3mLD．4mL

解析：(總反應(yīng)式法)根據(jù)有關(guān)的反應(yīng)：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO33NO2＋H2O===2HNO3＋NO設(shè)原混合氣體中O2的體積為V(O2)，剩余氣體可能是O2，也可能是NO。①若剩余O2，則V剩＝V(O2)－[12mL－V(O2)]＝2mL。解得V(O2)＝4mL。②若剩余NO，則V剩＝[12mL－V(O2)－4V(O2)]＝2mL。解得V(O2)＝1.2mL。

二、非選擇題

6．為了有效實(shí)現(xiàn)NO和NO2的相互轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：按圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并檢查裝置氣密性，實(shí)驗(yàn)前用排水法收集半瓶NO氣體。

(1)打開止水夾，推動(dòng)針筒活塞，使O2進(jìn)入燒瓶。關(guān)上止水夾，觀察到的現(xiàn)象是燒瓶中氣體由無色變?yōu)榧t棕色。原因是發(fā)生了反應(yīng)2NO＋O2===2NO2。

(2)然后輕輕搖動(dòng)燒瓶，燒瓶中觀察到的現(xiàn)象是燒瓶中紅棕色氣體又變?yōu)闊o色，燒杯中水倒吸到燒瓶中(或燒瓶中液面上升)。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是發(fā)生了反應(yīng)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

(3)若最后燒瓶中充滿了水，則原燒瓶中NO與通入氧氣的體積之比為4∶3(同溫同壓下)。用化學(xué)方程式說明原因發(fā)生的反應(yīng)為①2NO＋O2===2NO2，②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①×3＋②×2可得方程式：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，當(dāng)NO與氧氣的體積之比為4∶3時(shí)，氣體完全溶于水。

解析：(