3.3.1 自然界中的氮循環(huán)　氮?dú)馀c氮氧化物課時(shí)作業(yè)2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修1

高中化學(xué)必修課程PAGEPAGE1第3節(jié)氮的循環(huán)第1課時(shí)自然界中的氮循環(huán)氮?dú)馀c氮氧化物題組一自然界中的氮循環(huán)1.(2018·北京昌平區(qū)高一期末)氮是動(dòng)植物生長(zhǎng)不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如圖所示的氮元素的循環(huán)過(guò)程，下列說(shuō)法不正確的是()A.過(guò)程①“雷電作用”中發(fā)生的反應(yīng)是N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NOB.過(guò)程③“固氮作用”中，氮?dú)獗贿€原C.⑤中涉及的反應(yīng)可能有2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)D.⑥中涉及的反應(yīng)可能有2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋=N2↑＋6H2O答案D解析過(guò)程①“雷電作用”中氮?dú)馀c氧氣化合生成NO，即發(fā)生的反應(yīng)是N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NO，A正確；過(guò)程③“固氮作用”中氮元素化合價(jià)降低，氮?dú)獗贿€原，B正確；⑤中NOeq\o\al(－,2)被氧化為NOeq\o\al(－,3)，涉及的反應(yīng)可能有2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)，C正確；⑥中氮元素化合價(jià)降低，NOeq\o\al(－,3)被還原，涉及的反應(yīng)不可能為2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋=N2↑＋6H2O，因?yàn)榇朔磻?yīng)中只有元素化合價(jià)降低，沒(méi)有元素化合價(jià)升高，故D錯(cuò)誤。2.(2019·哈爾濱高一檢測(cè))下列說(shuō)法不正確的是()A.豆科植物通過(guò)根瘤菌吸收空氣中的氮是化學(xué)變化B.汽車尾氣中排放的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化來(lái)的C.化石燃料燃燒通常不釋放出氮氧化合物D.植物秸稈燃燒時(shí)放出氮氧化合物，參與了氮的循環(huán)答案C解析氮的固定是游離態(tài)的氮變成化合態(tài)的氮，是化學(xué)變化；汽車尾氣中排放的氮氧化合物是由氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成的；化石燃料中含有氮的化合物，燃燒時(shí)會(huì)釋放出氮氧化合物；植物秸稈燃燒時(shí)放出氮氧化合物，參與了氮的循環(huán)。3.自然界中存在許多循環(huán)現(xiàn)象，下列自然界中的四種循環(huán)所發(fā)生的變化主要為物理變化的是()A.碳循環(huán) B.氧循環(huán)C.氮循環(huán) D.水循環(huán)答案D解析A項(xiàng)，生物圈中的碳循環(huán)主要表現(xiàn)在綠色植物從空氣中吸收二氧化碳，經(jīng)光合作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖，并放出氧氣，有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化；B項(xiàng)，氧循環(huán)主要表現(xiàn)在動(dòng)植物的呼吸作用及人類活動(dòng)中的燃燒都需要消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化；C項(xiàng)，氮循環(huán)是指自然界中氮單質(zhì)和含氮化合物之間相互轉(zhuǎn)換，有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化；D項(xiàng)，水循環(huán)是指地球上的水從地表蒸發(fā)，凝結(jié)成云，降水到徑流，積累到土中或水域，再次蒸發(fā)，進(jìn)行周而復(fù)始的循環(huán)過(guò)程，沒(méi)有新物質(zhì)生成，屬于物理變化。題組二氮?dú)夂偷墓潭?.關(guān)于氮?dú)庑再|(zhì)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在B.通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑C.可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D.大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進(jìn)行著氮的循環(huán)答案C解析通常情況下氮?dú)獾男再|(zhì)很不活潑，在放電或高溫的條件下，能跟氧氣反應(yīng)。5.(2018·湖南湘潭一中期中)氮?dú)饽艽罅看嬖谟诳諝庵械母驹蚴?)A.氮?dú)庑再|(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)B.氮?dú)獗瓤諝廨p且不溶于水C.氮?dú)夥肿又袃蓚€(gè)氮原子結(jié)合很牢固，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定D.氮?dú)饧葻o(wú)氧化性，也無(wú)還原性，不與其他物質(zhì)反應(yīng)答案C解析N2性質(zhì)穩(wěn)定，但在高溫下可與O2等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)中表現(xiàn)出氧化性或還原性；氮?dú)獗瓤諝廨p且不溶于水并不是N2能大量存在于空氣中的根本原因；N2能大量存在于空氣中的根本原因是氮?dú)夥肿又袃蓚€(gè)氮原子結(jié)合很牢固，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。6.氮?dú)獾挠猛疽埠軓V泛，下列不屬于氮?dú)庥猛镜氖?)A.合成氨制作氮肥B.充入燈泡做保護(hù)氣C.液氮可做制冷劑D.醫(yī)療上可作為危重病人的急救氣答案D解析氮?dú)馀c氫氣合成氨能用于制作氮肥、氮?dú)獬淙霟襞葑霰Ｗo(hù)氣、液氮蒸發(fā)吸熱，用作制冷劑屬于氮?dú)獾挠猛?；氮?dú)獠痪哂袔椭粑男再|(zhì)，醫(yī)療上不可作為危重病人的急救氣。7.屬于氮的固定的是()A.植物從土壤中吸收含氮養(yǎng)料B.豆科植物把含氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)C.將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物D.NH3經(jīng)催化氧化生成NO答案C8.屬于人工固氮作用的是()A.N2與H2在一定條件下反應(yīng)生成NH3B.硝酸工廠用NH3氧化制NOC.雷雨時(shí)空氣中的N2轉(zhuǎn)化為NOD.由NH3制碳酸氫銨和硫酸銨答案A題組三氮的氧化物9.最新的病毒學(xué)研究證實(shí)，一氧化氮對(duì)SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于一氧化氮的敘述正確的是()A.一氧化氮是一種紅棕色氣體B.常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C.一氧化氮可由氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l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是一種無(wú)色難溶于水的氣體，可以用排水法收集；常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成NO2。10.(2019·寧夏固原高一月考)在二氧化氮跟水的反應(yīng)中，二氧化氮是()A.氧化劑B.還原劑C.既是氧化劑又是還原劑D.既不是氧化劑，又不是還原劑答案C解析二氧化氮跟水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，反應(yīng)中氮元素化合價(jià)部分從＋4價(jià)降低到＋2價(jià)，部分升高到＋5價(jià)，所以二氧化氮既是氧化劑又是還原劑。11.同溫同壓下將等體積的NO2和N2的混合氣體置于試管中，并將試管倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積約為原總體積的()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的體積均為VL，設(shè)VL的NO2和水反應(yīng)生成NO的體積為xL，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO31VLxL解得x＝eq\f(V,3)，則剩余氣體的體積約為V＋eq\f(V,3)＝eq\f(4,3)V，剩余氣體的體積約為原總體積的eq\f(\f(4V,3),2V)＝eq\f(2,3)。12.下列關(guān)于氮的氧化物的說(shuō)法中正確的是()A.氮的氧化物都是酸性氧化物，都是大氣污染物B.氮的氧化物都既有氧化性，又有還原性C.NO2與H2O反應(yīng)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解析氮的氧化物均會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生污染，NO、NO2不是酸性氧化物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；N2O5中氮元素為最高價(jià)，只有氧化性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；酸性氧化物是指能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，有些酸性氧化物可與水化合生成酸，反應(yīng)中中心元素化合價(jià)不變，HNO3對(duì)應(yīng)的酸性氧化物是N2O5，C項(xiàng)錯(cuò)誤。13.把少量的NO2氣體通入過(guò)量的小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過(guò)裝有足量過(guò)氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是()A.O2 B.NO2C.NO2和O2 D.CO2和NO答案C解析少量NO2氣體通入過(guò)量小蘇打溶液中，逸出的氣體為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(guò)裝有足量的過(guò)氧化鈉顆粒的干燥管，CO2與過(guò)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(guò)氧化鈉反應(yīng)生成O2，所以最后收集到的氣體是NO2和O2。14.(2018·天津耀華中學(xué)期中)如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水面繼續(xù)上升，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，試管被水充滿，對(duì)原試管中盛裝的氣體的說(shuō)法正確的是()A.可能是N2與NO2的混合氣體B.可能是N2O氣體C.可能是NO與NO2的混合氣體D.只可能是NO2一種氣體答案C解析試管中盛裝的氣體呈紅棕色，那么一定有二氧化氮存在。根據(jù)題述現(xiàn)象可知，原試管中盛裝的氣體的成分情況可能為①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。15.如圖是有關(guān)氮的循環(huán)示意圖。(1)過(guò)程①中通過(guò)____________________的作用將空氣中的氮?dú)夤潭ㄏ聛?lái)。請(qǐng)寫(xiě)出②中合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________________。(2)請(qǐng)寫(xiě)出③中固氮反應(yīng)的方程式：_______________________________________。(3)過(guò)程④中的亞硝酸鹽有毒，工業(yè)上若直接排放將造成對(duì)環(huán)境的污染。已知NaNO2遇到還原性較強(qiáng)的NHeq\o\al(＋,4)會(huì)被還原為N2，在廢液中加入下列物質(zhì)不能使NaNO2無(wú)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(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3(2)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NO(3)ac16.二氧化氮是一種紅棕色、有刺激性氣味、有毒的氣體，易溶于水。(1)通常情況下，二氧化氮與一氧化氮可相互轉(zhuǎn)化：①一氧化氮轉(zhuǎn)化為二氧化氮的化學(xué)方程式是__________________________________________________________________________________________________________________。②二氧化氮轉(zhuǎn)化為一氧化氮的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________。(2)二氧化氮能與水反應(yīng)生成硝酸，二氧化氮是否為硝酸的酸酐________(填“是”或“不是”)，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)二氧化氮與水反應(yīng)中的氧化劑是________，還原劑是________，二者的質(zhì)量比為_(kāi)_______。(4)在一定條件下氨氣可用來(lái)將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的物質(zhì)，寫(xiě)出氨氣和二氧化氮在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________。答案(1)①2NO＋O2=2NO2②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)不是二氧化氮與硝酸中氮元素的化合價(jià)不相同(3)二氧化氮二氧化氮1∶2(4)6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up7(一定條件))7N2＋12H2O解析(1)一氧化氮具有較強(qiáng)的還原性，在空氣中極易被氧化為二氧化氮；二氧化氮易溶于水且與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮。(2)二氧化氮中氮元素為＋4價(jià)，硝酸中氮元素為＋5價(jià)，氮元素的化合價(jià)不同，二氧化氮不是硝酸的酸酐。(3)由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知，氧化劑與還原劑都是二氧化氮，二者的物質(zhì)的量比和質(zhì)量比都是1∶2。(4)由質(zhì)量守恒定律和題目信息可知，氨氣和二氧化氮反應(yīng)后生成的無(wú)污染物質(zhì)為氮?dú)夂退?7.(2019·山東淄博月考)氮的氧化物是大氣污染的主要污染物之一，對(duì)人類危害很大，每天行駛的汽車尾氣中就含有大量的氮氧化物?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)寫(xiě)出汽車尾氣中產(chǎn)生NO的化學(xué)方程式：_______________________________________________________________________________________________________________。(2)NO2易溶于水。標(biāo)準(zhǔn)狀況下將體積為VmL的試管充滿NO2后倒扣在水中，如圖所示。①NO2溶于水的化學(xué)方程式是_________________________________________________________________________________________________________________________。②使試管中NO2恰好完全被水吸收需要緩慢通入氧氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下通入氧氣的體積為_(kāi)_______。最終試管中所得硝酸的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______________。③為了消除NO2的污染，可將它與氨氣在催化劑作用下反應(yīng)，生成水和一種無(wú)污染的物質(zhì)，該物質(zhì)是空氣的主要成分之一，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________________________________________________________________。答案(1)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2NO(2)①3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②eq\f(V,4)mLeq\f(1,22.4)mol·L－1③6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))7N2＋12H2O解析(1)汽車尾氣中的NO是由空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠趦?nèi)燃機(jī)中高溫條件下反應(yīng)生成的，化學(xué)方程式為N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2NO。(2)①NO2溶于水生成HNO3和NO，反應(yīng)的化學(xué)方程式是3NO2＋H2O