新教材適用2024-2025學年高中化學第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第2節(jié)氮及其化合物第1課時氮氣與氮的固定一氧化氮和二氧化氮課時作業(yè)新人教版必修第二冊

第五章其次節(jié)第1課時對點訓練題組一氮氣與氮的固定1．下列說法不正確的是(C)A．豆科植物通過根瘤菌汲取空氣中的氮是化學改變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．植物秸稈燃燒時放出氮氧化合物，參與了氮的循環(huán)2．(2024·桂林高一期末)下列反應(yīng)中，屬于氮的固定的是(D)A．由氨制成碳酸氫銨或硫酸銨B．NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3C．NO和O2反應(yīng)生成NO2D．N2和H2在確定條件下合成氨解析：氮的固定是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的過程，故選D。3．氮是動植物生長不行缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如圖所示的氮元素的循環(huán)過程，下列說法不正確的是(D)A．過程①“雷電作用”中發(fā)生的反應(yīng)是N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NOB．過程③“固氮作用”中，氮氣被還原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解析：過程①“雷電作用”中N2與O2化合生成NO，A正確；過程③“固氮作用”中氮元素化合價降低，N2被還原，B正確；⑤中亞硝酸根被氧化為硝酸根，反應(yīng)為2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)，C正確；⑥中氮元素化合價降低，沒有元素的化合價上升，D錯誤。題組二一氧化氮、二氧化氮的性質(zhì)4．下列關(guān)于氮的氧化物的敘述正確的是(C)A．氮的氧化物只有NO、NO2B．氮的氧化物均為紅棕色氣體C．氮的氧化物均有毒D．氮的氧化物在空氣中均能穩(wěn)定存在解析：氮的氧化物有多種，如NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，A項錯誤；NO2為紅棕色氣體，NO、N2O4為無色氣體，B項錯誤；氮的氧化物均有毒，C項正確；NO在空氣中被O2氧化為NO2，NO不穩(wěn)定，D項錯誤。5．下列反應(yīng)必需加入氧化劑且一步反應(yīng)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與H2O反應(yīng)即可，但H2O不是氧化劑，④N2→NO中N2被氧化，須要加入氧化劑，⑤N2與H2反應(yīng)生成NH3，加入的H2是還原劑。6．如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充溢試管，當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以視察到試管中水面接著上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管被水充溢，對原試管中盛裝的氣體說法正確的是(C)A．可能是N2與NO2的混合氣體B．可能是NO氣體C．可能是NO與NO2的混合氣體D．只可能是NO2一種氣體解析：試管中盛裝的氣體呈紅棕色，那么確定有二氧化氮存在。依據(jù)題述現(xiàn)象可知，原試管中盛裝的氣體的成分可能為①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。7．下列對于二氧化氮的說法正確的是(D)A．NO2能與水反應(yīng)生成硝酸，NO2是酸性氧化物B．除去O2中混有的NO2，可將混合氣體通入水中，將NO2溶解C．NO2與溴蒸氣的鑒別可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得無色溶液的是NO2，得橙色溶液的為溴蒸氣D．NO2是大氣污染物之一解析：NO2與水反應(yīng)生成硝酸和NO，NO2不是酸性氧化物，A項錯誤；NO2與水反應(yīng)生成NO，NO又與O2反應(yīng)生成NO2，B項錯誤；NO2和溴蒸氣均與NaOH溶液反應(yīng)得無色溶液，C項錯誤；NO2有毒，是大氣污染物，D項正確。題組三氮的氧化物與水反應(yīng)的簡潔計算8．在NO2與水的反應(yīng)中，下列推斷正確的是(D)A．氮元素的化合價不發(fā)生改變B．氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為2∶1C．NO2只是還原劑D．3molNO2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子解析：9．將裝有50mLNO2、NO混合氣體的量筒倒立在水槽中，反應(yīng)后氣體體積縮小為30mL，則原混合氣體中NO2和NO的體積比是(C)A．5∶3 B．3∶5C．3∶2 D．2∶3解析：解答此題可依據(jù)化學方程式，運用差量法進行計算，由所得結(jié)果來確定正確的選項。設(shè)混合氣體中NO2的體積為x，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO2△V3mL1mL3mL－1mL＝2mLx50mL－30mL＝20mLeq\f(3mL,x)＝eq\f(2mL,20mL)，x＝30mL，則原混合氣體中NO的體積為50mL－30mL＝20mL，所以V(NO2)∶V(NO)＝30mL∶20mL＝3∶2。10．在同溫同壓下，將等體積混合而成的四組氣體：①NO2＋O2、②NO2＋NO、③HCl＋N2、④SO2＋O2，分別通入體積相同的試管，并馬上倒立于水槽中，如圖所示。待試管內(nèi)液面穩(wěn)定后，剩余氣體的體積依次為V1、V2、V3、V4，則剩余氣體的體積最小的是(A)A．V1 B．V2C．V3 D．V4解析：假設(shè)每種氣體的體積都是a，試管的容積為2a，氣體削減的體積等于試管內(nèi)液體的體積。①依據(jù)反應(yīng)4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知，NO2完全反應(yīng)，剩余氣體是O2，剩余O2的體積為a－eq\f(a,4)＝eq\f(3a,4)；②依據(jù)反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知，生成NO的體積為eq\f(a,3)，所以剩余氣體是NO，其體積為eq\f(4a,3)；③氮氣和水不反應(yīng)，氯化氫極易溶于水，所以剩余氣體的體積為a；④SO2溶于水時，可與水反應(yīng)生成H2SO3，H2SO3不穩(wěn)定，易分解，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，O2和水不反應(yīng)，故剩余氣體的體積大于a。綜上所述，剩余氣體的體積最小的是①。綜合強化11．(2024·大連高一期中)某混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種?，F(xiàn)將此無色的混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色，下列關(guān)于原混合氣體成分的推斷正確的是(D)A．確定有SO2和NO2B．確定只有NOC．可能有Cl2和O2D．確定沒有Cl2、O2和NO2解析：由于混合氣體呈無色，所以其中確定沒有Cl2、NO2；混合氣體通過品紅溶液，品紅溶液褪色，說明混合氣體中含有SO2，剩余氣體排放空氣中呈紅棕色，說明混合氣體中含有NO，則混合氣體中沒有O2。12．氮氧化物會嚴峻污染大氣，所以試驗室必需對含有氮氧化物的廢氣進行處理。用NaOH溶液可以汲取廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)化學方程式如下：①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O(1)在反應(yīng)①中，參與反應(yīng)的氧化劑和還原劑的質(zhì)量之比為_23∶15__。(2)在反應(yīng)②中，氧化產(chǎn)物是_NaNO3__，還原產(chǎn)物是_NaNO2__(填化學式)。(3)在反應(yīng)①②中，參與反應(yīng)的NaOH均為2mol時，兩個反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)的關(guān)系是①_＝__②(填“>”“＝”或“<”)。解析：(1)依據(jù)反應(yīng)①可知，氧化劑(NO2)和還原劑(NO)的物質(zhì)的量之比是1∶1，質(zhì)量之比為23∶15。(2)在反應(yīng)②中只有氮元素的化合價發(fā)生改變，所以NO2既是氧化劑也是還原劑，氧化產(chǎn)物為NaNO3，還原產(chǎn)物為NaNO2。(3)反應(yīng)①中2molNaOH參與反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移1mol電子，反應(yīng)②中2molNaOH參與反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移1mol電子。13．某?；瘜W愛好小組用如圖裝置驗證NO2的氧化性和NO的還原性。已知：①裝置甲中發(fā)生的反應(yīng)為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。②硝酸具有揮發(fā)性，可將I－氧化成I2。請回答下列問題：(1)裝置乙中的現(xiàn)象是_乙試管中溶液變藍色__。(2)說明NO具有還原性的操作和現(xiàn)象是_打開開關(guān)，擠壓空氣囊，丙中氣體由無色變?yōu)榧t棕色__。(3)小組一成員對試驗設(shè)計提出了疑問，他認為乙中的現(xiàn)象不足以證明NO2的氧化性，他的理由是_揮發(fā)出來的HNO3、NO2和水反應(yīng)生成的HNO3是一種氧化性酸，也可將I－氧化成I2，使溶液變藍__。(4)小組另一成員為探究NO2的氧化性，進行如下試驗(如圖所示)。由圖B和圖C中的現(xiàn)象寫出NO2和SO2反應(yīng)的化學方程式：NO2＋SO2=NO＋SO3。解析：(1)碘化鉀被氧化為單質(zhì)碘，碘使淀粉變藍。(2)丙中NO2與水反應(yīng)生成的NO會和氧氣反應(yīng)生成紅棕色的NO2，證明NO具有還原性，故操作和現(xiàn)象為打開開關(guān)，擠壓空氣囊，丙中氣體由無色變?yōu)榧t棕色。(3)濃硝酸具有揮發(fā)性，且NO2與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸具有強氧化性，也能將碘離子氧化成單質(zhì)碘，使溶液變藍，對NO2的性質(zhì)檢驗造成干擾。(4)題圖B中“無色氣體”，題圖C中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”，說明題圖B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，硫元素化合價上升，只能變成＋6價，應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3，故化學方程式為NO2＋SO2=NO＋SO3。14．(2024·常州高一檢測)汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx(氮氧化物)等物質(zhì)，這種尾氣漸漸成為城市空氣污染的主要來源之一，依據(jù)NOx的性質(zhì)特點，已開發(fā)出多種化學治理氮氧化物污染的方法。(1)氮氧化物與環(huán)境問題親密相關(guān)，可導致_(硝酸型)酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞(合理即可)__等問題(任填兩條)。(2)已知某硝酸廠排放的尾氣中NO、NO2的體積比為1∶1，該廠采納NaOH溶液來處理該尾氣，處理后所得溶液中只有一種含氮的鈉鹽。則該含氮的鈉鹽中，氮元素的化合價為_＋3__。(3)某氮氧化物和CO在催化劑的作用下充分反應(yīng)，生成N2和CO2，可消退CO與該氮氧化物的污染。若測得N2和CO2的物質(zhì)的量之比為1∶2，則該氮氧化物的化學式是_NO__。(4)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體，例如：8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))7N2＋12H2O。該反應(yīng)中的氧化劑是_NO2__，還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物的質(zhì)量之比為_3∶4__。假如用氨來處理NO，有關(guān)反應(yīng)的化學方程式為4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))5N2＋6H2O。解析：(1)氮氧化物與環(huán)境問題親密相關(guān)，可導致(硝酸型)酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞等。(2)NO、NO2的體積比為1∶1，兩者中氮的價態(tài)分別為＋2、＋4價，依據(jù)歸中反應(yīng)中電子得失守恒可知，含氮的鈉鹽中的氮的價態(tài)是＋3價。(3)設(shè)氮氧化物的化學式為NOx，由題意得2N