2024-2025學年新教材高中化學第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第2節(jié)第1課時氮氣與氮的氧化物課時分層作業(yè)含解析新人教版必修第二冊

PAGE4-氮氣與氮的氧化物(建議用時：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．自然界的氮循環(huán)如圖所示，下列說法不正確的是()A.①中N2與O2反應(yīng)生成NOB.②中合成氨屬于人工固氮C.③中氮元素被氧化D.氧元素參與了氮循環(huán)C[A對，氮氣在足量的氧氣中，打雷閃電時涉及的一個反應(yīng)為N2＋O2eq\o(=,\s\up9(放電))2NO，一氧化氮與氧氣反應(yīng)為2NO＋O2=2NO2；B對，工業(yè)合成氨是將N2與H2在肯定條件下反應(yīng)生成NH3，屬于人工固氮；C錯，③中細菌還原硝酸根中正五價的氮，生成無污染的0價的氮氣，所以③中氮元素被還原，而不是被氧化；D對，N2在放電條件下與O2干脆化合生成無色且不溶于水的一氧化氮氣體，氧元素參與，二氧化氮易與水反應(yīng)生成硝酸(HNO3)和一氧化氮，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氧元素參與了氮循環(huán)。]2．下列關(guān)于氮氣的性質(zhì)的說法中，錯誤的是()A.通常狀況下，氮氣性質(zhì)很不活潑B.可在氧氣中燃燒生成一氧化氮C.氮氣的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，其緣由是兩原子間的結(jié)合比較堅固D.跟氫氣在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)，氮氣是氧化劑B[因為N≡N鍵的鍵能大，通常狀況下氮氣的性質(zhì)很不活潑，A、C正確；氮氣不能在氧氣中燃燒，氮氣與氧氣在放電(或高溫)條件下反應(yīng)生成一氧化氮，B錯誤；氮氣與氫氣在高溫、高壓及催化劑存在的條件下反應(yīng)生成氨氣，N元素化合價降低，氮氣是氧化劑，D正確。]3．在汽車尾氣凈扮裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示：下列說法不正確的是()A.該轉(zhuǎn)化過程中有3種元素的化合價發(fā)生改變B.NO和O2必需在催化劑表面才能反應(yīng)C.該裝置將有毒的NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒的CO2和N2D.該催化轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)方程式為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up9(催化劑))4CO2＋N2B[由題圖可以看動身生的反應(yīng)為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up9(催化劑))4CO2＋N2，該轉(zhuǎn)化過程中N、O、C3種元素的化合價發(fā)生了改變，A、C、D正確；NO很不穩(wěn)定，遇到氧氣就被氧化為NO2，B錯誤。]4．如圖所示，兩個連通容器用活塞分開，左右兩室(容積相同)各充入肯定量NO和O2，且恰好使兩容器內(nèi)氣體密度相同。打開活塞，使NO與O2充分反應(yīng)。下列推斷正確的是(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)()A.起先時左右兩室分子數(shù)相同B.反應(yīng)前后NO室壓強相同C.最終容器內(nèi)氣體密度與原來相同D.最終容器內(nèi)無O2存在C[兩邊容器的容積相同，密度相同，則氣體的質(zhì)量相同，因為二者的摩爾質(zhì)量不同，所以氣體的物質(zhì)的量不同，分子數(shù)不同，A錯誤；因為兩邊氣體分子數(shù)不同，所以壓強不同，又因為發(fā)生反應(yīng)2NO＋O2=2NO2，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量減小，NO室壓強減小，B錯誤；依據(jù)質(zhì)量守恒分析，氣體總質(zhì)量不變，容器的總?cè)莘e不變，所以氣體密度與原來相同，C正確；二者質(zhì)量相同，因為一氧化氮和氧氣的摩爾質(zhì)量之比為30∶32＝15∶16，所以一氧化氮和氧氣的物質(zhì)的量之比為16∶15，二者按物質(zhì)的量之比為2∶1反應(yīng)，所以氧氣有剩余，D錯誤。]5．在NO2與水的反應(yīng)中，下列推斷正確的是()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6．下列關(guān)于N2的敘述錯誤的是()A.N2既可作氧化劑又可作還原劑B.在雷雨天，空氣中的N2和O2可反應(yīng)生成NOC.氮的固定是將N2轉(zhuǎn)化成含氮的化合物D.1molN2可與3molH2完全反應(yīng)生成2molNH3D[N2與H2反應(yīng)生成NH3，因為該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能完全反應(yīng)，D錯誤。]7．為了有效實現(xiàn)NO和NO2的相互轉(zhuǎn)化，設(shè)計如下試驗：按圖組裝好試驗裝置，并檢驗裝置氣密性，試驗前用排水法收集半瓶NO氣體。(1)打開止水夾，推動針筒活塞，使O2進入燒瓶。關(guān)上止水夾，首先視察到燒瓶中的現(xiàn)象：____________，產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學方程式為______________。(2)輕輕搖動燒瓶，視察到燒瓶中的現(xiàn)象為①_________________________；②___________________。產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學方程式為_____________________________________________________________________________________。[答案](1)燒瓶中氣體由無色變?yōu)榧t棕色2NO＋O2=2NO2(2)①燒杯中紅棕色氣體又變?yōu)闊o色②燒杯中水倒吸到燒瓶中(或燒瓶中液面上升)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO[素養(yǎng)培優(yōu)練]8．(易錯題)無色的混合氣體甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的幾種，將肯定量的甲氣體經(jīng)過如圖試驗的處理，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、N2 B．NO、CO2C.NO2、CO2 D．NO、CO2、N2B[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。]9．某探討性學習小組的一個課題是“NO2能否支持木條燃燒”，由于試驗室中沒有現(xiàn)成的NO2氣體，該小組的同學設(shè)計了兩個方案(忽視N2O4的存在，圖中鐵架臺等夾持儀器均已略去)。已知濃硝酸受熱分解、金屬銅和濃硝酸反應(yīng)的方程式分別為4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up9(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O，Cu＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up9(△))Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。圖1圖2Ⅰ.試驗裝置如圖1所示。試驗起先后木條上的火星漸漸熄滅，有的同學得出“NO2不能支持木條燃燒”的結(jié)論。你認為這一結(jié)論________(填“正確”或“錯誤”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.試驗裝置如圖2所示。(1)硝酸銅固體受熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，該反應(yīng)的化學方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)當集氣瓶中充溢紅棕色氣體時，木條復燃了，有的同學得出“NO2能支持木條燃燒”的結(jié)論。你認為這一結(jié)論________(填“正確”或“錯誤”)，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]Ⅰ.由濃硝酸受熱分解的產(chǎn)物可知，由試驗起先后木條上的火星漸漸熄滅得出“NO2不能支持木條燃燒”的結(jié)論是錯誤的，因為帶火星的木條熄滅可能是由加熱時產(chǎn)生的大量水蒸氣造成的。Ⅱ.(1)依據(jù)硝酸銅固體受熱分解的產(chǎn)物有氧化銅，二氧化氮和氧氣，可知該反應(yīng)的化學方程式為2Cu(NO3)2eq\o(=,\s\up9(△))2CuO＋4NO2↑＋O2↑。(2)由于硝酸銅分解產(chǎn)生的混合氣體中氧氣的體積分數(shù)與空氣中氧氣的體積分數(shù)基本相同，若NO2不