人教版高中化學必修二第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)課時1氮氣與氮的固定一氧化氮和二氧化氮練習含答案

第二節(jié)氮及其化合物課時1氮氣與氮的固定一氧化氮和二氧化氮(一)基礎(chǔ)鞏固1.(2024·廣東清遠階段練習)下列屬于自然固氮的是()A.閃電條件下N2與O2反應B.NH3與HCl直接化合生成NH4ClC.實驗室制取氨D.在高溫高壓催化劑條件下合成氨解析:閃電時,N2與O2反應生成NO,屬于自然固氮,A項符合題意;NH3與HCl直接化合生成NH4Cl是含氮化合物之間的相互轉(zhuǎn)化,不屬于氮的固定,B項不符合題意;氯化銨與氫氧化鈣反應生成氨,屬于氮的化合物之間的相互轉(zhuǎn)化,不屬于氮的固定,C項不符合題意;工業(yè)上用氮氣合成氨,即N2→NH3,N2是單質(zhì),是游離態(tài)的氮,轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的NH3,屬于人工固氮,D項不符合題意。答案:A2.核酸是細胞內(nèi)具有遺傳功能的物質(zhì),NO屬于細胞間的通信物質(zhì),兩者有機結(jié)合起來共同承擔人體新陳代謝的任務。下列對NO的敘述不正確的是()A.NO是一種無色的有毒氣體B.實驗室收集NO可用排空氣法C.NO的生物學作用及其作用機理在醫(yī)學領(lǐng)域中有很高的研究價值D.NO難溶于水且不與水反應,可用排水法收集解析:NO是一種無色的有毒氣體,遇空氣會與其中的O2反應產(chǎn)生紅棕色的NO2,因此不能用排空氣法收集,A項正確,B項錯誤;研究發(fā)現(xiàn),NO在心腦血管調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)等方面有著十分重要的作用,故NO的生物學作用及其作用機理在醫(yī)學領(lǐng)域中有很高的研究價值,C項正確;NO難溶于水且不與水反應,因此可用排水法收集,D項正確。答案:B3.火箭的推進器引燃后發(fā)生劇烈反應,產(chǎn)生大量高溫氣體,從火箭尾部噴出。引燃后的高溫氣體成分有CO2、H2O、N2、NO等,這些氣體均無色,但在發(fā)射現(xiàn)場看到火箭噴射出大量的紅煙,產(chǎn)生紅煙的原因是()A.高溫下N2遇空氣生成NO2B.NO與空氣反應生成NO2C.CO2與NO反應生成NO2D.NO與H2O反應生成NO2答案:B4.在二氧化氮被水吸收的反應中,發(fā)生還原反應和氧化反應的物質(zhì)的量之比是()A.3∶1B.1∶3C.1∶2D.2∶1解析:二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮,化學方程式為3NO2+H2O2HNO3+NO,氧化劑和還原劑都是二氧化氮,發(fā)生還原反應和氧化反應的物質(zhì)的量之比為1∶2。答案:C5.(2023·廣東廣州,改編)用ICP/SIFT方法可將汽車尾氣中的NOx(x≥1)和CO轉(zhuǎn)化為無污染的氣體(如圖所示)。下列說法正確的是()A.過程中Zn2+作催化劑B.過程Ⅰ只發(fā)生還原反應,過程Ⅱ只發(fā)生氧化反應C.反應過程中每生成1molN2轉(zhuǎn)移2xmol電子D.該過程的總反應為2NOx+2xCO2xCO2+N2解析:過程Ⅰ是NOx與Zn+反應轉(zhuǎn)化為N2、O-、Zn2+,反應為2xZn++2NOxN2+2xZn2++2xO-,過程Ⅱ是O-、Zn2+、CO轉(zhuǎn)化為CO2、Zn+,反應為O-+Zn2++COCO2+Zn+,整個過程總反應為2NOx+2xCON2+2xCO2,Zn+是整個過程的催化劑,故A項錯誤;過程Ⅰ是NOx與Zn+反應轉(zhuǎn)化為N2、O-、Zn2+,反應中,NOx中N元素化合價降低,Zn+化合價升高,過程Ⅱ是O-、Zn2+、CO轉(zhuǎn)化為CO2、Zn+,反應中,Zn2+化合價降低,CO中C元素化合價升高,故B項錯誤;根據(jù)總反應,N元素化合價由+2x降低為0價,故反應過程中每生成1molN2轉(zhuǎn)移2x×2mol電子,即4xmol電子,故C項錯誤。答案:D6.(2022·廣東廣州)如圖所示,在注射器里吸入20mLNO,然后吸入5mL水。若再吸入30mL空氣按O2體積占15計算,夾緊彈簧夾,觀察現(xiàn)象(不考慮摩擦力)。已知常溫常壓下,氣體摩爾體積為24.5L·mol-1,則下列敘述錯誤的是()A.最終剩余氣體體積約為36mLB.可觀察到注射器的活塞緩緩向右移動C.可觀察到注射器內(nèi)氣體由無色變成紅棕色,最后變成無色D.若反應前后液體體積不變,所得硝酸的濃度約為0.07mol·L-1解析:A項,常溫常壓下,氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比,根據(jù)2NO+O22NO2,消耗的O2為30mL×15=6mL,參與反應的NO為12mL,生成了12mLNO2,此反應中氣體體積減小6mL,根據(jù)3NO2+H2O2HNO3+NO,12mL的NO2參與反應生成了4mL的NO,此反應中氣體體積減小了8mL,最終剩余氣體體積約為20mL+30mL-6mL-8mL=36mL,正確;B項,在注射器中發(fā)生的反應為2NO+O22NO2和3NO2+H2O2HNO3+NO,兩個反應均為氣體分子數(shù)減小的反應,則活塞緩緩向左移動,錯誤;C項,NO與O2發(fā)生反應生成NO2,NO2與H2O發(fā)生反應生成硝酸和NO,可觀察到注射器內(nèi)氣體由無色變成紅棕色,最后變成無色,正確;D項,根據(jù)A項中分析可得,參與反應的NO2的體積為12mL,根據(jù)3NO2+H2O2HNO3+NO,可以列出:3N則硝酸的濃度為2mol×12mL3×24答案:B7.某化學學習小組為探究NO2與SO2的反應,特進行以下實驗(如圖所示)。ⅠⅡⅢ(1)圖Ⅰ兩集氣瓶中(填“上”或“下”)瓶顏色深。

(2)圖Ⅱ中反應的現(xiàn)象是兩氣體混合后,集氣瓶中顏色褪去。圖Ⅲ中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2與NO2反應的產(chǎn)物中有,說明NO2在該反應中表現(xiàn)性。

(3)由圖Ⅱ和圖Ⅲ中的現(xiàn)象寫出NO2與SO2反應的化學方程式:。

答案:(1)下(2)NO氧化(3)NO2+SO2NO+SO3(二)拓展提高8.將盛有1molNO和NO2混合氣體的試管倒立于盛滿水的水槽中,再通入0.4molO2,充分反應后,整個試管充滿水。原混合氣體中NO與NO2的體積比為()A.1∶2 B.3∶7C.2∶5 D.無法確定解析:設(shè)1molNO和NO2的混合氣體中有amolNO和(1-a)molNO2,根據(jù)4NO+3O2+2H2O4HNO3和4NO2+O2+2H2O4HNO3可得,34a+1-a4=0.4,解得a=0.3,因此V(NO)∶V(NO2)=3答案:B9.利用石灰乳與硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應,既能凈化尾氣,又能獲得應用廣泛的Ca(NO2)2,其部分工藝流程如下:(1)上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底部進入,石灰乳從吸收塔頂部噴淋),其目的是

;

濾渣可循環(huán)使用,其主要成分是(填化學式)。

(2)該工藝需控制NO和NO2物質(zhì)的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,則會導致

;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,則會導致。

(3)生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性,在酸性溶液中Ca(NO解析:(1)氣液逆流接觸吸收的原理是氣體上升,液體下降,從而增大氣體與溶液的接觸面積,使尾氣被充分吸收。石灰乳與NO、NO2發(fā)生歸中反應,化學方程式為NO+NO2+Ca(OH)2Ca(NO2)2+H2O,若NO2過剩,剩余的NO2與Ca(OH)2發(fā)生歧化反應,生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2,Ca(NO2)2和Ca(NO3)2均是可溶的,故濾渣為過量的微溶的Ca(OH)2。(2)NO和NO2物質(zhì)的量之比為1∶1時,產(chǎn)物只有Ca(NO2)2,若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,則會導致NO過量,而NO不與Ca(OH)2反應,將會導致污染大氣,若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,則會導致NO2過量,過量的NO2與Ca(OH)2反應生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2,則會導致產(chǎn)品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2的含量升高。(3)在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解,產(chǎn)物之一是NO,N元素化合價降低,根據(jù)氧化還原反應原理,必有元素化合價升高,即還生成NO3答案:(1)使尾氣中的NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2(2)排放氣體中NO含量升高產(chǎn)品Ca(NO2)2中Ca((3)3NO2-+2H+NO3-(三)挑戰(zhàn)創(chuàng)新10.某研究性學習小組的一個課題是“NO2能否支持木條燃燒”,由于實驗室中沒有現(xiàn)成的NO2氣體,該小組的同學設(shè)計了兩個方案(忽略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、銅與濃硝酸反應的化學方程式分別為4HNO3(濃)4NO2↑+O2↑+2H2O、Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑。Ⅰ.實驗裝置如圖1所示。圖1實驗開始后木條上的火星逐漸熄滅,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.實驗裝置如圖2所示。圖2(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,該反應的化學方程式是

。

(2)當集氣瓶中充滿紅棕色氣體時,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.該反應的反應條件是加熱,加熱過程中有水蒸氣生