2021-2022学年高中化学 第3章 自然界中的元素 第2节 第1课时 自然界中氮的循环、氮气和氮的氧化物课后练习（含解析）鲁科版必修1.docx

1、第1课时自然界中氮的循环、氮气和氮的氧化物课后篇巩固提升A组基础巩固1.下列关于N2的说法中错误的是()A.通常情况下N2性质很稳定,所以N2可在电焊时作保护气B.N2+O22NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一C.N2在空气中约占总质量的D.在反应3Mg+N2Mg3N2中,N2作氧化剂解析N2在空气中的体积含量约为,C项错误。答案C2.下列属于固氮作用的化学反应是()A.N2与H2在一定条件下反应生成NH3B.NO与O2反应生成NO2C.NH3催化氧化生成NO和H2OD.由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4解析将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫氮的固定。固定氮的方式有

2、自然固氮和人工固氮,如工业合成氨是人工固氮,雷雨天气产生NO气体属于自然固氮,另外豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物,也属于自然固氮。答案A3.将盛有N2和NO2(无N2O4)混合气体的试管倒立于水中,经过足够长的时间后,试管内气体的体积缩小为原体积的一半,则原混合气体中氮气和二氧化氮的体积比是()A.11B.12C.13D.31解析将试管倒立于水中,只有NO2和H2O反应,生成的NO与没发生反应的N2为剩余气体。设原气体的体积为V,NO2的体积为x,根据差量法求解:3NO2+H2O2HNO3+NO体积减少32x解得:x=则V(N2)=V-故。答案C4.下列说法中,正确的是()A.

3、在雷雨天,空气中的N2和O2化合生成NO属于人工固氮B.在化学反应中,氮气既可作氧化剂又可作还原剂C.利用氮气的不活泼性,在医学上液氮常用作冷冻剂D.标准状况下,22.4 L N2与足量的H2充分反应可转移电子6 mol解析雷雨天,N2与O2发生化合反应属于自然固氮;液氮作冷冻剂与氮气的不活泼性无关;N2与H2反应生成NH3是可逆反应,不能进行完全,即1molN2与足量H2反应无论如何都不能生成2molNH3。答案B5.下列对NO、NO2的描述,正确的是()A.NO是红棕色气体,易溶于水,是酸性氧化物B.NO2可用排水法收集,且可由N2和O2化合而得到C.NO、NO2在一定条件下可相互转化,且

4、二者都有毒D.NO、NO2互为同素异形体,且NO是汽车尾气的有害成分之一解析NO为无色不溶于水的气体,不属于酸性氧化物,A项错;NO2与水反应,且N2与O2能化合为NO,不能化合为NO2,B项错;NO、NO2之间不属于同素异形体,D项错。答案C6.运载火箭的推进剂引燃后,尾部喷出大量高温气体。该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等,在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体,其原因是()A.高温下N2遇空气生成NO2B.NO遇空气生成NO2C.CO2与NO反应生成CO和NO2D.NO与H2O反应生成H2和NO2解析火箭的燃料是肼,即N2H4,肼燃烧产生N2和NO,NO遇到O2生成红棕色的

5、NO2,故B项正确。答案B7.已知NO2和溴蒸气都是红棕色气体,且都有强氧化性,Br-能与Ag+结合生成浅黄色AgBr沉淀。在加压条件下,NO2可以发生如下反应:2NO2(g)N2O4(g,无色)。下列试剂或方法中不能将NO2和溴蒸气区别开的是()A.向两种气体中加入适量水,振荡B.将两种气体分别通入AgNO3溶液中C.用湿润的淀粉KI试纸检验D.将两种气体加压、冷却解析NO2与水反应生成硝酸和无色气体NO,溴蒸气溶于水形成橙色溶液,能区别NO2和溴蒸气,故A项不符合题意;将两种气体分别通入AgNO3溶液中,前者无沉淀生成,后者有浅黄色AgBr沉淀生成,能区别NO2和溴蒸气,故B项不符合题意;

6、NO2和溴蒸气都有强氧化性,都能将I-氧化成I2,从而使淀粉变蓝色,不能区别NO2和溴蒸气,故C项符合题意;将两种气体加压、冷却,NO2转变为N2O4使颜色变浅,溴蒸气颜色加深,能区别NO2和溴蒸气,故D项不符合题意。答案C8.三聚氰酸C3N3(OH)3可用于消除汽车尾气中的NO2。其反应原理为:C3N3(OH)33CHNO;8CHNO+6NO27N2+8CO2+4H2O。下列说法正确的是()A.C3N3(OH)3与CHNO为同一物质B.HNCO是一种很强的氧化剂C.1 mol NO2在反应中转移的电子为4 molD.反应中NO2是还原剂解析化学反应是三聚氰酸的转化,生成氰酸(CHNO),故二

7、者不是同一物质;据反应知:O2,故NO2是氧化剂,CHNO是还原剂,1molNO2发生反应转移4mol电子,所以选C。答案C9.NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来,发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能,因而成为当前生命科学的研究热点,NO亦被称为“明星分子”。请完成下列问题:(1)NO所造成的直接或间接的危害在于(填正确选项前的字母)。A.破坏臭氧层B.高温下能使一些金属被氧化C.形成酸雨D.与人体血红蛋白结合(2)若将盛有NO和NO2的混合气体的量筒倒立于盛有水的水槽中,过一段时间后,量筒内气体体积减小为原来的一半,则原混合气体中NO和NO2的体积比是

8、。(3)若将盛有4 mL NO气体的试管倒置于水槽中,要想使试管中充满水,应向试管中再通入 mL O2。解析(1)NO的危害主要体现在破坏臭氧层,形成酸雨,以及与人体血红蛋白结合使人窒息等方面。(2)设原混合气体中NO体积为V1,NO2体积为V2,则当量筒倒立于水槽中时发生反应:3NO2+H2O2HNO3+NOV2由气体体积变为原来的一半可列式:,则V1V2=13。(3)根据反应4NO+3O2+2H2O4HNO3可知,若想使试管中充满水应向试管中通入3mLO2。答案(1)ACD(2)13(3)310.容积为10 mL的试管中充满NO2和O2的混合气体,将其倒立于盛有足量水的水槽中。(1)若水全

9、部充满试管,则原混合气体中NO2的体积为mL。(2)若最后剩余气体为1 mL,则原混合气体中NO2的体积可能是 mL。解析(1)水全部充满试管,应发生反应:4NO2+O2+2H2O4HNO3,即NO2与O2的体积比为41,所以V(NO2)=10mL=8mL。(2)剩余气体1mL有两种情况:1mL气体为O2,则参加反应4NO2+O2+2H2O4HNO3的NO2和O2共9mL,NO2占,所以V(NO2)=9mL=7.2mL。1mL气体为NO,即相当于NO2过量:3NO2+H2O2HNO3+NO参加反应4NO2+O2+2H2O4HNO3的NO2和O2共7mL,所以V(NO2)=3mL+7mL=8.6

10、mL。答案(1)8(2)7.2或8.6B组能力提升1.下列有关NO与NO2的叙述正确的是()A.NO是无色气体,可用排空气法收集B.常温下,氮气与氧气混合就可迅速产生NOC.常温下NO不容易与空气中的O2化合生成NO2D.NO2溶于水,与水反应可生成NO解析NO能与氧气反应生成NO2,不能用排空气法收集,故A错误;常温下,氮气与氧气不反应,故B错误;常温下NO易与空气中的O2化合生成NO2,故C错误;NO2溶于水,与水反应生成硝酸和NO,故D正确。答案D2.如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个

11、试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液的物质的量浓度之比为()A.11B.57C.75D.43解析V(NO2)=V(NO),则所生成HNO3物质的量相同,形成硝酸溶液体积相同,故两试管中硝酸浓度相同。答案A3.导学号50534103同温同压下,在3支相同的试管中分别充有等体积混合的两种气体,它们分别是NO和NO2,NO2和O2,HCl和N2。现将3支试管均倒置在盛有足量水的水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3,则下列关系正确的是()A.V1V2V3B.V1V3V2C.V3V2V1D.V3V1V2解析因中对应的反应为3NO2+H2O2HNO3+

12、NO,其中剩余气体体积为试管容积的;中的反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3,剩余气体的体积为试管容积的;中HCl易溶于水,剩余气体的体积为试管容积的。答案B4.以下是氮循环的一部分:(1)反应的化学方程式是;(2)NO2易溶于水,并和水发生化学反应,该反应中氧化剂是;(3)化合物A的化学式是;(4)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应:2NO+2CO2CO2+N2,当生成1 mol N2时,被还原的NO为 mol。解析(1)反应是NO与O2化合生成NO2,反应的化学方程式是2NO+O22NO2;(2)NO2易溶于水,并与水发生化学反应:3NO2+H2O2HNO3+NO,N

13、O2中氮元素化合价既升高又降低,NO2既是氧化剂,也是还原剂;(3)根据以上分析可知化合物A的化学式是HNO3;(4)根据方程式2NO+2CO2CO2+N2可知NO中氮元素化合价从+2价降低到0价,NO是氧化剂,被还原,当生成1molN2时,被还原的NO为2mol。答案(1)2NO+O22NO2(2)NO2(3)HNO3(4)25.氮元素是地球上含量丰富的一种元素,氮单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:(1)氮气主要用于合成氨,由此制造化肥、硝酸和炸药等,写出工业合成氨反应的化学方程式:。(2)下列有关氮元素的说法正确的是。A.氮气因为其化学性质不活泼,可以做保护气

14、,比如充填食品包装,充填电灯泡,保存贵重书画等B.医学上常用液氮作冷冻剂,在冷冻麻醉条件下做手术,是利用氮气化学性质的不活泼性C.氮、磷、钾是植物生长必需的营养元素D.用NO2与水反应制取硝酸时,水作还原剂(3)豆科植物种植时不需施加氮肥的原因是。(4)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:。解析(1)工业合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3。(2)B选项,液氮汽化时需要吸收大量的热量,使周围环境温度降低,与其化学性质不活泼无关;D项,NO2与水反应时,水既不是氧化剂又不是还原剂。(3)豆科植物的根瘤菌能够在常温常压的条件下把

15、空气中的氮气转化为含氮化合物,供自身生长使用。(4)氨气与二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。答案(1)N2+3H22NH3(2)AC(3)豆科植物的根瘤菌能够把空气中的氮气转化为含氮化合物,供自身生长使用(4)8NH3+6NO27N2+12H2O6.导学号50534104某活动小组利用下图所示装置进行NO、NO2的性质实验,按下列步骤进行(装置气密性已检验完毕)。.向广口瓶中通入NO并测定NO的体积。(1)通入NO前,向广口瓶中加水的主要操作:。(2)从导管a通入一定量的NO,并测得NO体积为V L(V50 mL,气体体积已经换算为标准状况)。准确测得NO体积的主要操作:。.验证NO

16、的还原性,探究工业生产硝酸的原理。(1)停止通入NO后关闭K1、K3;打开K2,从导管b缓缓通入O2,可观察到的现象是。写出对应现象的化学方程式:。(2)继续通入O2,打开K3,并及时调整量气管中液面与广口瓶中液面相平,直到广口瓶中刚好充满液体。当通入氧气的体积为V时,则广口瓶的气体体积为;当广口瓶中刚好充满液体时,所得液体中溶质的物质的量浓度为molL-1。解析.(1)盛放NO气体的装置中不能有空气,空气与NO反应,操作的关键是在装置中要加满水,这样才能完全赶去广口瓶中的空气。(2)通过排出的水量,测NO气体的体积,为了保证广口瓶中的压强恒为大气压,起始和终点读数时,都要保证广口瓶中的液面和

17、量气管中液面为同一水平面。.(1)2NO+O22NO2,气体的颜色发生变化,生成的NO2与水又发生反应,气体的颜色又变浅。(2)通入氧气的体积为V时,NO与O2恰好完全反应生成NO2,NO2又与水反应,生成的NO;4NO+3O2+2H2O4HNO3,生成HNO3的物质的量为 mol,溶液的总体积为0.5L,溶质的物质的量浓度为 molL-1。答案.(1)打开K1、K2、K3,从量气管加水,直到将中空气全部排出,且调整量气管中液面与相平,并记录量气管的刻度(2)关闭K2,打开K3、K1,通入NO并调整量气管液面与中液面相平,再次记录量气管刻度.(1)气体先变为红棕色,然后逐渐变淡2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO(2)