人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第1课时课后作业题

第五章　化工生产中的重要非金属元素

第二节　氮及其化合物

课时作业

第1课时　氮和氮的氧化物

1．氮气能大量存在于空气中的根本原因是(　　)

A．氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应

B．氮气比空气轻且不溶于水

C．氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定

D．氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应

答案　C

解析　N2性质稳定，但高温下可与O2等物质发生反应，在反应中表现出氧化性或还原性；氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因；N2能大量存在于空气中的根本原因是氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定。

氮气的稳定性

N2稳定的原因是氮分子中氮原子与氮原子结合的很牢固，通常状况下很难断裂成原子，因此也很难与其他原子进行重新组合。

2．关于氮气的性质的说法中，错误的是(　　)

A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在

B．通常情况下，氮气性质很不活泼

C．可在氧气中燃烧生成一氧化氮

D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环

答案　C

解析　通常情况下氮气的性质很不活泼，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。

3．下列关于N2的说法错误的是(　　)

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．反应N2＋O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一

C．N2的质量约占空气总质量的

D．在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N2作氧化剂

答案　C

解析　N2在空气中的体积分数约为，C错误。

4．研究表明，NO分子在人体内有独特功能。关于NO的下列叙述中正确的是(　　)

A．NO可以是某些含氮物质的氧化产物或还原产物

B．NO是亚硝酸的酸酐

C．NO分子所含电子总数为偶数

D．NO是红棕色气体

答案　A

解析　在NO分子中，N元素是＋2价，它既可以是含低价氮物质的氧化产物，又可以是含高价氮物质的还原产物；亚硝酸(HNO2)的酸酐是N2O3而不是NO(化合价不是＋3价)；NO分子中含有15个电子；NO是无色气体，NO2是红棕色气体。

(1)NO使人中毒的原理与CO相似。

(2)NO与空气中的O2反应，其颜色会发生变化，故可用此原理来检验NO的存在；同时也说明不能用排空气法收集NO。

5．某研究小组借助如图仪器装置收集NO气体，正确的操作是(　　)

A．从①口进气，用排水法集气

B．从①口进气，用排气法集气

C．从②口进气，用排水法集气

D．从②口进气，用排气法集气

答案　C

解析　NO易与氧气反应，只能用排水法集气，当集气瓶内充满水时，气体要从短管进入，使水从长管排出。

6．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量的高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均无色，但在卫星发射现场却看到火箭喷出大量红烟。产生红烟的原因是(　　)

A．高温下N2遇空气生成NO2

B．NO遇空气生成NO2

C．CO2与NO反应生成CO与NO2

D．NO和H2O反应生成H2和NO2

答案　B

解析　NO在空气中能被氧气氧化为NO2，NO2是红棕色气体。

7．下列关于NO和NO2的叙述正确的是(　　)

A．NO是一种红棕色气体

B．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合

C．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等

D．NO2可用排水法收集

答案　C

解析　NO是无色的气体。常温常压下，NO易与空气中的氧气直接化合生成NO2。NO2能与水反应，故不能用排水法收集。

(1)二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，溶于水生成HNO3和NO。

(2)NO和NO2都不是酸性氧化物，NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物；NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，也不属于酸性氧化物。

8．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　)

A．氧气   B．二氧化氮

C．二氧化氮和氧气   D．二氧化氮和一氧化氮

答案　C

解析　少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量的比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2、水蒸气与过氧化钠反应生成的O2使V(NO)∶V(O2)<1，所以最后收集到的气体是NO2和O2。

9．汽车尾气处理装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物

B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2

C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应

D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2

答案　D

解析　根据题图可知，催化转化总反应：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，在此反应中，NO、O2是氧化剂，N2是还原产物，CO2既是氧化产物，又是还原产物，A错误，D正确；N2不是汽车尾气排放的污染物，B错误；NO不需要催化剂在常温下就可以和O2反应转化为NO2，C错误。

10．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾。因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。

(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，发生反应的化学方程式为NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，在该反应中，氧化剂是________，还原剂是________。

(2)在一定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：______________________________，反应中氧化剂是________，还原剂是________。

答案　(1)NO2　NO

(2)6NO2＋8NH37N2＋12H2O　NO2　NH3

解析　(1)NO2中氮元素的化合价降低，NO2作氧化剂，NO中氮元素的化合价升高，NO作还原剂。

(2)氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质是氮气和水。

11．某活动小组利用如图装置进行NO、NO2的性质实验，按下列步骤进行(装置气密性已检验完毕)。

Ⅰ.向广口瓶①中通入NO并测定NO的体积。

(1)通入NO前，向广口瓶①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(V<50 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：__________________________________________________________________。

Ⅱ.验证NO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，并及时调整酸式滴定管③中液面与广口瓶①中液面相平，直到广口瓶①中刚好充满液体。

①当通入氧气的体积为V时，则广口瓶①的气体体积为________；

②当广口瓶①中刚好充满液体时，所得液体的物质的量浓度为________ mol·L－1。

答案　Ⅰ.(1)打开K2、K3(或K1、K3或K1、K2、K3均打开)，从滴定管加水，直到将①中空气全部排出，且调整滴定管中液面与①中液面相平，并记录滴定管的刻度

(2)关闭K2，打开K3、K1，通入NO并调整滴定管中液面与①中液面相平，再次记录滴定管刻度

Ⅱ.(1)气体先变为红棕色，然后逐渐变淡

2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

(2)①　②

解析　Ⅰ.(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①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滴定管中液面为同一水平面。

Ⅱ.(1)2NO＋O2===2NO2，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)①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；②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，生成HNO3的物质的量为 mol，溶液的总体积为0.5 L，其物质的量浓度为 mol·L－1。