人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第1课时练习题

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[学业达标]
1．下列各项属于自然固氮的是( )
A．植物从土壤中吸收含氮肥料
B．合成氨制取氮肥
C．豆科植物的根瘤将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物
D．仿生固氮
解析：A、B两项是化合态氮之间的转化，不属于氮的固定；C属于自然固氮；D属于人工固氮。
答案：C
2．下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是( )
A．氮元素均被氧化
B．工业合成氨属于人工固氮
C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环
解析：A项，人工固氮合成氨反应中，氮元素的化合价降低被还原，错误；B项，工业合成氨属于人工固氮，正确；硝酸盐转化为蛋白质及经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐，实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化，并且碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环，C、D正确。
答案：A
3．下列关于氮气的说法中，错误的是( )
A．通常情况下，氮气性质比较稳定
B．氮气可经一步反应转化成二氧化氮
C．通常情况下，氮气在水中的溶解度很小
D．跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂
解析：N2不能一步转化为NO2，N2＋O2eq \(=====,\s\up15(放电或高温))2NO,2NO＋O2===2NO2。
答案：B
4．为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过( )
A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液 C．H2O D．浓硫酸
解析：通过A、B两项都会生成CO2，导致引入新的杂质；浓H2SO4不与NO2反应，故不能除去NO中的NO2；由反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，水洗可除去NO中的NO2。
答案：C
5．下列关于NO的说法正确的是( )
A．NO是酸性氧化物
B．NO只能通过人工合成
C．NO是大气污染，会形成酸雨
D．NO可以用向上排空气法收集
答案：C
6．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
解析：少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体是NO、CO2，二者物质的量比为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与过氧化钠反应生成的O2与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。
答案：C
7．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内液面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中液面继续上升，经过多次重复后，试管内完全充满液体，原来试管中盛装的气体是( )
A．可能是N2和NO2的混合气体
B．一定是NO2气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
解析：试管内气体为红棕色，故一定含有NO2，也可能含有NO，因为2NO＋O2===2NO2，生成的NO2又可与水反应，使液面上升，NO2、O2与水反应的总反应的化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，故当试管内气体为NO2或NO2与NO的混合物时，通入适量O2，最终试管内可完全充满液体。由于N2不溶于水，故不可能含有N2。由此可知答案为C。
答案：C
8．将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管里，充分反应后试管中剩余20 mL气体，则原混合气体中NO2和NO的体积比为( )
A．2:1 B．1:3
C．3:1 D．1:1
解析：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
3 mL 1 mL 2 mL
V(NO2) (40 mL－20 mL)
eq \f(3 mL,2 mL)＝eq \f(VNO2,40 mL－20 mL)，解得V(NO2)＝30 mL
所以原混合气体中V(NO)＝40 mL－30 mL＝10 mL，因此V(NO2) :V(NO)＝30 mL:10 mL＝3:1。
答案：C
9．在一定条件下，将6体积的NO2(不考虑N2O4)和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为( )
①3体积 ②4体积 ③5体积 ④5.5体积 ⑤2体积
A．③ B．⑤ C．④或⑤ D．②或⑤
解析：本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮完全反应用掉了1.5体积氧气，剩余3体积应该被一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为4体积＋1.5体积＝5.5体积；若剩余的为氧气，则这过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，所以一氧化氮的体积是2体积。
答案：C
10．现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是( )
A．1.3 mL B．2.4 mL C．3 mL D．4 mL或1.2 mL
解析：(总反应式法)根据有关的反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
设原混合气体中O2的体积为V(O2)，剩余气体可能是O2，也可能是NO。
①若剩余O2，则V剩＝V(O2)－eq \f(1,4)[12 mL－V(O2)]＝2 mL。
解得V(O2)＝4 mL。
②若剩余NO，则V剩＝eq \f(1,3)[12 mL－V(O2)－4V(O2)]＝2 mL。
解得V(O2)＝1.2 mL。
答案：D
11．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )
A．NO2、N2 B．NO、CO2
C．NO2、CO2 D．NO、CO2、N2
解析：混合气体无色，气体中不含NO2，气体通过Na2O2后显红棕色，说明原混合气体中含有NO，且有与Na2O2反应生成O2的气体CO2，通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原气体中不含N2。
答案：B
[等级突破]
12．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是( )
A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2
解析：可假设试管体积均为2V，每种气体的体积均为V；当倒置于水槽中时：①中有反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则剩余气体的体积V1＝eq \f(4,3)V；②中有反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则剩余O2的体积V2＝eq \f(3,4)V；③中气体与水不反应，故试管中气体体积V3＝2V。综上所述，V3>V1>V2。
答案：D
13．如图所示：在B水槽中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中剩余气体的体积为0.5a mL。
(1)将A倒插入B槽中发生的反应为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。
(2)通过导气管C向剩余0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是______________________。
(3)当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为________ml·L－1(设溶液的体积仍为500 mL)。
解析：
(1)试管A倒插入B水槽的水中后，发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量比为1:2。根据题意有eq \f(1,3)n(NO2)＋n(NO)＝eq \f(1,2)[n(NO2)＋n(NO)]，n(NO2) :n(NO)＝3:1。
(2)试管A中剩余0.5a mL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可写为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体(O2)。
(3)试管中充满气体时，根据氮原子守恒，n(HNO3)＝n(气体)＝eq \f(a,22.4)×10－3 ml，c(HNO3)＝eq \f(\f(a,22.4)×10－3 ml,0.5 L)＝eq \f(a,11 200) ml·L－1。
答案：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1:2 3:1
(2)无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满。继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体
(3)eq \f(a,11 200)
14．为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关闭止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：__________________________________________，产生此现象的化学反应方程式为________________________________________。
(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
产生此现象的化学反应方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色
2NO＋O2===2NO2
(2)①烧杯中红棕色气体又变为无色
②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO