高中第一单元 氮的固定精品课堂检测

专题7 氮与社会可持续发展

第一单元 氮的固定

第1课时 氮的固定

知识点01  氮分子的结构和性质

1．氮元素的存在

既有_______态，也有_______态，大部分氮元素以_______态的氮气分子形式存在于空气中。

2．氮分子的结构

氮气分子是由两个氮原子通过共用_______电子结合而成，氮气分子存在______________。

氮气分子的电子式为_______，结构式为_______。

3．氮气的化学性质

氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生反应。

在放电或高温条件下，氮气可与氧气化合，化学方程式为____________________________。

镁能在氮气中燃烧，化学方程式为____________________________。

【即学即练1】氮气与金属镁反应的方程式为_________________________，氮气和镁的反应产物与水反应，生成白色沉淀和一种具有刺激性气味的气体，该反应的方程式为________________________。

知识点02  氮的固定

1．氮的固定的定义及分类

将空气中_______态的氮转化成______________叫做氮的固定。氮的固定主要有________和________两种方式。

2．自然固氮

（1）生物固氮：自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的_______）将氮气通过_______过程转化为______________。

豆科植物的_______能将空气中的游离态氮转化为化合物形态的_______（或__________）。

（2）高能固氮：通过_______、_____________等途径产生含氮化合物。

（3）“雷雨发庄稼”涉及的反应过程：

____________________________、________________________、____________________________

3．人工固氮——合成氨

工业上合成氨的反应为____________________________。

合成氨的原料是______________，该反应放出大量的_______，工业上用来预热_______，合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为_______，分离出氨后，将未反应的氮气和氢气送回_______循环使用。

【即学即练2】有关氮元素的说法不正确的是（    ）

A．氮元素是一种活泼的非金属元素，但N2性质稳定

B．人类从动植物中获得氮元素

C．植物能直接从空气中合成获得氮元素

D．氮元素能促进植物的生长

知识点03  氮的氧化物

1．一氧化氮

一氧化氮是一种_______色、无味、有毒的气体，微溶于水。

NO易被空气氧化，化学方程式为_____________________，实验室收集NO时，应该用_______法。

2．二氧化氮

二氧化氮是一种_______色，有刺激性气味的_______气体，能与水反应。

NO2与水反应的化学方程式为___________________________________，实验室收集NO2时，应该用______________法。

3．氮氧化物的应用

大气中的NO和NO2达到一定浓度时会对人体造成伤害，能引发_____________________。

人体中极少量的NO有助于促进血关扩张，防止______________。

二氧化氮在火箭燃料中用作_______，在工业上可用来制造_______。

【即学即练3】关于氮氧化物的说法正确的是（    ）

A．氮氧化物一定对人体有害

B．可以用排水集气法收集NO2气体

C．雷电多的地方容易形成酸雨

D．收集NO要用排水集气法

【即学即练4】如图所示装置：

（1）若试管中充满NO2气体，倒立在水槽中，发生的现象是__________________。

（2）向上述试管中通入氧气，发生的现象是__________________。

（3）若试管中充满NO气体，然后通过导气管向试管中充入O2，当试管中刚好充满液体时，发生反应的化学方程式是_______________________。

考法01  氮的氧化物

1．氮的氧化物

氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。

2．NO和NO2的比较

【典例1】下列关于氮氧化物的说法正确的是（   ）

A．NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去

B．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2

C．NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂

D．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物

题组A  基础过关练

1．关于氮气的性质说法中错误的是(　　)

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

2．在常温常压下，下列各组气体不能共存的是（    ）

A．SO2与O2 B．NO2与NO C．O2与N2 D．NO与O2

3．起固氮作用的化学反应的是（    ）

A．工业上用氮气和氢气合成氨气

B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮

C．氨气经催化氧化生成一氧化氮

D．由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵

4．N2是空气的重要组成部分，因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其主要依据是(　　)

A．液态氮的沸点为－195.8 ℃，远低于常温

B．氮气与氧气在常温下反应生成一氧化氮

C．N2与H2反应转变成含氮化合物

D．N2在空气中约占78%(体积分数)

5．在NO2与水的反应中，水(     )

A．是还原剂      　　　　 B．是氧化剂

C．既是氧化剂又是还原剂　　　        D．既不是氧化剂又不是还原剂

6．下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是（    ）

A．氮的氧化物都是酸性氧化物

B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性

C．NO2与H2O反应生成HNO3,所以NO2是酸性氧化物

D．NO和NO2均有毒性，都属于大气污染物

7．对3NO2＋H2O=2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是(　　)

A．氧化剂与还原剂的质量比为1∶2

B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2

C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂

D．在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移

8．下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是(　　)

A．氮的氧化物都是酸性氧化物

B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性

C．NO与H2O反应生成HNO3

D．只能用排水法收集NO

9．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题：

(1)写出镁条在空气中燃烧生成含氮化合物的化学方程式________________________________。

(2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示)

氧化性： _________________________________。

还原性： __________________________________。

(3)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为___________。

(4)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为__________________________。

10．A、B、C、D都是污染空气有害气体。A能使品红溶液褪色；B气体呈黄绿色，它与A按等物质的量反应后溶解于水生成两种强酸；C是红棕色气体，它溶于水，生成一种强酸和无色气体D。则，

（1）写出气体的化学式：A________  B________  C_______  D_________。

（2）写出下列化学反应方程式：

①A与B等物质的量混合后溶解于水中________________________________________。

②C溶于水_______________________________。

题组B  能力提升练

1．我国“神舟六号”宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有CO2 、H2O 、N2 、NO等，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量红烟，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NO2

D．NO与H2O反应生成NO2

2．四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如下图所示。其中原试管充满NO2的是(　　)

3．随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，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．催化转化总反应化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2

4．在一定温度和压强下将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经过足够的时间后，试管内气体体积缩小为原体积的，则原混合气体中N2和NO2气体的体积比是(　　)

A．2∶3   B．3∶2        C．3∶5        D．5∶3

5．氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，人类活动影响了氮循环中的物质转化，如图所示。

(1)下列说法中，不正确的是(　　)

A．工业合成氨属于人工固氮过程

B．硝化过程中氮元素被还原

C．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化

D．反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量

(2)在硝化细菌作用下的硝化过程， NH在有氧时发生硝化生成NO的离子方程式为_______________________________。

题组C  培优拔尖练

1．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．O2　　  B．NO2       C．NO2和O2        D．NO2和NO

2．某种氮的氧化物中氮与氧的质量比为7∶16，则这种氮的氧化物的化学式可能是(　　)

A．NO          B．NO2 C．N2O       D．N2O5

3．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管。当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，关于原来试管中盛装的气体叙述正确的是（   ）

A．肯定是NO2气体

B．肯定是O2和NO2的混合气体

C．肯定是NO气体

D．可能是NO与NO2的混合气体

4．一定条件下，将等体积NO和O2充入一试管，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的（    ）

A．1/4       B．3/4       C． 1/8       D．3/8

5．一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。

回答下列问题：

(1)氮的原子结构示意图为____________。

(2)图中属于“氮的固定”的是____________(填字母，下同)；写出属于雷电作用固氮的化学方程式_____________________。图中转化过程中发生非氧化还原反应的是__________。

(3)氮的循环中，亚硝酸盐(含NO)是重要的一环，利用化合价可推知亚硝酸盐具有________性和________性，亚硝酸盐和酸性高锰酸钾反应的离子方程式为_________________________。

6．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，关上止水夹，观察到的现象是__________________，原因是___________________________________________________________。

(2)然后轻轻摇动烧瓶，烧瓶中观察到的现象是________________________。

(3)若最后烧瓶中充满了水，则原烧瓶中NO与通入O2的体积之比为________(同温同压下) 。用化学方程式说明原因________________________________。