化学必修 第二册第二节 氮及其化合物综合训练题

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常见考点
考点一 氮气
【例1-1】（2022四川南充）液氮能长时间保存活体组织和生物样品，主要利用氮气的性质是
A．密度小B．沸点低C．难溶于水D．无色无味
【答案】B
【解析】液氮能长时间保存活体组织和生物样品说明氮气的沸点低，故选B。
【例1-2】（2022山东济）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．N2在空气中燃烧放热
C．N2与H2反应放热
D．N2在空气中约占78%(体积分数)
【答案】A
【解析】氮气化学性质稳定，不容易参加化学反应；液氮的沸点很低，极易汽化，汽化时吸收热量，体积膨胀而驱动机车转动，此过程中不产生污染物，保护了环境，跟氮气的化学性质及在空气中的体积分数无关；故选A。
【一隅三反】
1.（2022秋·海南儋州·高一校考阶段练习）下列叙述错误的是
A．氮元素位于元素周期表的第二周期，第VA族
B．氮元素主要以氮分子的形式存在自然界中
C．氮元素最外层有5个电子
D．氮分子中的两个氮原子通过离子键结合
【答案】D
【解析】A．氮原子核外电子数为7，核外K、L层依次排有2、5个电子，氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族，A项正确；
B．在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中，B项正确；
C．氮原子核外电子数为7，核外K、L层依次排有2、5个电子，即最外层有5个电子，C项正确；
D．氮分子中两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，D项错误；
答案选D。
2．（2022秋·黑龙江佳木斯·高一校考期末）下列关于氮气性质的说法中正确的是
A．点燃条件下，N2在氧气中燃烧生成NO
B．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2作还原剂
C．合成氨反应中，N2发生氧化反应
D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合
【答案】D
【解析】A．氮气在放电或高温条件下生成一氧化氮，A错误；
B．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2得电子化合价降低作氧化剂，B错误；
C．合成氨反应中，N2得电子化合价降低发生还原反应，C错误；
D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合，键能大，不易断裂，物质化学性质温度，D正确；
故选D。
3．（2022春·江苏·高二江苏省包场高级中学校考开学考试） SKIPIF 1 < 0 是空气的主要成分之一， SKIPIF 1 < 0 作为原料广泛用于合成氨工业、硝酸工业等。工业上用氨催化氧化生产硝酸，发生的反应为 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ；生产硝酸的尾气中主要含有 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 等大气污染物，可将其与石灰乳反应转化成 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 等而除去。下列物质的性质与对应用途不正确的是
A．氮气性质稳定，可作保护气B．氧气具有助燃性，可作燃料
C．氨气易液化，可作制冷剂D．氢氧化钙能吸水，可作常干燥剂
【答案】B
【解析】A．氮气化学性质稳定，一般不参加化学反应，可以用作保护气，A正确；
B．氧气具有助燃性、没有可燃性，所以不能作燃料，B错误；
C．氨气易液化，液氨汽化吸收大量的热，所以液氨常用作制冷剂，C正确；
D．氢氧化钙可以吸收水蒸气，可以用作干燥剂，D正确；
故选B。
考点二 氮的固定
【例2-1】（2022秋·高一单元测试）下列反应属于氮的固定作用的是
A．NH3与氯化氢反应B．硝酸工厂用NH3氧化制取NO
C．雷雨时空气中的N2转化为NOD．由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
【答案】C
【解析】A．NH3与氯化氢反应时，NH3分子中含有化合态的氮，A不符合题意；
B．硝酸工厂用NH3氧化制取NO时，NH3分子中含有化合态的氮元素，B不符合题意；
C．雷雨时空气中的N2转化为NO时，N2中含有游离态的氮元素，C符合题意；
D．由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵时，反应物NH3中含有化合态的氮元素，D不符合题意；
故选C。
【例2-2】（2022·上海·高一专题练习）下列反应属于氮的固定的是
A．2NO + O2 = 2NO2B．3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
C．NH3 + HCl = NH4ClD．N2 + 3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3
【答案】D
【解析】氮的固定是将空气中的游离态的氮转化为含氮化合物的过程，NO、NO2、NH3、N2中只有N2为游离态的氮，综上所述N2 + 3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3反应属于氮的固定，故选D。
【一隅三反】
1．（2022·上海·高一专题练习）下列属于氮的固定的是
A．植物从土壤中吸收氮肥
B．大豆的根瘤菌将含氮的化合物转变为植物蛋白质
C．将空气中的氮气转变为含氮化合物
D．NO和 SKIPIF 1 < 0 反应生成 SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】A．氮的固定是指由游离态的氮元素转化为氮的化合物，植物从土壤中吸收的氮元素，是含氮化合物，不属于氮的固定，A错误；
B．含氮的化合物转变为植物蛋白质是含氮化合物之间的相互转化，不属于单的固定，B错误；
C．空气中的氮气转变为含氮化合物，是从单质到化合物，属于单的固定，C正确；
D．NO和 SKIPIF 1 < 0 反应生成 SKIPIF 1 < 0 是含氮化合物之间的转化，不是氮的固定，D错误；
故选C。
2．（2022·上海闵行·统考一模）下列转化属于工业固氮的是
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0
C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】工业固氮是人为将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
A． SKIPIF 1 < 0 ，游离态的氮转化为化合态氮，符合氮的固定定义，属于工业固氮，故A选；
B． SKIPIF 1 < 0 ，是同种价态的氮的化合物之间转化，不属于固氮，故B不选；
C． SKIPIF 1 < 0 ，为不同化合态氮之间转化，不属于固氮，故C不选；
D． SKIPIF 1 < 0 ，氮元素由游离态变为化合态，属于自然固氮，故D不选；
故选A。
3．（2022秋·黑龙江·高二统考学业考试）下图为自然界氮循环的示意图，其中哪一过程属于人工固氮
A．①B．②C．③D．④
【答案】B
【解析】过程①氮气和氧气在闪电作用下反应生成NO，是自然固氮，过程②氮气和氢气在催化剂、高温下反应生成氨气，属于人工固氮，过程③为含氮部分转化为尿素，不是氮的固定，过程④是细菌分解生成氨气，则属于人工固氮的是过程②，故选：B。
4．（2022春·辽宁）自然界中的氮循环部分转化关系如图所示。
下列说法错误的是
A．氮气分子结构稳定，常温很难和其他物质发生反应
B．Ⅰ过程属于氮的固定
C．工业上也是利用图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个转化来生产硝酸的
D．图中Ⅱ、Ⅲ为硝化过程，均可通过加入氧化剂实现
【答案】C
【解析】A．氮气分子中含有氮氮三键结构稳定，常温很难和其他物质发生反应，故A正确；
B．氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮，Ⅰ过程从N2到 SKIPIF 1 < 0 ，属于氮的固定，故B正确；
C．工业上是通过氨的催化氧化生成NO、NO被氧化为NO2、NO2和水反应三个转化来生产硝酸的，故C错误；
D．图中Ⅱ中氮从-3价升高到+3价、Ⅲ中氮从+3价升高到+5价，都为硝化过程，均可通过加入氧化剂实现，故D正确；
故答案为：C。
考点三 一氧化氮与二氧化氮
【例3-1】（2022秋·黑龙江绥化·高一校考期中）病毒学研究证实，一氧化氮对病毒有直接控制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是
A．一氧化氮是一种红棕色气体
B．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
【答案】C
【解析】A．一氧化氮是一种无色气体，A错误；
B．一氧化氮难溶于水，可以用排水法收集，B错误；
C．氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮，C正确；
D．常温常压下，一氧化氮与空气中的氧气直接反应生成二氧化氮，D错误；
故选C。
【例3-2】（2022辽宁·）铜与浓硝酸反应能生成NO2。下列关于NO2叙述正确的是
A．NO2是无色气体B．NO2是红棕色气体
C．NO2可用排水法收集D．NO2可用向下排空气法收集
【答案】B
【解析】NO为无色气体，而NO2为红棕色气体，NO2与水反应，不能用排水法收集，NO2的密度比空气大，可用向上排空气法收集，综上所述故选B。
【例3-3】（2022秋·广西南宁·高一校考阶段练习）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，并检验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开止水夹a，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：_______，产生此现象的化学方程式为_______。
(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为
①烧瓶中的气体从_______色变成_______色；
②烧杯中导管的水位_______(填上升、下降或不变)。产生此现象的化学方程式为_______。
【答案】(1) 烧瓶内，无色气体变为红棕色 2NO +O2 =2NO2
(2) 红棕 无色 上升 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO
【解析】（1）无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2，发生反应的化学方程式为2NO+O2=2NO2，故观察到烧瓶中气体由无色变为红棕色；
（2）①轻轻摇动平底烧瓶，使得NO2与水发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以烧杯中红棕色气体又变为无色，烧瓶中液面上升；
②烧瓶中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，气体压强减小，故烧杯中导管水位上升。
【一隅三反】
1．（2022吉林白山）1998年，三位科学家因发现NO在心血管系统中起信号分子的作用而获得诺贝尔医学奖，使得NO成为保健药物的"明屋"分子。下列关于NO的说法正确的是
A．NO是酸性氧化物B．NO具有还原性，在空气中极易被氧化
C．NO的大量排放导致雾霾D．人工合成是产生NO的唯一途径
【答案】B
【解析】A．NO不能与碱反应生成盐和水，属于不成盐氧化物，故A错误；
B．NO具有还原性，在空气中极易被氧化为二氧化氮，故B正确；
C．固体颗粒的大量排放导致雾霾，NO是气体，故C错误；
D．自然界中的雷电也会使氮气和氧气反应生成NO，故D错误。
故选B。
2．（2022秋·新疆塔城·高一乌苏市第一中学校考阶段练习）汽车尾气的处理反应为： SKIPIF 1 < 0 。下列有关说法正确的是
A．NO为红棕色气体
B．NO易溶于水
C．反应中NO是还原剂
D．NO在大气中可转化为 SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】A．二氧化氮为红棕色气体，一氧化氮为无色气体，故A错误；
B．一氧化氮不溶于水，故B错误；
C．N元素化合价降低，则NO做氧化剂，故C错误；
D．一氧化氮和氧气反应转化成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，故D正确；
故选：D。
3．（2022·四川·凉山）下列关于NO和NO2的叙述正确的是
A．一氧化氮是一种红棕色的气体
B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．NO2 被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比为 2∶1
【答案】C
【解析】A．NO为无色气体，二氧化氮为红棕色气体，故A错误；
B．常温常压下，NO能与空气中的氧气反应生成二氧化氮，故B错误；
C．氮气和氧气在放电条件下直接化合物成NO，故C正确；
D．NO2与H2O发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，氧化反应为化合价升高的反应，还原反应为化合价降低的反应，根据反应方程式以及氮原子守恒，氧化反应：2NO2～2HNO3，还原反应：NO2～NO，即发生还原反应和氧化反应的物质的量之比为1∶2，故D错误；
答案为C。
考点四 氮的氧化物溶于水的计算
【例4-1】（2022春·河南安阳·高二林州一中校考开学考试）在容积为672mL的烧瓶里充满NO、 SKIPIF 1 < 0 的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧气，恰好完全反应，且水充满烧瓶(气体体积都折合成标准状况下)。下列有关叙述中，正确的是
A．总反应为 SKIPIF 1 < 0
B．总反应为 SKIPIF 1 < 0
C．生成 SKIPIF 1 < 0 的物质的量浓度接近 SKIPIF 1 < 0
D．生成 SKIPIF 1 < 0 的物质的量浓度约为 SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】无论是 SKIPIF 1 < 0 还是 SKIPIF 1 < 0 都能在水中与氧气按一定比例反应生成 SKIPIF 1 < 0 ，同温同压下气体物质的量之比等于体积之比， SKIPIF 1 < 0 。所以由电子守恒可知恰好反应时总反应为 SKIPIF 1 < 0 。280mL氧气的物质的量为 SKIPIF 1 < 0 =0.0125ml，可以生成 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，容器容积为 SKIPIF 1 < 0 ，所以硝酸溶液浓度为 SKIPIF 1 < 0 。故选B。
【例4-2】（2022秋·湖北襄阳·高一校考阶段练习）有一充有10mLNO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有6 mL 无色气体，则原混合气体中NO和NO2 体积比为
A．3：2B．2：3C．1：4D．4：1
【答案】B
【解析】二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水不反应，所以，剩余的气体为一氧化氮，设混合气体中二氧化氮的体积为V，则
SKIPIF 1 < 0
所以V=6mL，即二氧化氮的体积为6mL，则混合气体中一氧化氮的体积为4mL，所以原混合气体中NO和NO2体积比为4mL：6mL=2：3。
故选B。
【例4-3】（2022秋·新疆塔城·高一乌苏市第一中学校考阶段练习）将盛有8mLO2、NO混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积剩余1mL，则原气体中NO的体积是
A．5mL或3mLB．4mL或3mLC．5mL 或2mLD．4mL或5mL
【答案】D
【解析】设原混合气体中NO和O2的体积分别是aml和bml，
（1）如果NO过量，NO和氧气反应之后，得到NO和NO2的混合气体，则根据方程式2NO + O2 =2NO2，NO2的体积为2bml，消耗掉的NO的体积为2b，再根据方程式3NO2 + H2O = NO + 2HNO3，可知生成的NO的体积为 SKIPIF 1 < 0 ，根据所剩余1mlNO，可知 SKIPIF 1 < 0 ，又因为 SKIPIF 1 < 0 ，解之得a=5ml，b=3ml。
（2）如果O2过量，则NO与氧气反应之后，得到NO2和O2的混合气体，则根据方程式2NO + O2 =2NO2，NO2的体积为aml，消耗掉的氧气体积为 SKIPIF 1 < 0 ，再根据方程式4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3，消耗掉的氧气的体积为 SKIPIF 1 < 0 ，根据所剩余1mlO2，可知 SKIPIF 1 < 0 ，又因为 SKIPIF 1 < 0 ，解之得a=4ml，b=4ml。
综上所述，原混合气体中NO的体积为5ml或4ml，故选D。
【一隅三反】
1．（2022春·云南玉溪·高一校考期末）将10 mLNO和NO2的混合气体通入装满水的倒立在水槽中的量筒，充分反应后，最后剩余4 mL气体，(已知一氧化氮与水不反应，二氧化氮与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO)则原混合气体中NO的体积为
A．1 mLB．3 mLC．5 mLD．7 mL
【答案】A
【解析】NO、NO2混合气体通入装满水的倒立在水槽中的量筒中，NO2气体发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，根据方程式可知：每反应消耗3体积NO2，反应产生1体积NO，反应后气体体积减少2体积。现在气体体积减少了10 mL-4 mL=6 mL，则混合气体中NO2的体积V(NO2)= SKIPIF 1 < 0 ，则混合气体中含有NO的体积V(NO)=10 mL-9 mL=1 mL，故合理选项是A。
2．（2022秋·广西南宁·高一校考阶段练习）某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片振荡，得橙色溶液，气体颜色消失。再拿走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，则该气体可能是下列混合气体中的
A．H2、NO2、NOB．NO2、NO、N2C．NO2、NO、O2D．NO2、CO2、Br2
【答案】D
【解析】某集气瓶中的气体呈红棕色，其中可能含有NO2和Br2中的至少一种；加入足量水，盖上玻璃片振荡，得橙色溶液，说明气体中一定含有Br2蒸气；同时气体颜色消失，再拿走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，说明该无色气体中含有NO，NO遇空气中的O2反应产生红棕色的NO2气体，反应方程式为：2NO+O2=2NO2，由于NO2溶于水时生成HNO3和NO，发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，则该NO是NO2与水反应产生，因此原气体中一定含有Br2、NO2，根据各个选项的气体成分分析可知合理选项是D。
3．（2022·全国·高一假期作业）在一定温度和压强下，将装有NO和NO2混合气体的试管倒立在水中，经充分反应后，试管内气体的体积变为原来的4/5，则原混合气体中NO与NO2气体的体积比是。
A．3∶5B．5∶3C．3∶7D．7∶3
【答案】D
【解析】假设原混合气体的体积为5L，则充分反应后，剩余气体的体积为4L，体积减少了1L。根据3NO2+H2O2HNO3+NO反应前后气体体积变化量ΔV=2，V(NO2)∶ΔV=3∶2，V(NO2)= SKIPIF 1 < 0 ×ΔV= SKIPIF 1 < 0 ×1L=1.5L，V(NO)=5L-1.5L=3.5L。V(NO)∶V(NO2)=3.5L∶1.5L=7∶3；A、B、C选项错误；D选项正确；
答案选D。
4．（2022·广东）25.6gCu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)若干，这些混合气体恰好能被500mL1ml/LNaOH溶液完全吸收，生成的盐溶液中NaNO2和NaNO3的物质的量之比为(已知：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O)
A．2∶1B．1∶1C．4∶1D．1∶3
【答案】C
【解析】纵观反应始终，容易看出只有两种元素的价态有变化，其一是Cu到Cu(NO3)2，每个Cu升2价，失2个电子；另一个是HNO3到NaNO2，每个N降2价，得2个电子。根据电子转移守恒可知，铜失去的电子等于HNO3到NaNO2得到的电子，故2n(Cu)=2n(NaNO2)，故n(NaNO2)=n(Cu)= =0.4ml，气体与氢氧化钠反应的盐溶液为NaNO3、NaNO2混合溶液，根据钠离子守恒有n(NaNO3)+n(NaNO2)=n(Na+)，所以溶液中n(NaNO3)=n(Na+)-n(NaNO2)=0.5L×1ml/L-0.4ml=0.1ml，溶液液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比为0.1ml∶0.4ml=1∶4，故答案为：C。