化学氮及其化合物综合训练题

这是一份化学氮及其化合物综合训练题，共6页。

[学业达标]
1．打赢蓝天保卫战，提高空气质量。下列物质不属于空气污染物的是( )
A．PM2.5 B．O2
C．SO2 D．NO
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
3．[2022·济南高一检测]向雾霾亮剑，让天空更蓝，打赢这场蓝天保卫战。工业废气NO、NO2是造成大气污染的气体之一。
工业上常用原理：NOx＋NH3―→N2＋H2O，使其转化为无毒的N2，现有NO、NO2的混合气体3.0 L，可与3.5 L相同状况的NH3恰好完全反应，全部转化为N2，则在原混合气体中NO和NO2的物质的量之比是( )
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．1∶3
4．氮气在通常情况下性质稳定，故常作保护气。下列关于氮气的说法中错误的是( )
A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可以在电焊时作保护气
B．N2＋O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一
C．N2在空气中约占质量比的78%
D．在反应3Mg＋N2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) Mg3N2中N2作氧化剂
5．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
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
7．下列对于二氧化氮的说法正确的是( )
A．NO2能与水反应生成硝酸，NO2是酸性氧化物
B．除去O2中混有的NO2，可将混合气体通入水中，将NO2溶解
C．NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2，得橙色溶液的为溴蒸气
D．NO2是大气污染物之一
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
9.
如图所示，集气瓶内充满某混合气体，将集气瓶置于光亮处，然后挤压胶头滴管使胶头滴管内的水进入集气瓶，发现烧杯中的水会倒吸进入集气瓶，则集气瓶内的混合气体可能是( )
①CO、O2 ②NH3、O2 ③NO2、O2 ④N2、H2
A．①② B．②④
C．③④ D．②③
[等级突破]
10．氮的循环示意图如图所示，下列说法错误的是( )
A．对于氮元素来说，硝化作用是氧化过程
B．对于氮元素来说，反硝化作用是还原过程
C．CH3OH有还原作用，对应的产物叫还原产物
D．图中厌氧氧化过程没有O2参与
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
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
13．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C．该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2
D．该催化转化的总反应方程式为
2NO＋O2＋4CO eq \(=====,\s\up7(催化剂)) 4CO2＋N2
14．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)。
15．氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应方程式如下：
①NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
②2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
(1)在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为________。
(2)在反应②中，氧化产物是________，还原产物是________。(填化学式)
(3)在反应①②中，参加反应的NaOH均为2 ml时，两个反应转移电子数的关系是①______②(填“＞”“＝”或“＜”)。
16．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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时作业4 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
1．解析：PM2.5指可吸入颗粒物，属于空气污染物，A项不符合题意；氧气是空气的成分之一，供给人体呼吸，不是空气污染物，B项符合题意；二氧化硫可以形成酸雨，属于空气污染物，C项不符合题意；NO能与人体血液中的氧气结合，对人体健康有害，属于空气污染物，D项不符合题意。
答案：B
2．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．解析：相同状况下，气体的体积比等于物质的量之比，则3.0 ml NO、NO2混合气体与3.5 ml NH3恰好反应生成N2，设NO为x ml，则NO2为(3－x) ml，由得失电子守恒可知2x＋4(3－x)＝3×3.5，x＝0.75，故原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3。
答案：D
4．答案：C
5．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
6．解析：少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体是NO、CO2，二者物质的量之比为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．答案：D
8．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．解析：①CO和O2在光照条件下不反应，且均难溶于水，不符合题意；②NH3极易溶于水，符合题意；③在O2存在的条件下，NO2可与水发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，生成物易溶于水且没有气体生成，符合题意；④N2和H2在光照条件下不反应，且均难溶于水，不符合题意。
答案：D
10．解析：读图的关键是看题图中箭头的方向。硝化作用(氮元素化合价升高)： eq \x(NH eq \\al(＋,4) ) eq \(――→,\s\up7(O2)) eq \x(NO eq \\al(－,2) ) eq \(――→,\s\up7(O2)) eq \x(NO eq \\al(－,3) ) ；反硝化作用(氮元素化合价降低)： eq \x(NO eq \\al(－,3) ) eq \(――→,\s\up7(CH3OH(还原剂))) eq \x(N2) ；厌氧氧化：NH eq \\al(＋,4) 与NO eq \\al(－,2) 发生归中反应，生成N2。
答案：C
11．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
12．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．解析：由题图可以看出发生的反应为2NO＋O2＋4CO eq \(=====,\s\up7(催化剂)) 4CO2＋N2，该转化过程中N、O、C 3种元素的化合价发生了变化，A、C、D正确；NO很不稳定，遇到氧气就被氧化为NO2，B错误。
答案：B
14．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)
15．解析：(1)根据反应①可知，氧化剂(NO2)和还原剂(NO)的物质的量之比为1∶1，质量之比为23∶15。(2)在反应②中只有氮元素的化合价发生变化，所以NO2既是氧化剂也是还原剂，氧化产物为NaNO3，还原产物为NaNO2。(3)反应①中2 ml NaOH参加反应，转移1 ml电子，反应②中2 ml NaOH参加反应时，转移1 ml电子。
答案：(1)23∶15 (2)NaNO3 NaNO2 (3)＝
16．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