高中苏教版 (2019)第一单元 氮的固定精练

氮的固定

1．自然界的氮循环如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．①中N2与O2反应生成NO

B．②中合成氨属于人工固氮

C．③中氮元素被氧化

D．氧元素参与了氮循环

C　[A对，氮气在足量的氧气中，打雷闪电时涉及的一个反应为N2＋O22NO，一氧化氮与氧气反应：2NO＋O2===2NO2；B对，工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮； C错，③中细菌还原硝酸根中+5价的氮，生成无污染的0价的氮气，所以③中氮元素被还原，而不是被氧化； D对，N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，，氧元素参与反应，二氧化氮易与水反应生成硝酸和一氧化氮，化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧元素参加了氮循环。]

2．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．豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物

D．仿生固氮

C　[A、B两项是化合态氮之间的转化，不属于氮的固定；D属于人工固氮；C属于自然固氮。]

3．下列气体为红棕色气体的是(　　)

A．NO　　　　　　 B．NO2

C．N2 D．NH3

B　[NO2为红棕色气体，NO 、N2、NH3为无色气体。]

4．如图所示，弹簧夹K开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开K，发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是下列的(　　)

A．亚硫酸钠溶液、氯气 B．水、二氧化氮

C．水、一氧化氮 D．氢氧化钠溶液、二氧化碳

C　[①中水沸腾说明①中气体压强减小，在C项中水与NO不反应，不能使气体压强减小。]

5．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

C　[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。]

6．下列气体①N2、②O2、③NO2、④NO、⑤CO2、⑥CO中，属于大气污染物的是 (　　)

A．③④⑥ B．①②③④

C．③④⑤⑥ D．全部

A　[氮的氧化物、硫的氧化物及CO是常见的大气污染物。]

7．诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是(　　)

A．CO在铂表面被氧化生成CO2，铂起催化作用

B．汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2

C．CO在铂表面可能和O2、NOx反应

D．NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合

D　[CO、NOx在铂表面发生的反应为CO＋NOx―→CO2＋N2(未配平)，也可能是CO与O2反应，此过程中铂作催化剂；CO2不能与人体中的血红蛋白结合。]

8．在二氧化氮被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比是(　　)

A．3∶1 B．1∶3

C．1∶2 D．2∶1

C　[二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，氧化剂和还原剂都是二氧化氮，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比为1∶2。]

9．一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(　　)

A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.

C　[该反应为NO、O2、H2O之间的反应，先判断是否过量，若过量，找出剩余的气体，计算其体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。由方程式4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3计算，NO和O2等体积混合，剩余O2体积，是原混合气体的。]

10．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如图实验的处理，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

B　[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。]

11．科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是(　　)

A．探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成

B．探究NO和N2O可能化合生成NO2

C．探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3

D．探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2，红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用

B　[NO和N2O反应不可能生成NO2，因为氮元素的化合价均升高，没有元素化合价的降低。]

12．氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。其中反应④的离子方程式为 4NH＋5O2===2NO＋6H＋＋N2O＋5H2O。下列说法正确的是(　　)

A．①②均属于固氮反应

B．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加

C．反应④中每生成1 mol H2O 共转移2 mol电子

D．向海洋排放含NO的废水可能影响海洋中氮的循环

D　[氮的固定是指游离态的氮变成化合态的氮，即由N2生成含氮化合物，故②是氮的固定，①不是，A错误；反硝化作用是反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐或亚硝酸盐，释放出N2或N2O的过程，不一定有氧参加，B错误；反应④中反应为4NH＋5O2===2NO＋6H＋＋N2O＋5H2O，生成1 mol H2O时消耗1 mol O2，则转移4 mol 电子，C错误；向海洋排放含NO的废水，会增强NO的反硝化作用，可能影响海洋中氮的循环，D正确。]

13．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，试管中剩余气体的体积分别为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

D　[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＝V；②中有反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则剩余O2的体积V2＝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。]

14．某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，特进行如下实验(如图所示)。

图1　　　　　图2　　　　　图3

(1)图1两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。

(2)图2中反应的现象是__________________________________________。

(3)图3中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有________，说明NO2在该反应中显________性。

(4)由图2和图3中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：_______________________________________________________________。

[解析]　图3中反应生成的气体遇空气显红棕色，说明图2中反应生成了NO，即NO2和SO2反应，NO2转化为NO，表现氧化性，而SO2则表现还原性，被氧化，S元素化合价升高，只能变成＋6价，应转化为SO3。

[答案]　(1)下　(2)两气体混合后，颜色消失　(3)NO　氧化　(4)NO2＋SO2===NO＋SO3

15．为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图所示组装好实验装置，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，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关上止水夹，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______________________________________________________________；

②______________________________________________________________。

产生此现象的化学方程式为

_______________________________________________________________。

[答案]　(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色　 2NO＋O2===2NO2　(2)①烧瓶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

16．[素养题]氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的主要物质。

(1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下：

回答下列问题：

①酸雨的pH________ (填“＞”“＜”或“＝”) 5.6。

②D物质的化学式为________。

③反应②的化学方程式为_________________________________________。

(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式为6NO2＋8NH37N2＋12H2O，则反应

中氧化剂是________，还原剂是____________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：

NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O

现有V L NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。

①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________ mol·L－1。

②若所得溶液中c(NO)∶c(NO)＝1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m＝________。

③用含n和m的代数式表示所得溶液中NO和NO浓度的比值c(NO)∶c(NO)＝________。

[解析]　(1)酸雨的pH＜5.6，正常雨水的pH＝5.6。由图示转化可知：A为SO2，B为SO3，D为H2SO3。(3)①因产物NaNO3、NaNO2中n(Na＋)＝n(N)，故n(NaOH)＝n(NO)＋n(NO2)＝(m＋n) mol，c(NaOH)＝ mol·L－1。②NO2和NO的混合气体与NaOH溶液反应可以认为先后发生如下反应：

NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

 m　 m　　　　　　　　2m

2NO2＋2NaOH===NaNO2＋　　NaNO3＋H2O

n－m　　　　　　　(n－m)　 (n－m)

当V(NO2)≥V(NO)时能吸收完全，所以c(NO)∶c(NO)＝＝，即n∶m＝3∶2。

③c(NO)∶c(NO)＝(n－m)∶＝。

[答案]　(1)①＜　②H2SO3　③2SO2＋O22SO3　(2)NO2　NH3　  (3)①　②3∶2　③