苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 氮的固定习题

专题7第1单元氮的固定

2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册

一、单选题

1.  下列关于氮及其化合物的说法正确的是(    )

A. 化学性质稳定，可用作保护气
B. 、均为大气污染气体，在大气中可稳定存在
C. 、均易溶于水
D. 、均能与水发生反应

2.  无色的混合气体甲，可能含、、、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. 、 B. 、 C. 、 D. 、、

3.  下列化学反应中，与“雷雨发庄稼”无关的是

A.   B.
C.  D.

4.  常温下，将盛有和的混合气体的试管倒立于水槽中并向其中通入，一段时间后，试管内还剩余气体，则通入的体积可能为  (    )

A.  B.  C.  D.

5.  大气固氮过程中，不会产生(    )

A.  B.  C.  D.

6.  下列关于一氧化氮的叙述不正确的是(    )

A. 一氧化氮是一种无色的气体
B. 常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合
C. 、均为酸性氧化物
D. 一氧化氮不溶于水，能用排水法收集

7.  已知：，。现有和组成的混合气体，若用足量的溶液可将其完全吸收，则混合气中两种气体的物质的量必须满足的关系是(    )

A.  B.  C.  D.

8.  把体积的气体，依次通过下列个分别装有饱和溶液、浓硫酸、的装置后，用排水法把残留气体收集到集气瓶中，集气瓶内气体应是同温同压下测定(    )

A. 体积 B. 体积和体积
C. 体积 D. 体积

9.  下列过程中，没有明显实验现象的是(    )

A. 加热溶有的品红溶液 B. 常温下，向气体中通入
C. 向盛有的集气瓶中通入空气 D. 将过量通入饱和溶液中

10.  我国谚语与古籍中，有许多关于化学变化的记载。例如，谚语“雷雨发庄稼”；淮南万毕术中记载“曾青得铁则化为铜”。以上例子不涉及的反应是(    )

A.  B.
C.  D.

11.  下列关于和的叙述正确的是 (    )

A. 都能溶于水且与水反应生成相应的酸 B. 都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应
C. 可以通过铜与硝酸制取 D. 常温下都可以被氧气氧化

12.  “雷雨发庄稼”的原理涉及的第一步反应是空气中 和在闪电的作用下生成了下列哪种物质(    )

A.  B.  C.  D.

13.  谚语“雷雨发庄稼”不包括下列哪个化学反应

A.  B.
C.  D.

14.  部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是 (    )
 

A. 可经催化氧化生成 B. 为红棕色，可转化为
C. 密闭体系中，存在 D. 的溶液与反应可生成或

15.  部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是(    )

A. 可经催化氧化生成 B. 为红棕色，可转化为
C. 密闭体系中，存在 D. 的溶液与反应可生成或

二、实验题

16.  装置Ⅰ和装置Ⅱ是有关硝酸和铜反应的实验装置示意图。

若用装置Ⅰ进行铜与浓硝酸反应的实验，最大的缺点是__________________________。若用装置Ⅰ来证明铜与稀硝酸反应生成气体，其最大缺点是不能与浓硝酸跟铜反应形成鲜明对照，简述原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

若用装置Ⅱ进行适当操作，即可克服上述缺点，还能使上述两反应在同一试管中先后连续进行，实验步骤如下。

步骤一：组装好装置并________________后，加入浓硝酸铜片接近酸液，塞紧胶塞。

步骤二：________________________操作使反应发生。当导管口有少量红棕色气体逸出时，________________________操作使反应停止。同时将导管插入水中。稍后能观察到水沿导管倒吸至试管中，产生此现象的原因是________________________。还可能观察到的明显现象是________填标号。

溶液由蓝色变为无色  红棕色气体变为无色

17.  为了有效实现和的相互转化，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气体。

打开止水夹，推动针筒活塞，使进入烧瓶。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____________________________________。

轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为：______________，产生此现象的化学方程式为___________________________________________。

欲使烧瓶中尽可能全充满液体，操作的关键是_____________________________________________________。

18.  下图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置，请回答下列问题：

I.浓硝酸的强氧化性实验：
将铜片置于具支试管底部，向分液漏斗和具支试管中分别加入约、浓硝酸，用排水法收集产生的气体。

具支试管中发生反应的化学方程式为_________________。

实验中能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是_________________。

稀硝酸的强氧化性实验：

上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是_________________。

能证明稀硝酸与铜反应产生的实验现象是__________填字母。
A.中收集到无色气体
B.中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.中产生的无色气体接触空气后变为红棕色

实验反思：

利用装置先进行铜与浓硝酸的反应，再进行铜与稀硝酸的反应的好处是_________。

三、简答题

19.  往下图所示的针筒中放入一小块铜片，向里推活塞将空气排尽后，吸入稀硝酸，将吸头插入橡皮塞密封，此时观察到的现象为________________。待铜片完全消失，拔掉橡皮塞，吸入少量空气，再将吸头插入橡皮塞密封，振荡，此时观察到的现象为________________，写出此时反应的化学方程式________________________。

将铜与稀硝酸足量充分反应后，产生的气体是________，该气体在标准状况下的体积是________，假设反应后溶液体积不变，则溶液中氢离子和硝酸根离子的物质的量浓度分别为________、________。

20.  氮及其化合物与生产生活关系密切。请完成下列填空：
某学校化学学习小组为探究二氧化氮的性质，按下图所示装置进行实验。

装置甲中盛放浓硝酸的仪器的名称是______，装置丙中的试管内发生反应的离子方程式为：______。
实验过程中装置乙、丙中出现的现象分别是______；______。
在医疗上有重要的应用，曾被科学家作为研究的重要物质。现有容积为的试管盛满后倒扣于水槽中，再向试管中通入一定体积后，试管内气体的体积为试管容积的一半，则通入的的在相同条件下体积为______。
A.            
在盛有一定量浓硝酸的试管中加入的铜片发生反应。请回答下列问题：
开始阶段，反应的化学方程式为______，后一阶段生成的气体为______，若两者恰好完全反应整个反应过程共产生标准状况下气体，则反应过程中被还原的的物质的量为______ ，参加反应的的物质的量为______ 。
反应结束后往试管中加入铜片，再加入少量的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式为______。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查氮及其化合物的相关性质，题目难度中等，注意不同物质之间性质的差别。
【解答】
A.氮气的化学性质稳定，很难发生化学反应，通常作保护气，故A正确；
B.、均是污染性气体，和氧气能反应生成二氧化氮，不能在大气中稳定存在，故B错误；
C.一氧化氮难溶于水，故C错误；
D.一氧化氮难溶于水，也不能与水反应，故D错误。  

2.【答案】 

【解析】解：二氧化氮是红棕色的气体，所以无色混合气体甲中一定不存在二氧化氮；
二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为：，
一氧化氮无色，与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮，通过足量的过氧化钠后气体显红棕色，说明有、，排水法收集气体，广口瓶被上升的水注满，说明没有，所以甲气体的组成为：、；
故选：。
二氧化氮是红棕色的气体，浓硫酸可以和氨气反应，二氧化碳可以和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，一氧化氮无色，与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮，氮气不溶于水，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，说明无氮气，据此分析解答．
本题考查常见气体的检验和性质，把握常见气体的化学性质及气体的溶解性是解题的关键，注意二氧化碳和过氧化钠的反应，题目难度不大．
 

3.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质，理解反应原理、正确书写化学方程式是解答的关键，题目难度不大。
【解答】
“雷雨发庄稼”，空气中的在放电条件下与直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，，一氧化氮不稳定，常温下易与空气中的反应生成红棕色的二氧化氮气体，，二氧化氮气体易与水反应生成硝酸和一氧化氮，，生成的硝酸随雨水淋洒到大地上，同土壤中的矿物相互作用，生成可溶于水的硝酸盐可作氮肥，植物生长得更好，不包括选项中氮气和氢气合成氨的反应，故A符合题意。
故选A。  

4.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查了有关混合物反应的化学计算，题目难度中等，明确反应后剩余气体组成为解答关键，注意掌握、二氧化氮与氧气、水转化成硝酸的反应原理，要求学生掌握讨论法在化学计算中的应用。
【解答】剩余的气体可能为氧气，有可能为，当剩余的气体为氧气时，二氧化氮和完全反应，可以根据方程式、计算出通入氧气的总体积；
当剩余的气体为时，可以看作二氧化氮完全反应，反应消耗了，还剩余，然后根据反应方程式计算出消耗的氧气的体积。
当剩下的气体为时，和 说明完全反应生成硝酸，则：
，
                         
    
，     
          
  
所以通入的氧气体积为：；
 当剩余的气体为时，可以认为 完全反应生成硝酸，中剩余，有转化成硝酸，则：
，
                                          
      
，    
                           
  
所以通入氧气的体积为：，
故选：。  

5.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查氮的固定，掌握氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质是解答的关键，题目难度不大。
【解答】
A.氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程，大气固氮是在闪电作用下，使空气里的氮气转化为一氧化氮，不会产生氨气，故A选；
B.空气中的在放电条件下与直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，，故B不选；
C.一氧化氮常温下易与空气中的反应生成红棕色的二氧化氮气体，，故C不选；
D.二氧化氮气体易与水反应生成硝酸和一氧化氮，，故D不选；
故选：。  

6.【答案】 

【解析】

【分析】本题考查了的性质及结构，根据一氧化氮的颜色、稳定性、溶解性来分析解答即可，难度不大。

【解答】一氧化氮很不稳定，极易和空气中的氧气反应生成红棕色二氧化氮气体，项正确；
C.和碱不反应，属于不成盐氧化物，和碱发生氧化还原反应，不是酸性氧化物，项错误。  

7.【答案】 

【解析】反应，若过量则气体将无法被完全吸收。
 

8.【答案】 

【解析】体积通入溶液中发生反应：，，经过浓硫酸干燥得到体积和体积气体。再通过发生反应为：生成体积氧气，然后，此时剩余体积和体积。通过水发生反应：，故剩余体积氧气。
 

9.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查元素化合物性质，涉及二氧化硫漂白性、还原性，碳酸钠、碳酸氢钠、、、的性质等知识点，为高频考点，熟悉常见元素化合物性质是解题的关键，难度不大。
【解答】
A.二氧化硫能使品红溶液褪色，但二氧化硫的漂白性不稳定，受热易恢复原色，所以加热溶有的品红溶液，溶液由无色变为红色，故A不选；
B.常温下，与不反应，所以向气体中通入没有明显实验现象，故B选；
C.向盛有的集气瓶中通入空气，无色气体与反应生成红棕色气体，有明显实验现象，故C不选；   
D.将过量通入饱和溶液中生成碳酸氢钠，碳酸氢钠溶解度小，会有晶体析出，故D不选。
故选B。  

10.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查中国古代优秀传统文化，难度不大，解题关键是理解古籍文献，运用元素化合物知识进行分析。
【解答】
雷雨发庄稼为雷电时和转化为，和反应转化为，与雨水反应生成硝酸和，酸性随雨水进入土壤，与矿物质形成硝酸盐；曾青得铁则化为铜为铁和硫酸铜溶液的置换反应，故不包括的化学方程式为和的置换反应，故B正确。  

11.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查了和的性质，试题较为基础，难度不大，注意相关知识的积累即可解答。
【解答】
A.能溶于水，与水反应生成和；既不溶于水，也不与水反应，A错误；
B.和都不是酸性氧化物，B错误；
C.可以通过铜与浓硝酸制取，铜与稀硝酸制取，C正确；
D.常温下可以被氧气氧化，不可以，D错误；
故选C。  

12.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查氮气的性质，为高频考点，侧重于化学与生活的考查，有利于培养学生良好的科学素养，提高学习的积极性，难度不大。
【解答】
“雷雨发庄稼”，空气中的在放电条件下与直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，，一氧化氮的密度比空气略大，不稳定，常温下就易与空气中的反应生成红棕色的二氧化氮气体，，二氧化氮气体有毒，易与水反应生成硝酸和一氧化氮，，最终产生了氮肥，所以第一步反应是空气中 和在闪电的作用下生成了，
故选：。
“雷雨肥庄稼”原理是在放电条件下，氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体；一氧化氮不溶于水，在常温下易跟空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮气体；二氧化氮易溶于水，它溶于水后生成硝酸和一氧化氮，以此解答该题。  

13.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质，理解反应原理、正确书写化学方程式是解答的关键，题目难度不大。
【解答】
“雷雨发庄稼”，空气中的在放电条件下与直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，，一氧化氮的密度比空气略大，不稳定，常温下就易与空气中的反应生成红棕色的二氧化氮气体，，二氧化氮气体有毒，易与水反应生成硝酸和一氧化氮，，生成的硝酸随雨水淋洒到大地上，同土壤中的矿物相互作用，生成可溶于水的硝酸盐可作氮肥，植物生长得更好，不包括选项中氮气和氢气合成氨的反应，故B错误。
故选B。  

14.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查含氮物质的分类以及转化，难度不大。掌握含氮的物质、转化关系为解答关键。
【解答】
A.根据图像，为，为，可经催化氧化生成，说法正确；

B.为，为无色气体，与氧气反应可转化为，即，说法错误；

C.价的含氮氧化物有、，密闭体系中，存在，说法正确；

D.为硝酸，与稀硝酸溶液反应生成，与浓硝酸反应生成，说法正确。

15.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查含氮物质的分类以及转化，难度不大。掌握含氮的物质、转化关系为解答关键。
【解答】
A.根据图像，为，为，可经催化氧化生成，说法正确；

B.为，为无色气体，与氧气反应可转化为，即，说法错误；

C.价的含氮氧化物有、，密闭体系中，存在，说法正确；

D.为硝酸，与稀硝酸溶液反应生成，与浓硝酸反应生成，说法正确。

16.【答案】生成的或氮的氧化物扩散到大气中，污染环境；生成的与空气相接触，被氧化成红棕色的气体；

检验气密性；将铜片插入溶液中或向左侧倾斜试管，使铜片浸在浓硝酸中；抽动铜片使其和溶液脱离接触；与水反应，气体体积减小，使导管内压强减小，气压差将水压入试管中；

【解析】略
 

17.【答案】烧瓶中气体由无色变为红棕色； 
红棕色气体变为无色，烧瓶中进入少量水； 
慢慢通入氧气，并不断摇动烧瓶 

【解析】

【分析】
本题主要考查了和的性质及二者相互转化，根据化学性质得出实验现象，实验用化学性质去解释。
【解答】
为无色气体，打开止水夹，推动针筒活塞，进入烧瓶与发生，产生红棕色的；
轻轻摇动烧瓶，使得与水发生反应，所以烧杯中红棕色气体又变为无色，烧杯中的少量水倒吸进入烧瓶，烧瓶中液面上升；
欲使烧瓶中尽可能全充满液体，应通入氧气使与氧气反应转化为再与水反应，最终全部转化为硝酸，操作的关键是慢慢通入氧气，并不断摇动烧瓶。  

18.【答案】Ⅰ浓
试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生  
Ⅱ向试管中加水将浓硝酸稀释成稀硝酸

Ⅲ操作简便、节约试剂 

【解析】

【分析】

本题考查了硝酸的性质以及氮的氧化物的性质，关键是掌握一氧化氮为无色，二氧化氮为红棕色以及硝酸的化学性质。

【解答】

Ⅰ铜与浓硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铜和二氧化氮和水，化学方程式：浓；故答案为：浓；

实验中铜片溶解，试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生，二氧化氮与水反应生成，所以集气瓶中收集到的气体是；故答案为：试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生；

Ⅱ上述反应完成后，向试管中加水将浓硝酸稀释成稀硝酸，如果能继续溶解铜，则可进一步证明稀硝酸也具有强氧化性；故答案为：向试管中加水将浓硝酸稀释成稀硝酸；

若生成的气体为红棕色，说明气体为二氧化氮，若生成的气体为无色，接触空气后变为红棕色，说明生成气体为一氧化氮，故选C；故答案为：；
Ⅲ利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验，其好处是操作简便、节约试剂。故答案为：操作简便、节约试剂。

19.【答案】产生无色气体，活塞向右移动，铜片逐渐变小，溶液逐渐变成蓝色；无色气体变成红棕色，振荡后又变成无色；，；
；；； 

【解析】铜与稀硝酸反应生成无色一氧化氮气体，但常因暴露于空气中迅速被氧气氧化成红棕色的二氧化氮，而观察不到无色气体。该实验设计在密闭体系中进行，因此可观察到的产生，吸入空气后使其氧化生成红棕色的二氧化氮，证明它的存在。
    
        
                          
           
硝酸过量，    

 

20.【答案】分液漏斗；  
产生红棕色气体   蒸馏水中有气泡，生成无色气体  
 
浓；；；  
 

【解析】

【分析】
本题考查性质方案的设计，题目难度中等，明确氮元素及其化合物性质为解答关键，注意掌握守恒书写在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及综合应用能力。
【解答】
装置甲中盛放浓硝酸的仪器的名称是分液漏斗；
二氧化氮经导管进入丙装置和水反应生成硝酸和，该反应的离子方程式为：，
故答案为：分液漏斗； ；
铜和浓硝酸在装置甲中反应浓，生成红棕色的二氧化氮气体进入乙装置，所以装置乙中出现的现象为生成红棕色气体；二氧化氮经导管进入丙装置和水反应，所以装置丙中出现的现象蒸馏水中有气泡产生，生成无色气体，
故答案为：产生红棕色气体；蒸馏水中有气泡，生成无色气体；
、和水反应生成硝酸，化学方程式为：，
若剩余气体为，反应消耗的体积为：，则通入的体积；
若剩余气体为，完全反应，同时消耗的氧气的体积为：，则通入的体积为：，
根据分析可知，则通入的的在相同条件下体积可能为，
故答案为：；
开始时与浓硝酸反应生成二氧化氮，发生反应为：浓，随着反应的进行，浓硝酸浓度逐渐减小，当变为稀硝酸后，稀硝酸与反应生成气体；
若两者恰好完全反应整个反应过程共产生标准状况下气体，即生成和的混合气体，根据原子守恒，反应过程中被还原的的物质的量为；反应后生成硝酸铜中含有的物质的量为：，则参加反应的的物质的量为：，
故答案为：浓；；；；
与稀释反应生成硝酸铜，反应后溶液中氢离子消耗完毕，但硝酸根离子有剩余，若再加入少量的稀硫酸，相当于稀硝酸溶液，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、和水，发生反应的离子方程式为：，
故答案为：。