高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第1课时练习

第五章　第二节　第1课时

A组·基础达标

1．下列反应不属于氮的固定反应的是(　　)

A．N2＋3MgMg3N2 B．N2＋3H22NH3

C．2NO＋O2===2NO2 D．N2＋O22NO

【答案】C

【解析】将氮单质转化为化合态氮，属于氮的固定，不符合要求的是C。

2．下列关于氮气性质的说法中，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．Mg可以在N2中燃烧生成Mg3N2

C．N2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

【答案】C

【解析】通常情况下，氮气性质很不活泼，但在放电或高温条件下，能跟氧气反应。

3．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

【答案】D

【解析】NO、NO2等都不是酸性氧化物，A、C均错误；N2O5 中氮元素为最高价，只有氧化性，B错误。

4．发射卫星的运载火箭，其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。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟，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CO和NO2

D．NO与H2O反应生成H2和NO2

【答案】B

【解析】NO是一种极易被空气中O2氧化的气体，产物是红棕色气体NO2。

5．按如下图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是(　　)

A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体为无色的NO

C．试管内气体为无色的O2 D．试管内充满了液体

【答案】B

【解析】在装有NO的试管内通入O2时依次发生反应2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，将二者整理后相加得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由于＝＞，即NO过量，试管内剩余气体为无色的NO，液体未充满试管。

6．某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色；然后向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是(　　)

A．肯定含有SO2和NO B．肯定没有Cl2、O2和NO

C．可能含有Cl2和O2 D．肯定含有Cl2和NO

【答案】A

【解析】混合气体无色，排除红棕色的NO2和黄绿色的Cl2；混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色，说明含有SO2；向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色，说明存在NO，则可推知一定不存在O2。故原混合气体中一定存在SO2和NO，肯定没有O2、NO2和Cl2。

7．（2021·广东佛山南海月考）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、氧三种元素也参与了氮循环

【答案】A

【解析】N2→NH3过程中氮元素由0价变为－3价，被还原，A错误；工业合成氨的过程属于人工固氮，B正确；由题图可知硝酸盐被植物吸收可转化为蛋白质，动植物遗体可转化为氨或铵盐，则含氮无机物和含氮有机物可相互转换，C正确；由题图可知碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环。

8．对含有氮氧化物的废气进行处理。

(1)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：

①NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

②2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O

在反应①中，氧化剂是__________，还原剂是________。在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。

(2)在一定条件下氨亦可将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：____________________________________________。

【答案】(1)NO2　NO　1∶1

(2)6NO2＋8NH37N2＋12H2O

【解析】(1)在反应①中，NO2的氮元素化合价降低作氧化剂，NO中的氮元素化合价升高作还原剂；在反应②中，氧化剂和还原剂都是NO2，它们的物质的量之比为1∶1。(2)根据质量守恒定律结合题目信息可知，氨和二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。

9．（2021·广东江门月考）为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验，按下图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。

(1)打开弹簧夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关上弹簧夹，首先观察到烧瓶中的现象是________________________。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______________________，_________________。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)烧瓶中红棕色气体又变为无色　烧杯中的水倒吸入烧瓶中（或烧瓶中液面上升）　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

【解析】(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2。(2)轻轻摇动烧瓶，使得NO2与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以烧瓶中红棕色气体又变为无色，因为烧瓶内气体减少，引起烧瓶内气体压强降低，所以烧杯内的水会被倒吸入烧瓶中，使烧瓶中液面上升。

B组·能力提升

10．（2021·云南文山校级期末）氮的氧化物性质探究实验如下：

步骤1：在一支50 mL的注射器中充入20 mL无色气体NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，如图所示。振荡注射器，无明显现象。

步骤2：打开弹簧夹，快速吸入少量O2后夹上弹簧夹，气体变成红棕色。

步骤3：振荡注射器，气体又变为无色，溶液仍无色。

下列说法错误的是(　　)

A．步骤1说明NO难溶于水

B．步骤2中红棕色气体是NO2

C．步骤3中发生反应的氧化剂和还原剂的质量比为2∶1

D．重复步骤2、步骤3多次，可使NO充分转化

【答案】C

【解析】步骤3中发生反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，反应中NO2既是氧化剂也是还原剂，且氧化剂和还原剂的质量比为1∶2，C错误。

11．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．O2和NO2 D．NO2和NO

【答案】C

【解析】少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，且二者的物质的量之比为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过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成O2，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也生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。

12．利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．NO是有毒气体

B．催化剂能改变NO的分解速率

C．NO分解生成N2和O2

D．过程②、过程③中分子、原子均发生变化

【答案】D

【解析】NO是有毒气体，A正确；催化剂能改变NO的分解速率，B正确；根据图示，NO在催化剂作用下转化为氮气和氧气，该分解过程是2NON2＋O2，C正确；过程②、过程③中分子发生变化，原子不变，D错误。

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

【答案】D

【解析】可假设试管体积均为2V，则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．某活动小组利用如图装置验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理（装置气密性已检查完毕）。

Ⅰ.向广口瓶中通入NO并测定NO的体积

(1)通入NO前，从滴定管向广口瓶中加入水。

(2)从导管a通入一定量的NO，并记录滴定管液面变化的示数为 V L（V＜0.05，气体体积已换算为标准状况）。

Ⅱ.验证NO的还原性、探究工业生产硝酸的原理

(1)停止通入NO后关闭K1、K3，打开K2，从导管b缓缓通入O2，可观察到的现象是__________________________________，写出对应现象的化学方程式：________________________________、___________________________________。

(2)继续通入O2，打开K3并及时调整滴定管。

(3)使滴定管的液面与广口瓶中液面相平，直至广口瓶中刚好充满液体。

①当通入氧气的体积为V L时，则广口瓶中剩余的气体体积为________；

②当广口瓶中刚好充满液体时，所得溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。

【答案】Ⅱ.(1)气体先变为红棕色，然后逐渐变浅，直至无色　2NO＋O2===2NO2　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

(3)① L　②

【解析】Ⅱ.(3)①NO遇到O2生成红棕色的NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO，上述两个方程式合并可得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，反应掉NO的体积为V(NO)＝V(O2)＝V L×＝V L，剩余气体体积为 L；②生成HNO3的物质的量为n(HNO3)＝n(NO)＝ mol，c(HNO3)＝＝mol·L－1。