人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物课后测评

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1．（2022·全国·高一假期作业）下列有关氮气的叙述中，正确的是。
A．医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼性
B．高温条件下，N2和O2可反应生成NO
C．氮气只能做氧化剂
D．1 ml N2可与3 ml H2完全反应生成2 ml NH3
【答案】B
【解析】A．医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用液氮气化时大量吸热与化学性质无关，A错误；
B．N2与O2在高温或放电时可生成NO，B正确；
C．氮元素最高价为+5价，最低价为-3价，N2中氮元素为0价，处于中间价态，所以N2既能做氧化剂又能作还原剂，C错误；
D．N2与H2的反应属于可逆反应，1ml N2和3ml H2不可能完全反应生成2ml NH3，D错误；
故选B。
2．（2022秋·江苏淮安·高一统考期中）氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。下列关于N2的叙述错误的是
A．氮是农作物生长的必须元素
B．N2既可作氧化剂又可作还原剂
C．氮的固定是将N2转化成含氮的化合物
D．1mlN2可与3mlH2反应生成2mlNH3
【答案】D
【解析】A．植物的营养元素是氮、磷、钾，所以氮是农作物生长的必须元素，A正确；
B．氮原子的最外层电子数为5，既可表现-3价，也可表现+5价等，N2中N显0价，既能升高又能降低，所以N2既可作氧化剂又可作还原剂，B正确；
C．氮的固定是将氮元素由游离态转化为化合态，也就是由N2转化成含氮的化合物，C正确；
D．N2与H2在高温、高压、催化剂作用下可发生化合反应生成NH3，但反应是可逆反应，所以1mlN2可与3mlH2反应生成NH3的物质的量小于2ml，D错误；
故选D。
3．（2022秋·辽宁·高一校联考阶段练习）下列关于氮气的说法正确的是
A．自然界中，氮元素只是氮气的形式存在
B．氮的固定包括各种含氮物质的相互转化
C．氮气的氧化能力不强的原因仅仅与氮原子的最外层电子数有关
D．氮气在一定条件下既能被氧化生成NO，又能被还原生成氨气或金属氮化物
【答案】D
【解析】A．自然界中，氮元素还可以以化合物的形式存在，比如铵盐，硝酸盐等，A项错误；
B．氮的固定是指游离态的氮转化为含氮化合物，B项错误；
C．氮气的氧化能力不强与N原子之间形成的N SKIPIF 1 < 0 N不易断裂有关，C项错误；
D．N2+O2 SKIPIF 1 < 0 2NO，N2被氧化，3Mg+N2 SKIPIF 1 < 0 Mg3N2，N2被还原，N2+3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3，N2被还原，D项正确；
答案选D。
4．（2022秋·上海杨浦·高一校考期中）下列关于氮的叙述中不正确的是
A．氮气的性质非常稳定，主要是因为氮氮叁键很牢固所致
B．氮元素有多种化合价
C．氮元素的非金属性强于磷，在化学反应中氮气的活泼性也强于磷单质
D．液氮可作冷冻剂
【答案】C
【解析】A．氮气分子中存在氮氮三键，破坏化学键需要吸收较多能量，所以氮气化学性质稳定，故A正确；
B．氮有多种价态，有-3、0、+3、+5等价态，故B正确；
C．氮气分子中存在氮氮三键，性质稳定，所以氮气活泼性弱于磷单质，故C错误；
D．液氮气化时吸收大量的热量，因此可做冷冻剂，故D正确；
故选：C。
5．（2022秋·浙江台州·高一校联考期中）下列关于N2的叙述错误的是
A．N2既可作氧化剂又可作还原剂
B．在雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO
C．氮的固定是将N2转化成含氮的化合物
D．氮气性质稳定，不能和金属发生反应
【答案】D
【解析】A．N2中N元素的化合价可以降低变成NH3，也可以升高生成NO等，故N2既可作氧化剂又可做还原剂，故A正确；
B．雷雨天时，发生自然固氮，空气中N2和O2可反应生成NO，故B正确；
C．氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，故C正确；
D．氮气也能和金属发生反应，例如氮气和镁点燃生成氮化镁，故D错误；
故选D。
6．（2022秋·福建福州·高一福建师大附中校考期中）下列关于氮气的说法中正确的是
A．通常情况下氮气性质很稳定，所以氮气可以在电焊时作保护气
B．N2+3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3，该反应用于工业合成氨
C．氮气在空气中约占质量比的 SKIPIF 1 < 0
D．在反应3Mg+N2 SKIPIF 1 < 0 Mg3N2中，氮气作还原剂
【答案】A
【解析】A．通常情况下氮气性质很稳定，所以氮气可以在电焊时作保护气，防止金属氧化，故A正确；
B．工业合成氨的反应方程式为N2+3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3，故B错误；
C．氮气在空气中体积分数约为 SKIPIF 1 < 0 ，故C错误；
D．在反应3Mg+N2 SKIPIF 1 < 0 Mg3N2中，氮元素化合价降低，氮气作氧化剂，故D错误；
选A。
题组二 氮的固定
1．（2022秋·山东潍坊·高一校考阶段练习）氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述错误的是
A．工业合成氨的过程是固氮的过程
B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物
C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气
D．雷雨天，N2与O2直接反应生成NO2，最终转化为硝酸盐被植物吸收
【答案】D
【解析】A．工业合成氨是N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，A正确；
B．自然界中，蛋白质腐败后生成氨，B正确；
C．氮气性质稳定，不与食品发生反应，无毒无味，可作为食品保护气，C正确；
D．电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会与氧气发生反应生成一氧化氮，属于自然固氮，D错误；
故选D。
2．（2022秋·上海·高一校考期中）“雷雨发庄稼”是一句俗语，它包涵一定的科学道理，从化学的角度分析，下列化学反应在这个过程中不会发生的是
A．N2+O2 SKIPIF 1 < 0 2NOB．2NO+O2 SKIPIF 1 < 0 2NO2
C．3NO2+H2O SKIPIF 1 < 0 2HNO3+NO↑D．N2+2O2 SKIPIF 1 < 0 2NO2
【答案】D
【解析】雷雨发庄稼过程中发生的反应依次有N2+O2 SKIPIF 1 < 0 2NO，2NO+O2 SKIPIF 1 < 0 2NO2，3NO2+H2O SKIPIF 1 < 0 2HNO3+NO↑，N2和O2不能直接反应生成NO2，故D符合；
故选D。
3．（2022秋·辽宁本溪·高一校考开学考试）下列关于氮元素说法中，正确的是
A．由 NH3制尿素属于人工固氮B．闪电时，大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定
C．氮元素在自然界只有游离态D．从空气中分离出N2属于人工固氮
【答案】B
【解析】A．由NH3制尿素是氮的化合物之间的转化，不属于固氮，故A错误；
B．闪电时大气中的氮气在放电条件下与氧气反应生成一氧化氮，空气中游离态的氮转化为含氮化合物，属于氮的固定，故B正确；
C．氮在自然界中既存在游离态(如空气中的氮气)，又存在化合态(如动植物体内的蛋白质等)，C错误；
D．从空气中分离出氮气，为物理变化，氮元素化合价未发生变化，不是氮的固定，D错误；
故选B。
4．（2022春·上海静安·高一上海市市西中学校考期末）下列化学反应中属于氮的固定的是
A．N2＋O2 SKIPIF 1 < 0 2NOB．2NO＋O2→2NO2
C．3NO2＋H2O→2HNO3＋NOD．4NH3＋5O2 SKIPIF 1 < 0 4NO＋6H2O
【答案】A
【解析】A．N2＋O2 SKIPIF 1 < 0 2NO，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定，故选A；
B．2NO＋O2→2NO2，氮元素不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，故不选B；
C．3NO2＋H2O→2HNO3＋NO，氮元素不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，故不选C；
D．4NH3＋5O2 SKIPIF 1 < 0 4NO＋6H2O，氮元素不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，故不选D；
选A。
5．（2022广东）下列反应中，不属于氮的固定的是
A．N2和H2在一定条件下合成NH3
B．豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮
C．雷电时，空气中的N2与O2反应生成NO
D．由NH3制碳酸氢铵和尿素
【答案】D
【解析】A．氮的固定是指从游离态转化成化合态的过程，N2和H2在一定条件下合成NH3属于氮的固定，故A不选；
B．豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮，该过程中N从游离态转化成化合态，属于氮的固定，故B不选；
C．雷电时，空气中的N2与O2反应生成NO，该过程中N从游离态转化成化合态，属于氮的固定，故C不选；
D．由NH3制碳酸氢铵和尿素，该过程中没由游离态N参与，不属于氮的固定，故D选；
正确答案是D。
6．（2022春·上海松江）下列过程中属于固氮的是
A．NH3→NH4ClB．N2→Mg3N2
C．NO→N2D．蛋白质→氨基酸
【答案】B
【解析】氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态，NH3→NH4Cl、蛋白质→氨基酸均是由化合态转化为另一种化合态，NO→N2是由化合态转化为游离态，均不属于氮的固定，N2→Mg3N2是将游离态的氮元素转化为化合态，属于氮的固定；
综上所述答案为B。
7．（2022上海奉贤·高一校考期末）下列属于氮的固定的是
A．用NH3制铵态氮肥B．NO接触空气变为红棕色
C．工业合成氨D．NO2和水制硝酸
【答案】C
【解析】A．用NH3制铵态氮肥，该过程中没有游离态氮参与，不属于氮的固定，故A不选；
B．NO接触空气变为红棕色发生反应为2NO＋O2=2NO2，氮元素不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，故B不选；
C．氮的固定是指从游离态转化成化合态的过程，N2和H2在一定条件下合成NH3属于氮的固定，故C选；
D．NO2和水制硝酸反应为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氮元素不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，故D不选；
故选C。
8．（2022·上海·高一专题练习）氮元素是地球上含量丰富的一种元素，氮单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：
(1)请写出工业固氮的化学方程式：_______。
(2)下列有关氮元素的说法正确的是_______。
A．氮气因为其化学性质不活泼，可以作保护气，比如充填食品包装，充填电灯泡等
B．医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼性
C．氮、磷、钾是植物生长必需的营养元素
D．用NO2与水反应制取硝酸时，水做还原剂
(3)豆科植物种植时不需施加氮肥的原因是_______。
【答案】(1)N2+3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3
(2)AC
(3)豆类植物的根瘤菌能做生物固氮
【解析】（1）工业固氮是N2与H2在高温、高压催化剂存在条件下反应产生NH3，该反应是可逆反应，则高反应的化学方程式为：N2+3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3；
（2）A．氮气分子中2个N原子形成共价三键，断裂需消耗很高能够，因此其化学性质不活泼，可以作保护气；N2不能帮助呼吸，不能被氧化，比如充填食品包装，充填电灯泡等，A正确；
B．医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用液态氮气气化需吸收大量热，使环境温度降低，与其化学性质的不活泼性无关，B错误；
C．农作物生长需要氮、磷、钾等元素，故氮、磷、钾是植物生长必需的营养元素，C正确；
D．用NO2与水反应制取硝酸时，，反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，在该反应中只有N元素化合价升降，故NO2既作氧化剂，又作要还原剂，水既不是作还原剂也不作氧化剂，只是一种反应物，D错误；
故合理选项是AC；
（3）豆类植物的根瘤菌能做生物固氮，来补充氮元素，因此豆科植物种植时不需施加氮肥或少使用氮肥。
9．（2022春·上海奉贤·高一校考期末）氮在自然界中的循环如图所示。
(1)过程①称为_______，写出合成氨反应的化学方程式：_______，该反应中氮气显_______性(填“氧化”或“还原”)。
(2)过程②称为_______，写出③中“雷电发庄稼”的化学方程式：_______。
【答案】(1) 人工固氮 N2+3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3 氧化
(2) 植物固氮 N2+O2 SKIPIF 1 < 0 2NO、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO
【解析】1）根据图示可知过程①为N2在人为条件下转化为氮元素的化合物，该过程称为人工固氮；
在工业上N2、H2在高温、高压、催化剂存在条件下合成氨，该反应是可逆反应，反应的化学方程式：N2+3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3；
在该反应中N元素化合价由反应前N2中的0价变为反应后NH3中的-3价，化合价降低，得到电子被还原，所以N2为氧化剂，表现氧化性；
（2）根据图示可知过程②为空气中的氮气被豆科植物的根瘤菌吸收转化为氮元素化合物而被植物吸收利用，该反应过程称为植物固氮；
过程③中“雷电发庄稼”是N2、O2在电火花作用下反应产生NO，NO在常温下与O2反应产生NO2，NO2与水反应产生硝酸和NO，相应反应的化学方程式：N2+O2 SKIPIF 1 < 0 2NO、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。
10．（2022春·北京丰台）细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应，并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如下图所示。
(1)上图所示氮循环中，属于氮的固定的有_______(填字母序号)。
a. SKIPIF 1 < 0 转化为氨态氮 b.硝化过程 c.反硝化过程
(2)氮肥是水体中氨态氮的主要来源之一、
①氨气是生产氮肥的主要原料，工业合成氨的化学方程式为_______。
②检验氨态氮肥中 SKIPIF 1 < 0 的实验方案是_______。
(3)硝化过程中，含氮物质发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中，当产生 SKIPIF 1 < 0 氮气时，转移的电子的物质的量为_______ml。
(5)土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去)，用离子方程式分别说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮和硝态氮的原理：_______、_______。
【答案】(1)a
(2) N2 + 3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3 取少量氮肥溶于适量蒸馏水中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH SKIPIF 1 < 0
(3)氧化
(4)0.9
(5) 6Fe3+ + 2NH SKIPIF 1 < 0 =6Fe2+ + N2↑+ 8H+ 10Fe2+ + 2NO SKIPIF 1 < 0 + 12H+=10Fe3+ + N2↑ + 6H2O
【解析】（1）a. N2转化为氨态氮，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定；
b. 硝化过程是铵根离子转化为硝酸根离子，不是氮的固定；
c. 反硝化过程是硝酸根离子转化为氮气，不是氮的固定；
选a；
（2）①工业上用氮气和氢气反应生成氨气，反应方程式是N2 + 3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3；
②铵根离子与碱反应放出氨气，检验铵态氮肥中NH SKIPIF 1 < 0 的实验方法是：取少量氮肥溶于适量蒸馏水中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH SKIPIF 1 < 0 ；
（3）硝化过程中，铵根离子转化为硝酸根离子，氮元素化合价升高，含氮物质发生氧化反应；
（4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，反应方程式是NH SKIPIF 1 < 0 + NO SKIPIF 1 < 0 =N2+2H2O，生成1ml N2转移3ml电子，当产生0.3ml氮气时，转移的电子的物质的量为0.9ml；
（5）脱氮是指将氮元素转化为氮气从水体中除去，Fe3+把NH SKIPIF 1 < 0 氧化为氮气，Fe2+把NO SKIPIF 1 < 0 还原为氮气，反应的离子方程式是6Fe3+ + 2NH SKIPIF 1 < 0 =6Fe2+ + N2↑+ 8H+、10Fe2+ + 2NO SKIPIF 1 < 0 + 12H+=10Fe3+ + N2↑ + 6H2O。
题组三 一氧化氮与二氧化氮
1．（2022·全国·高一专题练习）下列关于NO的说法正确的是
A．NO是一种红棕色且难溶于水的气体
B．等物质的量的NO和CO所含电子数相等
C．NO只有氧化性，无还原性
D．NO易与人体血红蛋白结合，使人中毒
【答案】D
【解析】A．一氧化氮是一种无色且难溶于水的气体，故A错误；
B．1个一氧化氮分子所含电子数为15，1个一氧化碳分子所含电子数为14，则等物质的量的一氧化氮和一氧化碳所含电子数不相等，故B错误；
C．一氧化氮中氮元素的化合价为 SKIPIF 1 < 0 ，氮元素的最高化合价为 SKIPIF 1 < 0 ，则氮元素处于中间价态的一氧化氮既具有还原性也具有氧化性，故C错误；
D．一氧化氮易与人体血红蛋白结合，使人中毒，故D正确；
故选D。
2．（2022秋·北京西城·高一校考期中）下列气体中，既有颜色又有毒性的是
A．N2 B．NO2 C．NO D．NH3
【答案】B
【解析】A．N2为无色无味、无毒的气体，故A不符合题意；
B．NO2为红棕色气体，有毒，故B符合题意；
C．NO为无色无味，有毒的气体，故C不符合题意；
D．NH3为无色有刺激性气味，故D不符合题意；
故选：B。
3．（2022·浙江·高一阶段练习）下列说法正确的是
A．二氧化硫是一种酸性氧化物，溶于水生成的亚硫酸不稳定
B．硫和铜反应生成硫化铜
C．一氧化氮是无色的气体，可以用排气法收集
D．二氧化氮是红棕色的气体，可以用排水法收集
【答案】A
【解析】A．二氧化硫是一种酸性氧化物，能够与水反应生成亚硫酸，亚硫酸不稳定，受热易分解，故A正确；
B．硫的氧化性较弱，只能把铜氧化为低价，所以铜与硫加热反应生成硫化亚铜，故B错误；
C．一氧化氮能够与氧气反应，不能用排空气法收集，可以用水法收集，故C错误；
D．二氧化氮能够水反应生成一氧化氮和硝酸，不能用排水法收集，可以用向上排空气法收集，故D错误；
故选A。
4．（2022·新疆伊犁·高一校考期末）下列有关NO2与NO的说法正确的是
A．NO2可由N2与O2反应直接制备
B．NO2有毒，但因其易溶于水且与水反应，因此不属于大气污染物
C．NO是一种有颜色有刺激性气味的有毒气体
D．NO不溶于水，只能用排水法收集
【答案】D
【解析】A．N2与O2反应生成NO， NO再与O2反应生成NO2，A项错误；
B．NO2可导致酸雨、光化学烟雾发生，属于大气污染物，B项错误；
C．NO是一种无色无味气体的有毒气体，C项错误；
D．NO不溶于水，其密度与空气相近，只能用排水法收集，D项正确；
答案选D。
5．（2022广西）研究表明，一氧化氮在治疗心血管疾病中具有重要的作用。下列对一氧化氮的叙述正确的是
A．一氧化氮是一种红棕色的气体
B．一氧化氮的摩尔质量为30
C．常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
【答案】C
【解析】A．NO为无色无味气体，故A错误；
B．一氧化氮的摩尔质量为30g/ml，故B错误；
C．常温常压下，NO可与空气中氧气发生反应生成红棕色的二氧化氮气体，故C正确；
D．NO不溶于水，可用排水法收集，故D错误；
答案选C。
6．（2022春·江苏南通·高一统考期末） SKIPIF 1 < 0 在火箭燃料中作氧化剂，下列有关二氧化氮的说法正确的是
A． SKIPIF 1 < 0 为红棕色且有刺激性气味的气体B． SKIPIF 1 < 0 属于酸性氧化物
C． SKIPIF 1 < 0 经转化被植物吸收，属于氮的固定D．常温下空气中 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 可以化合成 SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】A．NO2 为红棕色且有刺激性气味的气体，A正确；
B．NO2与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，故不属于酸性氧化物，B错误；
C．氮的固定是指N2转化为化合物，C错误；
D．常温下空气中 N2 与 O2 可以化合成 NO，D错误；
故答案选A。
7．（2022秋·江苏无锡·高一江苏省天一中学校考期中）下列关于NO2的说法错误的是
A．通常为红棕色有刺激性气味的气体B．能与水发生化合反应
C．铜与浓硝酸反应可生成NO2D．可用向上排空气法收集
【答案】B
【解析】A．NO2是红棕色有刺激性气味的气体，故A正确；
B．NO2能够与水反应生成硝酸和一氧化氮，该反应不属于化合反应，故B错误；
C．铜与浓硝酸反应可生成NO2，反应化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故C正确；
D．NO2的密度大于空气，可用向上排空气法收集，故D正确；
故选：B。
8．（2022春·安徽）如图所示，在一支50mL注射器中吸入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口｡下列实验操作不能达到预期目的的是
【答案】D
【解析】A．注射器中吸入 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 水，振荡注射器，无明显现象，能说明 SKIPIF 1 < 0 不溶于水且不与水发生反应，A不符合题意；
B．打开弹簧夹，快速吸入 SKIPIF 1 < 0 空气后，夹上弹簧夹，无色气体变为红棕色，能证明发生反应： SKIPIF 1 < 0 ，B不符合题意；
C．再次振荡注射器，气体颜色逐渐变浅至无色，注射器活塞向内移动，气体压强减小，能说明 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 发生反应，C不符合题意；
D．由反应 SKIPIF 1 < 0 可知，使 SKIPIF 1 < 0 完全转化为 SKIPIF 1 < 0 需要 SKIPIF 1 < 0 ，打开弹簧夹，快速吸入空气至活塞位置处于最大刻度 SKIPIF 1 < 0 处，此时注射器中的 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 占空气的21%)不足以将 SKIPIF 1 < 0 完全转化为 SKIPIF 1 < 0 ，故充分振荡注射器后静置直至无明显现象为止，不能说明 SKIPIF 1 < 0 完全转化为 SKIPIF 1 < 0 ，D符合题意；
故选D。
9．（2022秋·云南昆明·高一校考阶段练习）下列关于氮及其化合物的说法正确的是
A． SKIPIF 1 < 0 化学性质稳定，可用作保护气
B． SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 均为大气污染气体，在大气中可稳定存在
C． SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 均无色气体
D． SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 均能与水发生反应
【答案】A
【解析】A． SKIPIF 1 < 0 化学性质稳定，难与其他物质反应，可用作保护气，故A正确；
B． SKIPIF 1 < 0 能与氧气反应生成NO2，NO不能在大气中可稳定存在，故B错误；
C． SKIPIF 1 < 0 是红棕色气体，故C错误；
D． SKIPIF 1 < 0 和水不反应， SKIPIF 1 < 0 与水发生反应生成硝酸和NO，故D错误；
选A。
10（2022春·北京海淀）室温下，将充满NO2的试管倒立在水中，实验现象如图。下列分析不正确的是
A．NO2易溶于水，不能用排水法收集
B．试管中剩余的无色气体是未溶解的NO2
C．取试管中的溶液，滴加紫色石蕊溶液，溶液显红色，是因为NO2与H2O反应生成了酸
D．向试管中再缓缓通入一定量的O2，试管中的液面上升
【答案】B
【解析】A．从图中可以看出，水进入试管约三分之二体积，表明NO2易溶于水，不能用排水法收集，A正确；
B．NO2呈红棕色，而试管中剩余气体呈无色，所以试管中剩余气体不是NO2，B不正确；
C．紫色石蕊溶液显红色，表明溶液显酸性，从而表明NO2与H2O反应生成了酸等物质，C正确；
D. 试管中剩余气体为NO，通入一定量的O2，发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，NO气体转化为HNO3，所以试管中的液面上升，D正确；
故选B。
11．（2022天津和平）下列关于SO2和NO2的叙述正确的是
A．通常条件下，都是无色气体，都易溶于水
B．都是酸性氧化物，其水溶液都是强酸
C．都可使品红溶液褪色，加热时红色又能再现
D．都能跟碱溶液反应
【答案】D
【解析】A．通常条件下，SO2是无色气体，NO2是红棕色气体，故A错误；
B．SO2是酸性氧化物，但NO2不是酸性氧化物，故B错误；
C．SO2和NO2都可以使品红褪色，但NO2使品红溶液褪色是发生氧化还原反应，是不可逆的，加热后红色不能再现，故C错误；
D．SO2是酸性氧化物，能够和碱反应，NO2虽不是酸性氧化物，但是也可以和碱反应的，故D正确；
本题答案D。
题组四 氮的氧化物溶于水的计算
1．（2023春·北京西城）室温下，将充满NO2的试管倒立在水中，实验现象如图。下列分析不正确的是
A．NO2易溶于水，不能用排水法收集
B．试管中剩余的无色气体是NO
C．取试管中的溶液，滴加紫色石蕊溶液，溶液显红色，是因为NO2与H2O反应生成了酸
D．向试管中再缓缓通入一定量的O2，最终试管中的气体变为红棕色
【答案】D
【解析】A．从图中可以看出，水进入试管约三分之二体积，表明NO2易溶于水，不能用排水法收集，A正确；
B．NO2和水发生如下反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以试管中剩余气体为NO，B正确；
C．紫色石蕊溶液显红色，表明溶液显酸性，从而表明NO2与H2O反应生成了酸，C正确；
D．试管中剩余气体为NO，通入一定量的O2，发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，NO气体转化为HNO3，所以试管中的液面上升，D错误；
故选D。
2．（2022秋·辽宁沈阳）将一支充满10mLNO的试管倒立于水槽中，然后向其中缓慢通入6mLO2 (气体体积均在同一条件下测得)，下列关于实验最终状态的描述，正确的是
A．试管内气体为红棕色B．试管内气体为无色，剩余1mLNO
C．试管内气体为无色，剩余1mLO2D．试管内气体为无色，剩余2mLNO
【答案】D
【解析】NO、O2混合通入水中，发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，6mL O2需消耗NO的体积为 SKIPIF 1 < 0 ，则剩余NO的体积为10mL-8mL=2mL。NO为无色气体，故选D。
3．（2022·浙江杭州）在一定条件下，将m体积NO2和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内，充分反应后，容器内残留 SKIPIF 1 < 0 体积的气体，该气体与空气接触未变为红棕色，则m与n的比值为
A．3∶4B．4∶3C．8∶3D．3∶8
【答案】B
【解析】在一定条件下，将m体积NO2和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内，充分反应，NO2和O2和水全部溶于水时按照下列反应方程式进行，化学方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3；充分反应后，容器内残留0.5m体积的气体，该气体与空气接触未变为红棕色，容器中残留气体为O2，所以和NO2全部溶于水的O2的体积为 SKIPIF 1 < 0 ，残留 SKIPIF 1 < 0 体积的气体是氧气，即 SKIPIF 1 < 0 ，解得m∶n=4∶3；
故答案选B。
4．（2022秋·山西运城·高一芮城中学校考阶段练习）在一定条件下，将 6 体积的 NO2(不考虑 NO2 转化为 N2O4)和一定体积的 NO 置于试管中，并将试管倒置于盛有水的水槽中，待试管内液面不变后再通入 4.5 体积的 O2 充分反应后，剩余 1.5 体积气体，则原 NO 体积可能为：①3 体积 ；②4 体积；③5 体积；④5.5 体积；⑤2体积
A．①或⑤B．②或⑤C．④或⑤D．②或③
【答案】C
【解析】 SKIPIF 1 < 0
则一定体积的NO和3体积的氧气发生4NO+3O2+2H2O＝4HNO3
①若剩余气体为NO，则由反应可知，消耗NO为4体积，则原NO的体积为1.5+4=5.5体积；
②若剩余气体为氧气，则4NO+3O2+2H2O＝4HNO3中反应的氧气为1.5体积，则原NO的体积为 SKIPIF 1 < 0 =2体积，
故选C。
5．（2022秋·江西抚州·高一统考期末）现有等体积混合而成的4组气体：①Cl2+SO2、②NO+O2、③NO2+O2、④NH3+N2，现将其分别通入体积相同的试管中并立即倒立在足量水中，试管内水面上升的高度分别为h1、h2、h3、h4，则高度关系是
A．h2＞h3＞h1＞h4B．h1＞h3＞h2＞h4C．h2＞h1＞h3＞h4D．h1＞h2＞h3＞h4
【答案】D
【解析】设试管的高度为h，①根据反应可知：Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4，Cl2与SO2恰好完全，液体充满试管，所以试管内水面上升的高度为h1=h；
②根据反应可知：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，O2剩余，参加反应的O2为O2总体积的 SKIPIF 1 < 0 ，NO全部参加反应，所以混合气体减少的体积为试管体积的 SKIPIF 1 < 0 ，所以试管内水面上升的高度为h2= SKIPIF 1 < 0 h；
③根据反应可知：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，O2剩余，参加反应的O2为O2总体积的 SKIPIF 1 < 0 ，NO2全部参加反应，所以混合气体减少的体积为试管体积的 SKIPIF 1 < 0 ，所以试管内水面上升的高度为h3= SKIPIF 1 < 0 h；
④NH3易溶于水，氮气难溶于水，所以试管内水面上升的高度为h4= SKIPIF 1 < 0 h；
根据以上分析可知，h1、h2、h3、h4的高度关系是：h1＞h2＞h3＞h4，即D符合题意。
故选D。
6．（2022秋·重庆·高一校联考期中）现有 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的混合气体20mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体的体积为5mL(相同状况下)，则原混合气体中 SKIPIF 1 < 0 的体积可能为
①8mL；②12mL；③17mL；④19mL
A．①②B．①④C．②③D．②④
【答案】D
【解析】若氧气过量，则剩余气体为氧气， SKIPIF 1 < 0 则反应的气体的总体积为15mL，NO2和O2的体积比为4：1，故二氧化氮的体积为12mL；若NO2过量，剩余气体为NO， SKIPIF 1 < 0 ，按反应中的系数比，NO2和NO的体积比为3：1，则与水反应的NO2的体积为15mL，参与 SKIPIF 1 < 0 的NO2和O2的总体积为5mL，NO2和O2的体积比为4：1，NO2的体积为4mL，综上NO2的总体积为：19mL，故选D。
7．（2022秋·江西赣州·高一赣州市赣县第三中学校考阶段练习）在标准状况下，将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为
A． SKIPIF 1 < 0 ml·L-1B． SKIPIF 1 < 0 ml·L-1C． SKIPIF 1 < 0 ml·L-1D． SKIPIF 1 < 0 ml·L-1
【答案】C
【解析】假设O2的体积为1L，则NO2的体积为4L，烧瓶的体积为5L，根据反应方程式：4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，生成的HNO3的物质的量为： SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ml，水能充满整个烧瓶，即所得溶液的体积为5L，故所得溶液的物质的量浓度为： SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ml/L，故答案为：C。
8．（2022秋·吉林长春·高一长春市实验中学校考阶段练习）将1.92g铜投入 SKIPIF 1 < 0 一定浓度的硝酸中，铜完全溶解，产生标准状况下的NO和NO2混合气体共672mL。若将盛有672mL该混合气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的氧气，又可将气体完全转化为 SKIPIF 1 < 0 。则通入标准状况下氧气的体积是
A．112mLB．168mLC．224mLD．336mL
【答案】D
【解析】1.92g铜的物质的量为 SKIPIF 1 < 0 ，与硝酸完全反应时，生成标准状况下的NO和NO2混合气体共672mL，转移电子的物质的量为0.03ml×2=0.06ml，则672mL标准状况下的NO和NO2混合气体与氧气完全反应生成硝酸时，转移电子的物质的量也应为0.06ml，从而得出V(O2)= SKIPIF 1 < 0 = 336mL，故选D。
9．（2022秋·新疆乌鲁木齐·高一乌市一中校考期中）在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体体积的 SKIPIF 1 < 0 ，则原混合气体中NO2和O2的体积之比可能是
①4∶1 ②2∶1 ③9∶1 ④8∶1
A．①④B．②③C．①③D．③④
【答案】B
【解析】将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，发生的反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3、3NO2+H2O=2HNO3+NO，剩余气体的体积为原混合气体的 SKIPIF 1 < 0 ，则试管中剩余 SKIPIF 1 < 0 体积的为NO或O2。设NO2和O2的总体积为V；
①当剩余气体为NO时，由3NO2+H2O=2HNO3+NO可知生成 SKIPIF 1 < 0 NO消耗 SKIPIF 1 < 0 NO2，则反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3中消耗的NO2和O2的总体积为 SKIPIF 1 < 0 ，则O2为 SKIPIF 1 < 0 × SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 V，NO2为 SKIPIF 1 < 0 × SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 V，则原混合气体中NO2和O2的体积之比为( SKIPIF 1 < 0 )V： SKIPIF 1 < 0 V=9：1；
②当剩余气体为O2时，4NO2+O2+2H2O=4HNO3中消耗的NO2和O2的总体积为 SKIPIF 1 < 0 ，混合气体中二氧化氮的总体积为： SKIPIF 1 < 0 × SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，O2总体积为 SKIPIF 1 < 0 ，故原气体中NO2和O2的体积比为 SKIPIF 1 < 0 ： SKIPIF 1 < 0 =2：1；
答案选B。
10．（2022秋·江西·高一江西省于都中学校联考期中）按如图所示装置进行实验，起始时试管中装有24mLNO2，然后间歇缓慢地通入xmLO2，充分反应后，试管内剩余6mL气体，则在该条件下，下列说法正确的是
①x可能等于1.5②x可能等于4.5③x可能等于12④剩余气体为红棕色气体⑤剩余气体为无色气体
A．①③⑤B．①②④C．①②⑤D．②③⑤
【答案】A
【解析】起始时NO2与水反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，24mLNO2反应生成8mLNO，通入O2，若NO和氧气恰好完全反应生成硝酸的化学方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，完全消耗8mLNO需要6mLO2，充分反应后，试管内剩余6mL气体，则通入x=12；若试管内剩余6mL气体为NO，则与氧气反应了2mLNO，通入氧气1.5mL，则x=1.5；则x可能等于1.5或12，剩余气体为NO或氧气均为无色气体，①③⑤正确，故选：A。
11．（2022春·黑龙江佳木斯）如图所示，在注射器里吸入20mL NO，然后吸入5mL水。若再吸入30mL空气(按O2体积占1/5计算)，夹住弹簧夹，观察现象(不考虑摩擦力)。已知常温常压下，气体摩尔体积为24.5 L·ml-1，则下列叙述不正确的是
A．最终剩余气体体积约为36mL
B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动
C．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
D．若反应前后液体体积不变，所得硝酸溶液的浓度约为0.07ml/L
【答案】B
【解析】A．常温常压下，气体体积之比等于其物质的量之比，根据2NO+O2=2NO2，消耗的氧气为30 mL SKIPIF 1 < 0 =6 mL，参与反应的一氧化氮为12mL，生成了12mL二氧化氮，此反应中气体体积减小6mL，根据3NO2+H2O=2HNO3+ NO，12mL的二氧化氮参与反应生成了4mL的一氧化氮，此反应中气体体积减小了8mL，最终剩余体积约为20mL+30mL-6mL -8mL=36mL，A项正确；
B．在注射器中发生的反应为2NO+O2=2NO2和3NO2+H2O=2HNO3+ NO，可以看出反应均为气体分子数减小的方向进行，则活塞缓缓向左移动，B项错误；
C．一氧化氮与氧气发生反应生成二氧化氮，二氧化氮与水发生反应生成硝酸和一氧化氮，可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色，C项正确；
D．据A选项中分析可得，参与反应的二氧化氮体积为12mL，根据根据3NO2+H2O=2HNO3+ NO，可以列出 SKIPIF 1 < 0 ，则硝酸的浓度= SKIPIF 1 < 0 ≈0.07ml/L，D项正确；
答案选B。
12．（2022·湖南）容积为10mL的试管，充满NO2和O2的混合气体，倒立于水槽中，若最后剩余2mL气体，则原混合气体中，O2的体积可能为 （ ）
A．0.8mLB．9.2mLC．3.8mLD．1.6mL
【答案】A
【解析】若剩余气体是NO，则O2完全反应，剩余气体NO是由剩余NO2的和水反应得到的，根据反应3NO2+H2O2HNO3+NO，当剩余2mL NO时，实际上剩余6mL NO2，参加反应的NO2和O2的体积为：V反应=10mL-6mL=4mL，所以反应的NO2的体积为：V(NO2)反应= SKIPIF 1 < 0 V反应= SKIPIF 1 < 0 ×4mL=3.2mL，反应的O2的体积为：V(O2)反应= SKIPIF 1 < 0 V反应= SKIPIF 1 < 0 ×4mL=0.8mL，V(NO2)=V(NO2)反应+V(NO2)剩余=3.2mL+6mL=9.2mL,选项A正确；
若剩余气体是O2，则NO2完全反应。参加反应的NO2和O2的体积为：V反应=10mL-2mL=8mL，所以反应的NO2的体积为：V(NO2)反应= SKIPIF 1 < 0 V反应= SKIPIF 1 < 0 ×8mL=6.4mL，反应的O2的体积为：V(O2)反应= SKIPIF 1 < 0 V反应= SKIPIF 1 < 0 ×8mL=1.6mL，V(O2)=V(O2)反应+V(O2)剩余=1.6mL+2mL=3.6mL。选项C错误。
答案为A。
实验操作
目的
A
振荡注射器，无明显现象
验证NO不溶于水
B
打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后，夹上弹簧夹，无色气体变为红棕色
证明可发生反应：2NO+O2=2NO2
C
再次振荡注射器，气体颜色逐渐变浅至无色，注射器活塞向内移动
证明可发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO
D
再打开弹簧夹，快速吸入空气至活塞位置处于最大刻度处，夹上弹簧夹，充分振荡注射器后静置，直至无明显现象为止
将注射器中的NO完全转化为HNO3