苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 氮的固定一课一练

专题7　氮与社会可持续发展

第一单元　氮的固定

基础过关练

题组一　氮的固定及氮气的性质

1.(2019北京东城高一上期末)自然界中的氮循环如图所示,下列说法不正确的是(　　)

A.①中N2与O2反应生成NO

B.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

2.下列叙述与氮的固定无关的是(　　)

A.工业合成氨

B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物

C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物

D.电闪雷鸣的雨天,空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收

3.下列关于N2性质的叙述中错误的是(　　)

A.任何物质在氮气中都不能燃烧

B.氮气既具有氧化性,又具有还原性

C.将空气中的氮气转化成含氮化合物属于氮的固定

D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮

题组二　氮氧化物的性质

4.(2020湖南张家界高一上期末)下列关于N2及氮的氧化物的说法正确的是(　　)

A.N2化学性质稳定,可用作保护气

B.NO、NO2均为大气污染气体,在大气中可稳定存在

C.NO、NO2均易溶于水

D.NO能与水直接化合

5.实验室收集NO、NO2两种气体(　　)

A.均可用排水法

B.均可用向上排空气法

C.NO用向上排空气法,NO2用排水法

D.NO用排水法,NO2用向上排空气法

题组三　氮氧化物溶于水的计算

6.宇宙飞船的运载火箭的推进器引燃后内部发生剧烈反应,产生大量高温气体,从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等,这些气体均无色,但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量的“红烟”,产生“红烟”的原因是(　　)

A.高温下N2遇空气生成NO2

B.NO遇空气反应生成NO2

C.CO2遇NO反应生成NO2

D.NO遇H2O反应生成NO2

7.(2020黑龙江鹤岗第一中学高一上期末)在一定温度和压强下,把装有NO和NO2的混合气体的试管倒立于水中,充分反应后,试管内气体的体积缩小为原气体体积的,则原混合气体中NO和NO2的体积比为(　　)

A.2∶3 B.3∶2 C.5∶3 D.3∶5

8.如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2(不考虑反应2NO2N2O4)和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　　)

A.1∶1 B.5∶7 C.7∶5 D.4∶3

9.(2019湖南长沙长郡中学高一下开学考试)常温下将盛有10 mL NO2和10 mL NO的混合气体的试管倒立于水槽中并向其中通入O2,一段时间后,试管内还剩余2 mL气体,则通入O2的体积可能为(　　)

A.8 mL B.8.5 mL C.10 mL D.10.5 mL

能力提升练

题组一　氮的固定及氮气的性质

1.(2019河北石家庄高一期末,)氮在海洋中的循环,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4N+5O2 2N+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.向海洋中排放含N的废水可能影响海洋中氮的循环

2.(2019湖南衡阳第一中学高一上期末,)实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去):

下列说法正确的是(　　)

A.装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液

B.若去掉装置C,对产品纯度无影响

C.实验时应先加热C,通入一段时间空气后再加热装置D

D.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气

题组二　氮氧化物的性质

3.(2020江苏镇江实验高级中学高二合格考,)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

4.()NO2可以用氢氧化钠溶液吸收,或在一定条件下与氨气反应转化为无污染的物质,发生反应的化学方程式分别是2NO2+2NaOHM+NaNO3+H2O,8NH3+6NO27X+12H2O。则M、X代表的物质的化学式分别是(　　)

A.NaNO2、N2 B.HNO2、N2

C.NO、HNO3 D.HNO3、N2

5.(2019河北武邑中学高一上月考,)某化学兴趣小组用下图装置验证NO2的氧化性和NO的还原性。请回答下列问题:

(1)打开盛有浓硝酸的试剂瓶,瓶口会出现白雾,说明浓硝酸具有　　　　性。 

(2)向锥形瓶中加入一定量的浓硝酸,若生成等物质的量的NO和 NO2 气体,则甲中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,根据该方程式说明硝酸具有　　　　(填字母代号)。 

A.酸性　　B.还原性　　C.氧化性　　D.不稳定性

E.漂白性

(3)说明 NO2具有氧化性的现象是　　　　　　　　　　　　,但有同学指出该处实验设计存在不足之处,他的理由是　。 

(4)说明NO具有还原性的操作和现象是 

　。 

题组三　氮氧化物溶于水的计算

6.(双选)(2020宁夏银川一中高一上期末,)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,剩余气体的体积为原混合气体体积的,则原混合气体中NO2和O2的体积之比是(　　)

A.8∶1 B.7∶3 

C.7∶1 D.4∶1

7.(2019重庆江津中学、合川中学等七校高一上期末联考,)在同温同压下,将充有等体积混合而成的四组气体:①NO2+O2、②NO2+NO、③HCl+N2、④NH3+O2,分别通入体积相同的试管,并立即倒立于水槽中,如图所示,待试管内液面稳定后,剩余气体体积依次为V1、V2、V3、V4,则剩余气体体积最大的是(　　)

A.V1 B.V2 

C.V3 D.V4

专题7　氮与社会可持续发展

第一单元　氮的固定

基础过关练

1.C　在放电条件下,氮气和氧气反应:N2+O2 2NO,A项正确;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,B项正确;③中细菌还原硝酸根离子生成无污染的氮气,所以③中氮元素被还原,而不是被氧化,C项错误;分析氮循环示意图可知,氧元素参与了氮循环,D项正确。

2.B　氮的固定是指将空气中游离态的氮转化成含氮化合物。

3.A　Mg可以在N2中燃烧。

4.A　氮气的化学性质稳定,因此可作为大多数物质的保护气,A项正确;一氧化氮易与氧气反应,因此不能在空气中稳定存在,B项错误;一氧化氮难溶于水,C项错误;一氧化氮不能与水直接化合,D项错误。

5.D　NO易与空气中的O2反应,NO2易与水反应,故NO不能用排空气法收集,NO2不能用排水法收集。

6.B　在卫星发射现场看到大量的“红烟”,是因为发生反应:2NO+O2 2NO2。

7.A　设原气体体积为5,则

3NO2+H2O2HNO3+NO　ΔV

 3 1 2

所以NO与NO2体积比为2∶3,A项正确。

8.A　NO2、NO分别装满两个容积相同的试管,则体积相同,根据阿伏加德罗定律可知,n(NO2)=n(NO);根据氮原子守恒知,所得硝酸的物质的量相同,溶液的体积相同,所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。

9.B　①当剩下的气体为O2时,说明10 mL NO2和10 mL NO完全反应生成硝酸,则:

4NO2+O2+2H2O 4HNO3

 4 1

10 mL 2.5 mL

4NO+3O2+2H2O 4HNO3

 4　　3

10 mL 7.5 mL

所以通入的氧气体积为2.5 mL+7.5 mL+2 mL=12 mL;

②当剩余的气体为NO时,可以认为10 mL NO2完全反应生成硝酸,10 mL NO中剩余2 mL,有8 mL转化成硝酸,则:

4NO2+O2+2H2O 4HNO3

 4 1

10 mL 2.5 mL

4NO+3O2+2H2O 4HNO3

4　　3

8 mL 6 mL

所以通入氧气的体积为2.5 mL+6 mL=8.5 mL,故选B。

能力提升练

1.D　氮的固定是指游离态的氮转变成氮的化合物,故②是氮的固定,①不是,A错误;由图可知,海洋中的反硝化作用过程中N被还原生成N2,N作氧化剂,故不一定有O2参加,B错误;反应④为4N+5O2 2N+6H++N2O+5H2O,生成1 mol H2O时消耗1 mol O2,则转移4 mol电子,C错误;向海洋中排放含N的废水,会增强N的反硝化作用,可能影响海洋中氮的循环,D正确。

2.C　要制备氮化镁,需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气,则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸,A错误;若去掉装置C,镁与氧气反应生成氧化镁,对产品纯度有影响,B错误;实验时,应先加热C,通入一段时间空气除去氧气,然后再加热装置D,C正确;装置E中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置D,D错误。

3.A　混合气体无色,则说明不含有色的Cl2和NO2气体;此无色混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,说明一定含有SO2;向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色,说明含有气体NO,则原混合气体中一定没有能与NO反应的O2,根据以上分析可知,原混合气体中肯定没有Cl2、O2和NO2,一定含有的气体为SO2、NO。

4.A　根据原子守恒,判断M为NaNO2,X为N2。

5.答案　(1)挥发　(2)2Cu+6HNO3 2Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+3H2O　AC　(3)淀粉-KI溶液变蓝　挥发出的硝酸也能使淀粉-KI溶液变蓝　(4)打开活塞,挤压空气囊,丙中气体由无色变为红棕色

解析　(1)硝酸具有挥发性,挥发出的HNO3遇到水蒸气形成酸雾。(2)根据守恒思想写出反应的化学方程式:2Cu+6HNO3 2Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+3H2O。该反应说明硝酸具有酸性和氧化性。(3)淀粉-KI溶液中的碘离子被氧化为碘单质,淀粉溶液遇碘单质变为蓝色。但是实验中浓硝酸具有挥发性,甲装置中铜与浓硝酸的反应也是放热反应,随着温度升高,硝酸挥发也会加剧,挥发出的硝酸也可能将碘离子氧化成碘单质。(4)丙装置中,通过排水法收集了NO,打开活塞,挤压空气囊,将空气挤压进丙装置中,NO接触到氧气,被氧化为NO2,颜色变为红棕色。

6.BC　设NO2和O2的总体积为V,当剩余气体为NO时,发生的化学反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3、3NO2+H2O2HNO3+NO,说明氧气不足,生成V的NO消耗二氧化氮的体积为V×3=;则反应4NO2+O2+2H2O4HNO3中总共消耗二氧化氮和氧气的总体积为,原混合气体中氧气的体积为×=V,原混合气体中二氧化氮的体积为,原混合气体中NO2和O2的体积比为∶V=7∶1;当氧气过量时,发生的化学反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3,剩余的O2为V,消耗NO2和O2的总体积为,混合气体中二氧化氮的总体积为×=,O2总体积为,故原气体中NO2和O2的体积比为∶=7∶3,故合理选项是BC。

7.B　假设各种气体的体积都是a,试管容积为2a,气体减少的体积等于试管内液体体积。①根据4NO2+O2+2H2O 4HNO3知,二氧化氮完全反应,剩余气体是氧气,根据氧气和二氧化氮的关系式知,剩余氧气的体积为a-=;②根据3NO2+H2O 2HNO3+NO知,生成NO的体积为,则试管内NO的总体积为;③氮气和水不反应,氯化氢极易溶于水,所以剩余气体体积为a;④NH3极易溶于水,O2不和水反应,则剩余气体的体积为a。故剩余气体体积最大的是②。