苏教版 (2019)必修 第二册专题7 氮与社会可持续发展第一单元 氮的固定精练

专题七第一单元氮的固定同步练习

2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列反应不属于氮的固定的是

A．工业上利用氮气和氢气合成氨气

B．高温或光照时，浓硝酸受热分解

C．雷雨时，空气中的氮气和氧气反应生成一氧化氮

D．豆科植物粉红色的根瘤将空气中的氮气转化为含氮化合物

2．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

3．下列关于N2的说法中错误的是

A．豆科植物的根瘤菌将N2转换为氮的化合物不属于氮的固定

B．N2 + O2 =2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一

C．N2在空气中约占空气总体积的78%

D．在反应：3Mg + N2 =Mg3N2中N2作氧化剂

4．下列元素在自然界主要以游离态存在的是

A．Mg B．N C．Cl D．Si

5．下列有关氮的固定的说法不正确的是

A．俗话说“雷雨发庄稼”说明雷雨天有NO生成

B．工业上用氢气与氮气合成氨，常常用来化肥的生成

C．自然固氮包括高能固氮与仿生固氮

D．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐

6．反应可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是

A．中子数为9的氮原子：

B．分子的电子式：

C．分子的结构式：

D．只能表示，不能表示

7．下列化学用语或图示表达不正确的是

A．的结构式： B．的结构示意图：

C．的分子结构模型： D．的电子式：

8．下列物质的电子式正确的是

A．氯化钙 B．硫化氢 C．氯气 D．甲烷

9．NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法错误的是。

A．NO是具有刺激性气味的红棕色气体

B．NO是汽车尾气的有害成分之一

C．NO常温下遇到O2就化合成NO2

D．NO2与水反应，有NO生成

10．下列反应属于氮的固定的是

A．氮气的液化 B．工业由氨制备氮肥

C．Mg在N2中燃烧生成Mg3N2 D．植物从土壤中吸收氮元素

二、填空题

11．氮气的化学性质：

(1)通常状况下很难与其它物质发生化学反应

(2)在一定条件下，能与一些物质发生化学反应

与H2反应：_______

与某些活泼金属(如镁)反应：_______

与O2反应：在通常情况下，与O2不发生反应，但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO_______。

12．人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一。以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点，其过程大体如图所示：

(1)写出用天然气制备氢气的化学方程式：____。

(2)写出合成尿素反应的化学方程式：_____。

(3)写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式：____。

(4)每生产1molNH4NO3最少需要NH3_____mol，而要生产这些NH3又最少需要CH4____mol。

13．如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。

(1)下列说法不正确的是_____。

A．图中①和②的转化过程属于氮的固定

B．氮循环过程中含氮有机物和含氮无机物可以相互转化

C．③和④的转化一定属于氧化还原反应

D．⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响

(2)⑤是在硝化细菌作用下的硝化过程，NH在有氧时发生硝化生成NO的离子方程式为_____。

三、实验题

14．Ⅰ.某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应进行如图所示实验。

（1）图甲两集气瓶中__（填“上”或“下”）瓶气体颜色深。

（2）图乙中反应的现象是___。

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

（4）由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：___。

Ⅱ.某课外活动小组欲探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2的反应为2Mg+CO22MgO+C。

（1）该小组类比Mg与CO2的反应对Mg与NO2的反应进行猜测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：__。

（2）该小组设计如下实验验证上述猜测，实验装置（用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸）如图所示。

资料信息：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

①装置A中的试剂是__。

②干燥管和装置B的作用分别是__、__。

③正确的实验操作步骤是__。

a.通入NO2

b.打开弹簧夹

c.点燃酒精灯

d.当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹

15．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___________________________________。

参考答案：

1．B

【分析】氮的固定指的是氮元素由游离态转化为化合态，以此解题。

【详解】A．利用氮气和氢气合成氨气属于氮元素由游离态转化为化合态，A不符题意；

B．浓硝酸受热分解属于一种含氮化合物变为另外一种氮的化合物，不属于氮的固定，B符合题意；

C．氮气和氧气反应生成一氧化氮属于自然固氮，C不符题意；

D．豆科植物粉红色的根瘤将空气中的氮气转化为含氮化合物属于自然固氮，D不符题意；

故选B。

2．D

【详解】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。

3．A

【详解】A．豆科植物的根瘤菌将空气中的氮转化为化合态的氮，N是游离态氮元素变化为化合态，A错误；

B．汽车中的火花塞在打火过程中能引发氮气和氧气反应生成NO，产生的NO会导致空气污染，B正确；

C．氧气约占空气体积的21%，氮气约占空气体积的78%，C正确；

D．在反应：3Mg + N2 =Mg3N2中，氮由0价变为-3价，氮气是氧化剂，D正确；

故选A。

4．B

【详解】A．镁性质活泼，容易与空气中氧气反应，以化合态存在，A错误；

B．氮形成的氮气，非常稳定，在自然界主要以游离态存在，B正确；

C．氯化学性质活泼，在自然界中只能以化合态存在，C错误；

D．硅为亲氧元素，极易与氧形成化合物，在自然界中不能以单质的形式存在，而以化合态存在，D错误；

故选B。

5．C

【详解】A．“雷雨发庄稼”指的是在雷雨天气，空气中的氮气和氧气在闪电作用下生成NO，NO被空气中的氧气氧化为NO2，NO2和水反应生成硝酸和NO，生成的硝酸落到土壤里，和土壤里的矿物质结合成硝酸盐，可以为植物提供氮肥，故A正确；

B．工业上用氢气与氮气合成氨，氨和酸反应可以生成各种铵盐，很多铵盐都可以用来做氮肥，故B正确；

C．仿生固氮不是自然固氮，仿生固氮是模仿生物将大气中的氮固定，属于人工固氮，故C错误；

D．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，故D正确；

故选C。

6．C

【详解】A．中子数为9的氮原子的质量数为，该氨原子表示为，A错误；

B．分子的电子式为：，B错误；

C．分子中，两个氯原子间含有1个共用电子对，其结构式为，C正确；

D．和的核电荷数都为17，都有18个电子，二者离子结构示意图相同，D错误；

故选C。

7．D

【详解】A．氮气是双原子分子，结构式为，故A正确；

B．钠离子的核电荷数为11，核外有2个电子层，最外层电子数为8，离子的结构示意图为，故B正确；

C．水分子的空间构型为V形，分子结构模型为，故C正确；

D．二氧化碳是共价化合物，电子式为，故D错误；

故选D。

8．D

【详解】A．氯化钙为离子化合物，电子式为，A项错误；

B．硫化氢为共价化合物，电子式为，B项错误；

C．氯气为共价化合物，电子式为，C项错误；

D．甲烷为共价化合物，电子式为，D项正确；

答案选D。

9．A

【详解】A．NO是一种无色无味气体，A项错误；

B．汽车尾气主要成分是氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等，其中NO能结合人体内的血红蛋白，使之丧失运送氧的能力，所以NO是尾气中的有害成分，B项正确；

C．常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合生成红棕色的二氧化氮，C项正确；

D．NO2与水反应生成硝酸和NO，D项正确；

答案选A。

10．C

【详解】A．氮气的液化过程中，氮元素的0价态没有改变，不属于氮的固定，A不符合题意；

B．工业由氨制备氮肥，反应物不是氮气单质，不属于氮的固定，B不符合题意；

C．Mg在N2中燃烧生成Mg3N2，氮元素由游离态转化为化合态，属于氮的固定，C符合题意；

D．植物从土壤中吸收氮元素，都是化合态氮的转化，不属于氮的固定，D不符合题意；

故选C。

11．              

【详解】氮气中氮元素的化合价为0，既能失电子化合价升高体现还原性也能得电子化合价降低体现氧化性。氮气在高温高压催化剂条件下可合成氨气：；金属镁能在氮气中燃烧生成氮化镁：；在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO：。

12．(1)

(2)

(3)

(4)     2     0.75

【详解】（1）甲烷和水蒸气在催化剂作用下生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为；

（2）根据流程图，二氧化碳和氨气在一定条件下生成尿素和水，反应的化学方程式为。

（3）O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O，氧元素化合价由0降低为-2、N元素化合价由-3升高为+5，根据得失电子守恒，反应的化学方程式；

（4）根据反应方程式，每生产1molNH4NO3最少需要2molNH3；根据氢元素守恒，要生产2molNH3，需要3mol氢气，根据，生产3mol氢气，最少需要0.75molCH4。

13．(1)C

(2)NH+2O2= NO+2H++H2O

【详解】（1）A．图中①和②的转化过程表示大气中的N2，转化为化合态，属于氮的固定，故A正确；

B．含氮无机物可以转化为动植物蛋白中的含氮有机物，动植物蛋白中的含氮有机物，也可以转化为含氮无机物，故B正确；

C．动植物蛋白中的含氮化合物中N元素的化合价有-3价，③中的N为-3价，④中N为+3价和+5价，③和④的转化不一定属于氧化还原反应，故C错误；

D．固氮的过程中，氮气可转化为氨气和硝酸根离子，反硝化过程中又将硝酸根离子转化为氮气，有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，故D正确；

故选C；

（2）⑤是在硝化细菌作用下的硝化过程，NH在有氧时发生硝化生成NO，N元素化合价由-3价上升到+5价，O元素由0价下降到-2价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平方程式为：NH+2O2= NO+2H++H2O。

14．     下     两气体混合后，红棕色消失     NO     氧化     NO2+SO2=NO+SO3     4Mg+2NO24MgO+N2     NaOH溶液     吸收NO2避免污染环境     收集N2     badc

【分析】Ⅱ.该实验中先通入二氧化氮气体可排尽装置中的空气，此时打开弹簧夹，干燥管吸收多余的二氧化氮，然后关闭弹簧夹，之后点燃酒精灯，二氧化氮与镁单质发生反应，A装置中盛放氢氧化钠溶液可吸收为反应的二氧化氮，B装置短进长出且装满水，可用排水法收集反应生成的氮气。

【详解】I．（1）NO2呈红棕色，SO2为无色气体，故下瓶气体颜色深；

（2）NO2有强氧化性，能被SO2，还原成NO，则两气体混合后，红棕色消失；

（3）“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有NO，NO遇空气被氧化成NO2，SO2与NO2的反应中NO2体现了氧化性；

（4）NO2和SO2反应的化学方程式为；

Ⅱ．（1）由题意分析可知，Mg与NO2发生置换反应，反应的化学方程点燃式为；

（2）①由反应可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去N2中混有的NO2；

②干燥管的作用是吸收NO2避免污染环境。装置B是利用排水法收集N2的装置；

③正确的实验操作步骤是：打开弹簧夹→通入NO2（排尽装置中的空气）→当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹，点燃酒精灯。

【点睛】集气瓶有多种用途：长进短出的空瓶可收集密度比空气大的气体，短进长出的空瓶可收集密度比空气小的气体；短进长出且装满水可用排水法收集气体；短进短出的空瓶可做安全瓶，防倒吸。

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

【详解】(1)硝酸具有挥发性，挥发的HNO3接触到水蒸气形成酸雾。

(2)Cu与浓硝酸反应，应该得到硝酸铜、物质的量相等的NO和NO2还有水。将NO和NO2视为一个整体，相当于化合价降低4，Cu的化合价升高2，所以Cu的系数为2，NO和NO2的系数都是1，再根据原子守恒配平，即得：2Cu + 6HNO3 = 2Cu(NO3)2 + NO↑ + NO2↑ + 3H2O。该反应说明硝酸具有酸性和氧化性，选项AC正确。

(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，所以现象为：淀粉-KI 溶液变蓝。但是实验中硝酸是具有挥发性的，甲装置中铜与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，挥发的硝酸也可能氧化碘离子生成碘单质。

(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。

【点睛】第（3）问中的检验实际上还是有一些问题，NO2通入溶液中，会与水反应生成硝酸，硝酸可以氧化碘离子得到碘单质，所以并不能认为表现的一定是NO2的氧化性。