化学必修 第二册第一单元 氮的固定达标测试

这是一份化学必修 第二册第一单元 氮的固定达标测试，共7页。试卷主要包含了氮循环的一部分如图所示等内容，欢迎下载使用。

1.[2023福建福州一中期中]氮是构建海洋生命和维持海洋生物生长代谢的决定性元素,氮循环深刻影响着各种海洋生物。海洋氮的输入与输出过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.过程①②③④⑤均属于固氮过程
B.过程④⑤均发生了氧化还原反应
C.反硝化作用的过程中,发生了氧化反应
D.NH4NO3中不含离子键
2.下列关于氮气的性质的说法正确的是( )
A.点燃条件下,N2在氧气中燃烧生成NO
B.点燃时,N2与金属Mg反应生成Mg3N2,N2作还原剂
C.合成氨反应中,N2发生氧化反应
D.氮气的化学性质稳定,其原因是两个氮原子之间以共价三键结合
3.[2023福建福州三中月考]“天宫一号”和“神舟八号”是我国航天事业发展的里程碑。运载火箭的推进剂引燃后,从尾部会喷出大量的高温气体,该气体的主要成分是CO2、H2O、N2、NO等,在发射现场可以看到火箭尾部产生大量红棕色气体,你认为其原因最有可能的是( )
A.高温下N2遇空气生成了NO
B.NO遇空气生成了NO2
C.CO2与NO反应生成CO和NO2
D.NO与H2O反应生成H2和NO2
4.[2023四川成都七中月考]下列说法中正确的是( )
A.氮气化学性质不活泼,原因是N的非金属性较弱
B.氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应,氧气过量生成NO2
C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO →NO2→HNO3→硝酸盐
D.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
5.[2023江苏扬州中学校考阶段练习]氮是参与生命活动的重要元素。氮在大气圈、水圈等中进行元素循环。自工业革命以来,人类活动大大加剧了含氮化合物在大气圈和水圈中的总流量,如化石燃料燃烧时产生的高温可使氮气转变为氮氧化物,从而对生态平衡产生了严重影响。从化学的视角深刻理解氮循环,合理使用含氮化合物,科学处理大气和水圈中的氮元素,保障地球生态安全,是化学学科的重要研究内容和责任。煤燃烧时,烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.燃煤过程中发生了氮的固定
B.燃煤温度越高NO污染越重
C.含氧量越高越容易生成NO
D.煤燃烧不影响自然界氮循环
6.氮循环的一部分如图所示:
(1)反应②的化学方程式是 。
(2)实验室收集NO的方法为 。
(3)化合物A的化学式是 。
(4)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应:2NO+2CO2CO2+N2,当生成1 ml N2时,被还原的NO的物质的量为 ml。
关键能力提升练
7.[2023江苏苏州高新区第一中学校考阶段练习]氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中的氮循环起始于氮的固定,循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是( )
A.海洋中不存在游离的氮
B.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
C.海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②
D.向海洋排放含的废水不会影响海洋中的含量
8.[2023江苏盐城阶段练习]通常状况下,氮气的性质不活泼的原因是( )
A.氮分子中有三个共价键,键能很大
B.氮元素非金属性很弱
C.氮分子中氮元素化合价为零
D.固态氮属于分子晶体
9.[2023江苏淮安阶段练习]氮是动植物生长不可缺少的元素,含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程。下列说法不正确的是( )
A.过程①“雷电作用”中发生的反应是N2+O22NO
B.过程③“固氮作用”中,氮气被还原
C.过程⑤中涉及的反应可能有2N+O22N
D.过程⑥中涉及的反应可能有2N+12H+N2↑+6H2O
10.[2023山东济南九中月考]N2是空气的重要组成部分,因此有科学家根据蒸汽机的原理,设计制造出液氮蒸汽机,即利用液态氮的蒸发来驱动机车,从而达到环境保护的目的。其主要依据是( )
A.液态氮的沸点为-195.8 ℃,远低于常温
B.N2在空气中燃烧放热
C.N2与H2反应放热
D.N2在空气中约占78%(体积分数)
11.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.实验时应先加热装置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
12.NH3的合成开启了工业催化新纪元,为世界粮食增产作出了巨大贡献。以N2和H2为反应物合成NH3的微观过程如图,下列说法正确的是( )
A.表示氢气分子
B.过程中有“NH”“NH2”原子团生成
C.参加反应的H2与生成的NH3物质的量比为2∶3
D.反应结束后催化剂的质量增加
13.[2023湖南联考期中]研究人员发现在某种含钒催化剂的作用下,NO可被NH3还原为N2,从而降低含氮气体造成的空气污染,反应机理如图所示,下列说法错误的是( )
A.V4+—OH为该反应的中间体
B.该转化过程中,氧化剂只有NO
C.总反应化学方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O
D.每生成标准状况下22.4 L N2,转移3 ml电子
14.[2023河北邯郸鸡泽一中月考]为了有效实现NO和NO2的相互转化,设计如图实验:按图组装好实验装置,并检查装置气密性,实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开止水夹,推动针筒活塞,使氧气进入烧瓶,观察到的现象是 ,产生此现象的化学方程式为 。
(2)关上止水夹,轻轻摇动烧瓶,观察到的现象为① ,② ,产生此现象的化学方程式为 。
(3)烧杯中盛放的是酸性高锰酸钾溶液,能吸收尾气,已知NO能与Mn在酸性条件下反应生成N和Mn2+,写出该反应的离子方程式: 。
学科素养创新练
15.汽车尾气中常含有CO、NOx等气体。为减轻污染,一般汽车都加装了“催化净化器”,可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体。某化学兴趣小组在实验室模拟汽车尾气处理,设计了如图所示装置(部分夹持装置已略去)。
(1)装置(Ⅲ)的主要作用为 。
(2)装置(Ⅰ)停止加强热,打开活塞K,充入适量氧气时,装置(Ⅱ)中可观察到的现象是
。
(3)该套装置中有不完善之处,还应在装置(Ⅳ)后补充 。
(4)工业上常用纯碱溶液来吸收NOx,有关反应的化学方程式为2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2、NO2+NO+Na2CO32NaNO2+CO2。现有标准状况下a L NO2和b L NO的混合气体恰好被200 mL Na2CO3溶液完全吸收,则a、b应满足的关系为 。Na2CO3溶液的物质的量浓度为 ml·L-1。
第一单元 氮的固定
1.B 解析 固氮是游离态的氮转化为氮的化合物的过程,A错误;过程④⑤中元素化合价发生变化,均发生了氧化还原反应,B正确;反硝化作用的过程,发生了还原反应,C错误;铵根离子和硝酸根离子之间通过离子键结合,D错误。
2.D
3.B 解析 NO是无色气体,A错误;引燃后的高温气体成分CO2、H2O、N2、NO等无色气体中,NO容易被O2氧化为NO2,NO2是红棕色气体,B正确;在该条件下,CO2与NO不反应,C错误;NO和H2O不反应,D错误。
4.C 解析 氮气化学性质不活泼,原因是N≡N键能大,N2很稳定,A错误;氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应生成NO,NO进一步被氧气氧化生成NO2,B错误;“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有放电时氮气被O2氧化产生NO,NO被O2氧化为NO2,NO2与H2O反应产生HNO3,硝酸进一步转变为硝酸盐,即存在转化关系:N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐,C正确;氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,D错误。
5.D 解析 燃煤过程中发生了N2到NO的反应,为氮的固定,故A正确;由图可知,温度越高,烟气中NO浓度越高,污染越重,故B正确;由图可知,含氧量越高,烟气中NO浓度越高,越容易生成NO,故C正确;煤燃烧使得N2生成NO,污染环境,影响了氮循环,故D错误。
6.答案 (1)2NO+O22NO2 (2)排水法 (3)HNO3 (4)2
解析 (1)反应②是NO与氧气化合生成NO2,反应的化学方程式是2NO+O22NO2。
(2)NO易被氧气氧化,实验室常用排水法收集NO。
(3)由图可知A为HNO3。
(4)根据化学方程式2NO+2CO2CO2+N2可知,NO中氮元素的化合价从+2价降低到0价,NO是氧化剂,被还原,当生成1mlN2时,被还原的NO的物质的量为 2ml。
7.C 解析 在海洋表面水中溶解了少量的氮气,因此海洋中存在游离态的氮,故A错误;图上可以看出海洋中氮的循环起始于氮气转化为,过程中N的化合价降低,被还原,故B错误;氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮,因此海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②,故C正确;根据转化关系,硝酸根离子增多,反硝化作用增强,进一步影响N的含量,因此向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量,故D错误。
8.A 解析 氮气的性质不活泼是因为含有氮氮三键,氮氮三键非常稳定,断裂时需要吸收大量的能量,所以氮气不活泼,性质非常稳定。
9.D 解析 过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO,即发生的反应是N2+O22NO,A说法正确;过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低,氮气被还原,B说法正确;过程⑤中N被氧化为N,涉及的反应可能有2N+O22N,C说法正确;过程⑥中氮元素化合价降低,N被还原,涉及的反应不可能为2N+12H+N2↑+6H2O,D说法错误。
10.A 解析 液氮的沸点很低,极易汽化,汽化时吸收热量,体积膨胀而驱动机车,此过程中不产生污染物,保护了环境,跟氮气的化学性质及在空气中的体积分数无关。
11.C 解析 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;实验时应先加热装置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中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,D错误。
12.B 解析 根据合成NH3的微观过程图可知,●●表示的是氮气分子,过程中有“NH”“NH2”原子团生成,参加反应的H2与生成的NH3物质的量比为3∶2;催化剂参加了反应,但反应前后质量不变,故A、C、D错误,B正确。
13.B 解析 由题意可知,该反应在含钒催化剂的作用下,NO可被NH3还原为N2,结合题图可知V4+—OH为该反应的中间体,A正确;该反应中NH3为还原剂,氧化剂为NO和O2,B错误;反应过程中,在含钒催化剂的作用下,NO被NH3还原为N2,则总反应化学方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,C正确;根据反应化学方程式,每生成标准状况下22.4LN2,转移3ml电子,D正确。
14.答案(1)气体由无色变为红棕色 2NO+O22NO2
(2)烧瓶中红棕色气体又变为无色 烧杯中导气管中液面上升
3NO2+H2O2HNO3+NO (3)5NO+3Mn+4H+5N+3Mn2++2H2O
解析 (1)打开止水夹,推动针筒活塞,使氧气进入烧瓶,氧气与一氧化氮生成二氧化氮,气体由无色变为红棕色,反应的化学方程式为2NO+O22NO2。
(2)关上止水夹,轻轻摇动烧瓶,二氧化氮与水接触反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO,烧瓶中红棕色二氧化氮气体又变为无色一氧化氮气体,反应后烧瓶中气体物质的量减小导致烧瓶中气体压强小于外界大气压,烧杯中溶液进入导气管。
(3)由题意可知,一氧化氮与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为5NO+3Mn+4H+5N+3Mn2++2H2O。
15.答案 (1)检验CO是否转化为CO2 (2)有红棕色气体生成 (3)尾气处理装置 (4)a∶b≥1∶1
解析 (1)CO、NO在催化剂条件下转化为N2和CO2,澄清石灰水是检验CO是否转化为CO2。
(2)充入适量氧气时,NO与O2反应生成NO2,有红棕色气体生成。
(3)尾气中有未反应的CO、NO,应该有尾气处理装置。
(4)根据反应2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2、NO2+NO+Na2CO32NaNO2+CO2可知,NO2和NO的物质的量之比应大于或等于1∶1,气体才会反应完全。与NO2和NO反应的Na2CO3的物质的量为ml,与NO2单独反应的Na2CO3的物质的量为ml,故Na2CO3的物质的量浓度为c(Na2CO3)==ml·L-1。