1、第 2 节 氮的循环第 1 课时 自然界中氮的循环、氮气和氮的氧化物课后篇巩固提升A 组 基础巩固1.下列关于 N2 的说法中错误的是 ( )A.通常情况下 N2 性质很稳定,所以 N2 可在电焊时作保护气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 在空气中约占总质量的45D.在反应 3Mg+N2 Mg3N2 中,N 2 作氧化剂解析 N2 在空气中的体积含量约为 ,C 项错误。45答案 C2.下列属于固氮作用的化学反应是( )A.N2 与 H2 在一定条件下反应生成 NH3B.NO 与 O2 反应生成 NO2C.NH3 催化氧化生成 NO 和 H2OD.由 NH3
2、 制 NH4HCO3 和(NH 4)2SO4解析 将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫氮的固定。固定氮的方式有自然固氮和人工固氮,如工业合成氨是人工固氮,雷雨天气产生 NO 气体属于自然固氮,另外豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物,也属于自然固氮。答案 A3.将盛有 N2 和 NO2(无 N2O4)混合气体的试管倒立于水中,经过足够长的时间后,试管内气体的体积缩小为原体积的一半,则原混合气体中氮气和二氧化氮的体积比是( )A.11 B.12C.13 D.31解析 将试管倒立于水中,只有 NO2 和 H2O 反应,生成的 NO 与没发生反应的 N2 为剩余气体。设原气体的体积为
3、 V,NO2 的体积为 x,根据差量法求解:3NO2+H2O 2HNO3+NO 体积减少3 2x2解得:x=34则 V(N2)=V-34=4故 。(2)(2)=13答案 C4.下列说法中,正确的是( )A.在雷雨天,空气中的 N2 和 O2 化合生成 NO 属于人工固氮B.在化学反应中,氮气既可作氧化剂又可作还原剂C.利用氮气的不活泼性,在医学上液氮常用作冷冻剂D.标准状况下,22.4 L N 2 与足量的 H2 充分反应可转移电子 6 mol解析 雷雨天,N 2 与 O2 发生化合反应属于自然固氮; 液氮作冷冻剂与氮气的不活泼性无关;N 2与 H2 反应生成 NH3 是可逆反应,不能进行完全
4、,即 1 mol N2 与足量 H2 反应无论如何都不能生成 2 mol NH3。答案 B5.下列对 NO、NO 2 的描述,正确的是( )A.NO 是红棕色气体,易溶于水,是酸性氧化物B.NO2 可用排水法收集,且可由 N2 和 O2 化合而得到C.NO、NO 2 在一定条件下可相互转化 ,且二者都有毒D.NO、NO 2 互为同素异形体,且 NO 是汽车尾气的有害成分之一解析 NO 为无色不溶于水的气体,不属于酸性氧化物,A 项错;NO 2 与水反应,且 N2 与 O2 能化合为 NO,不能化合为 NO2,B 项错 ;NO、NO 2 之间不属于同素异形体 ,D 项错。答案 C6.运载火箭的推
5、进剂引燃后,尾部喷出大量高温气体。该气体主要成分是CO2、H 2O、N 2、NO 等,在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体,其原因是( )A.高温下 N2 遇空气生成 NO2B.NO 遇空气生成 NO2C.CO2 与 NO 反应生成 CO 和 NO2D.NO 与 H2O 反应生成 H2 和 NO2解析 火箭的燃料是肼,即 N2H4,肼燃烧产生 N2 和 NO,NO 遇到 O2 生成红棕色的 NO2,故 B 项正确。答案 B7.已知 NO2 和溴蒸气都是红棕色气体,且都有强氧化性,Br -能与 Ag+结合生成浅黄色 AgBr 沉淀。在加压条件下,NO 2 可以发生如下反应:2NO 2(g)
6、 N2O4(g,无色)。下列试剂或方法中不能将 NO2 和溴蒸气区别开的是( )A.向两种气体中加入适量水, 振荡B.将两种气体分别通入 AgNO3 溶液中C.用湿润的淀粉 KI 试纸检验D.将两种气体加压、冷却解析 NO2 与水反应生成硝酸和无色气体 NO,溴蒸气溶于水形成橙色溶液,能区别 NO2 和溴蒸气,故 A 项不符合题意;将两种气体分别通入 AgNO3 溶液中,前者无沉淀生成,后者有浅黄色 AgBr 沉淀生成,能区别 NO2 和溴蒸气,故 B 项不符合题意;NO 2 和溴蒸气都有强氧化性,都能将 I-氧化成 I2,从而使淀粉变蓝色,不能区别 NO2 和溴蒸气,故 C 项符合题意; 将
7、两种气体加压、冷却,NO 2 转变为 N2O4 使颜色变浅,溴蒸气颜色加深,能区别 NO2 和溴蒸气,故 D 项不符合题意。答案 C8.三聚氰酸C 3N3(OH)3可用于消除汽车尾气中的 NO2。其反应原理为:C 3N3(OH)3 3CHNO;8CHNO+6NO 2 7N2+8CO2+4H2O。下列说法正确的是( )A.C3N3(OH)3 与 CHNO 为同一物质B.HNCO 是一种很强的氧化剂C.1 mol NO2 在反应中转移的电子为 4 molD.反应中 NO2 是还原剂解析 化学反应是三聚氰酸的转化,生成氰酸(CHNO),故二者不是同一物质;据反应知:O2 ,故 NO2 是氧化剂,CH
8、NO 是还原剂,1 mol NO 2 发生反应转移 4 mol 电子,所以选+4 02C。答案 C9.NO 分子因污染空气而臭名昭著。近年来,发现少量的 NO 在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能,因而成为当前生命科学的研究热点,NO 亦被称为“明星分子”。请完成下列问题:(1)NO 所造成的直接或间接的危害在于 ( 填正确选项前的字母)。 A.破坏臭氧层B.高温下能使一些金属被氧化C.形成酸雨D.与人体血红蛋白结合(2)若将盛有 NO 和 NO2 的混合气体的量筒倒立于盛有水的水槽中,过一段时间后,量筒内气体体积减小为原来的一半,则原混合气体中 NO 和 NO2 的体
9、积比是 。 (3)若将盛有 4 mL NO 气体的试管倒置于水槽中 ,要想使试管中充满水,应向试管中再通入 mL O2。 解析 (1)NO 的危害主要体现在破坏臭氧层,形成酸雨,以及与人体血红蛋白结合使人窒息等方面。(2)设原混合气体中 NO 体积为 V1,NO2 体积为 V2,则当量筒倒立于水槽中时发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NOV223由气体体积变为原来的一半可列式:,则 V1V 2=13。1+231+2=12(3)根据反应 4NO+3O2+2H2O 4HNO3 可知,若想使试管中充满水应向试管中通入 3 mL O2。答案 (1)ACD(2)13(3)310.容积为 10 mL
10、 的试管中充满 NO2 和 O2 的混合气体,将其倒立于盛有足量水的水槽中。(1)若水全部充满试管,则原混合气体中 NO2 的体积为 mL。 (2)若最后剩余气体为 1 mL,则原混合气体中 NO2 的体积可能是 mL 。 解析 (1)水全部充满试管,应发生反应:4NO 2+O2+2H2O 4HNO3,即 NO2 与 O2 的体积比为41,所以 V(NO2)=10 mL =8 mL。45(2)剩余气体 1 mL 有两种情况: 1 mL 气体为 O2,则参加反应4NO2+O2+2H2O 4HNO3 的 NO2 和 O2 共 9 mL,NO2 占 ,所以 V(NO2)=9 mL =7.2 mL。4
11、5 451 mL 气体为 NO,即相当于 NO2 过量:3NO 2+H2O 2HNO3+NO参加反应 4NO2+O2+2H2O 4HNO3 的 NO2 和 O2 共 7 mL,所以 V(NO2)=3 mL+7 mL =8.6 mL。45答案 (1)8 (2)7.2 或 8.6B 组 能力提升1.下列有关 NO 与 NO2 的叙述正确的是( )A.NO 是无色气体,可用排空气法收集B.常温下,氮气与氧气混合就可迅速产生 NOC.常温下 NO 不容易与空气中的 O2 化合生成 NO2D.NO2 溶于水,与水反应可生成 NO解析 NO 能与氧气反应生成 NO2,不能用排空气法收集,故 A 错误;常温
12、下,氮气与氧气不反应,故B 错误; 常温下 NO 易与空气中的 O2 化合生成 NO2,故 C 错误;NO 2 溶于水,与水反应生成硝酸和 NO,故 D 正确。答案 D2.如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满 NO2 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,则两个试管内溶液的物质的量浓度之比为( )A.11 B.57C.75 D.43解析 V(NO2)=V(NO),则所生成 HNO3 物质的量相同,形成硝酸溶液体积相同,故两试管中硝酸浓度相同。答案 A3. 导学号 50534103 同温
13、同压下,在 3 支相同的试管中分别充有等体积混合的两种气体,它们分别是NO 和 NO2,NO 2 和 O2,HCl 和 N2。现将 3 支试管均倒置在盛有足量水的水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为 V1、V 2、V 3,则下列关系正确的是( )A.V1V2V3 B.V1V3V2C.V3V2V1 D.V3V1V2解析 因中对应的反应为 3NO2+H2O 2HNO3+NO,其中剩余气体体积为试管容积的 ;23中的反应为 4NO2+O2+2H2O 4HNO3,剩余气体的体积为试管容积的 ;中 HCl 易溶于水,38剩余气体的体积为试管容积的 。12答案 B4.以下是氮循环的一部分:(1)
14、反应的化学方程式是 ; (2)NO2 易溶于水,并和水发生化学反应,该反应中氧化剂是 ; (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+2CO 2CO2+N2,当生成 1 mol N2 时,被还原的 NO 为 mol 。 解析 (1)反应是 NO 与 O2 化合生成 NO2,反应的化学方程式是 2NO+O2 2NO2;(2)NO2 易溶于水,并与水发生化学反应:3NO 2+H2O 2HNO3+NO,NO2 中氮元素化合价既升高又降低,NO2 既是氧化剂,也是还原剂;(3)根据以上分析可知化合物 A 的化学式是 HNO3;(4)根据
15、方程式 2NO+2CO 2CO2+N2 可知 NO 中氮元素化合价从+2 价降低到 0 价,NO 是氧化剂,被还原,当生成 1 mol N2 时,被还原的 NO 为 2 mol。答案 (1)2NO+O2 2NO2 (2)NO 2 (3)HNO 3 (4)25.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)氮气主要用于合成氨,由此制造化肥、硝酸和炸药等,写出工业合成氨反应的化学方程式 : 。 (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 ,可以做保护气,比如充填食品包装,充填电灯泡,保存贵重书画等B.医学上常用液
16、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,水作还原剂(3)豆科植物种植时不需施加氮肥的原因是 。 (4)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式: 。 解析 (1)工业合成氨的化学方程式为 N2+3H2 2NH3。(2)B 选项,液氮汽化时需要吸收大量的热量,使周围环境温度降低,与其化学性质不活泼无关;D 项,NO 2 与水反应时,水既不是氧化剂又不是还原剂。(3)豆科植物的根瘤菌能够在常温常压的条件下把空气中的氮气转化为含氮化合物,供自
17、身生长使用。(4)氨气与二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。答案 (1)N2+3H2 2NH3 (2)AC(3)豆科植物的根瘤菌能够把空气中的氮气转化为含氮化合物,供自身生长使用(4)8NH3+6NO2 7N2+12H2O6. 导学号 50534104 某活动小组利用下图所示装置进行 NO、NO 2 的性质实验,按下列步骤进行(装置气密性已检验完毕 )。.向广口瓶中通入 NO 并测定 NO 的体积。(1)通入 NO 前,向广口瓶中加水的主要操作: 。 (2)从导管 a 通入一定量的 NO,并测得 NO 体积为 V L(V50 mL,气体体积已经换算为标准状况)。准确测得 NO 体积的主
18、要操作: 。 .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、K 3;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,并及时调整量气管中液面与广口瓶中液面相平,直到广口瓶中刚好充满液体。当通入氧气的体积为 V 时,则广口瓶的气体体积为 ; 12当广口瓶中刚好充满液体时,所得液体中溶质的物质的量浓度为 molL -1。 解析 .(1)盛放 NO 气体的装置中不能有空气,空气与 NO 反应,操作的关键是在装置中要加满水,这样才能完全赶去广口瓶中的空气。(2)通过排出的水量 ,测 NO
19、气体的体积,为了保证广口瓶中的压强恒为大气压,起始和终点读数时,都要保证广口瓶中的液面和量气管中液面为同一水平面。.(1)2NO+O 2 2NO2,气体的颜色发生变化 ,生成的 NO2 与水又发生反应,气体的颜色又变浅。(2) 通入氧气的体积为 V 时,NO 与 O2 恰好完全反应生成 NO2,NO2 又与水反应,生12成 的 NO;4NO+3O 2+2H2O 4HNO3,生成 HNO3 的物质的量为 mol,溶液的总体积为3 22.40.5 L,溶质的物质的量浓度为 molL-1。11.2答案 .(1)打开 K1、K 2、K 3,从量气管加水,直到将中空气全部排出,且调整量气管中液面与相平,并记录量气管的刻度(2)关闭 K2,打开 K3、K 1,通入 NO 并调整量气管液面与中液面相平 ,再次记录量气管刻度.(1)气体先变为红棕色,然后逐渐变淡2NO+O2 2NO2,3NO2+H2O 2HNO3+NO(2) 3 11.2
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