1、课时跟踪检测（十七） 自然界中的氮循环 氮的固定A级学业水平考试达标练1下列过程不属于氮的固定的是()A雷电时生成氮的氧化物B工业上用氢气与氮气合成氨C植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐D豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐解析：选C氮的固定就是将游离态的氮转化为氮的化合物的过程。植物的根从土壤中吸收NH和硝酸盐与氮的固定无关。2下列关于NO、NO2的描述中正确的是()ANO是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物BNO2可用排水法收集，且可由N2和O2化合而得到CNO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物DNO、NO2互为同素异形体，且NO是汽车尾气的有害成
2、分之一解析：选CNO2是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物，A项错误；NO2 易溶于水，不可用排水法收集，且N2和O2化合只能得到NO，B项错误；同素异形体指的是由同一种元素组成的性质不同的几种单质，故NO和NO2不是同素异形体，D项错误。3N2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BN2在空气中燃烧放热CN2与H2反应放热DN2在空气中约占78%(体积分数)解析：选AN2在空气中不能燃烧，B错误；N2与H2反应需高温、高压、有催化剂的条件，生成NH
3、3不利于环保，C错误；N2在空气中的比例大与蒸汽机工作原理无关，D错误；液态氮沸点低，常温时汽化体积膨胀做功，A正确。4火箭推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温无色气体(CO2、H2O、N2、NO)从火箭尾部喷出。但在发射现场看到火箭尾部喷出大量红棕色的气体，产生红棕色的气体的原因是()ANO遇空气生成NO2B高温下N2遇空气生成NO2CCO2与N2反应生成CO和NO2DNO和H2O反应生成H2和NO2解析：选A从产生的气体中可以看出能变红棕色的情况就是NO遇空气生成NO2。5用碱液吸收工业制硝酸的尾气的化学方程式为NONO22NaOH=2NaNO2H2O，其中生成物NaNO2为()A既是氧
4、化产物又是还原产物B既是氧化剂又是还原剂C只是还原剂的氧化产物D只是氧化剂的还原产物解析：选ANO中2价的氮元素与NO2中4价的氮元素在反应后变为NaNO2中的3价，因此NaNO2既是氧化产物也是还原产物。6.按图进行实验。试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，下列是有关最终状态的描述：试管内气体呈红棕色试管内气体呈无色试管内液面不变试管内液面上升试管内气体是O2试管内气体是NO其中正确的是()ABC D解析：选C根据4NO3O22H2O=4HNO3可得，剩余气体应为NO，体积为 mL，试管内液面上升。7某试管中盛装的是红棕色气体(可能是两种气体的混合物)，当倒扣在
5、盛水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，则原来试管中盛装的气体是()A一定是O2与NO2的混合气体B可能是NO和NO2的混合气体C可能是N2与NO2的混合气体D只可能是NO2一种气体解析：选B气体为红棕色，则一定有NO2，倒扣在盛水的水槽中时，与H2O反应生成NO，所以水未能充满试管，当多次充入O2后，试管内完全被水充满，则不可能含有N2；当气体中混有少量O2或NO时，仍会出现相同的现象，故B项正确。8无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过如图实验的处理，结果
6、得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()ANO2、N2 BNO、CO2CNO2、CO2 DNO、CO2、N2解析：选B混合气体无色，气体中不含NO2，气体通过Na2O2后显红棕色，说明原混合气体中含有NO，且有与Na2O2反应生成O2的气体CO2，通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原气体中不含N2。9把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是()AO2 BNO2CNO2和O2 DNO2和NO解析：选CNO2气体通入过量小苏打溶液中发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO，HNO3NaHCO3=NaNO3H2O
7、CO2，据3NO22HNO32CO2NO可知，逸出的气体为体积比为21的CO2和NO混合气体。当通过足量的过氧化钠时发生反应：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,2NOO2=2NO2，据反应方程式可知NO与O2反应时，O2过量，故收集到的气体是NO2与O2的混合气体，C正确。10(2019泰安高一期末)将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是()A53 B35C32 D23解析：选C3NO2H2O=2HNO3NO，反应中NO2转化为 体积的NO而使NO2体积减少。气体体积减少20 mL，所以NO2的
8、体积是30 mL，NO的体积是20 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是32。11某同学收集了一集气瓶红棕色气体，用玻璃片盖好，然后向其中加入少量水，振荡后变为无色，然后轻轻移开玻璃片使少量空气进入瓶内，气体又变为红棕色。(1)集气瓶内红棕色的气体是_。(2)气体颜色变化的原因是_。有关的化学方程式是_。(3)在收集该红棕色气体时用什么方法？做该实验时应注意什么问题？为什么？解析：在中学阶段常见的红棕色气体有NO2和溴(Br2)蒸气，能产生题干现象的是NO2，由于NO2的密度比空气大，应用向上排空气法收集；又因NO2是毒性气体，应收集尾气，同时应在通风条件下进行，防止意外发生。答案：(1
9、)NO2(2)NO2与H2O反应生成无色NO，NO遇空气中的O2反应生成红棕色的NO23NO2H2O=2HNO3NO、2NOO2=2NO2(3)收集NO2应用向上排空气法。做该实验时要注意通风及尾气吸收，因为NO和NO2都有毒。12近年来，科学家发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、提高免疫力、增强记忆力的功能而成为当前生命科学的研究热点，NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题：(1)NO对环境的危害主要是_(填标号)。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)在含Cu的酶的活化中心，亚硝酸根离子(NO)可转化为NO，写出Cu和NO在酸性水溶液
10、中反应的离子方程式：_。(3)常温下，在一个体积固定的容器里，把NO气体压缩到100个大气压。将容器中气体加热到50 ，发现气体的压强迅速下降，至略小于下降前压强的 时就不再变化，已知其中一种产物为N2O，写出上述变化的化学方程式：_。解析：(1)NO对环境的危害主要是破坏臭氧层和被空气中氧气氧化为NO2，再与水反应产生硝酸而形成酸雨，故选AC。(2)NO转化为NO是还原反应，所以Cu被氧化为Cu2，Cu和NO在酸性水溶液中反应的离子方程式：CuNO2H=Cu2NOH2O。(3)若NO转化为N2O和O2，则气体的压强下降至原来的，不符合题意；若NO转化为N2O和NO2，少量NO2转化为N2O4
11、，则气体的压强下降至略小于原来的，符合题意，所以上述变化的化学方程式：3NO=N2ONO2。答案：(1)AC(2)CuNO2H=Cu2NOH2O(3)3NO=N2ONO213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O2进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：_，产生此现象的化学方程式为_。(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为_；_。产生此现象的化学方程式为_。解析：(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2。(2)轻轻摇动圆底烧瓶，使得NO2与水发生反应：3NO2H2
12、O=2HNO3NO，所以烧杯中红棕色气体又变为无色，且烧瓶内压强减小，烧杯中的水倒吸到烧瓶内，导致烧瓶中液面上升。答案：(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色2NOO2=2NO2(2)烧杯中红棕色气体又变为无色烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)3NO2H2O=2HNO3NOB级选考等级考试增分练1.在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法正确的是()ANO是该过程的中间产物BNO和O2必须在催化剂表面才能反应C汽车尾气的主要污染成分包括CO2和NOD催化转化总反应为2NOO24CO4CO2N2解析：选DNO2是该过程的中间产物，A错误；NO和O2的反应不需要
13、催化剂，B错误；汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO，C错误。2向盛有15 mL NO气体，倒立于水槽的试管中通入O2，充分反应后，试管中还剩余气体3 mL，则通入的O2体积可能是()9 mL12.25 mL14.25 mL15.0 mLA BC D解析：选C此题属于混合气体与水反应的计算，应分析讨论试管中剩余的3 mL气体为何物，依据有关反应的化学方程式进行计算。(1)若剩余气体是NO，则反应的NO为15 mL3 mL12 mL。据总反应式：4NO3O22H2O=4HNO3 4 3 12 mL V(O2)V(O2)9 mL。(2)若剩余的气体为O2，则反应的NO为 15 mL，4NO3O22
14、H2O=4HNO3 4 3 15 mL V(O2)V(O2)11.25 mL。则通入O2的总体积为11.25 mL3 mL14.25 mL。3.(2019泰安高一期末)如图所示，在B水槽中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL。(1)将A倒插入B水槽中发生的反应为_，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为_，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为_。(2)通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是_。(3)当试管A中充满气体时停止通入氧
15、气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为_ molL1(设溶液的体积仍为500 mL)。解析：(1)试管A倒插入B水槽中后，发生反应3NO2H2O=2HNO3NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量比为12。根据题意有n(NO2)n(NO)n(NO2)n(NO)，n(NO2)n(NO)31。(2)试管A中剩余0.5a mL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NOO2=2NO2,4NO2O22H2O=4HNO3，可写为4NO3O22H2O=4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体O2。(3)试管中充满气体时，根据原子守
16、恒，n(HNO3)n(气体)，c(HNO3) molL1。答案：(1)3NO2H2O=2HNO3NO1231(2)无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体O2(3)4为了探究几种气态氧化物的性质，某同学设计了以下实验：用三只集气瓶收集二氧化硫、二氧化氮气体，倒置在水槽中。然后，分别缓慢通入适量氧气或氯气，如图所示。一段时间后，A、B装置中集气瓶充满溶液，C装置中集气瓶里还有气体。(1)如果装置A中通入的氧气恰好使液体充满集气瓶，假设瓶内液体不扩散。写出A中总反应的化学方程式：_；该实验对工业上生产硝酸的启示是_。假设该实验条件下，气体摩尔
17、体积为a Lmol1，集气瓶中溶液的物质的量浓度为_。(2)实验前在C水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，通入氧气前后，实验现象可能为_；写出化学方程式：_。(3)溶液充满集气瓶后，在B水槽里滴加硝酸钡溶液，可能观察到的现象为_；写出所有反应的离子方程式：_；证明B水槽反应后溶液里有Cl的操作方法是_。解析：(1)A瓶中发生的反应有：3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2，总反应的化学方程式为4NO2O22H2O=4HNO3。工业上利用二氧化氮与水反应制硝酸，为了使原料充分利用，不排放大气污染物NO，应向吸收塔(向NO2中)通入足量空气，使氮的氧化物全部转化成硝酸。设A装置中集气瓶体积为
18、V L，NO2气体体积为V L，n(NO2) mol，最后充满液体，硝酸溶液体积为V L，c(HNO3) molL1。(2)SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3是中强酸，通入O2反应后，生成强酸(硫酸)，溶液红色变深。(3)Cl2在水中将SO2氧化成H2SO4，检验Cl前要除去SO。答案：(1)4NO2O22H2O=4HNO3在吸收塔里充入足量空气 molL1(2)红色由浅变深2SO2O22H2O=2H2SO4(3)出现白色沉淀Cl2SO22H2O=2ClSO4H，Ba2SO=BaSO4取少量反应后的溶液于试管中，向试管里加入过量的硝酸钡溶液，待沉淀完全后，静置，取上层清液加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有Cl