1、专题7氮与社会可持续发展第一单元氮的固定双基巩固学考突破1.下列各项属于自然固氮的是()。A.植物从土壤中吸收含氮肥料B.合成氨制取氮肥C.N2与O2在雷电作用下生成NOD.化学模拟生物固氮答案:C解析:A、B两项是化合态氮之间的转化,不属于氮的固定;D属于人工固氮;C属于自然固氮。2.生物固氮是指()。A.植物从土壤中吸收含氮养料B.豆科植物的根瘤菌将氮气转变为氮的化合物作为养料吸收C.将氮转变为硝酸及其他氮的化合物D.反硝化细菌将硝酸转变为氮气放出答案:B3.下列有关氮气用途的说法不正确的是()。A.作焊接金属的保护气B.制硝酸和化肥的原料C.食品袋中充氮气来防腐D.与氧气反应制NO从而制
2、硝酸答案:D解析:氮气的化学性质不活泼,能防止金属在高温下被空气中的氧气氧化,A项正确;氮气可用于合成氨,氨可作制硝酸和化肥的原料,B项正确;食品袋中充氮气可减缓食品被氧化而变质的速率,C项正确;氮气与氧气的反应很难进行,不宜用氮气与氧气反应制NO从而制备硝酸,D项错误。4.下列关于氮气的说法中错误的是()。A.氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环C.通常情况下,很难与其他物质发生化学反应D.在反应3Mg+N2Mg3N2中N2作还原剂答案:D解析:N2与金属、H2反应时作氧化剂。5.下列关于NO的说法中错误的是()。A.NO是无色气体B.
3、NO是汽车尾气的有害成分之一C.可以用向上排空气法收集NOD.NO在一定条件下也可作氧化剂答案:C解析:因NO可与空气中的O2反应生成NO2,故NO不能用排空气法收集,只能用排水法收集。6.在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应的物质与发生氧化反应的物质的质量比为()。A.31B.13C.12D.21答案:C解析:,发生还原反应的NO2与发生氧化反应的NO2的质量比为12。7.工业上常用原理:NOx+NH3N2+H2O,使NOx转化为无毒的N2,现有NO、NO2的混合气体3.0 L,可与3.5 L相同状况的NH3恰好完全反应,全部转化为N2,则在原混合气体中NO与NO2的物质的量之比是()。A
4、.11B.21C.31D.13答案:D解析:相同状况下,气体的体积之比等于物质的量之比,则3.0molNO、NO2混合气体与3.5molNH3恰好反应生成N2,设NO的物质的量为x,则NO2的物质的量为(3mol-x),由得失电子守恒可知2x+4(3mol-x)=33.5mol,x=0.75mol,故原混合气体中NO与NO2的物质的量之比为13。8.A、B、C三种气体,A为无色不溶于水的气体单质,在一定条件下,A与O2反应生成B,B无色且微溶于水,它也能与O2反应生成C,C易溶于水并与水反应生成B,反应后所得溶液呈酸性,则:(1)三种气体的化学式为A,B,C。(2)除去A气体中的少量O2的方法
5、是。(3)除去B中的少量C的方法是。答案:(1)N2NONO2(2)通过灼热的铜丝网(3)通过盛水的洗气瓶后干燥解析:A为无色不溶于水的气体单质,A可能是H2、N2、O2等,A与O2反应生成B,B无色且微溶于水,则A为N2,B为NO,C为NO2。9.以下是氮循环的一部分:(1)通常状况下,NO2的颜色是。(2)反应的化学方程式是。(3)NO2易溶于水,并与水发生化学反应。该反应中,氧化剂是。(4)化合物A的化学式是。(5)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2 mol N2时,被还原的NO为 mol。答案:(1)红棕色(2)N2+O22NO
6、(3)NO2(4)HNO3(5)4解析:(1)NO2的颜色是红棕色。(2)反应是N2与O2在放电条件下的反应,化学方程式是N2+O22NO。(3)NO2易溶于水,发生的反应是3NO2+H2O2HNO3+NO。该反应中,NO2中的氮元素化合价既有降低又有升高,NO2既是氧化剂又是还原剂。(4)由3NO2+H2O2HNO3+NO知A的化学式是HNO3。(5)从2NO+2CO2CO2+N2看出NO与N2的物质的量之比为21,则生成2molN2时反应的NO为4mol。10.为了有效实现NO与NO2的相互转化,设计如下实验:按图组装好实验装置,并检验装置气密性,实验前用排水法收集半烧瓶NO气体。(1)打
7、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:,产生此现象时发生反应的化学方程式为。(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象为;。产生此现象时发生反应的化学方程式为。答案:(1)烧瓶中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水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)3NO2+H2O2HNO3+NO解析:(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2,化学方程式为2NO+O22NO2。(2)轻轻摇动烧瓶,使得NO2与水发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,所以烧瓶中红棕色气体又变为无色,烧瓶中液面上升;产生此现象时发生反应的化学方程式
8、为3NO2+H2O2HNO3+NO。选考奠基素养提升1.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“雷电作用”中发生的反应是N2+O22NOB.过程“固氮作用”中,氮气被还原C.中涉及的反应可能有2NO2-+O22NO3-D.中涉及的反应可能有2NO3-+12H+N2+6H2O答案:D解析:过程“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项正确;过程“固氮作用”中氮元素化合价降低,氮气被还原,B项正确;中NO2-被氧化为NO3-,涉及的反应可能有2NO2-+O22NO3-,C项
9、正确;中氮元素化合价降低,NO3-被还原,涉及的反应不可能为2NO3-+12H+N2+6H2O,因为此反应中只有元素化合价降低,没有元素化合价升高,且电荷不守恒,D项错误。2.科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是()。A.探究SO2与Na2O2反应可能有Na2SO4生成B.探究NO与N2O可能化合生成NO2C.探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3D.探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞溶液红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用答案:B解析:NO与N2O反应不可能生成NO2,因为氮元素的化
10、合价均升高,没有元素化合价的降低。3.下列物质之间的转化不能通过一步反应实现的是()。A.N2NOB.N2NO2C.NONO2D.NO2NO答案:B解析:A项,N2+O22NO;C项,2NO+O22NO2;D项,3NO2+H2O2HNO3+NO。4.如图所示,试管中盛装的气体呈红棕色,当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水面继续上升,经过多次重复后,试管被水充满,对原试管中盛装的气体的说法正确的是()。A.可能是N2与NO2的混合气体B.可能是N2O气体C.可能是NO与NO2的混合气体D.不可能是NO2一种气体答案:C解析:试管中盛装
11、的气体呈红棕色,那么一定有二氧化氮存在。根据题述现象可知,原试管中盛装的气体的成分情况可能为NO2、NO2和O2(少量)、NO2和NO等,本题选C。5.如图所示,室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体的体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题:(1)写出观察到的现象(可不写满,也可补充):;。(2)上述过程中发生反应的化学方程式有。(3)最终试管中剩余的气体是,体积为。答案:(1)通入O2,试管内气体由无色变为红棕色试管内液面上升试管内剩余无色气体(2)2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO(3)NO1.0 mL解析:通入的O2与NO发生反应
12、生成NO2:2NO+O22NO2,所以看到有红棕色气体生成;生成的NO2溶于水:3NO2+H2O2HNO3+NO,气体被消耗,所以会看到试管内液面上升;总反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O4HNO3,NO过量,故最后有无色气体剩余。设1.5mLO2全部参加反应,由总反应4NO+3O2+2H2O4HNO3知:V反应(NO)=V(O2)43=1.5mL43=2.0mL,而NO的总体积是3.0mL,故剩余NO气体的体积是1.0mL。6.将10 mL充满NO2和O2混合气体的试管倒置在水槽中,反应停止后试管内剩余2 mL无色气体,则原混合气体中NO2和O2各多少毫升?答案:(1)若剩余的是NO
13、,则NO2和O2的体积分别为9.2 mL和0.8 mL。(2)若剩余的是O2,则NO2和O2的体积分别为6.4 mL 和3.6 mL。解析:剩余2mL气体可能是NO或O2,分两种情况讨论:(1)若剩余的是NO,可以看成先发生了反应:4NO2+O2+2H2O4HNO3。剩余的NO2又与水作用,最终有2mLNO产生。由反应3NO2+H2O2HNO3+NO得剩余的NO2体积为2mL3=6mL。则原有O2体积为(10mL-6mL)14+1=0.8mL,NO2体积为10mL-0.8mL=9.2mL。(2)若剩余的是O2,则有10mL-2mL=8mL是NO2与O2的混合气体按反应:4NO2+O2+2H2O4HNO3进行。所以NO2的体积为8mL41+4=6.4mL,O2体积为10mL-6.4mL=3.6mL。
