鲁科版高中化学必修一 321 氮气与氮的氧化物 同步练习.docx

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鲁科版高中化学必修一321氮气与氮的氧化物同步练习

第3章自然界中的元素

第2节氮的循环

第1课时氮气与氮的氧化物

基础过关

1．1940年首次发生的“洛杉矶光化学烟雾事件”给人们的健康造成很大的影响。

形成光化学烟雾的主要物质是（　　）

A．碳的氧化物　　　　　　B．硫的氧化物

C．氟利昂D．氮的氧化物

2．Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域有很大进展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。

关于NO的下列叙述不正确的是（　　）

A．NO可以是某些含低价N物质氧化的产物

B．NO不是亚硝酸酐

C．NO可以是某些含高价N物质还原的产物

D．NO是红棕色气体

3．NO2溶于水与水反应中，发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量之比为（　　）

A．3∶1　　　　　　　　B．1∶3

C．1∶2D．2∶3

4．收集NO和NO2两种气体的方法正确的是（　　）

A．都可用排水法

B．NO用排水法，NO2用向上排气法

C．都可用向上排气法

D．NO用向上排气法，NO2用排水法

5．下列气体中，不会造成空气污染的是（　　）

A．N2　　　　　　　　　B．NO

C．NO2D．CO

6．中国汽车销量增长幅度很大，同时也带来了空气污染。

汽车尾气转化装置里，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（　　）

A．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2

B．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物

C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应

D．该转化总反应：

2NO＋O2＋4CO

4CO2＋N2

7．实验室制备气体后，在收集气体时，往往根据气体的性质选择不同的收集方法，当小明在实验室制备下列气体时，只能使用排水法收集的是（　　）

A．HClB．CO2

C．NOD．NO2

8．亚硝酸（HNO2）既可做氧化剂又可做还原剂，当它在反应中做氧化剂时，可能生成的是（　　）

A．N2O5B．N2O3

C．NH3D．NO2

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（　　）

A．氧气

B．二氧化氮

C．二氧化氮和氧气

D．二氧化氮和一氧化氮

10．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下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为（　　）

A．NO2、N2

B．NO、CO2

C．NO2、CO2

D．NO、CO2、N2

能力提升

11．运用氮及其化合物的知识，完成下列各题。

（1）下列属于氮的固定的是________。

A．氨气催化氧化生成NO气体

B．人工模拟根瘤菌固氮的原理合成氨

C．空气通过灼热的铜网时，氧气反应后剩余氮气

D．将氮气降温、加压得到固态的氮

（2）氮的循环在自然界元素的循环中具有重要意义，有些循环是从氮气到氮的化合物，有的循环是从氮的化合物到氮的化合物。

下列过程中以游离态氮为原料，最终产生氮的化合物的是________。

A．工业合成氨

B．硝化细菌的硝化过程

C．动物尸体腐烂

D．豆科植物的根瘤菌固氮

E．盛夏时节，雷雨肥田，植物茂盛

（3）下列环境问题与二氧化氮的排放有关的是________。

A．酸雨B．光化学烟雾

C．臭氧空洞D．温室效应

（4）下列气体都有毒，使人中毒的原理与CO相似的是________。

A．Cl2B．SO2

C．NOD．NO2

12．在元旦联欢会上，某同学表演了一段魔术：

首先收集一集气瓶红棕色的气体，用玻璃片盖好，然后向其中加入少量水，振荡后变为无色，然后轻轻移动玻璃片使少量空气进入集气瓶，气体又变为红棕色，振荡，又变为无色……学完本节课，你就能揭示该同学表演的魔术的秘密：

（1）集气瓶中红棕色的气体是________。

（2）气体颜色变化的原因是_________________________________________________

________________________________________________________________________；

有关反应的化学方程式为___________________________________________。

（3）做魔术时操作者要注意什么问题？

为什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

13．用大试管收集一试管NO2气体，倒扣在盛水的水槽里，试管内产生的现象为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

再往试管里通入适量氧气，试管内又产生的现象为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

产生上述现象的原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

14．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。

（1）用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：

2NO2＋2NO＋4NaOH===4NaNO2＋2H2O　①

2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O　②

在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。

在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为______________。

（2）汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成对大气无污染的气体，该反应的化学方程式为_______________________。

15．某活动小组利用如图装置验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理（装置气密性已检查完毕）。

Ⅰ.向广口瓶中通入NO并测定NO的体积

（1）通入NO前，从滴定管中向广口瓶中加入水；

（2）从导管a通入一定量的NO，并记录滴定管液面变化的示数为VL（V<0.05，气体体积已换算为标准状况）。

Ⅱ.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、K3，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反应方程式：

___________________________________________、

__________________________________________________；

（2）继续通入O2，打开K3并及时调整滴定管；

（3）液面与广口瓶中液面相平，直至广口瓶中刚好充满液体。

①当通入氧气的体积为

VL时，则广口瓶中剩余的气体体积为__________；

②当广口瓶中刚好充满液体时，所得溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。

参考答案

基础过关

1.【解析】以NO和NO2为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。

【答案】D

2.【解析】亚硝酸酐是N2O3；NO是无色气体。

【答案】D

3.【解析】在3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应中，有1molNO2发生还原反应的同时有2molNO2发生氧化反应。

【答案】C

4.【解析】空气的平均相对分子质量是29，NO的相对分子质量是30，二者相近，而且NO能与O2反应，所以不能用排空气法收集NO气体（C、D项被排除）；NO2能与水反应，所以不能用排水法收集（A项被排除）。

【答案】B

5.【解析】空气中N2占78%（体积分数），可见N2不会造成空气污染。

【答案】A

6.【解析】N2不是污染性气体，A不正确；B中的N2是还原产物，B不正确；NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2，C不正确。

【答案】D

7.【解析】HCl极易溶于水，不能用排水法收集；CO2用向上排空气法收集；NO由于能与空气中的O2反应，故只能用排水法收集；NO2可与水反应，只能用排空气法收集。

【答案】C

8.【解析】由于HNO2中氮的化合价为＋3价，而当HNO2做氧化剂时，得电子，化合价降低，故选NH3。

【答案】C

9.【解析】少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成的O2与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。

【答案】C

10.【解析】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。

【答案】B

能力提升

11.【解析】把游离态的氮转化为化合态的氮的过程称为氮的固定，

（1）

（2）实质上都是考查氮的固定。

（3）氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。

（4）NO与CO都易与血红蛋白结合，一旦结合就易导致人体缺氧。

【答案】

（1）B　

（2）ADE　（3）AB　（4）C

12.【解析】NO2气体溶于水，与水反应生成NO，NO遇到O2又转化为NO2，伴随着气体成分的改变，气体的颜色发生变化。

【答案】

（1）NO2

（2）NO2与H2O反应生成无色气体NO，无色气体NO遇到空气，与空气中的O2反应又生成红棕色的NO2

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2

（3）做魔术时要注意安全，因为NO2、NO都有毒

13.【解析】NO2与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以水会上升到试管容积的

处；反应生成的NO又与O2反应生成红棕色的NO2气体，而NO2又与水反应，水面又上升。

【答案】试管内红棕色气体逐渐消失，水面上升至试管容积的

处　试管内又出现红棕色，接着红棕色消失，液面又上升　由于NO2易溶于水，发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故颜色消失，液面上升至容积的

处。

当再充入O2时，发生反应2NO＋O2===2NO2，故又出现了红棕色，NO2继续溶于水并与水反应，气体颜色又消失，液面又上升

14.【解析】

（1）在反应①中NO2中的氮元素化合价降低做氧化剂，NO中氮元素化合价升高做还原剂；在反应②中氧化剂和还原剂都是NO2，它们的物质的量之比为1∶1。

（2）根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。

【答案】

（1）NO2　NO　1∶1

（2）2NO＋2CO

N2＋2CO2

15.【解析】Ⅱ.（3）NO遇到O2，生成红棕色的NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO，上述两个方程式合并可得：

4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。

反应掉NO的体积为V（NO）＝

V（O2）＝

VL×

＝

VL，

剩余气体体积为

L；

生成HNO3的物质的量为n（HNO3）＝n（NO）＝

mol，c（HNO3）＝

＝

mol·L－1。

【答案】Ⅱ.

（1）气体先变为红棕色，然后逐渐变浅，直至无色　2NO＋O2===2NO2　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

（3）①

L　②