鲁科版高一化学必修一同步精选对点训练氮气和氮的固定.docx
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鲁科版高一化学必修一同步精选对点训练氮气和氮的固定
氮气和氮的固定
1.下列反应起到了固氮作用的是( )
A.工业上N2与H2在一定条件下合成NH3
B.NO与O2反应生成NO2
C.NH3被O2氧化成NO和H2O
D.由NH3制备化肥NH4HCO3
2.下列关于N2性质的叙述中错误的是( )
A.任何物质在氮气中都不能燃烧
B.氮气既具有氧化性,又具有还原性
C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定
D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮
3.下列过程中,不是以游离态的氮为原料最终产生含氮化合物的是( )
A.工业合成氨
B.动物尸体腐烂
C.豆科植物的根瘤菌固氮
D.盛夏时节,雷雨肥田,植物茂盛
4.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.豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物
D.仿生固氮
5.下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是( )
A.氮元素均被氧化
B.工业合成氨属于人工固氮
C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环
6.氮气能大量存在于空气中的根本原因是( )
A.氮气性质稳定,即使在高温下也不与其他物质发生反应
B.氮气比空气轻且不溶于水
C.氮气分子中两个氮原子结合很牢固,分子结构稳定
D.氮气既无氧化性,也无还原性,不与其他物质反应
7.下列关于氮气的说法中错误的是( )
A.通常情况下氮气性质很稳定,所以氮气可以在电焊时作保护气
B.N2+O2
2NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一
C.氮气在空气中约占质量比的
D.在反应3Mg+N2
Mg3N2中,氮气作氧化剂
8.下列关于氮气的有关说法中正确的是( )
A.氮气的化学性质很不活泼,不与任何物质发生反应
B.纯净的氮气是不溶于水的无色气体,无毒无味且比空气略重
C.一定条件下氮气与氢气发生化合反应生成氨,反应中N2表现还原性
D.氮气常用作焊接金属的保护气,是利用氮气化学性质的不活泼性
9.下列关于N2性质的叙述中错误的是( )
A.任何物质在N2中都不能燃烧
B.氮气既具有氧化性,又具有还原性
C.将空气中的N2转变成含氮化合物属于氮的固定
D.N2的化学性质很不活泼的原因是两个氮原子之间共用三对电子,使每个原子都达到稳定结构
10.关于氮气性质的说法中正确的是( )
A.通常情况下,氮气性质不活泼
B.可在氧气中燃烧,生成NO
C.在放电条件下可以与O2反应生成NO2
D.与氢气在一定条件下发生反应时作还原剂
11.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从而制硝酸
12.关于氮气的性质的说法中,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.通常情况下,氮气性质很不活泼
C.可在氧气中燃烧生成一氧化氮
D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
13.下列过程没有起到氮的固定作用的是( )
A.氮气与氧气反应生成一氧化氮
B.氮气与氢气在一定条件下合成氨
C.氨催化氧化生成一氧化氮
D.豆科植物根瘤菌将空气中氮气转化为含氮化合物
14.下列变化属于氮的固定的是( )
A.植物从土壤中吸收氮肥
B.大豆的根瘤菌将含氮的化合物转变为植物蛋白质
C.将空气中的氮气转变为氮的化合物
D.硝酸和氨气反应生成氮肥
15.具有氮的固定作用的化学反应是( )
A.氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气
B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C.氨气经催化氧化生成一氧化氮和水
D.由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵
16.下列叙述中,不属于氮的固定的方法是( )
A.根瘤菌把氮气变为硝酸盐
B.氮气和氢气合成氨
C.从液态空气中分离氮气
D.氮气和氧气合成一氧化氮
17.下列变化不属于氮的固定的是( )
A.根瘤菌把氮气转化为氨
B.氮气和氢气在适宜条件下合成氨
C.氮气和氧气在放电条件下合成一氧化氮
D.工业上用氨和二氧化碳合成尿素
18.下列反应属于氮的固定的是( )
A.空气在雷电作用下所产生一氧化氮
B.一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮
C.铜与浓硝酸反应产生二氧化氮
D.氯化铵与氢氧化钙反应生成氨气
19.下列关于氮气的性质和用途的叙述中错误的是( )
A.是一种很难溶于水的无色无味气体
B.通常情况下,很难与其它物质发生化学反应
C.从空气中分离出的氮气,可用于填充白炽灯的灯泡
D.从空气中分离出的氮气,不能用于生产氮肥
20.某食品袋内充有某种气体,其成分可能是( )
A.氧气
B.氮气
C.氯气
D.氢气
21.下列关于氮气的说法中错误的是( )
A.氮气在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供呼吸
B.液氮可用于医学和高科技领域,制造低温环境
C.高温或通电的条件下,氮气能与氧气化合生成一氧化氮
D.高温高压催化剂条件下与氢气反应时,氮气作还原剂
22.已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气。
(1)写出上述制取氮气的反应的化学方程式:
______________________________;
(2)从图a、b、c中选择制取N2的合适装置______(填代号)。
23.实验室常用饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应制取纯净的氮气.反应的化学方程式为:
NaNO2+NH4Cl
NaCl+N2+2H2O(此反应是放热反应),实验装置如图所示。
试回答:
(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是________(填编号);
A.防止NaNO2饱和溶液蒸发
B.保证实验装置不漏气
C.使NaNO2饱和溶液容易滴下
(2)B部分的作用是______(填编号);
A.冷凝 B.冷却氮气 C.缓冲氮气流
(3)加入药品前必须进行的一个实验步骤是______________________,加热片刻后,即应移去酒精灯以防反应物冲出,其原因是______________________;
(4)收集N2最适宜的方法是________(填编号);
A.用排气法收集在集气瓶中
B.用排水法收集在集气瓶中
C.直接收集在气球或塑料袋中
24.N2在化工生产、农业、医疗、航天航空等诸多领域用途广泛,某化学兴趣小组同学为探究在实验室制备较为纯净N2的方法,进行了认真的准备.请你参与交流与讨论。
N2的制法有下列三种方案:
方案1:
加热条件下,以NH3还原CuO可制得N2,同时获得活性铜粉;
方案2:
加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2;
方案3:
将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2;
以实验室常见仪器(药品)等设计的部分装置如图(有的夹持和加热仪器未画出)。
(1)若按方案1制得干燥、纯净的N2,且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料,整套制气装置按气流从左到右的顺序连接的顺序是(填写序号,下同)_________________,获得N2的反应原理是(写反应方程式)_________________________________________________;
(2)若以排水法收集N2,其中会混入水蒸气。
但也不宜用排空气法,其原因是_________________;
(3)若以方案2制得N2,应选择的发生装置是____________________,为保证实验安全顺利进行,操作时应________________________________________________________;
(4)上述三个方案中,制得的N2纯度最差的是________,在N2纯度要求不甚严格的情况下,有人建议将方案1和方案3结合使用,你认为其优点是__________________________。
25.N2在化工生产、农业、医疗、航天航空等领域用途广泛。
现提供以下装置(连接仪器略去):
(1)某化学兴趣小组甲同学欲用加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2,应该选择的发生装置是____________,在添加药品、制取气体前必须进行的操作是_________________;
(2)在加热条件下,用NH3还原CuO可制得N2,同时获得铜粉,此反应的化学方应方程式是__________________________________;
(3)乙同学用此法制得干燥、纯净的N2,且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料。
按气流从左到右,整套装置的连接顺序是_________________(填写字母序号);最后一个装置中试剂的作用是____________。
26.如图是有关氮的循环示意图:
(1)过程①中通过______________的作用将空气中的氮气固定下来。
(2)请写出②中合成氨反应的化学方程式:
__________________。
(3)请写出③中固氮反应的方程式:
______________________。
(4)过程④中的亚硝酸盐有毒,工业上若直接排放将造成对环境的污染。
已知NaNO2遇到还原性较强的NH
等被还原为N2,在废液中加入下列物质不能使NaNO2无害化排放的是________________。
a.H2O2 b.NH4Cl c.KNO3
答案解析
1.A
【解析】 由定义知,氮的固定是将空气中游离态的氮转化成含氮化合物。
2.A
【解析】 活泼金属钠、镁、铝可以在N2中燃烧。
3.B
【解析】工业合成氨的反应为N2+3H2
2NH3;动物尸体的腐烂是从高分子有机氮到小分子有机氮的过程;豆科植物的根瘤菌的固氮过程是在生物酶的作用下把氮气转换为氨;高能固氮是将氮气和氧气在放电条件下转化为一氧化氮,一氧化氮与氧气反应转化成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸进入土壤后转化成硝酸盐,被植物吸收,而使其茂盛。
4.C
【解析】A、B两项是化合态氮之间的转化,不属于氮的固定;C属于自然固氮;D属于人工固氮。
5.A
【解析】A项,合成氨反应中,氮元素的化合价降低被还原,错误;B项,工业合成氨属于人工固氮,正确;C项,硝酸盐转化为蛋白质及经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐,实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化,并且碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环,正确;D项,碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环,正确。
6.C
【解析】N2性质稳定,但高温下可与O2等物质发生反应;氮气比空气轻且不溶于水不是N2能大量存在于空气中的根本原因,N2能大量存在于空气中的根本原因是氮气分子中两个氮原子结合很牢固,分子结构稳定。
7.C
【解析】氮气化学性质很稳定,很难与其它物质发生反应,常用于灯泡、保存粮食、焊接金属等的保护气;氮气能与氧气反应,生成的一氧化氮是汽车尾气成分之一,造成环境污染。
氮气在空气中的体积含量约为4/5。
在一定条件下,氮气作为氧化剂能与金属、氢气等反应。
8.D
【解析】在通常情况下,氮气化学性质很不活泼,但在一定条件下,氮气能与氢气、氧气、镁等物质反应;氮气是不溶于水的无色无味无毒气体,比空气略轻;一定条件下N2与H2化合生成NH3时,氮气得电子表现氧化性;氮气化学性质很不活泼,常用作焊接金属的保护气。
9.A
【解析】镁可以在N2中燃烧,A项错误。
10.B
【解析】通常情况下,氮气的性质很不活泼,A项正确;氮气不能在氧气中燃烧,B项错误;N2在放电条件下可以与O2反应生成NO,C项错误;氮气与氢气在高温、高压和催化剂条件下反应,氮气作氧化剂,D项错误。
11.A
【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;食品袋中充氮气可防止食品缓慢氧化而变质,C项正确;氮气与氧气的反应很难进行,不能用氮气与氧气反应制NO,D项错误。
12.C
【解析】通常情况下氮气的性质很不活泼,在放电或高温条件下,能跟氧气反应。
13.C
【解析】氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮,即将氮气转化为含氮化合物的过程。
氨气和一氧化氮都是化合物,它们间的转化不是氮的固定。
14.C
【解析】氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮,即将氮气转化为含氮化合物的过程。
15.A
【解析】氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮,即将氮气转化为含氮化合物的过程。
一氧化氮转化为二氧化氮、氨气转化为一氧化氮、氨气转化为铵盐,都是含氮化合物间的转化,不是氮的固定。
16.C
【解析】氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮,即将氮气转化为含氮化合物的过程。
从液态空气中分离出氮气,不属于氮的固定。
17.D
【解析】氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮,即将氮气转化为含氮化合物的过程。
工业上用氨和二氧化碳合成尿素,是含氮化合物间的转化,不属于氮的固定。
18.A
【解析】氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮,即将氮气转化为含氮化合物的过程。
一氧化氮转化为二氧化氮、硝酸转化为二氧化氮、氯化铵转化为氨气,都是含氮化合物间的转化,不是氮的固定。
19.D
【解析】氮气是一种很难溶于水的无色无味气体,氮气的化学性质很稳定,很难与其它物质发生化学反应,常用于灯泡、保存粮食、焊接金属等的保护气,从空气中分离出的氮气,能与氢气在高温高压催化剂的条件下发生反应,生成的氨气用于生产氮肥。
20.B
【解析】氮气的化学性质稳定,能充当食品袋内的保护气,防止食品氧化变质。
食品需防O2氧化,Cl2本身有毒,H2密度太小。
21.D
【解析】氮气是一种无色无味的气体,是空气的主要成分之一,在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供呼吸;氮气的化学性质很稳定,很难与其它物质发生化学反应,但在高温等条件下,能与活泼金属、氢气、氧气等反应;液氮具有冷冻麻醉的作用,可用于医疗上手术麻醉。
22.
(1)NaNO2+NH4Cl
NaCl+N2↑+2H2O
(2)a
【解析】
(1)实验室可用饱和亚硝酸钠溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气,反应生成氮气、氯化钠和水,反应的化学方程式为:
NaNO2+NH4Cl
NaCl+N2↑+2H2O;
(2)实验室可用饱和亚硝酸钠溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气,选择a。
23.
(1)C
(2)A (3)检查装置的气密性,该反应为放热反应 (4)C
【解析】
(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是使NaNO2饱和溶液容易滴下,因为该反应放热,增加蒸馏瓶内压强,不用导管时长颈漏斗内的液体不能滴入蒸馏瓶中;
(2)因为氯化铵和亚硝酸钠的反应是放热反应,溶液产生大量泡沫,使溶液的液面上升,生成大量气体,如果放出的氮气太快,会使单孔胶塞冲出,造成气体外泄,故要用“冰盐”冷凝;(3)制取气体前,加入药品前必须进行的一个实验步骤是检查装置气密性,加热片刻后,即应移去酒精灯以防反应物冲出,其原因是该反应是一个放热反应;(4)因为氮气的密度与空气相近,不能用排空气法收集,因为要收集干燥的气体,故也不能用排水法.故收集N2最适宜的方法是直接收集在气球或塑料袋中。
24.
(1)E→D→B→C 2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O
(2)氮气的密度与空气接近
(3)A 检查装置的气密性;将分液漏斗上部活塞凹槽与口部小孔相对;向烧瓶内加少许碎瓷片;
(4)方案3 Cu和CuO可以循环使用,节省药品
【解析】
(1)浓氨水易挥发,CaO固体与水反应放出大量的热,导致温度升高,使得氨气在水中的溶解度进一步减少,以气体的形式逸出,制得氨气,题中所给的装置,适用于制备气体的发生装置的是E,氨气中混有水蒸气,故可用碱石灰干燥,选用D装置,氨气和氧化铜在B装置中反应,反应方程式为:
2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O,按方案1制取N2中会含有未反应的氨气,因此,还需要用试剂吸收氨气,由于氨气是一种碱性气体,所以用浓硫酸来吸收氮气中的氨气,选用C装置,连接的顺序是E→D→B→C;
(2)N2的相对分子质量28与空气的平均相对分子质量相近,故不宜用排空气法;(3)根据信息反应物是亚硝酸钠和氯化铵的浓溶液混合物,NaNO2+NH4Cl
NaCl+N2+2H2O,需圆底烧瓶作反应容器,需加热,A装置适合;为保证实验安全顺利进行,装药品前检查装置的气密性;向烧瓶内加少许碎瓷片防暴沸;将分液漏斗上部活塞凹槽与口部小孔相对,便于液体顺利流下;(4)从制备过程看,方案1和2能得到纯净的氮气,而方案3制取的氮气中混有稀有气体、二氧化碳、水蒸气等物质。
故方案3氮气纯度最差;方案1和3反应原理简单,原料来源多,铜和氧化铜可以循环利用。
25.
(1)A 检查装置的气密性
(2)3CuO+2NH3
N2+3Cu+3H2O (3)DEBC 吸收多余的氨气
【解析】
(1)该反应中反应物是固体和液体、反应条件是加热,所以应该选取固液混合加热型装置,A项正确,该装置中需要连接仪器,所以作实验前要检查装置的气密性;
(2)该反应的反应物是NH3、CuO,生成物是N2、Cu,反应条件是加热,所以该反应方程式为2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O;
(3)氨气不能直接排空,应该用酸吸收,则C装置的作用是吸收多余的氨气。
26.
(1)豆科作物的根瘤菌
(2)N2+3H2
2NH3
(3)N2+O2
2NO
(4)a、c
【解析】豆科作物的根瘤菌可把空气中的氮固定下来;工业利用氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下合成氨;放电条件下,氮气和氧气反应生成一氧化氮。
根据题给信息知亚硝酸钠具有氧化性,可被铵根离子等还原性物质还原,氯化铵属于铵盐,可使亚硝酸钠无害化处理。
而过氧化氢具有强氧化性,硝酸钾无还原性,不能使亚硝酸钠无害化排放。