2021学年高中化学专题7第1单元氮固定课时作业含解析苏教版必修2

　氮的固定

　(建议用时：40 分钟) [合格过关练] 1．自然界的氮循环如图所示，下列说法不正确的是(

　)

　A．①中 N 2 与 O 2 反应生成 NO B．②中合成氨属于人工固氮 C．③中氮元素被氧化 D．氧元素参与了氮循环 C [A 对，氮气在足量的氧气中，打雷闪电时涉及的一个反应为 N 2 ＋O 2 =====放电2NO，一氧化氮与氧气反应：2NO＋O 2 ===2NO 2 ；B 对，工业合成氨是将 N 2 与 H 2 在一定条件下反应生成 NH 3 ，属于人工固氮； C 错，③中细菌还原硝酸根中+5 价的氮，生成无污染的 0 价的氮气，所以③中氮元素被还原，而不是被氧化； D 对，N 2 在放电条件下与 O 2 直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，，氧元素参与反应，二氧化氮易与水反应生成硝酸和一氧化氮，化学方程式为3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO，氧元素参加了氮循环。] 2．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 C [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。] 3．下列气体为红棕色气体的是(

　) A．NO

　 B．NO 2

　C．N 2

　D．NH 3

　B [NO 2 为红棕色气体，NO 、N 2 、NH 3 为无色气体。] 4．如图所示，弹簧夹 K 开始处于关闭状态，将液体 A 滴入试管②与气体 B 充分反应，打

　开 K，发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体 A 和气体 B 的组合不可能是下列的(

　)

　A．亚硫酸钠溶液、氯气 B．水、二氧化氮 C．水、一氧化氮 D．氢氧化钠溶液、二氧化碳 C [①中水沸腾说明①中气体压强减小，在C项中水与NO不反应，不能使气体压强减小。] 5．把少量 NO 2 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 C [少量 NO 2 气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为 NO、CO 2 ，二者物质的量之比为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，CO 2 与过氧化钠反应生成的 O 2 与 NO 反应生成 NO 2 ，O 2 有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成 O 2 ，所以最后收集到的气体是 NO 2 和 O 2 。] 6．下列气体①N 2 、②O 2 、③NO 2 、④NO、⑤CO 2 、⑥CO 中，属于大气污染物的是 (

　) A．③④⑥ B．①②③④ C．③④⑤⑥ D．全部 A [氮的氧化物、硫的氧化物及 CO 是常见的大气污染物。] 7．诺贝尔化学奖曾授予德国化学家 Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使 CO、NO x 等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是(

　) A．CO 在铂表面被氧化生成 CO 2 ，铂起催化作用 B．汽车尾气中的 NO x 在铂表面发生反应的产物是 N 2

　C．CO 在铂表面可能和 O 2 、NO x 反应 D．NO x 、CO、CO 2 均能与人体中的血红蛋白结合 D [CO、NO x 在铂表面发生的反应为 CO＋NO x ―→CO 2 ＋N 2 (未配平)，也可能是 CO 与 O 2 反应，此过程中铂作催化剂；CO 2 不能与人体中的血红蛋白结合。] 8．在二氧化氮被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比是(

　) A．3∶1 B．1∶3 C．1∶2 D．2∶1 C [二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，氧化剂和还原剂都是二氧化氮，发生还原

　反应和氧化反应的物质的量之比为 1∶2。] 9．一定条件下，将等体积的 NO 和 O 2 的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(

　) A. 14

　 B.34

　 C.18

　 D.38

　C [该反应为 NO、O 2 、H 2 O 之间的反应，先判断是否过量，若过量，找出剩余的气体，计算其体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。由方程式 4NO＋3O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3 计算，NO 和 O 2 等体积混合，剩余 O 2 14 体积，是原混合气体的18 。] 10．无色的混合气体甲可能含 NO、CO 2 、NO 2 、N 2 中的几种，将一定量的甲气体经过如图实验的处理，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．NO 2 、N 2

　B．NO、CO 2

　C．NO 2 、CO 2

　D．NO、CO 2 、N 2

　B [混合气体无色，气体中不含 NO 2 ，气体通过 Na 2 O 2 后显红棕色，说明原混合气体中含有 NO，且有与 Na 2 O 2 反应生成 O 2 的气体 CO 2 ，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 N 2 。] [素养培优练] 11．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 SO 2 和 Na 2 O 2 反应可能有 Na 2 SO 4 生成 B．探究 NO 和 N 2 O 可能化合生成 NO 2

　C．探究 NO 2 可能被 NaOH 溶液完全吸收生成 NaNO 2 和 NaNO 3

　D．探究向滴有酚酞溶液的 NaOH 溶液中通入 Cl 2 ，红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是 HClO 的漂白作用 B [NO和N 2 O反应不可能生成NO 2 ，因为氮元素的化合价均升高，没有元素化合价的降低。] 12．氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。其中反应④的离子方程式为 4NH＋4 ＋5O 2 ===2NO－2 ＋6H＋ ＋N2 O＋5H 2 O。下列说法正确的是(

　)

　 A．①②均属于固氮反应 B．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加 C．反应④中每生成 1 mol H 2 O 共转移 2 mol 电子 D．向海洋排放含 NO—3 的废水可能影响海洋中氮的循环 D [氮的固定是指游离态的氮变成化合态的氮，即由 N 2 生成含氮化合物，故②是氮的固定，①不是，A 错误；反硝化作用是反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐或亚硝酸盐，释放出 N 2 或 N 2 O 的过程，不一定有氧参加，B 错误；反应④中反应为 4NH＋4 ＋5O 2 ===2NO—2 ＋6H＋ ＋N2 O＋5H 2 O，生成 1 mol H 2 O 时消耗 1 mol O 2 ，则转移 4 mol 电子，C 错误；向海洋排放含 NO—3 的废水，会增强 NO—3 的反硝化作用，可能影响海洋中氮的循环，D 正确。] 13．同温同压下，在 3 支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和 NO 2 ，②NO 2 和 O 2 ，③NO 和 N 2 。现将 3 支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为 V 1 、 V 2 、 V 3 ，则下列关系正确的是(

　) A． V 1 > V 2 > V 3

　B． V 1 > V 3 > V 2

　C． V 2 > V 3 > V 1

　D． V 3 > V 1 > V 2

　D [可假设试管体积均为 2 V ，每种气体的体积均为 V ；当倒置于水槽中时：①中有反应：3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO，则剩余气体的体积 V 1 ＝ 43 V ；②中有反应：4NO2 ＋O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3 ，则剩余 O 2 的体积 V 2 ＝ 34 V ；③中气体与水不反应，故试管中气体体积V 3 ＝2 V 。综上所述， V 3 > V 1 > V 2 。] 14．某化学学习小组为探究 NO 2 和 SO 2 的反应，特进行如下实验(如图所示)。

　图 1

　 图 2

　 图 3 (1)图 1 两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。

　(2)图 2 中反应的现象是__________________________________________。

　(3)图 3 中“有红棕色气体产生”说明 SO 2 和 NO 2 反应的产物中有________，说明 NO 2 在该反应中显________性。

　(4) 由 图 2 和 图 3 中 的 现 象 写 出 NO 2 和 SO 2 反 应 的 化 学 方 程 式 ：_______________________________________________________________。

　[解析] 图 3 中反应生成的气体遇空气显红棕色，说明图 2 中反应生成了 NO，即 NO 2 和SO 2 反应，NO 2 转化为 NO，表现氧化性，而 SO 2 则表现还原性，被氧化，S 元素化合价升高，只能变成＋6 价，应转化为 SO 3 。

　[答案] (1)下 (2)两气体混合后，颜色消失 (3)NO 氧化 (4)NO 2 ＋SO 2 ===NO＋SO 3

　15．为了有效实现 NO 和 NO 2 的相互转化，设计如下实验：按图所示组装好实验装置，并检验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶 NO 气体。

　(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使 O 2 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 ①______________________________________________________________； ②______________________________________________________________。

　产生此现象的化学方程式为 _______________________________________________________________。

　[答案] (1)烧瓶中气体由无色变为红棕色

　2NO＋O 2 ===2NO 2

　(2)①烧瓶中红棕色气体又变为无色 ②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升) 3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO 16．[素养题]氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的主要物质。

　(1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下：

　回答下列问题：

　①酸雨的 pH________ (填“＞”“＜”或“＝”) 5.6。

　②D 物质的化学式为________。

　③反应②的化学方程式为_________________________________________。

　(2)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。氨气和二氧化氮在一定

　条件下反应的化学方程式为 6NO 2 ＋8NH 3 =====一定条件7N 2 ＋12H 2 O，则反应 中氧化剂是________，还原剂是____________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________。

　(3)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：

　NO 2 ＋NO＋2NaOH===2NaNO 2 ＋H 2 O 2NO 2 ＋2NaOH===NaNO 2 ＋NaNO 3 ＋H 2 O 现有 V

　L NaOH 溶液能完全吸收 n

　mol NO 2 和 m

　mol NO 组成的大气污染物。

　①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________ mol·L－1 。

　②若所得溶液中 c (NO－3 )∶ c (NO－2 )＝1∶9，则原混合气体中 NO 2 和 NO 的物质的量之比 n ∶ m＝________。

　③用含 n 和 m 的代数式表示所得溶液中 NO－3 和 NO－2 浓度的比值 c (NO－3 )∶ c (NO－2 )＝________。

　[解析] (1)酸雨的 pH＜5.6，正常雨水的 pH＝5.6。由图示转化可知：A 为 SO 2 ，B 为 SO 3 ，D 为 H 2 SO 3 。(3)①因产物 NaNO 3 、NaNO 2 中 n (Na＋ )＝ n (N)，故n (NaOH)＝ n (NO)＋ n (NO 2 )＝( m ＋ n ) mol， c (NaOH)＝ m ＋ nV mol·L－1 。②NO2 和 NO 的混合气体与 NaOH 溶液反应可以认为先后发生如下反应：

　NO 2 ＋NO＋2NaOH===2NaNO 2 ＋H 2 O

　m

　 m

　 2 m

　2NO 2 ＋2NaOH===NaNO 2 ＋

　NaNO 3 ＋H 2 O n － m

　12 ( n － m )

　12 ( n － m ) 当 V (NO 2 )≥ V (NO)时能吸收完全，所以 c (NO－3 )∶ c (NO－2 )＝12n － m2 m ＋ 12n － m＝ 19 ，即n ∶ m ＝3∶2。

　③ c (NO－3 )∶ c (NO－2 )＝ 12 ( n － m )∶ 2 m ＋ 12n － m ＝n － m3 m ＋ n 。

　[答案] (1)①＜ ②H 2 SO 3

　③2SO 2 ＋O 2 2SO 3

　(2)NO 2

　NH 3

　 (3)①m ＋ nV ②3∶2 ③n － m3 m ＋ n