新教材2019-2020人教版高中化学必修第二册新学案课时跟踪检测：四氮气及氮的氧化物

1、课时跟踪检测（四）氮气及氮的氧化物A级一学业水平考试达标练1 .下列过程不属于固氮的是（）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俊根离子和硝酸盐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固氮是指将游离态氮转化为氮的化合物。雷电时N2+O2=2NO,N2转化为NO,故A属于固氮；氮气转化为氨，故B属于固氮；没有发生化学反应，故C不属于固氮；氮气转化为硝酸盐，故D属于固氮。2 .如图所示，两个连通容器用活塞分开，左右两室各充入一定量NO和_02,且恰好使两容器内气体密度相同，打开活塞，使NO与O2充分反应，回用9最终容器内混合气体密度比原来（）A

2、.增大B,减小C.不变D.无法确定解析：选C反应前后混合气体的质量和体积不变，所以密度不变。3 .下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是（）A.氮的氧化物都是酸性氧化物B.氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性C. NO2与H2O反应生成HNO3,所以NO2是酸性氧化物D. NO和NO2均有毒解析：选DNO、NO2等不是酸性氧化物；N2O5中氮元素为最高价，只有氧化性；NO2与H2O反应生成HNO3时N的价态发生了变化，故NO2不是酸性氧化物。4.下列关于N2的说法错误的是（）A.通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气高温B.反应N2+O2=2NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一，一一

3、，一，4C.N2的质量约占空气总质量的-5点燃D.在反应3Mg+N2=Mg3N2中，N2作氧化剂解析：选CN2在空气中的体积含量约为4,C项错误。55.电闪雷鸣的雨天，空气中的N2会发生一系列反应，生成氮的化合物。雷雨时，一般不可能生成的氮的化合物是（）NH3NONO2N2O3N2O5HNO3A.B.C.D.解析：选C放电时，空气中的N2和O2会化合生成NO,NO很容易与O2反应生成NO2,NO2溶于水生成HNO3和NO,一般不能生成NH3、N2O3和N2O5。6.氮气是大气中含量最多的气体，下列有关氮气的说法正确的是氮元素的非金属性较强，所以氮气是一种活泼的非金属单质常温下，N2既能与O2反

4、应，又能与H2反应通过灼热的镁粉除去N2中的O2“雷雨发庄稼”是指雷雨时可增加土壤中氮肥的含量，此变化属于氮的固定3molH2与1molN2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于6X6.02X1023A.B.C.D.解析：选D氮元素是非金属性较强的元素，N2的结构式为N三N,两个氮原子通过三个共价键结合，键能大，难断裂，所以N2是一种不活泼的非金属单质，故错误。N2既能与。2反应又能与H2反应，但不是常温下:放电高温、高压N2+O2=2NO,N2+3H2催化剂2NH3,故错误。N2与O2均能与灼热的镁粉发生反应:2Mg+O2=2MgO,N2+3Mg=Mg3N2所以不能通过灼热的镁粉除去N2中的

5、。2,故错误。雷雨时，空气中的N2能在放电的条件下转化为NO,进而通过一系列反应转化为HNO3,可增加土壤中氮肥的含量，此变化属1molN2与3molH2反应的过于氮的固定，故正确。N2与H2合成NH3属于可逆反应,程中，由于N2不可能完全转化，不可能生成2molNH3,所以转移电子的物质的量小于6mol故正确。7.四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒置于盛有水的NO2的是（）A水槽中，放置一段时间后的现象如图所示。其中原试管充满解析：选B根据化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO可知，剩余气体是反应前的1 一一，-,故B项正确。38.实验室以空气和镁为原

6、料制备Mg3N2的装置如图所示（夹持和加热装置略去）：分散划石施缴空气被石袅中的迷膜性帙粉镁粉tL_卜列说法正确的是（）A.装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液B.若去掉装置C,对产品纯度无影响C.实验时应先加热C,通入一段时间空气后再加热DD.E中碱石灰的作用是吸收尾气解析：选CA错，要制备氮化镁,需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸。B错，若去掉装置C,镁与氧气反应生成氧化镁,对产品纯度有影响。C对，实验时，应先加热C,通入一段时间空气除去氧气，然后再加热D。D错，装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。9.以下是氮循环的一部

7、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，并和水发生化学反应。该反应中，氧化剂是。(4)化合物A的化学式是。、，一一，一.一一.、，一,一、催化剂(5)治理汽车尾气的一种万法是用催化剂使NO与CO发生反应：2NO+2CO=2CO2+N20当生成2molN2时，被还原的NO为mol。解析：(1)NO2的颜色是红棕色。(2)反应是N2和O2在放电条件下的反应，化学方程,一放电式是N2+O2=2NO。(3)NO2易溶于水，发生的反应是3NO2+H2O=2HNO3+NO,该反应中NO2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3NO

8、2催化剂+H2O=2HNO3+NO知A的化学式是HNO3。(5)从2NO+2CO=2CO2+N2看出NO和N2的比为2：1,则生成2molN2时反应的NO为4mol。.、.、.放由答案：(1)红标色(2)Nz+O2=2NO(3)NO2(4)HNO3(5)410.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：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。在反应中，氧化剂是,还原剂是。在反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之

9、比为(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。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:答案：（1）NO2no1：1一定条件(2)8NH3+6NO27N2+12H2OB级一选考等级考试增分练1.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。下列关于海洋氮循环的说法正确的是海外袅血争却牝祚用_；*'瓦喃牝作用A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化B.海洋中的氮循环属于固氮作用的是C.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与D.向海洋中排放含NO3的废水会影响海洋中NH4的含量解析：选DA项，海洋中的氮循环起始于氮的还原，错误;B项，海

10、洋中的氮循环属于固氮作用的是，错误；C项，反硝化作用是氮元素化合价降低的过程，反硝化细菌在氧气不足的条件下还原N,不一定有氧气参与，错误；D项，由氮的循环过程可知，NO3增多，反硝化作用增强，会进一步影响海洋中NH4的含量，正确。2.如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体,该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为（）A. 3：2B. 2：3C. 8：3D. 3：8解析：选C该过程中涉及的反应有2NO+O2=2NO2>3NO2+H2O=2HNO3+NO可将两个方程式“合并”为4NO+302+2H2O=4

11、HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO。则可知m体积的NO气体与n体积的02恰好完全反应。4N0+302+2H2O=4HNO34:修=3：n,解得m：n=8：3。3.将充有mmLNO和nmLNO2气体的试管倒立于水槽中，然后通入mmL02,若已知m<n,则充分反应后，试管中的气体在同温同压下的体积为4n13m+n3A.-2-mLD.3(nm)mL解析：选BNO不与水反应，NO2与水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO,nmLNO2参加反应可生成nmLNO,所以试管中有NOm十日mL,通入mmLO2会发生反应：333nmn4NO+3O2+2H2O=4HNO3

12、。若O2剩余，则剩余O2的体积为mmL-m+-mL=n4nmmL,已知m<n,故不合理；右NO剩余，则剩余NO的体积为m+3mL3mmL=13mL,合理，所以充分反应后，试管中的NO气体在同温同压下的体积为nfmL,B项正3确。4.汽车尾气装置里，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.反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应催化剂D.催化转化的总反应为2NO+O2+4CO=4CO2+N2解析：选D反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物；汽车尾气中的N2不是污染物；NO和O2

13、的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO+O2=2NO2,2NO2+4CO=N2+4CO2,将两步反应式合并可得总反应式为2NO+催化剂O2+4CO=4CO2+N2。5 .利用石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca（NO2）2,其部分工艺流程如图。石灰乳笔限I：业的尾气吸收，旦澧+无水GMN5”r气体排放滤液已知:4NO2+2Ca(OH)2=Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2ONO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O(1)用化学方程式表示工业生产硝酸产生NO尾气的原因。(2)上述工艺中采用气一液逆

14、流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是;滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是(填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1：1。若n(NO):n(NO2)>1：1,则会导致;若n(NO):n(NO2)<1：1,则会导致。(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO,其反应的离子方程式为。解析：(1)工业生产硝酸是用水吸收NO2,产生NO尾气，发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO。(2)尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋，这样就能增大NO、NO2与Ca(OH)2的接触面积，使尾气中的NO、NO

15、2被充分吸收。滤渣可循环用于吸收尾气，可推出滤渣为未反应的Ca(OH)20(3)当n(NO)与n(NO2)为1：1时，二者被石灰乳吸收的反应方程式为NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O,NO不能单独被石灰乳吸收；NO2被石灰乳吸收的反应方程式为4NO2+2Ca(OH)2=Ca(NO2)2+Ca(NO3"+2H2O。根据已知反应可知，当NO的物质的量比NO2多时，会造成NO不能被完全吸收而在尾气中含量增多；当NO2的物质的量比NO多时，过量的NO2将继续与石灰乳反应生成Ca(NO3)2,使所得产品不纯。(4)Ca(NO2)2中N的化合价为+3,生成的NO中N的化合价为

16、+2,根据氧化还原反应规律，可推知有+5价的N生成，应为NO3,根据得失电子守恒配出NO3和NO的化学计量数，再根据电荷守恒，确定反应物还有H+°答案：(1)3NO2+H2O=2HNO3+NO(2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2(3)排放气体中NO含量升高产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3NO2+2H=NO3+2NOT+H2O6 .某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条燃烧”，由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案(忽略N2O4的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去)。已知浓硝酸受热分解、金属和浓硝酸反应的方程式分别为

17、4HNO3(浓)=4NO2T+O2T+2H2O、Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3"+2H2O+2NO2T。1*31图£I.实验装置如图1所示。实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO2不能支持木条燃烧”的结论。你认为这一结论(填“正确”或“错误”)，理由是On.实验装置如图2所示。(1)硝酸铜固体受热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是O(2)当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条燃烧”的结论。你认为这一结论(填“正确”或“错误”)，理由是出.为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题，请重新设计一个简单的实验方案，并简述实验原理和主要操作解析：I.由浓硝酸受热分解的产物可知，由实验开始后木条上的火星逐渐熄灭得出“NO2不能支持木条燃烧”的结论是错误的，因为带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生的大量水蒸气造成的。7 .(1)根据硝酸铜固体受热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，可知该反应的化学万程式为2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2T+O2T。(2)由于硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积