新教材适用2023-2024学年高中化学专题7氮与社会可持续发展第1单元氮的固定课后习题苏教版必修第二册

专题7氮与社会可持续发展第一单元氮的固定基础巩固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.N2是空气的重要组成部分,有科学家依据蒸汽机的原理,设计制造出液氮蒸汽机,即利用液态氮的汽化来驱动机车,从而达到环境保护的目的,其原理主要依据是()。A.液氮的沸点为-195.8℃,远低于常温B.N2在空气中燃烧放热C.N2的化学性质很稳定D.N2在空气中的体积分数约为78%答案:A解析:液氮的沸点很低,极易汽化,汽化时吸收热量,体积膨胀而驱动机车转动,此过程中不产生污染物,保护了环境,跟氮气的化学性质及在空气中的体积分数无关,A项符合题意。3.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.近年来,利用半导体光催化还原氮气制备氨气引起全世界极大关注。下图是在半导体光催化的作用下,N2被光催化材料捕获进而被还原实现“N2NH3”的转化示意图。下列说法正确的是()。A.此方法不属于人工固氮技术B.由转化示意图可知,氮气化学性质很活泼C.该反应过程中有共价键的断裂和形成D.该反应的化学方程式是N2+3H22NH3答案:C解析:氮的固定是将单质N2转化为氮元素的化合物,该过程是将N2转化为化合物NH3,故此方法属于人工固氮技术,A项错误;根据图示可知,N2在半导体光催化材料的作用下且需光照条件才能实现“N2NH3”的转化,因此不能说明N2性质活泼,B项错误;在反应过程中,反应物H2O中H—O键断裂,N2中N≡N键断裂,生成物中有N—H键形成、OO键形成,故该反应过程中有共价键的断裂和形成,C项正确;由图可知,氮气与水反应生成氨气和氧气,则该反应的化学方程式是2N2+6H2O4NH3+3O2,D项错误。5.研究表明,一氧化氮在治疗心血管疾病中具有重要的作用。下列对一氧化氮的叙述错误的是()。A.NO是无色气体B.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.3∶1 B.1∶3C.1∶2 D.2∶1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1∶2。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3.0L,可与3.5L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.1∶1 B.2∶1C.3∶1 D.1∶3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)=3×3.5mol,x=0.75mol,故原混合气体中NO与NO2的物质的量之比为1∶3。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。(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①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2molN2时,被还原的NO为mol。

答案:(1)红棕色(2)N2+O22NO(3)NO2(4)HNO3(5)4解析:(1)NO2的颜色是红棕色。(2)反应①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2∶1,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。①;

②。

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)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)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为3NO2+H2O2HNO3+NO。能力提升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①“雷电作用”中发生的反应是N2+O22NOB.过程③“固氮作用”中,氮气被还原C.⑤中涉及的反应可能有2NO2-+O22ND.⑥中涉及的反应可能有2NO3-+12H+N2↑+6H2答案:D解析:过程①“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③“固氮作用”中氮元素化合价降低,氮气被还原,B项正确;⑤中NO2-被氧化为NO3-,涉及的反应可能有2NO2-+O22NO3-,C项正确;⑥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↑+6H2.(双选)将10mL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2mL无色气体,则原混合气体中NO2和O2的体积分别是()。A.9.2mL和0.8mLB.4.4mL和5.6mLC.7.2mL和2.8mLD.6.4mL和3.6mL答案:AD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可知剩余的NO2体积为2mL×3=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8mL×41+4=6.4mL,O2体积为10mL-6.4mL=3.6mL。3.下列物质之间的转化不能通过一步反应实现的是()。A.N2NO B.N2NO2C.NONO2 D.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.一定是NO2与O2的混合气体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①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等,本题选C。5.如图所示,室温下向盛有3.0mLNO的试管中缓缓通入1.5mLO2(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)。①;

②;

③。

(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)①通入O2,试管内气体由无色变为红棕色②试管内液面上升③试管内剩余无色气体(2)2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO(3)NO1.0mL解析: