2024-2025学年新教材高中化学课时作业20氮气与氮的氧化物鲁科版必修第一册

课时作业20氮气与氮的氧化物[学业达标]1．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．氮气与氧气在确定条件下反应生成一氧化氮2．试验室收集NO、NO2两种气体，下列收集方法正确的是（）A．均可用排水法B．均可用向上排空气法C．NO用向上排空气法，NO2用排水法D．NO用排水法，NO2用向上排空气法3．下列改变中不属于氮的固定的是（）A．豆科植物的根瘤菌把氮气变为NH3B．闪电时，空气中的O2和N2化合成NOC．工业上将NH3与CO2在高温、高压下制成[CO（NH2）2]D．工业上用N2和H2合成NH34．下列物质之间的转化不能通过一步反应实现的是（）A．N2→NOB．N2→NO2C．NO→NO2D．NO2→NO5．将充溢NO2和O2的量筒倒立于盛有水的水槽中，经过一段时间后，水上升到量筒体积的一半处停止，则剩余气体的成分是（）A．NO2B．NOC．O2D．NO或O26．某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的一种或几种。现将此混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。下列对原混合气体成分的推断正确的是（）A．确定只有SO2B．确定没有Cl2、O2和NO2C．可能有Cl2和O2D．确定只有NO7．将盛有N2和NO2（无N2O4）混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是（）A．3∶1B．1∶3C．1∶2D．1∶18．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边渐渐摇动试管，直到两个试管内都充溢液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液的物质的量浓度之比为（）A．1∶1B．5∶7C．7∶5D．4∶39．N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO＋2NO2eq\o(=,\s\up7(催化剂))3CO2＋N2O。下列关于N2O的说法正确的是（）A．上述反应中每生成1molN2O，转移的电子数为3NAB．等物质的量的N2O和CO2含有相同的原子数C．N2O只具有氧化性，无还原性D．N2O是酸性氧化物，对应的酸为HNO2[等级突破]10．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物），当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充溢试管，当向试管内鼓入氧气后，可以视察到试管中水柱接着上升，经过多次重复后，试管内完全被水充溢，对原试管中盛装气体的说法正确的是（）A.可能是N2与NO2的混合气体B．可能是H2与NO2的混合气体C．可能是NO与NO2的混合气体D．只可能是NO2一种气体11．将装有50mLNO2和NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是（）A．5∶3B．3∶5C．3∶2D．2∶312．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将确定量的甲气体经过下图试验的处理，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、N2B．NO、CO2C．NO2、CO2D．NO、CO2、N213．（双选）已知HNO2在低温下较稳定，酸性比醋酸略强，既有氧化性又有还原性，其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如下表。下列有关说法错误的是（）pH范围>7<7产物NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))NO、N2O、N2中的一种A.碱性条件下，NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋ClO－=NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋Cl－B．向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸，溶液变蓝色C．向冷的NaNO2溶液中通入SO2可得到HNO2D．低温时不用其他试剂不能区分HNO2溶液与Na2CO3溶液14．氮的氧化物（用NOx表示）是大气污染物，必需进行处理。（1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：________________________________________________________________________。（2）在汽车尾气系统中安装催化转化器，可有效降低NOx的排放，当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O，8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O。同温同压下，3.5LNH3恰好将3.0LNO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是。（4）工业尾气中氮的氧化物常采纳碱液汲取法处理，若NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全汲取后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________________________________________________________________________。15．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所示：（1）确定条件下，NO与NO2反应生成一种新的氧化物，写出该反应的化学方程式。（2）上述工艺中采纳气、液逆流的方式汲取尾气（尾气从汲取塔底部进入，石灰乳从汲取塔顶部喷淋），其目的是。滤渣可循环运用，滤渣的主要成分是（填化学式）。（3）该工艺需限制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，分解产物之一是NO，其反应的离子方程式为。课时作业20氮气与氮的氧化物1．解析：活泼金属钠、镁、铝等可以在N2中燃烧。答案：A2．解析：NO2气体能与水反应产生硝酸和NO，不能用排水法收集；NO能与O2反应产生NO2，所以NO不能用排空气方法收集，D项正确。答案：D3．解析：氮气中的氮是游离态的氮，NH3中的氮是化合态的氮，由N2生成NH3属于固氮，是自然固氮中的生物固氮，故A不符合题意；N2中的氮是游离态的氮，NO中的氮是化合态的氮，属于固氮，是自然固氮中的高能固氮，故B不符合题意；NH3和[CO（NH2）2]中氮元素都以化合态存在，不属于固氮，故C符合题意；氮气中的氮是游离态的氮，NH3中的氮是化合态的氮，属于固氮，是人工固氮，故D不符合题意。答案：C4．解析：A项，N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NO；C项，2NO＋O2=2NO2；D项，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。答案：B5．解析：设量筒的体积为VL，剩余eq\f(V,2)L的气体可能是NO或O2。①若剩余气体为NO，依据反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，则过量NO2为eq\f(3V,2)L，不合题意。②若剩余气体为O2，则有eq\f(V,2)LNO2与O2的混合气体发生反应4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，符合题意。答案：C6．解析：原混合气体为无色气体，故确定不含氯气和二氧化氮，也不同时存在氧气和一氧化氮，混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，故原混合气体中确定含有二氧化硫，向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色，所以原混合气体中确定含有一氧化氮，则确定不含氧气；结合以上分析可知，B正确。答案：B7．解析：设原混合气体中含有xmolN2，ymolNO2，相同条件下气体的物质的量与体积成正比。盛有N2和NO2的混合气体的试管倒立于水中发生3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，则3NO2＋H2O=2HNO3＋NO31yeq\f(y,3)则（x＋eq\f(y,3)）∶（x＋y）＝1∶2，解得x∶y＝1∶3。答案：B8．解析：反应方程式分别为4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，O2足量，则生成HNO3的物质的量取决于NO2与NO的体积，由于NO2与NO体积相同，生成HNO3的物质的量相等，即两试管中HNO3的浓度相等，A项正确。答案：A9．解析：题给反应中N由＋4价变为＋1价，生成1molN2O时转移6mol电子，所以A项错误；1molN2O与1molCO2都含有3mol原子，所以B项正确；N2O中氮元素为＋1价，是氮元素的中间价态，因此N2O既具有氧化性又具有还原性，所以C项错误；N2O中N为＋1价，HNO2中N为＋3价，故HNO2不是N2O对应的酸，所以D项错误。答案：B10．解析：最终试管内完全被水充溢，因此不行能含有氮气，所以A项错误；假如有H2，水不行能完全充溢试管，所以B项错误；NO虽然不溶于水，但通入氧气后也可以发生反应而溶于水，能完全充溢试管，所以C项正确；依据上述分析可知，除确定有NO2气体外，还可能有NO，所以D项错误。答案：C11．解析：运用差量法计算。设混合气体中NO2的体积为x，3NO2＋H2O=2HNO3＋NOΔV312x50mL－30mL＝20mLeq\f(3,x)＝eq\f(2,20mL)，解得x＝30mL。则原混合气体中NO为50mL－30mL＝20mL。所以V（NO2）∶V（NO）＝30mL∶20mL＝3∶2。答案：C12．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：B13．解析：由表中数据知，碱性条件下HNO2可被氧化为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，ClO－有强氧化性，能将NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))氧化为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，同时ClO－被还原为Cl－，所以A项正确；酸性条件下，NaNO2有氧化性，而I－具有强还原性，NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))能将I－氧化成I2，淀粉遇碘变蓝，所以B项正确；HNO2具有氧化性，SO2具有强还原性，因此亚硝酸能将SO2氧化成硫酸根离子，所以C项错误；由信息可知，HNO2在低温下较稳定，且亚硝酸的酸性强于醋酸，醋酸的酸性强于碳酸，即亚硝酸的酸性强于碳酸，亚硝酸和碳酸钠溶液采纳互滴的方法进行区分，把碳酸钠溶液滴入亚硝酸，马上产生气体，将亚硝酸滴入碳酸钠溶液，过一段时间后才产生气体，所以D项错误。答案：CD14．解析：（1）NO2转化为HNO3的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。（2）依据题目信息可知，NO被CO还原为N2，而CO被氧化成CO2，化学方程式为2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋2CO2。（3）V（NO）＋V（NO2）＝3.0L,eq\f(2,3)V（NO）＋eq\f(4,3)V（NO2）＝3.5L，则V（NO）＝0.75L，V（NO2）＝2.25L，V（NO）∶V（NO2）＝1∶3。（4）NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，二者按物质的量比1∶1混合时与NaOH反应生成盐的化合价必定为＋3价，即为NaNO2。答案：（1）3NO2＋H2O=2HNO3＋NO（2）2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋2CO2（3）1∶3（4）NaNO215．解析：（1）若NO与NO2反应生成新的氧化物，必定是NO中N的化合价上升被氧化，NO2中N的化合价降低被还原，生成的新的氧化物中N的化合价应当介于＋2和＋4之间，为＋3价，据此写出反应的化学方程式NO＋NO2eq\o(=,\s\up7(确定条件))N2O3。（2）采纳气、液逆流的方式汲取尾气时，尾气汲取会更充分；分析加入的原料及生成物，只有Ca（OH）