第1课时氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧 化氮 课后·训练提升 合格考基础巩固 1水体中部分含氮物质的循环过程如图所示。其中属于氮的固定的是( 化 ④ ③反确化反应NO NH ① N0,@确化反 硝化反应 A.①③ B.④ c.⑤ D.②⑥ 答案 解析将游离态的氨（即氨气）转化为化合态的氨（即氨的化合物）的过程，叫做氨的固定，分析转 化关系可知，图中属于氨的固定的是⑤。 2.下列关于NO和NO2的叙述正确的是()。 ANO是一种红棕色气体 B.常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合 C.含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等 D.NO2可用排水法收集 答案c 解析NO是一种无色气体。常温常压下，NO易与氧气直接化合生成NO2。NO2能与水反应， 故不能用排水法收集。 3.下列关于氮气的说法错误的是()。 A通常情况下N2性质很稳定，所以N2可以在电焊时作保护气 BN2+O,高温2NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一 CN2在空气中约占质量比的 D.在反应Mg+N,高温ME,N,中N做氧化剂 答案c 解析N2很稳定，常用作保护气，但在高温下N2与O2产生的NO易被氧化为NO2,故汽车尾气 会造成环境污染，N2在空气中的体积含量约为N与金属、出反应时做氧化剂。 4.病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述不正 确的是()。 A.一氧化氮是一种无色的有毒气体 B.在常温下，一氧化氮不能与氧气化合生成二氧化氮 C.一氧化氮可由氮气与氧气在放电条件下直接化合得到 D.一氧化氮不溶于水，能用排水法收集 答案B 解析NO是一种无色不溶于水的有毒气体，可以用排水法收集。在常温下，NO容易与氧气直 接化合生成NO2。 5.下列关于N2的说法中错误的是()。 AN2化学性质稳定，是因为分子中的氮氮三键很强 B.N2分子的结构稳定，因而N2不能支持任何物质的燃烧 CN2在反应中，既能做氧化剂，又能做还原剂
第 1 课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧 化氮 课后· 合格考基础巩固 1.水体中部分含氮物质的循环过程如图所示。其中属于氮的固定的是( )。 A.①③ B.④ C.⑤ D.②⑥ 答案 C 解析将游离态的氮(即氮气)转化为化合态的氮(即氮的化合物)的过程,叫做氮的固定,分析转 化关系可知,图中属于氮的固定的是⑤。 2.下列关于 NO 和 NO2 的叙述正确的是( )。 A.NO 是一种红棕色气体 B.常温常压下,NO 不能与空气中的氧气直接化合 C.含等质量的氧元素的 NO 和 CO 的物质的量相等 D.NO2 可用排水法收集 答案 C 解析 NO 是一种无色气体。常温常压下,NO 易与氧气直接化合生成 NO2。NO2 能与水反应, 故不能用排水法收集。 3.下列关于氮气的说法错误的是( )。 A.通常情况下 N2 性质很稳定,所以 N2 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.N2 在空气中约占质量比的4 5 D.在反应 3Mg+N2 Mg3N2 中 N2 做氧化剂 答案 C 解析 N2 很稳定,常用作保护气,但在高温下 N2 与 O2 产生的 NO 易被氧化为 NO2,故汽车尾气 会造成环境污染,N2 在空气中的体积含量约为4 5 ,N2 与金属、H2 反应时做氧化剂。 4.病毒学研究证实,一氧化氮对 SARS 病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述不正 确的是( )。 A.一氧化氮是一种无色的有毒气体 B.在常温下,一氧化氮不能与氧气化合生成二氧化氮 C.一氧化氮可由氮气与氧气在放电条件下直接化合得到 D.一氧化氮不溶于水,能用排水法收集 答案 B 解析 NO 是一种无色不溶于水的有毒气体,可以用排水法收集。在常温下,NO 容易与氧气直 接化合生成 NO2。 5.下列关于 N2 的说法中错误的是( )。 A.N2 化学性质稳定,是因为分子中的氮氮三键很强 B.N2 分子的结构稳定,因而 N2 不能支持任何物质的燃烧 C.N2 在反应中,既能做氧化剂,又能做还原剂
D.实验室可用排水法收集氮气 答案B 解析小Mg可在N2中燃烧。 6.自然界的氮循环如下图所示，下列说法不正确的是( 大气中的N2 ① ② 硝酸根 ◆--硝酸根 细菌动植物遗体↑ 细菌 土壤中的 微生物 +氨 A.①中N2与O2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 答案C 解桐氨气在足量的氧气中，打雷闪电时涉及的一个反应为N+0燕电2N0,一氧化氯与氧气反 应2NO+O2一2NO2,A项正确；工业合成氦是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3,属于人 工固氨，B项正确：③中细菌还原硝酸根，生成无污染的氮气，所以③中氨元素被还原，而不是被 氧化，C项错误N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮，氧元素参 与，二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氦，3NO2+HC一2HNO3+NO,氧元素参与 了氮循环D项正确。 7.某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。可消除CO 与该氮的氧化物的污染，若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1：2，则该氮的氧化物是 ()。 A.N2O B.NO C.NO2 D.N2Os 答案B 解罚设氮的氧化物的化学式为N,0,由题意得：2N.O,+2C0催化 =xN2+2CO2。N2、CO2的 物质的量之比为1：2，则x:(2y)=1:2,x:=1:1,即该氮的氧化物是NO。 8.将一充满NO的试管倒扣于水槽中，然后向试管中通入一定量的O2,试管中恰好充满水时， 则原NO气体与通入的O2的体积比为 ,假设生成的溶质不向外扩散，且为标准状况， 则所得溶液溶质的物质的量浓度应为。 答案4：30.045molL 解析NO与O2混合后完全溶于水，则总反应为4NO+3O2+2H2(一4HNO,因此NO与O2的 体积比为4：3。假设原来N0体积为1L则反应后溶液体积为1L。NO)2之mol,反应 生成HN0,的物质的量为立m0l,溶液溶质的物质的量浓度为西m=号 1L=224moL1=0.045 molL-1 9.同温同压下，在3支相同的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2;② NO2和O2,③HCI和N2。现将3支试管均倒置在盛有足量水的水槽中，充分反应后，试管中剩 余气体的体积分别为、2、，、2、的大小关系是 答案>>
D.实验室可用排水法收集氮气 答案 B 解析 Mg 可在 N2 中燃烧。 6.自然界的氮循环如下图所示,下列说法不正确的是( )。 A.①中 N2 与 O2 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 答案 C 解析氮气在足量的氧气中,打雷闪电时涉及的一个反应为 N2+O2 2NO,一氧化氮与氧气反 应 2NO+O2 2NO2,A 项正确;工业合成氨是将 N2 与 H2 在一定条件下反应生成 NH3,属于人 工固氮,B 项正确;③中细菌还原硝酸根,生成无污染的氮气,所以③中氮元素被还原,而不是被 氧化,C 项错误;N2 在放电条件下与 O2 直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮,氧元素参 与,二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮,3NO2+H2O 2HNO3+NO,氧元素参与 了氮循环,D 项正确。 7.某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。可消除 CO 与该氮的氧化物的污染,若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为 1∶2,则该氮的氧化物是 ( )。 A.N2O B.NO C.NO2 D.N2O5 答案 B 解析设氮的氧化物的化学式为 NxOy,由题意得:2NxOy+2yCO xN2+2yCO2。N2、CO2 的 物质的量之比为 1∶2,则 x∶(2y)=1∶2,x∶y=1∶1,即该氮的氧化物是 NO。 8.将一充满 NO 的试管倒扣于水槽中,然后向试管中通入一定量的 O2,试管中恰好充满水时, 则原 NO 气体与通入的 O2 的体积比为 ,假设生成的溶质不向外扩散,且为标准状况, 则所得溶液溶质的物质的量浓度应为 。 答案 4∶3 0.045 mol·L -1 解析 NO 与 O2 混合后完全溶于水,则总反应为 4NO+3O2+2H2O 4HNO3,因此 NO 与 O2 的 体积比为 4∶3。假设原来 NO 体积为 1 L,则反应后溶液体积为 1 L。n(NO)= 1 22.4 mol,反应 生成 HNO3 的物质的量为 1 22.4 mol,溶液溶质的物质的量浓度为 1 22.4 mol 1 L = 1 22.4 mol·L -1=0.045 mol·L -1。 9.同温同压下,在 3 支相同的试管中分别充有等体积混合的两种气体,它们是①NO 和 NO2;② NO2 和 O2;③HCl 和 N2。现将 3 支试管均倒置在盛有足量水的水槽中,充分反应后,试管中剩 余气体的体积分别为 V1、V2、V3,V1、V2、V3 的大小关系是 。 答案 V1>V3>V2
解析国①中对应的反应为3NO2+HC一2HNO3+NO,所以剩余气体体积为试管容积的经，② 中的反应为4NO2+O2+2HC一4NO,所以剩余气体的体积为试管容积的号③中HC1溶于 水，八2不溶于水，所以剩余气体的体积为试管容积的。 等级考拓展提高 1.(双选)汽车尾气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生污染物光化学烟雾，其中某 些反应过程如图所示。下列说法正确的是( )o NO,紫外线 +HCHO(甲醛) 反应NO」 丙烯) 氧气61 CH CHO 01 A烟雾是一种固溶胶，其分散剂是空气 B.氧气变成O是氧化还原反应 C.反应I属于氧化还原反应 D.NO2不是酸性氧化物 答案CD 解析烟雾是一种气溶胶，其分散剂是空气，A项错误，O2变成O3是化学变化，但不是氧化还原 反应，B项错误NO与O3反应生成NO2,反应I中存在元素化合价的升降，属于氧化还原反 应，C项正确；与水反应只生成对应酸的氧化物属于酸性氧化物，NO2与水反应生成硝酸和NO 不是酸性氧化物，D项正确。 2.关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是()。 A两种气体都是无色、有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染 B.二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸 C两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色 D.两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸 答案B 解析二氧化氮是红棕色气体，与水反应，生成硝酸和有毒的一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亚 硫酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有 强氧化性。 3.三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说 法正确的是( )。 N2、H20、C0 CO、CxHy 还原 BaO Ba(NO)2 储存 NOx、O A.在转化过程中，氮元素均被还原 B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 C.还原过程中生成0.1molN2,转移电子数为0.5NA(Na为阿伏加德罗常数) D.三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CH、NOx三种成分的净化 答案D 解析在转化过程中，氯元素化合价先升高为+5价，再降低为0价，则先被氧化，再被还原，A项 错误；依据图示判断催化剂参与储存和还原过程，B项错误；还原过程中生成0.1olN2,不能确 定反应物中氮元素的化合价，则转移电子数不能确定，C项错误：三效催化剂能有效实现汽车 尾气中CO、CH、NOx三种成分的净化，D项正确。 4.(双选)已知浓硝酸与铜反应产生NO2。利用NO、O2与NaCO,溶液反应制备NaNO2的装 置如图所示（盛放浓硝酸的仪器为分液漏斗，夹持装置己省略），下列关于该实验的描述正确的 是()
解析因①中对应的反应为 3NO2+H2O 2HNO3+NO,所以剩余气体体积为试管容积的2 3 ;② 中的反应为 4NO2+O2+2H2O 4HNO3,所以剩余气体的体积为试管容积的3 8 ;③中 HCl 溶于 水,N2 不溶于水,所以剩余气体的体积为试管容积的1 2 。 等级考拓展提高 1.(双选)汽车尾气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生污染物光化学烟雾,其中某 些反应过程如图所示。下列说法正确的是( )。 A.烟雾是一种固溶胶,其分散剂是空气 B.氧气变成 O3 是氧化还原反应 C.反应Ⅰ属于氧化还原反应 D.NO2 不是酸性氧化物 答案 CD 解析烟雾是一种气溶胶,其分散剂是空气,A 项错误;O2 变成 O3 是化学变化,但不是氧化还原 反应,B 项错误;NO 与 O3 反应生成 NO2,反应Ⅰ中存在元素化合价的升降,属于氧化还原反 应,C 项正确;与水反应只生成对应酸的氧化物属于酸性氧化物,NO2 与水反应生成硝酸和 NO, 不是酸性氧化物,D 项正确。 2.关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是( )。 A.两种气体都是无色、有毒的气体,且都可用水吸收以消除对空气的污染 B.二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸 C.两种气体都具有强氧化性,因此都能够使品红溶液褪色 D.两种气体溶于水都可以与水反应,且只生成相应的酸 答案 B 解析二氧化氮是红棕色气体,与水反应,生成硝酸和有毒的一氧化氮,二氧化硫溶于水生成亚 硫酸,硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性,二氧化硫也不具有 强氧化性。 3.三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,其催化剂表面物质转化的关系如图所示,下列说 法正确的是( )。 A.在转化过程中,氮元素均被还原 B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 C.还原过程中生成 0.1 mol N2,转移电子数为 0.5NA(NA 为阿伏加德罗常数) D.三效催化剂能有效实现汽车尾气中 CO、CxHy、NOx三种成分的净化 答案 D 解析在转化过程中,氮元素化合价先升高为+5 价,再降低为 0 价,则先被氧化,再被还原,A 项 错误;依据图示判断催化剂参与储存和还原过程,B 项错误;还原过程中生成 0.1 mol N2,不能确 定反应物中氮元素的化合价,则转移电子数不能确定,C 项错误;三效催化剂能有效实现汽车 尾气中 CO、CxHy、NOx三种成分的净化,D 项正确。 4.(双选)已知浓硝酸与铜反应产生 NO2。利用 NO、O2 与 Na2CO3 溶液反应制备 NaNO2 的装 置如图所示(盛放浓硝酸的仪器为分液漏斗,夹持装置已省略),下列关于该实验的描述正确的 是( )
浓 尾气 水Na2C0g 溶液 B c A.B装置中发生的反应属于氧化还原反应 B.实验过程中，装置B有防止倒吸的作用 C.装置C中发生反应的化学方程式为2NaCO+4NO+O:一4NaNO2+2CO2 D.最后得到的尾气可以被NaOH溶液完全吸收 答案AC 解析装置A中浓硝酸与铜反应，产生的二氧化氮与B装置的水反应可以产生NO,是氧化还 原反应，A项正确：B装置的作用是产生一氧化氮，不能防止倒吸，B项错误：根据原子守恒可知 装置C中发生反应的化学方程式为2Na2CO3+4NO+O2一4NaNO2+2CO2,C项正确；尾气中 有氮气，不能被碱液吸收，D项错误。 5.工业制HNO3的过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收.反应的化学方程式为 NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O.2NOz+2 NaOHNaNO2+NaNO3+HO.NO不能被NaOH 溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的是 ()。 A.1:1 B.1:3 C.2:1 D.3:1 答案B 解析根据NO+NO2+2NaOH一2NaNO2+HO可知，当NO2与NO的体积之比为1：1时，恰 好被完全吸收，故A项不符合题意；当NO2与NO的体积之比为1：3时，一氧化氨过量，多余 的一氧化氮不能被氢氧化纳溶液吸收，故B项符合题意，当NO2与NO的体积之比为2：1或 3:1时，反应后二氧化氮有剩余，由2NO2+2NaOH一NaNO2+NaNO3+HO可知，多余的二氧 化氨可以直接被氢氧化钠溶液完全吸收，故C、D项不符合题意。 挑战创新 某活动小组利用如图装置验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理（装置气密性已检 查完毕) 50mL酸」 式滴定管 500mL 广口瓶 乳胶管 I.向广口瓶中通入NO并测定NO的体积。 (1)通入NO前，从滴定管向广口瓶中加入水， (2)从导管a通入一定量的NO,并记录滴定管液面变化的示数为aL(a<0.05,气体体积已换算 为标准状况)。 Ⅱ.验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理
A.B 装置中发生的反应属于氧化还原反应 B.实验过程中,装置 B 有防止倒吸的作用 C.装置 C 中发生反应的化学方程式为 2Na2CO3+4NO+O2 4NaNO2+2CO2 D.最后得到的尾气可以被 NaOH 溶液完全吸收 答案 AC 解析装置 A 中浓硝酸与铜反应,产生的二氧化氮与 B 装置的水反应可以产生 NO,是氧化还 原反应,A 项正确;B 装置的作用是产生一氧化氮,不能防止倒吸,B 项错误;根据原子守恒可知, 装置 C 中发生反应的化学方程式为 2Na2CO3+4NO+O2 4NaNO2+2CO2,C 项正确;尾气中 有氮气,不能被碱液吸收,D 项错误。 5.工业制 HNO3 的过程中排放的 NO2 和 NO 常用 NaOH 溶液吸收,反应的化学方程式为 NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O,NO 不能被 NaOH 溶液吸收。若同温同压下 NO2 与 NO 的体积之比如下,其中不能被 NaOH 溶液完全吸收的是 ( )。 A.1∶1 B.1∶3 C.2∶1 D.3∶1 答案 B 解析根据 NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O 可知,当 NO2 与 NO 的体积之比为 1∶1 时,恰 好被完全吸收,故 A 项不符合题意;当 NO2 与 NO 的体积之比为 1∶3 时,一氧化氮过量,多余 的一氧化氮不能被氢氧化钠溶液吸收,故 B 项符合题意;当 NO2 与 NO 的体积之比为 2∶1 或 3∶1 时,反应后二氧化氮有剩余,由 2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O 可知,多余的二氧 化氮可以直接被氢氧化钠溶液完全吸收,故 C、D 项不符合题意。 挑战创新 某活动小组利用如图装置验证 NO 的还原性及探究工业生产硝酸的原理(装置气密性已检 查完毕)。 Ⅰ.向广口瓶中通入 NO 并测定 NO 的体积。 (1)通入 NO 前,从滴定管向广口瓶中加入水; (2)从导管 a 通入一定量的 NO,并记录滴定管液面变化的示数为 a L(a<0.05,气体体积已换算 为标准状况)。 Ⅱ.验证 NO 的还原性及探究工业生产硝酸的原理
(I)停止通入NO后关闭K1、K3,打开K2,从导管b缓缓通入O2,可观察到的现象 是， ,写出对应现象的化学方程 (2)继续通入O2,打开K3并及时调整滴定管； (3)滴定管中液面与广口瓶中液面相平，直至广口瓶中刚好充满液体。 ①当通入氧气的体积为aL时，则广口瓶中剩余的气体体积为 ②当广口瓶中刚好充满液体时，所得溶液的物质的量浓度为 mol L。 答案Ⅱ.(1)气体先变为红棕色，然后逐渐变浅，直至无色2NO+O2一2NO23NO2+HC一 2HNO3+NO 30号L②品z 解标Ⅱ.(3)①NO遇到O2生成红棕色的NO2,NO2与水反应生成HNO和NO,上述两个方程 式合并可得：4N0+302+2H,0一4HNO,反应消耗N0的体积为NO)O2)片L×号=知 L,剩余气体体积为号L②生成HNO的物质的量为mNO)=mNO)224 mol,c(HNO3)-mol 0.5L112 mol-L
(1)停止通入 NO 后关闭 K1、K3,打开 K2,从导管 b 缓缓通入 O2,可观察到的现象 是 ,写出对应现象的化学方程 式: , ; (2)继续通入 O2,打开 K3 并及时调整滴定管; (3)滴定管中液面与广口瓶中液面相平,直至广口瓶中刚好充满液体。 ①当通入氧气的体积为1 2 a L 时,则广口瓶中剩余的气体体积为 ; ②当广口瓶中刚好充满液体时,所得溶液的物质的量浓度为 mol·L -1。 答案Ⅱ.(1)气体先变为红棕色,然后逐渐变浅,直至无色 2NO+O2 2NO2 3NO2+H2O 2HNO3+NO (3)① 𝑎 3 L ② 𝑎 11.2 解析Ⅱ.(3)①NO 遇到 O2 生成红棕色的 NO2,NO2 与水反应生成 HNO3 和 NO,上述两个方程 式合并可得:4NO+3O2+2H2O 4HNO3,反应消耗 NO 的体积为 V(NO)=4 3 V(O2)=1 2 a L× 4 3 = 2 3 a L,剩余气体体积为𝑎 3 L;②生成 HNO3 的物质的量为 n(HNO3)=n(NO)= 𝑎 22.4 mol,c(HNO3)= 𝑎 22.4 mol 0.5 L = 𝑎 11.2 mol·L -1