2024-2025年新教材高中化學(xué)課時檢測18自然界中的氮循環(huán)氮氣和氮的氧化物含解析魯科版必修第一冊

PAGEPAGE6自然界中的氮循環(huán)氮氣和氮的氧化物1．下列說法錯誤的是()A．氮在自然界中既能以游離態(tài)形式存在又能以化合態(tài)形式存在B．通常狀況下，氮氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定C．氮氣可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D．大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進行著氮循環(huán)解析：選C通常狀況下氮氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在放電或高溫條件下，才能跟氧氣反應(yīng)。2．下列過程不屬于氮的固定的是()A．工業(yè)合成氨B．雷雨天產(chǎn)生NOC．由氨氣生成硝酸銨D．氮氣在根瘤菌作用下生成NOeq\o\al(－,3)解析：選C氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程。工業(yè)上合成氨：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(高溫、高壓))2NH3，是將氮氣轉(zhuǎn)化為氮的化合物，屬于工業(yè)固氮；在雷電作用下，空氣中的N2與O2反應(yīng)生成NO，屬于氮的固定；氨氣、硝酸銨都是氮的化合物，是含氮化合物之間的轉(zhuǎn)化，不是游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程，不屬于氮的固定；氮氣在根瘤菌作用下生成NOeq\o\al(－,3)，屬于氮的固定。3．運載火箭的推動劑引燃后產(chǎn)生的氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均為無色，但在衛(wèi)星放射現(xiàn)場看到火箭噴出大量紅色煙霧。產(chǎn)生紅色煙霧的緣由是()A．高溫下N2遇空氣生成NO2B．NO遇空氣生成NO2C．CO2和NO反應(yīng)生成CO和NO2D．NO和H2O反應(yīng)生成H2和NO2解析：選B依據(jù)題意可推知火箭噴出的大量紅色煙霧應(yīng)是NO2，而高溫下N2遇空氣不能生成NO2。4．在確定溫度和壓強下，把裝有NO和NO2的混合氣體的試管倒立于水中，充分反應(yīng)后，試管內(nèi)氣體的體積縮小為原氣體體積的eq\f(3,5)，則原混合氣體中NO和NO2的體積比為()A．2∶3 B．3∶2C．5∶3 D．3∶5解析：選A設(shè)原氣體的體積為5，則縮小的氣體體積為2體積，3NO2＋H2O=2HNO3＋NOΔV312由化學(xué)方程式知，當(dāng)NO2的體積為3體積時，總體積剛好縮小2體積，故NO和NO2的體積之比為2∶3，故選A。5．下列試劑不會因為空氣中的氧氣而變質(zhì)的是()A．過氧化鈉 B．氫硫酸C．硫酸亞鐵 D．一氧化氮解析：選AA項，過氧化鈉汲取二氧化碳和水發(fā)生反應(yīng)，與空氣中的氧氣無關(guān)，正確；B項，氫硫酸易被空氣中的氧氣氧化生成S單質(zhì)，錯誤；C項，硫酸亞鐵易被空氣中的氧氣氧化生成硫酸鐵，錯誤；D項，一氧化氮易被空氣中的氧氣氧化生成NO2，錯誤。6．下列關(guān)于氮氧化物的敘述正確的是()A．氮氧化物只有NO、NO2B．氮氧化物均為紅棕色氣體C．NO不能溶于水D．氮氧化物在空氣中能穩(wěn)定存在解析：選C氮氧化物包括NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，A項錯誤；NO、N2O4等均為無色氣體，B項錯誤；NO在空氣中易被O2氧化為NO2，D項錯誤。7．為除去混入NO中的少量NO2，應(yīng)將氣體通過()A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液C．H2O D．濃硫酸解析：選C將氣體通過A、B兩項都會生成CO2，導(dǎo)致帶入新的雜質(zhì)；濃H2SO4與NO2不反應(yīng)；由反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO知，水洗可除去NO中的NO2。8.如右圖所示，試管中裝有12mLNO，然后間歇而又緩慢地通入8mLO2，下列是對最終狀態(tài)的描述：①試管內(nèi)氣體呈紅棕色；②試管內(nèi)氣體呈無色；③試管內(nèi)液面不變；④試管內(nèi)液面上升；⑤試管內(nèi)氣體是O2；⑥試管內(nèi)氣體是NO其中正確的是()A．①③ B．②④⑤C．②④⑥ D．②③⑤解析：選C由反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3可得，剩余的氣體應(yīng)為NO，體積為eq\f(4,3)mL，試管內(nèi)液面上升。9．下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化必需加入氧化劑且通過一步反應(yīng)就能完成的是()①N2→NO2②NO2→NO③NO2→HNO3④N2→NO⑤N2→NH3A．① B．②⑤C．④ D．③④解析：選C該題有兩個要求：(1)必需加入氧化劑；(2)通過一步反應(yīng)就能完成。反應(yīng)①、③、④中N元素的化合價上升，但反應(yīng)①N2→NO2不能通過一步反應(yīng)完成；而反應(yīng)③NO2→HNO3不加氧化劑也能完成，如3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，在該反應(yīng)中，NO2既是氧化劑又是還原劑；只有反應(yīng)④N2→NO必需加入氧化劑且通過一步反應(yīng)就能完成。10．某混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種氣體?，F(xiàn)將該無色氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變成紅棕色。下列對于原混合氣體成分的推斷中正確的是()A．確定有SO2和NO B．確定沒有Cl2、O2和NOC．可能有O2和Cl2 D．確定有NO2解析：選A此無色混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，說明確定含有SO2；把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色，說明原混合氣體中確定含有氣體NO，故A正確；確定有NO氣體，確定不含有O2，另外因混合氣體無色，也不會有Cl2，故B錯誤；Cl2為黃綠色，該混合氣體無色，則說明不含有Cl2，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色，說明含有氣體NO，NO和氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，說明原混合氣體中無氧氣，故C錯誤；NO2氣體為紅棕色，此混合氣體無色，所以確定不含NO2，故D錯誤。11．氮氧化物進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學(xué)煙霧，因此必需對含有氮氧化物的廢氣進行處理。(1)用氫氧化鈉溶液可以汲取廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O①2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O②在反應(yīng)①中，氧化劑是________，還原劑是________。在反應(yīng)②中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為________。(2)汽車尾氣中含有CO和NO，消退這兩種物質(zhì)對大氣的污染的方法是安裝催化轉(zhuǎn)化器，使它們發(fā)生反應(yīng)生成對大氣無污染的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在反應(yīng)①中，NO2中的氮元素化合價降低做氧化劑，NO中氮元素化合價上升做還原劑；在反應(yīng)②中氧化劑和還原劑都是NO2，它們的物質(zhì)的量之比為1∶1。(2)依據(jù)質(zhì)量守恒定律結(jié)合題目信息可知，一氧化氮與一氧化碳反應(yīng)后生成的對大氣無污染的物質(zhì)應(yīng)為氮氣和二氧化碳。答案：(1)NO2NO1∶1(2)2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2＋2CO212.為有效實現(xiàn)NO和NO2的相互轉(zhuǎn)化，設(shè)計如下試驗。按圖組裝好試驗裝置，并檢查裝置的氣密性，試驗前用排水法收集半瓶NO氣體。(1)打開止水夾a，推動針筒活塞，使O2進入燒瓶中。關(guān)上止水夾a，視察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________，緣由是___________________________________________________________。(2)然后輕輕搖動燒瓶，燒瓶中視察到的現(xiàn)象是________________________，產(chǎn)生此現(xiàn)象的緣由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若最終燒瓶中充溢了水，則原燒瓶中NO與通入氧氣的體積之比為________(同溫同壓下)，用化學(xué)方程式說明你是如何計算的_________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)無色的NO能與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2。(2)輕輕搖動燒瓶，使得NO2與水發(fā)生反應(yīng)：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，所以燒瓶中的紅棕色氣體又變?yōu)闊o色，因為燒瓶內(nèi)氣體的量削減，引起燒瓶內(nèi)氣體的壓強減小，所以燒杯內(nèi)的水會倒吸入燒瓶中，使燒瓶中液面上升。(3)發(fā)生的反應(yīng)為①2NO＋O2=2NO2，②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，①×3＋②×2可得化學(xué)方程式：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，則當(dāng)NO與氧氣的體積之比為4∶3時，完全溶于水。答案：(1)燒瓶中氣體由無色變?yōu)榧t棕色發(fā)生反應(yīng)2NO＋O2=2NO2(2)燒瓶中紅棕色氣體又變?yōu)闊o色，燒杯中的水倒吸至燒瓶中(或燒瓶中液面上升)發(fā)生反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)4∶3發(fā)生的反應(yīng)為①2NO＋O2=2NO2，②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，①×3＋②×2可得化學(xué)方程式：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，當(dāng)NO與氧氣的體積之比為4∶3時，完全溶于水13．將amLNO、bmLNO2和cmLO2混合于同一試管中，將試管倒置于水中，充分反應(yīng)后，試管內(nèi)氣體全部消逝，則a∶b∶c不行能是()A．1∶1∶1 B．2∶1∶1C．3∶7∶4 D．1∶5∶2解析：選B依據(jù)發(fā)生的反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3,4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3分析，若氣體能完全溶于水，即NO、NO2、O2三種氣體恰好完全反應(yīng)，全部生成了硝酸，在反應(yīng)中amolNO失去3amol電子，bmolNO2失去bmol電子，cmolO2得到4cmol電子，依據(jù)反應(yīng)中得失電子守恒，應(yīng)當(dāng)有3a＋b14.在汽車尾氣凈扮裝置中，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如下圖所示。下列說法不正確的是()A．該轉(zhuǎn)化過程中有3種元素的化合價發(fā)生改變B．NO和O2必需在催化劑表面才能反應(yīng)C．該裝置將有毒的NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒的CO2和N2D．該催化轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)方程式為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化劑))4CO2＋N2解析：選B由題圖可知發(fā)生的反應(yīng)為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化劑))4CO2＋N2，該轉(zhuǎn)化過程中有N、O、C三種元素的化合價發(fā)生改變，A、D正確；NO不穩(wěn)定，常溫下能與氧氣反應(yīng)生成NO2，該反應(yīng)不須要催化劑，B錯誤；由化學(xué)方程式可知該裝置將有毒的NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒的CO2和N2，C正確。15.如右圖所示，在水槽B中裝有500mL水，容積為amL的試管A中充溢了NO2和NO的混合氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，將試管A倒插入水槽B中。充分反應(yīng)后，試管A中余下氣體的體積為0.5amL。(1)將A倒插入水槽B中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為________，原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比為________。(2)通過導(dǎo)氣管C向試管A中余下的0.5a________________________________________________________________________。(3)當(dāng)試管A中充溢氣體時停止通入氧氣，然后將試管取出水槽，水槽B中溶液的物質(zhì)的量濃度為________mol·L－1(設(shè)溶液的體積仍為500mL)。解析：(1)試管A倒插入水槽B中后，發(fā)生反應(yīng)：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氧化劑與還原劑均為NO2，質(zhì)量比為1∶2。依據(jù)題意有eq\f(1,3)n(NO2)＋n(NO)＝eq\f(1,2)[n(NO2)＋n(NO)]，則n(NO2)∶n(NO)＝3∶1。(2)試管A中剩余的0.5amL氣體為NO，通入氧氣后，發(fā)生反應(yīng)：2NO＋O2=2NO2,4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，可寫為4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，可視察到的現(xiàn)象是無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充溢，接著通入氧氣后，試管中液面下降，最終充溢無色氣體O2。(3)試管中充溢氣體時，依據(jù)原子守恒，n(HNO3)＝n(氣體)＝eq\f(a×10－3L,22.4L·mol－1)，c(HNO3)＝eq\f(\f(a,22.4)×10－3mol,0.5L)＝eq\f(a,11200)mol·L－1。答案：(1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO1∶23∶1(2)無色氣體變?yōu)榧t棕色，試管中液面不斷上升至全充溢，接著通入氧氣后，試管中液面下降，最終充溢無色氣體O2(3)eq\f(a,11200)16．(1)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究NO2和SO2的反應(yīng)，進行如下試驗(如圖所示)。①圖甲兩集氣瓶中________(填“上”或“下”)瓶顏色深。②圖乙中反應(yīng)的現(xiàn)象是________________________________________________。③圖丙中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2和NO2反應(yīng)的產(chǎn)物中有________，說明NO2在該反應(yīng)中表現(xiàn)出________性。④由圖乙和圖丙中的現(xiàn)象寫出NO2和SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)某課外活動小組探究鎂與NO2的反應(yīng)。已知鎂與CO2反應(yīng)：2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO＋C。①該小組采納類比Mg與CO2反應(yīng)的思路對Mg與NO2的反應(yīng)進行預(yù)料，寫出Mg與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________。②設(shè)計試驗驗證揣測(用于連接玻璃管的乳膠管均內(nèi)襯錫紙)。資料信息：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。Ⅰ.裝置A中的試劑是________。Ⅱ.干燥管和裝置B的作用分別是_________________