2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素2-1氮?dú)馀c氮的氧化物課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修第二冊(cè)

PAGEPAGE8氮?dú)馀c氮的氧化物1．下列敘述中與氮的固定無關(guān)的是(B)A．工業(yè)合成氨B．工業(yè)上將氨轉(zhuǎn)化成硝酸和其他氮的氧化物C．豆科植物的根瘤菌汲取空氣中的氮?dú)馐怪D(zhuǎn)化成植物蛋白質(zhì)D．電閃雷鳴的雨天，N2與O2會(huì)反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物汲取解析：氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過程是氮的固定，工業(yè)合成氨是氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨氣，屬于氮的固定，A不符合題意；工業(yè)上將氨轉(zhuǎn)化成硝酸和其他氮的氧化物，不是氮的固定，B符合題意；豆科植物的根瘤菌汲取空氣中的氮?dú)馐怪D(zhuǎn)化成植物蛋白質(zhì)，屬于氮的固定，C不符合題意；電閃雷鳴的雨天，N2與O2會(huì)反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物汲取，屬于氮的固定，D不符合題意。2．(雙選)關(guān)于氮?dú)獾男再|(zhì)的說法中，錯(cuò)誤的是(AC)A．氮在自然界中只有游離態(tài)存在B．通常條件下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑C．氮?dú)饪稍谘鯕庵腥紵梢谎趸狣．大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進(jìn)行著氮的循環(huán)解析：A.氮在自然界中存在游離態(tài)，如空氣中的N2，也有化合態(tài)，如蛋白質(zhì)中的氮，故A說法錯(cuò)誤；B.氮?dú)夥肿又袃蓚€(gè)氮原子之間以叁鍵的形式存在，鍵能較大，因此通常條件下，氮?dú)獾男再|(zhì)很不活潑，故B說法正確；C.在放電或高溫條件下，氮?dú)獠拍芘c氧氣反應(yīng)，故C說法錯(cuò)誤；D.大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進(jìn)行著氮的循環(huán)，故D說法正確。3．雖然大氣含有約78%的氮?dú)?，地球上的?dòng)植物仍須花費(fèi)一番工夫，方可取得成長所需的氮元素。下列轉(zhuǎn)化不屬于氮的固定的改變是(B)A．豆科植物的根瘤菌把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨B．工業(yè)上用氨和二氧化碳合成尿素C．氮?dú)夂蜌錃庠谙嘁藯l件下合成氨D．氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下生成NO解析：游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，叫氮的固定，則A.根瘤菌把氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨，氮由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，屬于氮的固定；B.工業(yè)上用氨和二氧化碳合成尿素，屬于不同化合態(tài)的氮之間的轉(zhuǎn)化，不屬于氮的固定，B符合題意；C.氮?dú)夂蜌錃庠谙嘁藯l件下合成氨，氮由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，屬于氮的固定；D.氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下合成NO，氮由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，屬于氮的固定；答案選B。4．為了區(qū)分NO2和溴蒸氣，某同學(xué)設(shè)計(jì)了4種方法：①用潮濕的淀粉-KI試紙；②加少量NaCl溶液；③加少量AgNO3溶液；④加少量水后再加適量苯。其中合理的為(C)A．①③④ B．①②③C．②③④ D．都可以解析：NO2和溴蒸氣在性質(zhì)上有很多相像之處：①均有氧化性；②溶于水后溶液均呈酸性；③均能與堿反應(yīng)。鑒別溴蒸氣和NO2不能用淀粉-KI試紙、堿溶液等。5．如右圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充溢試管；當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以視察到試管中水柱接著上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充溢；則原來試管中盛裝的氣體(B)A．可能是N2與NO2的混合氣體B．可能是O2與NO2的混合氣體C．可能是NO與N2的混合氣體D．只可能是NO2一種氣體解析：因經(jīng)多次反應(yīng)后，試管內(nèi)完全被水充溢，故不行能含有N2，可能含有O2。6．如圖所示，夾子起先處于關(guān)閉狀態(tài)，將液體A滴入試管②與氣體B充分反應(yīng)，打開夾子，可發(fā)覺試管①內(nèi)的水馬上沸騰了。則液體A和氣體B的組合不行能是(C)A．氫氧化鈉溶液、氯氣B．水、二氧化氮C．水、一氧化氮D．氫氧化鈉溶液、二氧化碳解析：要使試管①內(nèi)的水馬上沸騰，關(guān)鍵是使②中的氣體壓強(qiáng)降低；只有C項(xiàng)中NO氣體不能與水反應(yīng)且難溶于水，不能使氣體壓強(qiáng)降低。7．(雙選)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abc可能是(CD)A．112 B．211C．374 D．152解析：由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO知生成NOeq\f(b,3)mL，依據(jù)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，得4c＝3a＋b。8．利用如圖所示的裝置收集以下氣體：①H2，②Cl2，③O2，④HCl，⑤NO，⑥SO2，⑦NO2。(1)若燒瓶是干燥的，則由B口進(jìn)氣，可收集的氣體是②③④⑥⑦，若由A口進(jìn)氣，可收集的氣體有①。(2)若在燒瓶內(nèi)充溢水，可收集的氣體有①③⑤，氣體應(yīng)由A口進(jìn)入。(3)若燒瓶中裝入適量濃硫酸，可以用它來干燥的氣體有①②③④⑤⑥⑦，氣體應(yīng)由B口進(jìn)入。解析：(1)從B口進(jìn)氣是收集密度比空氣大的氣體，若從A口進(jìn)氣則收集密度比空氣小的氣體，用排氣法收集的氣體必需與O2不反應(yīng)，且密度與空氣密度相差較大。(2)若用排水法收集，則氣體必需不溶于水，應(yīng)從A口進(jìn)。(3)若用濃H2SO4干燥氣體，必需從B口進(jìn)氣。9．氮氧化物進(jìn)入大氣后，不僅會(huì)形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學(xué)煙霧，因此必需對(duì)含有氮氧化物的廢氣進(jìn)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＋H2O，①2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。②在反應(yīng)①中，氧化劑是NO2，還原劑是NO。在反應(yīng)②中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為11。(2)汽車尾氣中含有CO和NO，消退這兩種物質(zhì)對(duì)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N2和CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋2COeq\o(=,\s\up17(催化劑))N2＋2CO2。(3)在確定條件下氨氣亦可用來將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。寫出氨氣和二氧化氮在確定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up17(確定條件))7N2＋12H2O。解析：(1)在反應(yīng)①中NO2中的氮元素化合價(jià)降低作氧化劑，NO中氮元素化合價(jià)上升作還原劑；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11。(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(duì)大氣無污染的物質(zhì)應(yīng)為氮?dú)夂投趸肌?3)依據(jù)質(zhì)量守恒定律結(jié)合題目信息可知，氨氣和二氧化氮反應(yīng)后生成的無污染的物質(zhì)為氮?dú)夂退?．(雙選)下列關(guān)于氮?dú)獾恼f法中錯(cuò)誤的是(CD)A．氮?dú)庠谕ǔ顩r下不燃燒，也不支持燃燒，不能供呼吸B．液氮可用于醫(yī)學(xué)和高科技領(lǐng)域，制造低溫環(huán)境C．高溫或通電的條件下，氮?dú)饽芘c氧氣化合生成二氧化氮D．高溫高壓催化劑條件下與氫氣反應(yīng)時(shí)，氮?dú)庾鬟€原劑解析：A.氮?dú)馐且环N無色無味的氣體，是空氣的主要成分之一，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在通常狀況下不燃燒，也不支持燃燒，不能供呼吸，故A正確；B.液氮?dú)饣鼰?，所以可以制造低溫環(huán)境，故B正確；C.高溫或通電的條件下，氮?dú)饽芘c氧氣化合生成一氧化氮，為高能固氮的過程，故C錯(cuò)誤；D.高溫高壓催化劑條件下與氫氣反應(yīng)生成氨氣，氮?dú)庵蠳的化合價(jià)從0降低到－3，作氧化劑，故D錯(cuò)誤。故選C、D。2．(雙選)下列說法中，正確的是(AB)A．在雷雨天，空氣中的N2和O2化合生成NO屬于自然固氮B．在化學(xué)反應(yīng)中，氮?dú)饧瓤勺餮趸瘎┯挚勺鬟€原劑C．利用氮?dú)獾牟换顫娦?，在醫(yī)學(xué)上液氮常用作冷凍劑D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LN2與足量的H2充分反應(yīng)可轉(zhuǎn)移電子6mol解析：A.閃電時(shí)，氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成NO，屬于自然固氮，故A正確；B.氮?dú)庵械鼗蟽r(jià)可以降低生成氨氣，也可以上升生成NO等，氮?dú)饧瓤勺餮趸瘎┯挚勺鬟€原劑，故B正確；C.液氮揮發(fā)時(shí)會(huì)汲取大量的熱，所以常用作冷凍劑，故C錯(cuò)誤；D.氮?dú)馀c氫氣的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LN2與足量的H2充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子少于6mol，故D錯(cuò)誤。故選A、B。3．將3molNO2氣體依次通入下列三個(gè)分別裝有足量①NaHCO3飽和溶液，②濃H2SO4，③Na2O2的裝置后，用排水法把殘留氣體收集起來，則收集到的氣體是(D)A．1molNOB．1molNO2和0.05molO2C．2molO2D．0.25molO2解析：由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知有1molNO、2molHNO3生成，由HNO3＋NaHCO3=NaNO3＋H2O＋CO2↑可知，2molHNO3與足量NaHCO3反應(yīng)有2molCO2產(chǎn)生。由2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2可知有1molO2產(chǎn)生。此時(shí)剩余氣體為1molNO和1molO2。用排水法收集時(shí)，發(fā)生4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，最終剩余0.25molO2。4．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將NO2和O2按體積比43混合后充入一干燥燒瓶中，然后將燒瓶倒立于水中使其充分反應(yīng)后，燒瓶內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為(C)A.eq\f(1,22.4)mol·L－1 B.eq\f(1,39.2)mol·L－1C.eq\f(1,28)mol·L－1 D.eq\f(4,5)mol·L－1解析：假設(shè)燒瓶體積為7VL，充入了4VLNO2和3VLO2，倒立于水中后，依據(jù)4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3得生成硝酸的物質(zhì)的量為eq\f(4V,22.4)mol。因氧氣剩余2VL，所以硝酸溶液的體積為5VL，c(HNO3)＝eq\f(\f(4V,22.4),5V)mol·L－1＝eq\f(1,28)mol·L－1。5．常溫常壓下，a、b、c、d四支相同的試管中，分別裝入等物質(zhì)的量混合的兩種氣體。a試管內(nèi)是NO2和O2，b試管內(nèi)是Cl2和SO2，c試管內(nèi)是NO和O2，d試管內(nèi)是O2和H2。將四支試管快速同時(shí)倒立于水中，最終水面上上升度h的比較，正確的是(A)A．hb>hc>ha>hd B．hc>ha>hb>hdC．hd>ha>hc>hb D．hb>ha>hc>hd解析：假設(shè)試管高度為H，a試管內(nèi)ha＝eq\f(5,8)H；b試管內(nèi)hb＝H；c試管內(nèi)hc＝eq\f(7,8)H；d試管內(nèi)hd＝0。6．某混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種?，F(xiàn)將此無色混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色。對(duì)于原混合氣體成分的推斷中正確的是(A)A．確定有SO2和NO B．確定沒有Cl2、O2和NOC．可能有Cl2和O2 D．確定只有NO解析：由題意可知，混合氣體無色，故無Cl2(黃綠色)、NO2(紅棕色)；能使品紅溶液褪色，說明有SO2；剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色，說明產(chǎn)生了NO2，進(jìn)而說明原混合氣體中有NO，故無O2。7．(1)將一充溢NO的試管倒扣于水槽中，然后向試管中通入確定量的O2，試管中恰好充溢水時(shí)，則通入的O2與原NO氣體的體積比為34。(2)把40mLNO和NO2的混合氣體跟20mLO2同時(shí)通入水中，反應(yīng)后收集到5mL氣體，原混合氣體中V(NO)＝10_mL或27.5_mL、V(NO2)＝30_mL或12.5_mL。解析：(1)依據(jù)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3計(jì)算。(2)設(shè)混合氣體中NOxmL，NO2(40－x)mL，NO2與水生成NO體積為eq\f(1,3)(40－x)mL，所以NO共eq\f(1,3)(40＋2x)mL，依據(jù)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，①若5mL氣體為O2，則20－eq\f(3,4)×eq\f(1,3)(40＋2x)＝5，x＝10。②若5mL氣體為NO，則(40＋2x)－eq\f(80,3)＝5，x＝27.5。8．為了探究三種氣態(tài)氧化物(SO2、NO2、CO2)的性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一組試驗(yàn)：用三只集氣瓶收集滿二氧化硫、二氧化氮?dú)怏w，然后將其倒置在水槽中。分別緩慢通入適量O2或Cl2，如圖A、B、C所示。一段時(shí)間后，A、B裝置的集氣瓶中充溢溶液，C裝置的集氣瓶中還有氣體剩余。(假設(shè)瓶內(nèi)液體不擴(kuò)散)：①寫出裝置B中反應(yīng)的離子方程式：Cl2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)。②假設(shè)該試驗(yàn)條件下，氣體摩爾體積為aL·mol－1。則裝置A的集氣瓶中所得溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為eq\f(1,a)mol·L－1。③通入氧氣前在C裝置的水槽里滴加幾滴紫色石蕊溶液，視察到的現(xiàn)象是溶液呈淺紅色，通入氧氣后，可能視察到的試驗(yàn)現(xiàn)象是溶液紅色加深，寫出反應(yīng)的總化學(xué)方程式：2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4。解析：①NO2和O2，SO2和Cl2按確定比例可完全溶解于水中形成溶液4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋H2SO4，而SO2溶于水只有部分SO2與水反應(yīng)SO2＋H2O=H2SO3，很少量的H2SO3消耗很少量的O2,2H2SO3＋O2=2H2SO4。②設(shè)充溢NO2的集氣瓶容積為VL，n(NO2)＝eq\f(VL,aL·mol－1)＝eq\f(V,a)mol，倒置于水槽中通入O2形成eq\f(V,a)molHNO3，溶液體積也為VL，故集氣瓶中HNO3濃度為：c(HNO3)＝eq\f(V/amol,VL)＝eq\f(1,a)mol·L－1。③H2SO3是中強(qiáng)酸，且濃度很小時(shí)酸性很弱，滴加紫色石蕊溶液顯淺紅色，通入氧氣后，H2SO3被氧化為H2SO4，酸性增加，石蕊溶液所顯紅色變深?？偡磻?yīng)為2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4。9．甲同學(xué)通過查詢資料知道，確定濃度的硝酸與鎂反應(yīng)時(shí)，可得到二氧化氮、一氧化氮、氮?dú)馊N氣體。該同學(xué)用下列儀器組裝裝置來干脆驗(yàn)證有二氧化氮、一氧化氮生成并制取氮化鎂(假設(shè)試驗(yàn)中每步轉(zhuǎn)化均是完全的)。查閱文獻(xiàn)得知：①二氧化氮沸點(diǎn)為21.1℃、熔點(diǎn)為－11℃，一氧化氮沸點(diǎn)為－151℃、熔點(diǎn)為－164℃；②鎂也能與二氧化碳反應(yīng)；③氮化鎂遇水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣。(1)試驗(yàn)中先打開開關(guān)K，通過導(dǎo)管向裝置內(nèi)通入二氧化碳?xì)怏w以排出裝置內(nèi)的空氣，停止通入二氧化碳的標(biāo)記是E中出現(xiàn)白色沉淀。(2)為實(shí)現(xiàn)上述試驗(yàn)?zāi)康模x用的儀器的正確連接方式是A→D→C→F→B→F→E，確定還原產(chǎn)物中有二氧化氮的現(xiàn)象是A中有紅棕色氣體產(chǎn)生(或D中出現(xiàn)有色液體)，試驗(yàn)中要多次運(yùn)用裝置F，其次次運(yùn)用F的目的是防止水蒸氣進(jìn)入B導(dǎo)致氮化鎂水解。(3)試驗(yàn)過程中，發(fā)覺在D中產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象的同時(shí)，C中溶液顏色漸漸褪去，試寫出C中反應(yīng)的離子方程式：5NO＋4H＋＋3MnOeq\o\al(－,4)=3Mn2＋＋5NOeq\o\al(－,3)＋2H2O。(4)甲同學(xué)在A中起先反應(yīng)