2024-2025版教材新高中化學(xué)第3章第3節(jié)第1課時(shí)自然界中的氮循環(huán)氮?dú)夂偷难趸锞毩?xí)含解析魯科版必修第一冊

PAGEPAGE6第1課時(shí)自然界中的氮循環(huán)氮?dú)夂偷难趸镎n后篇鞏固提升夯實(shí)基礎(chǔ)·輕松達(dá)標(biāo)1.下列關(guān)于N2性質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是()A.任何物質(zhì)在氮?dú)庵卸疾荒苋紵鼴.氮?dú)饧染哂醒趸?又具有還原性C.將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變成含氮化合物屬于氮的固定D.氮?dú)馀c氧氣在肯定條件下反應(yīng)生成一氧化氮答案A解析活潑金屬鈉、鎂、鋁等可以在N2中燃燒。2.按圖進(jìn)行試驗(yàn)。試管中裝有12mLNO,然后間歇而又緩慢地通入8mLO2,下列是有關(guān)最終狀態(tài)的描述:①試管內(nèi)氣體呈棕色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O2⑥試管內(nèi)氣體是NO其中正確的是()A.①③ B.②④⑤ C.②④⑥ D.②③⑤答案C解析依據(jù)4NO+3O2+2H2O4HNO3可得,剩余氣體應(yīng)為NO,體積為43mL,試管內(nèi)液面上升。3.下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如下圖)的說法不正確的是()A.氮元素均被氧化B.工業(yè)合成氨屬于人工固氮C.含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化D.碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)答案A解析合成氨反應(yīng)中,氮元素的化合價(jià)降低被還原,A項(xiàng)錯(cuò)誤;工業(yè)合成氨屬于人工固氮,B項(xiàng)正確;硝酸鹽轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)經(jīng)動(dòng)物消化使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨氣和銨鹽,實(shí)現(xiàn)了含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化,并且碳、氫、氧三種元素也參與了氮的循環(huán),C項(xiàng)、D項(xiàng)正確。4.在NO2被水汲取的反應(yīng)中,發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)和發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量比為()A.3∶1 B.1∶3 C.1∶2 D.2∶1答案C解析依據(jù)反應(yīng)3N+4O2+H2O2HN+5O3+N+2O可知,發(fā)生還原反應(yīng)的NO2與發(fā)生氧化反應(yīng)的NO2的質(zhì)量比為15.下列物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化不能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是()A.N2NO B.N2NO2C.NONO2 D.NO2NO答案B解析A項(xiàng),N2+O22NO;C項(xiàng),2NO+O22NO2;D項(xiàng),3NO2+H2O2HNO3+NO。6.將充溢NO2和O2的量筒倒立于盛有水的水槽中,經(jīng)過一段時(shí)間后,水上升到量筒體積的一半處停止,則剩余氣體的成分是()A.NO2 B.NOC.O2 D.NO或O2答案C解析設(shè)量筒的體積為VL,剩余V2L的氣體可能是NO或O2。①若剩余氣體為NO,依據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO,則過量NO2為3V2L,不合題意。②若剩余氣體為O2,則有V2LNO2與O2的混合氣體發(fā)生反應(yīng)4NO2+O2+2H2O4HNO7.某同學(xué)收集了一集氣瓶紅棕色氣體,用玻璃片蓋好,然后向其中加入少量水,振蕩后變?yōu)闊o色,然后輕輕移開玻璃片使少量空氣進(jìn)入瓶內(nèi),氣體又變?yōu)榧t棕色。(1)集氣瓶內(nèi)紅棕色氣體是(填化學(xué)式)。

(2)氣體顏色改變的緣由是,有關(guān)的化學(xué)方程式是。

(3)在收集該紅棕色氣體時(shí)用。

答案(1)NO2(2)NO2與H2O反應(yīng)生成無色的NO,NO遇空氣中的O2又發(fā)生反應(yīng)生成紅棕色的NO23NO2+H2O2HNO3+NO、2NO+O22NO2(3)向上排空氣法提升實(shí)力·跨越等級1.下列屬于固氮過程的化學(xué)反應(yīng)是()A.N2+O22NOB.2NO+O22NO2C.3NO2+H2O2HNO3+NOD.NH3+HClNH4Cl答案A解析氮的固定是指將游離態(tài)的N2轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。2.下列反應(yīng)必需加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成的是()①N2→NO2②NO2→NO③NO2→HNO3④N2→NO⑤N2→NH3A.① B.②⑤ C.④ D.③④答案C解析該題有兩個(gè)要求:(1)必需加入氧化劑;(2)一步反應(yīng)就能完成。反應(yīng)①③④從化合價(jià)角度來看氮元素化合價(jià)都上升,但反應(yīng)①N2→NO2不能一步反應(yīng)完成,而反應(yīng)③NO2→HNO3,雖然氮的化合價(jià)上升,但不加氧化劑也能實(shí)現(xiàn),如3NO2+H2O2HNO3+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必需加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成。3.將裝有50mLNO2和NO混合氣體的量筒倒立于水槽中,反應(yīng)后氣體體積縮小為30mL,則原混合氣體中NO2和NO的體積比是()A.5∶3 B.3∶5 C.3∶2 D.2∶3答案C解析運(yùn)用差量法計(jì)算。設(shè)混合氣體中NO2的體積為x3NO2+H2O2HNO3+NOΔV 3 1 2x50mL-30mL=20mL3x=2則原混合氣體中NO為50mL-30mL=20mL。所以V(NO2)∶V(NO)=30mL∶20mL=3∶2。4.無色的混合氣體甲,可能含NO、CO2、NO2、N2中的幾種,將肯定量的甲氣體經(jīng)過下圖試驗(yàn)的處理,結(jié)果得到酸性溶液,而幾乎無氣體剩余,則甲氣體的組成為()A.NO2、N2 B.NO、CO2C.NO2、CO2 D.NO、CO2、N2答案B解析混合氣體無色,氣體中不含NO2,氣體通過Na2O2后顯紅棕色,說明原混合氣體中含有NO,且有與Na2O2反應(yīng)生成O2的氣體CO2,通入水中,溶液呈酸性,且?guī)缀鯚o氣體剩余,說明原氣體中不含N2。5.如圖所示,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)液面上升,但不能充溢試管,當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后,可以視察到試管中液面接著上升。經(jīng)過多次重復(fù)后,試管內(nèi)完全被充溢,原來試管中盛裝的氣體是()A.可能是N2和NO2的混合氣體B.肯定是NO2氣體C.可能是NO與NO2的混合氣體D.不行能是NO2一種氣體答案C解析2NO+O22NO2①3NO2+H2O2HNO3+NO②由①×3+②×2得:4NO+3O2+2H2O4HNO3由①+②×2得:4NO2+O2+2H2O4HNO3NO或NO2都可與適量O2完全溶于水生成硝酸,又因?yàn)樵摎怏w為紅棕色,所以該氣體可能是NO2,也可能是NO和NO2的混合氣體。6.已知下圖中H是無色液體,號稱生命之源,B是空氣中含量最多的物質(zhì),E是紅棕色氣體。(1)C的化學(xué)式是。

(2)D和E都是大氣污染物,D轉(zhuǎn)化成E的化學(xué)方程式是。

(3)E和H的反應(yīng)中,氧化劑和還原劑的質(zhì)量比是。

答案(1)NH3(2)2NO+O22NO2(3)1∶2解析依據(jù)題給信息推知:H為H2O、B為N2、E為NO2,進(jìn)而推知A為H2、C為NH3、D為NO、F為HNO3、G為NH4NO3。7.氮的氧化物(用NOx表示)是大氣污染物,必需進(jìn)行處理。(1)NOx能形成酸雨,寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式:。

(2)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低NOx的排放,當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí),NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式:。

(3)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。已知:4NH3+6NO5N2+6H2O,8NH3+6NO27N2+12H2O。同溫同壓下,3.5LNH3恰好將3.0LNO和NO2的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為N2,則原混合氣體中NO和NO2的體積之比是。

(4)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采納堿液汲取法處理,若NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全汲取后得到一種鈉鹽,該鈉鹽的化學(xué)式是。

答案(1)3NO2+H2O2HNO3+NO(2)2NO+2CON2+2CO2(3)1∶3(4)NaNO2解析(1)NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式為3NO2+H2O2HNO3+NO。(2)依據(jù)題目信息可知,NO被CO還原為N2,而CO被氧化成CO2,化學(xué)方程式為2NO+2CON2+2CO2。(3)V(NO)+V(NO2)=3.0L,23V(NO)+43V(NO2)=3.5L,則V(NO)=0.75L,V(NO2)=2.25L,V(NO)∶V(NO2)=1(4)NO中氮的化合價(jià)為+2價(jià),NO2中氮的化合價(jià)為+4價(jià),二者按物質(zhì)的量比1∶1混合時(shí)與NaOH反應(yīng)生成鹽的化合價(jià)必定為+3價(jià),即為NaNO2。8.氮元素是地球上含量豐富的一種元素,氮單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請回答下列問題:(1)二氧化氮溶于水時(shí)與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)下列有關(guān)氮元素的說法正確的是。

A.氮?dú)庖驗(yàn)槠浠瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,可以做愛護(hù)氣,比如充填食品包裝,充填電燈泡,保存珍貴書畫等B.醫(yī)學(xué)上常用液氮作冷凍劑,在冷凍麻醉?xiàng)l件下做手術(shù),是利用氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)的不活潑性C.氮、磷、鉀是植物生長必需的養(yǎng)分元素D.用NO2與水反應(yīng)制取硝酸時(shí),水做還原劑(3)豆科植物種植時(shí)不需施加氮肥的緣由是

。

(4)在肯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)。寫出氨氣與二氧化氮在肯定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

答案(1)3NO2+H2O2HNO3+NO(2)AC(3)豆科植物的根瘤菌能夠把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物,供自身生長運(yùn)用(4)8NH3+6NO27N2+12H2O貼近生活·拓展創(chuàng)新★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+2NaOH2NaNO2+H2O①2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O②在反應(yīng)①中,氧化劑是,還原劑是。在反應(yīng)②中,氧化劑是,還原劑是。

(2)汽車尾氣中含有二氧化氮和一氧化碳,消退這兩種對大氣污染物質(zhì)的方法是安裝催化轉(zhuǎn)化器,使它們發(fā)生反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸?該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)氨氣亦可用來處理氮氧化物。例如,氨氣與二氧化氮發(fā)生如下反應(yīng):6NO2+8NH37N2+12H2O。若某工廠排出的尾氣中二氧化氮含量為0.5%(體積分?jǐn)?shù)),處理1×103m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)這種尾氣,須要氨氣的質(zhì)量是。

答案(1)