2016-2017学年高中化学321自然界中氮的循环氮气和氮的氧化物课时作业鲁科版必修1

1第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环、氮气和氮的氧化物A组1.下列关于N2性质的叙述,有错误的是()A.任何物质在N2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N2转变成含氮化合物属于氮的固定D.氮是活泼的非金属元素,但N2的化学性质很不活泼解析:N2很不活泼,一般来说不支持燃烧,但Mg、Ca等金属可以在N2中燃烧,A项错误;N2中N为0价,介于-3~+5价之间,既有氧化性(化合价降低),又有还原性(化合价升高),如N2与H2、O2等的反应,B项正确;由氮的固定的定义可知C项正确;根据氮的氢化物(NH3)很稳定及最高价氧化物对应的水化物(HNO3)是强酸可知N是活泼的非金属元素,但其单质(N2)的分子结构特点(N≡N三键)决定了N2并不活泼,D项正确。答案:A2.下列属于固氮作用的化学反应是()A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3B.NO与O2反应生成NO2C.NH3催化氧化生成NO和H2OD.由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4解析:将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫氮的固定。固定氮的方式有自然固氮和人工固氮,如工业合成氨是人工固氮,雷雨天气产生NO气体属于自然固氮,另外豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物,也属于自然固氮。答案:A23.有下列变化,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是()①大气中雷电固氮②硝酸银分解③实验室制取氨气A.①②③B.②①③C.③②①D.③①②解析:雷电固氮是大气中的氮气生成NO,氮气被氧化;硝酸银分解,生成NO2,氮被还原;实验室制取氨气是非氧化还原反应。答案:A4.下列说法中,正确的是()A.在雷雨天,空气中的N2和O2化合生成NO属于人工固氮B.在化学反应中,氮气既可作氧化剂又可作还原剂C.利用氮气的不活泼性,在医学上液氮常用作冷冻剂D.标准状况下,22.4LN2与足量的H2充分反应可转移电子6mol解析:雷雨天,N2和O2化合反应属于自然固氮;液氮作冷冻剂与氮气的不活泼性无关;N2与H2反应生成NH3是可逆反应,不能进行完全,即1molN2与足量H2反应无论如何都不能生成2molNH3。答案:B5.下列对NO、NO2的描述,正确的是()A.NO是红棕色气体,易溶于水,是酸性氧化物B.NO2可用排水法收集,且可由N2和O2化合而得到C.NO、NO2在一定条件下可相互转化,且二者都有毒D.NO、NO2互为同素异形体,且NO是汽车尾气的有害成分之一解析:NO为无色不溶于水的气体,不属于酸性氧化物,A项错;NO2与水反应,且N2与O2能化合为NO,不能化合为NO2,B项错;NO、NO2之间不属于同素异形体,D项错。答案:C6.收集NO和NO2两种气体的方法正确的是()3A.都可用排水法B.NO用排水法,NO2用向上排空气法C.都可用向上排空气法D.NO用向上排空气法,NO2用排水法解析:NO能与O2反应,所以不能用排空气法收集NO气体;NO2能与水反应,所以不能用排水法收集。答案:B7.导学号05840149在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量比为()A.3∶1B.1∶3C.1∶2D.2∶1解析:3O2+H2O2HO3+O,3molNO2中,有2mol氮的价态升高,1mol氮的价态降低,所以发生还原反应的NO2与发生氧化反应的NO2的质量比为1∶2。答案:C8.将充有20mLN2和NO2气体的试管倒立在水槽中,充分反应后,试管残留气体10mL,则原混合气体中N2和NO2的体积比是()A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.2∶3解析:可用差量法解题。由反应方程式3NO2+H2O2HNO3+NO知,反应前后气体体积差为2,即每有3体积的NO2和水反应,气体减少2体积。而本题试管中气体变为10mL,说明减少了10mL,即原气体中的NO2体积为15mL,故N2和NO2的体积比是1∶3,所以C项正确。答案:C9.NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来,发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能,因而成为当前生命科学的研究热点,NO亦被称为“明星分子”。请完成下列问题:(1)NO所造成的直接或间接的危害在于(填以下项目的编号)。A.破坏臭氧层4B.高温下能使一些金属被氧化C.形成酸雨D.与人体血红蛋白结合(2)若将盛有NO和NO2的混合气体的量筒倒立于盛有水的水槽中,过一段时间后,量筒内气体体积减小为原来的一半,则原混合气体中NO和NO2的体积比是。(3)若将盛有4mLNO气体的试管倒置于水槽中,要想使试管中充满水,应向试管中再通入mLO2。解析:(1)NO的危害主要体现在破坏臭氧层,形成酸雨,以及与人体血红蛋白结合使人窒息等方面。(2)设原混合气体中NO体积为V1,NO2体积为V2,则当量筒倒立于水槽中时发生反应:3NO2+H2O2HNO3+NOV2由气体体积变为原来的一半可列式:,则V1∶V2=1∶3。(3)根据反应4NO+3O2+2H2O4HNO3可知,若想使试管中充满水应向试管中通入3mLO2。答案:(1)ACD(2)1∶3(3)310.容积为10mL的试管中充满NO2和O2的混合气体,将其倒立于盛有足量水的水槽中。(1)若水全部充满试管,则原混合气体中NO2的体积为mL。(2)若最后剩余气体为1mL,则原混合气体中NO2的体积可能是mL。解析:(1)水全部充满试管,应发生反应:4NO2+O2+2H2O4HNO3,即NO2与O2的体积比为4∶1,所以V(NO2)=10mL×=8mL。5(2)剩余气体1mL有两种情况:①1mL气体为O2,则参加反应4NO2+O2+2H2O4HNO3的NO2和O2共9mL,NO2占,所以V(NO2)=9mL×=7.2mL。②1mL气体为NO,即相当于NO2过量:3NO2+H2O2HNO3+NO参加反应4NO2+O2+2H2O4HNO3的NO2和O2共7mL,所以V(NO2)=3mL+7mL×=8.6mL。答案:(1)8(2)7.2或8.6B组1.N2O俗称“笑气”,曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O:3CO+2NO23CO2+N2O。下列关于N2O的说法正确的是()A.上述反应中每生成1molN2O,消耗1.5molCOB.等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数C.N2O只具有氧化性,无还原性D.N2O会迅速与人体血红蛋白结合,使人中毒解析:由化学方程式知,生成1molN2O时消耗3molCO,A项错误;1molN2O与1molCO2都含有22mol电子,B项正确;N2O中氮元素为+1价,是氮元素的中间价态,所以N2O既具有氧化性又具有还原性,C项错误。答案:B2.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气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。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()6A.1∶1B.5∶7C.7∶5D.4∶3解析:V(NO2)=V(NO),则所生成HNO3物质的量相同,形成硝酸溶液体积相同,故两试管中硝酸浓度相同。答案:A3.导学号05840150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,它们分别是①NO和NO2,②NO2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,则下列关系正确的是()A.V1V2V3B.V1V3V2C.V3V2V1D.V3V1V2解析:因①中对应的反应为3NO2+H2O2HNO3+NO,其中剩余气体体积为试管容积的;②中的反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3,剩余气体的体积为试管容积的;③中HCl易溶于水,剩余气体的体积为试管容积的。答案:B4.为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理,已知反应方程式:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O,且NO2可以转化为N2O4。现有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液完全吸收,则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度为()A.mol·L-1B.mol·L-1C.mol·L-1D.mol·L-1解析:既然无气体剩余,且恰好反应,可以考虑原子守恒法,即:氧化物中N原子数目与NaOH溶液中Na+数目相等。答案:C5.氮元素是地球上含量丰富的一种元素,氮单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:7(1)氮气主要用于合成氨,由此制造化肥、硝酸和炸药等,写出工业合成氨反应的化学方程式:。(2)下列有关氮元素的说法正确的是。A.氮气因为其化学性质不活泼,可以做保护气,比如充填食品包装,充填电灯泡,保存贵重书画等B.医学上常用液氮做冷冻剂,在冷冻麻醉条件下做手术,是利用氮气化学性质的不活泼性C.氮、磷、钾是植物生长必需的营养元素D.用NO2与水反应制取硝酸时,水做还原剂(3)豆科植物种植时不需施加氮肥的原因是。(4)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:。解析:(1)工业合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3。(2)B选项,液氮汽化时需要吸收大量的热量,使周围环境温度降低,与其化学性质不活泼无关;D项,NO2与水反应时,水既不是氧化剂又不是还原剂。(3)豆科植物的根瘤菌能够在常温常压的条件下把空气中的氮气转化为含氮化合物,供自身生长使用。(4)氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。答案:(1)N2+3H22NH3(2)A、C(3)豆科植物的根瘤菌能够把空气中的氮气转化为含氮化合物,供自身生长使用(4)8NH3+6NO27N2+12H2O6.导学号05840151实验室常用饱和NaNO2与NH4Cl溶液反应制取纯净氮气,见下图。化学方程式为:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O;反应放热。试回答:8(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是()A.防止NaNO2饱和溶液蒸发B.保证实验装置不漏气C.使NaNO2饱和溶液容易滴下(2)B部分的作用是。①冷凝②冷却氮气③缓冲氮气流(3)加热前必须进行的一个操作步骤是。加热片刻后,应立即移去酒精灯以防反应物冲出,其原因是。(4)收集N2前,必须进行的步骤是(用文字说明)。收集N2不适宜的方法是(填写编号)。①用排气法收集在集气瓶中;②用排水法收集在集气瓶中;③直接收集在球胆或塑料袋中。解析:根据实验室制N2的原理知该反应为放热反应,且较剧烈,加热片刻后,应立即移去酒精灯以防反应物冲出;装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管是为了保证NaNO2饱和溶液容易滴下;该反应产生的N2中混有水蒸气,B的作用即除去水蒸气;N2的相对分子质量(28)和空气(29)相当,故不能用排空气法收集。答案:(1)C(2)①(3)检查装置气密性本反应为放热反应(4)将系统内空气排净①