2019-2020年高中化学 课时分层作业16 自然界中氮的循环（含解析）鲁科版必修1

课时分层作业(十六)(建议用时：40分钟)[合格基础练]1．下列说法不正确的是()A．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮是化学变化B．汽车尾气中排放的氮氧化合物是由游离态氮转化来的C．化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物D．植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环C[氮的固定是游离态的氮变成化合态的氮，是化学变化；汽车尾气中排放的氮氧化合物是由氮气和氧气反应生成的；化石燃料中含有氮的化合物，燃烧时会释放出氮氧化合物；植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环。]2．下列反应属于氮的固定的是()A．工业合成氨B．由氨气制备碳酸氢铵C．铜与浓硝酸反应产生NO2D．NH4Cl与Ca(OH)2反应生成NH3A[氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为化合态的氮，B、C、D三个选项中的反应物都是氮的化合物，不符合题意。]3．实验室制备气体后，在收集气体时，往往根据气体的性质选择不同的收集方法，当小明在实验室制备下列气体时，只能用排水法收集的是()A．HClB．CO2C．NOD．NO2C[因NO不与水反应，且不溶于水，故NO的收集能使用排水法，而NO的密度与空气接近，不能用排空气法收集。]4．氮气能大量存在于空气中的根本原因是()A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难与其他物质发生反应B．氮气比空气轻，且不溶于水C．氮分子中两个氮原子结合得很牢固，分子结构稳定D．氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应C[N2性质稳定，但在高温下可与Mg、Al、H2等物质反应表现出氧化性，与O2在放电条件下反应表现出还原性，A、D项不正确；氮气比空气轻且不溶于水不是N2能大量存在于空气中的根本原因，即B项不正确。]5．下列物质不能由单质直接化合生成的是()A．CuCl2B．NO2C．FeCl3D．Na2O2B[金属铜、铁在氯气中燃烧生成氯化铜和氯化铁，金属钠在空气中燃烧可生成过氧化钠。N2和O2反应生成NO，不能直接生成NO2。]6．研究表明，一氧化氮在治疗心血管疾病中具有重要的作用。下列对一氧化氮的叙述正确的是()A．一氧化氮是一种红棕色的气体B．一氧化氮的摩尔质量为30C．常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集C[A项，一氧化氮是无色气体；B项，NO的摩尔质量为30g·mol－1；D项，NO不溶于水。]7.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，原来试管中盛装的气体是()A．肯定是NO2气体B．肯定是O2与NO2的混合气体C．肯定是NO气体D．可能是NO与NO2的混合气体D[由气体“红棕色”推测肯定含有NO2，与水反应后生成物有NO，由“向试管内鼓入氧气多次后，试管被水充满”，则试管中原来可能还含有NO或含有O2。由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3这两个方程式进行判断，可能是NO与NO2的混合气体；若是O2与NO2的混合气体，当O2过量，试管就不可能被水充满，因此，原试管中可能是O2与NO2的混合气体且O2不过量。]8．将盛满等体积NO和NO2混合气体的试管倒置于水槽中，反应完毕后，溶液的体积是试管容积的()A.12B.13C.23D.56B[设NO2、NO的体积各为1L，则试管的容积为2L。3NO2＋H2O===2HNO3＋NO311L13L反应后NO的体积为1＋13L＝43L，进入试管的液体为2－43L＝23L，则23L÷2L＝13，即溶液的体积是试管容积的13。]9．一定条件下，将等体积的NO2和O2的混合气体置于试管并将该试管倒置于水槽中至液面不再上升时，剩余气体的体积约为原体积的()A.14B.34C.18D.38D[根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，O2过量。设NO2和O2的体积各为1L，则1LNO2消耗O214L，剩余O234L，所以34L÷2L＝38。][教师备选]下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是()①N2→NO2②NO2→NO③NO2→HNO3④N2→NO⑤N2→NH3A．①B．②⑤C．④D．③④C[该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)通过一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都是升高，但反应①N2→NO2不能通过一步反应完成；而反应③NO2→HNO3虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能完成，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。]10．在元旦联欢会上，某同学给同学们表演了一段魔术：首先收集一集气瓶红棕色的气体，用玻璃片盖好，然后向其中加入少量水，振荡后变为无色，然后轻轻移动玻璃片使少量空气进入集气瓶，气体又变为红棕色，振荡，又变为无色……(1)集气瓶中红棕色的气体是________。(2)气体颜色变化的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________；有关反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)表演魔术时操作者要注意什么问题？为什么？____________________________________________________。[答案](1)NO2(2)NO2与H2O反应生成无色气体NO，无色气体NO遇到空气，与空气中的O2反应又生成红棕色的NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2(3)表演魔术时要注意安全，因为NO2、NO都有毒11．如图所示，室温下向盛有3.0mLNO的试管中缓缓通入1.5mLO2(所有气体体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题：(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：①________________________________________________；②________________________________________________；③________________________________________________。(2)最终试管中剩余的气体是________，体积为____________________________________________________。[解析]试管中通入O2，NO与O2反应生成NO2，气体变为红棕色，NO2与水反应生成NO和HNO3，液面上升。根据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。1.5mLO2完全反应消耗2.0mLNO，故最后剩余气体为NO，体积为3.0mL－2.0mL＝1.0mL。[答案](1)①通入O2，试管内气体变为红棕色②试管内液面升高③最后试管内有无色气体剩余(2)NO1.0mL12．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O①2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O②在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________________________________________________。(2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成对大气无污染的物质。写出该反应的化学方程式：___________________________________________________________________________________。(3)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____________________________________________________。[答案](1)NO2NO1∶1(2)2NO＋2CO=====催化剂N2＋2CO2(3)6NO2＋8NH3=====一定条件7N2＋12H2O[等级过关练]13．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()A．NO2、N2B．NO、CO2C．NO2、CO2D．NO、CO2、N2B[混合气体无色，气体中不含NO2，气体通过Na2O2后显红棕色，说明原混合气体中含有NO，且有与Na2O2反应生成O2的气体CO2，通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原气体中不含N2。]14．将少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是()A．氧气B．二氧化氮C．二氧化氮和氧气D．二氧化氮和一氧化氮C[将少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量之比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成的O2与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。]15．某氮的氧化物是大气污染物之一，在一定温度和有催化剂存在下，该氧化物与氨气(NH3)反应只生成氮气和水，若生成的氮气和水的物质的量之比为5∶6，该氧化物的化学式为()A．NOB．N2O3C．NO2D．N2O5A[由n(N2)∶n(H2O)＝5∶6，可得生成物为5N2＋6H2O，反应物为NH3和氮氧化物，由氢原子守恒得NH3的系数为4，即为4NH3＋===5N2＋6H2O，再由氮原子和氧原子守恒得中有6个氮原子和6个氧原子，为6NO，则所求化学式为NO。]16．实验室常用饱和NaNO2与NH4Cl溶液反应制取纯净的氮气，见下图。反应的化学方程式为NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O，反应放热。试回答：(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的胶管所起的作用是________。A．防止NaNO2饱和溶液蒸发B．保证实验装置不漏气C．使饱和NaNO2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用排空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胶管是为了保证饱和NaNO2溶液容易滴下；该反应产生的