氮气和氮的氧化物 专项练 2025年高考化学复习备考

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氮气和氮的氧化物 专项练
2025年高考化学复习备考
一、单选题（共15题）
1．在自然界中只以化合态存在的元素是
A．C B．N C．S D．Cl
2．下列有关氮气的说法正确的是
A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼
B．医学上常用液氮作冷冻剂，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．H2与N2在一定条件下反应生成NH3，反应中H2体现还原性
D．电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中可能发生的反应有N2+2O22NO2
3．下图是自然界中的氮循环过程，下列有关叙述错误的是
A．反应①、②及工业合成氨均属于氮的固定
B．反应③的反应方程式为
C．反应④中，生成，至少需要提供
D．过程中参与循环的元素有氮元素，还有氢和氧元素
4．沸石分子筛选择性催化还原的循环过程如图所示。下列说法正确的是
A．反应过程中催化剂未参与电子得失 B．步骤一中与的物质的量之比为
C．每生成理论上消耗 D．所有步骤均有氧化还原反应发生
5．在NO2与水的反应中，下列说法错误的是
A．H2O中各元素的化合价不发生变化
B．反应生成的气体在空气中能稳定存在
C．3molNO2完全反应转移电子的物质的量为2mol
D．NO2既是氧化剂，又是还原剂
6．如图所示，在注射器里吸入，然后吸入5mL水。若再吸入30mL空气(按体积占计算)，夹住弹簧夹，观察现象(不考虑摩擦力，即所有操作都在常温常压下进行)。已知常温常压下，气体摩尔体积为，下列说法错误的是
A．最终剩余气体中NO体积为12mL
B．可观察到注射器的活塞缓缓向左移动，最终活塞最左端停在约36mL刻度处
C．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
D．若反应前后液体体积不变，所得硝酸溶液的浓度约为
7．下列关于氮气的说法错误的是
A．氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸
B．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境
C．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气
D．在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂
8．下列关于NO的叙述正确的是
A．NO易溶于水，所以可用排空气法收集
B．NO是一种有刺激性气味的红棕色气体
C．常温常压下，含等质量氧元素的NO和CO的体积相等
D．NO不能通过化合反应获得
9．将盛有和的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余无色气体，则原混合气体中的体积可能是
A．0.6mL B．2mL C．2.4mL D．4mL
10．在汽车尾气净化装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法不正确的是

A．该反应为固氮反应之一
B．NO为无色气体，为红棕色气体
C．NO、CO均能与人体中的血红蛋白结合
D．该催化转化的总反应的化学方程式为
11．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A．“雷雨发庄稼”和合成氨工业都属于氮的固定
B．侯氏制碱法的副产物可以作为氮肥
C．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
D．二氧化硫、氮氧化物溶于雨水会形成酸雨，酸雨的pH约为5.6
12．在高温或放电条件下，N2和O2反应生成NO， NO进一步氧化生成NO2，在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是
A．NO(g) HNO3(aq) B．N2(g) NO2(g)
C．NO2(g) N2(g) D．NH3N2(g)
13．氨氮废水造成湖泊富营养化，某研究团队设计处理流程如下：
在硝化过程中实现转化，在反硝化过程中实现转化。下列说法正确的是
A．硝化过程中，含氮物质均发生还原反应
B．反硝化过程属于氮的固定
C．在一定条件下向废水中加入甲醇(CH3OH)可实现反硝化过程，甲醇中某元素的化合价会升高
D．HNO3完全转化成1molN2时，转移的电子数为5NA
14．在酸性条件下，具有氧化性。如图实现转化为。下列分析不正确的是
A．是整个循环的催化剂
B．NO、为中间产物
C．每转化1mol，需要5.6L
D．反应①的离子方程式为：
15．将盛有NO2和N2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体体积缩小为原体积的一半，原混合气体中N2与NO2的体积比为
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．3：1
二、非选择题（共2题）
16．A、B、C、D四种物质的相互转化关系如下图(部分反应条件及产物略去)。
(1)若A是黄色固体单质，则B为 ，B转化为C的化学方程式是 。
(2)若A是空气中的主要成分，C是红棕色气体，则A的电子式为 ，D的浓溶液与铜反应的化学方程式是 。D的浓溶液需保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处，原因是 (用化学方程式表示)。
17．为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如图实验。按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使氧气进入烧瓶，观察到的现象是 ，产生此现象的化学方程式为 。
(2)关上止水夹，轻轻摇动烧瓶，观察到的现象为① ；② ，产生此现象的化学方程式为 。
(3)烧杯中盛放的是酸性高锰酸钾溶液，能吸收尾气，已知NO能与MnO在酸性条件下反应生成NO和Mn2＋，写出该反应的离子方程式 。
参考答案：
1．D
A．金刚石、石墨都是碳的单质，在自然界中存在单质，选项A错误；
B．空气中存在氮气，氮可以单质形成存在，选项B错误；
C．火山喷口附近有硫单质，选项C错误；
D．氯气性质活泼，在自然界中只能以化合态存在，选项D正确；
2．C
A．氮气性质稳定的原因是两个氮原子之间的作用力比较强，破坏这种作用力时需要很高的能量，A错误；
B．液氮汽化时需要吸收大量的能量，使周围环境温度降低，与其化学性质的不活泼性无关，B错误；
C．反应的化学方程式为，反应中氢元素化合价升高，氢气作还原剂，C正确；
D．N2和O2在放电条件下生成NO，不能直接生成NO2，D错误；
3．C
A．氮的固定是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程，反应①、②及工业合成氨都是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程，均属于氮的固定，故A正确；
B．由图可知，反应③为一氧化氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为，故B正确；
C．由图可知，反应④为在硝化细菌作用下氨气与氧气反应生成硝酸根离子的反应，由得失电子数目守恒可知，生成1mol硝酸根离子需要提供氧气的物质的量为1mol×2=2mol，故C错误；
D．由图可知，自然界中的氮循环过程中参与循环的元素有氮元素，还有氢和氧元素，故D正确；
4．C
A．步骤一中Cu+与O2、H2O反应生成，Cu元素的化合价由+1价升至+2价，Cu+失去电子、被氧化，A项错误；
B．步骤一的反应为4Cu++O2+2H2O=4，O2与H2O的物质的量之比为1∶2，B项错误；
C．根据总反应4NO+O2+4NH3=4N2+6H2O知，每生成1molN2理论上消耗0.25molO2，C项正确；
D．步骤三的反应中元素的化合价没有变化，没有氧化还原反应发生，D项错误；
5．B
A．H2O中H、O元素的化合价反应前后没有发生变化，A正确；
B．反应生成的NO立即会和空气中的氧气反应生成NO2，因而不能稳定存在，B错误；
C．3molNO2完全反应转移2mol电子，C正确；
D．NO2中+4价N元素，部分化合价升高到+5价，部分降低到+2价，则NO2既是氧化剂，又是还原剂，D正确；
6．B
A．30mL空气中氧气体积为30mL×=6mL，根据方程式：2NO+O2=2NO2，20mLNO消耗12mL，生成NO2的体积为12mL，NO2再与水反应，3NO2+H2O=2HNO3+NO，生成NO为12mL×=4mL，所以最后剩余NO为(20-12+4)mL=12mL，A正确；
B．注射器内气体减少，所以注射器的活塞缓缓向左移动，体积为剩余的NO、N2和水的体积，约为41mL，B错误；
C．NO是无色气体，NO2是红棕色气体，所以注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色，C正确；
D．根据A中分析可知，若反应前后液体体积不变，生成硝酸的物质的量浓度为：，D正确；
7．D
A．氮气的化学性质很稳定，在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸，A项正确；
B．液氨汽化吸热，可用于制造低温环境，B项正确；
C．氮气的化学性质很稳定，可用作焊接金属的保护气，C项正确；
D．氮气与氢气生成氨气的反应中，N的化合价从0降低到，作氧化剂，D项错误；
8．C
A．NO不溶于水，可以用排水法收集，NO易被氧气氧化，所以不能使用排空气法收集，故A错误；
B．NO是一种无色无味的有毒气体，故B错误；
C．由NO和CO可以知道，物质的量相同时含有的氧元素质量相等，所以在常温常压下，体积相等，故C正确；
D．氮气和氧气在放电条件下生成NO，该反应属于化合反应，故D错误；
9．D
根据化学方程式：；，设的体积为x，剩余的气体有两种可能：①若剩1mL，则另外5mL气体发生，则二氧化氮占5mL气体的五分之四，即体积为；②若剩1mL，根据，得到生成1mLNO气体消耗的二氧化氮气体体积为3mL，说明另外还有3mL气体发生，则这3mL气体中二氧化氮占五分之四，则总的二氧化氮气体体积为；故D符合题意。
10．A
A． 氮的固定是游离态氮元素变化为化合态氮元素，该反应为含氮化合物转变为氮气，不属于固氮反应，A错误；
B． 通常，NO为无色气体、为红棕色气体，B正确；
C． NO、CO均能与人体中的血红蛋白结合，超过一定量的NO、CO均能使人中毒，C正确；
D． 由图、结合电子数守恒、元素质量守恒可知，该催化转化的总反应的化学方程式为，D正确；
11．D
A．“雷雨发庄稼”是雷电作用下氮气和氧气反应生成一氧化氮的过程，合成氨工业是氮气和氢气在高温高压催化剂作用下合成氨气的过程，都属于氮的固定，A正确；
B．侯氏制碱法的副产物氯化铵可以作为氮肥，B正确；
C．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，C正确；
D．正常雨水因溶解二氧化碳pH约为5.6，二氧化硫、氮氧化物溶于雨水会形成酸雨，则酸雨的pH小于5.6，D错误；
12．C
A．NO与H2O不发生反应，不能实现转化生成HNO3，A错误；
B．N2与氧气反应只能生成NO，不能一步生成NO2，B错误；
C．NO2有氧化性，CO有还原性，在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无毒的N2和CO2，能一步实现，C正确；
D．氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵，不能转化生成N2，D错误；
13．C
A．硝化过程中实现转化，氮元素化合价不断升高，发生氧化反应，故A错误；
B．氮的固定是将游离态氮转化为化合态的氮，反硝化过程中实现转化，将氮的化合态转化为氮气，不属于氮的固定，故B错误；
C．加入甲醇(CH3OH)可实现反硝化过程，废水中氮元素化合价降低，则甲醇中某元素的化合价会升高，故C正确；
D．HNO3转化成N2时氮元素化合价降低了5，生成1molN2时得到10mol电子，转移的电子数为10NA，故D错误；
14．C
A. 根据转化关系图可知反应前有硝酸根，反应后有硝酸根，因此是整个循环的催化剂，A正确；
B. 根据转化关系图可判断NO、为中间产物，B正确；
C. 每转化1mol，需要0.25mol氧气，气体所处状态不确定，其体积不一定为5.6L，C错误；
D. 根据转化关系图可判断反应①的离子方程式为：，D正确；
15．C
设原混合气体中含有xmolN2，ymolNO2，盛有N2和NO2 的混合气体的试管倒立于水中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，则有，反应后试管内气体物质的量为mol，则有(x+y)=2，解得x：y=1：3，故答案选C。
16．(1) SO2
(2) Cu＋4HNO3(浓) ＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 4HNO3(浓) O2↑＋4NO2↑＋2H2O
（1）若A是黄色固体单质，则A为硫单质，硫和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫和氧气在催化剂加热条件下反应生成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸，则B为SO2，B转化为C的化学方程式是；故答案为：SO2；。
（2）若A是空气中的主要成分，C是红棕色气体，则C为二氧化氮，A为氮气，B为一氧化氮，则A的电子式为 ，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，D的浓溶液与铜反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓) ＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。D的浓溶液需保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处，主要浓硝酸见光分解生成二氧化氮、氧气和水，其反应方程式为4HNO3(浓) O2↑＋4NO2↑＋2H2O；故答案为： ；Cu＋4HNO3(浓) ＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；4HNO3(浓) O2↑＋4NO2↑＋2H2O。
17．(1) 气体由无色变为红棕色 2NO＋O2=2NO2
(2) 烧瓶中红棕色气体又变为无色 烧杯中导气管中液面上升 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO
(3)5NO＋3MnO＋4H＋=5NO＋3Mn2＋＋2H2O
（1）无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2，反应的化学方程式为：2NO+O2=2NO2；
（2）NO2与水接触反应生成硝酸和NO，化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，红棕色NO2气体又变为无色NO气体，烧瓶中气体物质的量减小导致烧瓶中气体压强减小，烧杯中溶液进入导气管；
（3）NO能与MnO在酸性条件下反应生成NO和Mn2+，一氧化氮被氧化生成硝酸盐，反应的离子方程式为：5NO＋3MnO＋4H＋=5NO＋3Mn2＋＋2H2O。
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