2025人教版高中化学必修第二册强化练习题--第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
2025人教版高中化学必修第二册
第二节　氮及其化合物
第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
基础过关练
题组一　氮气与氮的固定
1.(2024广东韶关实验中学月考)下列关于N2的叙述错误的是(　　)
A.在雷雨天,空气中的N2与O2可反应生成NO
B.N2既可作氧化剂又可作还原剂
C.1 mol N2可与3 mol H2反应生成2 mol NH3
D.氮的固定是将N2转化成含氮的化合物
2.(2024新疆八一中学开学考)下列说法中不正确的是(　　)
A.N2化学性质不活泼,所以N2可用作保护气
B.氮气与氧气在汽车内燃机中反应,若氧气过量则可直接生成NO2
C.“雷雨发庄稼”所包含的物质转化为N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
D.在反应3Mg+N2 Mg3N2中,N2为氧化剂
3.(2024湖北十一校联考)自然界中的氮循环过程如图所示,下列有关叙述错误的是(　　)
A.过程①、②及工业合成氨均属于氮的固定
B.反应④中,生成1 mol N,至少需要提供4 mol O2
C.反应③的化学方程式为4NO+3O2+2H2O 4HNO3
D.过程中参与循环的元素有氮元素、氢元素和氧元素
题组二　一氧化氮和二氧化氮
4.(2024云南大理月考)下列关于NO、NO2的说法正确的是(　　)
A.NO2能与水反应生成硝酸,但NO2不是酸性氧化物
B.NO2可由N2与O2反应直接制备
C.NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液,溶于足量NaOH溶液得无色溶液的是NO2,得橙色溶液的为溴蒸气
D.NO、NO2均可用排水法收集
5.(2024河北石家庄月考)为了有效实现NO和NO2的相互转化,设计如下实验。按图组装好实验装置,并检验装置气密性,实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开止水夹a,推动针筒活塞,使O2进入烧瓶。关闭止水夹a,首先观察到烧瓶中的现象是　　　　　　　　　　　,产生此现象的化学方程式为　　　　　　　　　　。
(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象为　　　　　　　　　　　　,产生此现象的化学方程式为　　　　　　　　　　。
(3)欲使烧瓶中尽可能充满液体,操作的关键是　　　　　　　　　　。
(4)若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Mn在酸性条件下反应生成N和Mn2+,写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升练
题组一　氮气与氮氧化物的性质与转化
1.(2024安徽合肥六校期末联考)科学研究人员发现,在有机碳源和微生物的作用下,可以实现大气中的氮循环(如图所示),减少对环境的污染。下列说法错误的是(　　)
A.N2转化成N属于氮的固定
B.NH4NO3为离子化合物,含有离子键和共价键
C.转化过程中N被甲醇(CH3OH)氧化为N2
D.N与N反应的离子方程式为N N2↑+2H2O
2.(2024天津五十四中月考)在汽车尾气净化装置里,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.该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C.该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2
D.该催化转化的总反应方程式为2NO+O2+4CO 4CO2+N2
题组二　有关氮的氧化物的计算及吸收处理
3.(2024河南南阳期末)如图所示,在注射器里吸入20 mL NO,然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气(假设只含两种气体,且氮气与氧气的体积比为4∶1),夹住弹簧夹,观察现象(不考虑摩擦力,所有操作都在常温常压下进行)。已知常温常压下,气体摩尔体积约为24.5 L·mol-1,下列说法错误的是(　　)
A.最终剩余气体中NO体积为12 mL
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36 mL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0.065 mol·L-1
4.(2024湖北恩施期末)将一定量的NO、NO2混合气体通入足量的Na2CO3溶液中被完全吸收,溶液中生成的N、N两种离子的物质的量与混合气体中NO2的物质的量分数x[x=]变化关系如图所示。
已知溶液中可发生以下两个反应:
①NO+NO2+Na2CO3 2NaNO2+CO2;②2NO2+Na2CO3 NaNO2+NaNO3+CO2
下列说法正确的是(　　)
A.图中线段b表示N的物质的量的变化
B.随x值增大,溶液中n(N)增大
C.x=0.6时,反应中可收集到标准状况下22.4 L CO2
D.若测得所得溶液中n(N)为0.4 mol,则x的值为0.75
答案与分层梯度式解析
第二节　氮及其化合物
第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
基础过关练
1.C　氮气和氢气合成氨的反应为可逆反应,故1 mol N2与3 mol H2反应生成NH3的物质的量小于2 mol,C错误。
2.B　N2化学性质不活泼,可用作保护气,A正确;氮气与氧气在汽车内燃机中反应生成NO,NO进一步被氧气氧化生成NO2,B错误;“雷雨发庄稼”所包含的化学变化为放电时氮气被O2氧化生成NO,NO被O2氧化为NO2,NO2与H2O反应生成HNO3,HNO3进一步转变为硝酸盐,所涉及的物质转化为N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐,C正确;在反应3Mg+N2 Mg3N2中,氮元素化合价降低,为氧化剂,D正确。
3.B　过程①、②及工业合成氨都是将游离态氮转化为化合态氮的过程,均属于氮的固定,故A正确;反应④为在硝化细菌作用下氨气与氧气反应生成N,O2~4e-,由得失电子守恒可知,生成1 mol N至少需要提供氧气的物质的量为2 mol,故B错误;反应③为一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸,反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O 4HNO3,故C正确;由题图可知,氮循环过程中参与循环的元素有氮元素、氢元素和氧元素,故D正确。
4.A　NO2与碱反应生成盐和水,但反应过程中有元素化合价发生变化,所以NO2不是酸性氧化物,故A正确;N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO,不能直接生成NO2,故B错误;NO2、溴蒸气与足量NaOH溶液作用均得到无色溶液,所以用NaOH溶液无法鉴别NO2与溴蒸气,故C错误;NO与水不反应且难溶于水,可用排水法收集,NO2与水反应,不能用排水法收集,故D错误。
知识拓展　(1)NO不属于酸性氧化物,NO与碱、酸都不能反应生成盐和水,属于不成盐氧化物;NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐,不属于酸性氧化物。
(2)NO2能将I-氧化为I2,不能用KI-淀粉试纸鉴别NO2和Br2。
5.答案　(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色　2NO+O2 2NO2　
(2)红棕色气体变为无色,烧瓶中液面上升　3NO2+H2O 2HNO3+NO　
(3)慢慢通入氧气,并不断摇动烧瓶
(4)5NO+3Mn+4H+ 5N+3Mn2++2H2O
解析　(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2,故观察到烧瓶中气体由无色变为红棕色。
(2)轻轻摇动烧瓶,使得NO2与水发生反应3NO2+H2O 2HNO3+NO,所以烧瓶中红棕色气体又变为无色,烧瓶中液面上升。
(3)欲使烧瓶中尽可能充满液体,应慢慢通入氧气,并不断摇动烧瓶,使NO、O2完全转化为N。
能力提升练
1.C　N2转化成N,是氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定,A项正确;NH4NO3为离子化合物,含离子键,也含N—H键等共价键,B项正确;N转化为N2的过程中,氮元素由+5价降至0价,N为氧化剂,被还原,C项错误;N与N反应生成N2和H2O,其离子方程式为N N2↑+2H2O,D项正确。
2.B　由题图可以得出发生的总反应为2NO+O2+4CO 4CO2+N2,该转化过程中N、O、C 3种元素的化合价均发生了变化,A、C、D正确;NO不稳定,与氧气反应不需要催化剂,B错误。
3.B　30 mL空气中氧气体积为30 mL×=6 mL,根据反应4NO+3O2+2H2O 4HNO3可知,6 mL O2消耗8 mL NO,最后剩余NO为(20-8) mL=12 mL,故A正确;注射器内气体减少,注射器的活塞缓缓向左移动,溶液体积约5 mL,剩余气体难溶于水,约为12 mL+(30-6) mL=36 mL,所以最终活塞最左端停在约41 mL刻度处,故B错误;NO是无色气体,NO2是红棕色气体,注射器内先后发生反应2NO+O2 2NO2、3NO2+H2O 2HNO3+NO,所以气体由无色变成红棕色,最后变成无色,故C正确;若反应前后液体体积不变,根据4NO+3O2+2H2O 4HNO3可知,生成的硝酸的物质的量浓度为≈0.065 mol·L-1,故D正确。
4.C　根据题图可知n(N)=2 mol,则NO、NO2的物质的量之和为2 mol;当x==0.5时只发生反应NO+NO2+Na2CO3 2NaNO2+CO2,产物中有N,没有N;当x==1.0时,只发生反应2NO2+Na2CO3 NaNO2+NaNO3+CO2,产物为等物质的量的N、N。随x值增大,n(N)增大、n(N)减小,图中线段b表示N的物质的量的变化,a表示N的物质的量的变化,A错误;根据N原子守恒,随x值增大,溶液中n(N)不变,B错误;n(NO)+n(NO2)=2 mol,x=0.6时,n(NO2)=1.2 mol,n(NO)=0.8 mol,则根据反应①、②可得生成的CO2的物质的量为1 mol,标准状况下为22.4 L,C正确;n(N)=2 mol,n(NO)+n(NO2)=2 mol,若所得溶液中n(N)为0.4 mol,则n(N)为1.6 mol,根据反应①、②可得n(NO2)=1.4 mol,n(NO)=0.6 mol,则x值为=0.7,D错误。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)