专题7 第一单元 氮的固定 课时对点练（原卷版+解析版）2024-2025学年高一化学必修2（苏教版2019）
文档属性
| 名称 | 专题7 第一单元 氮的固定 课时对点练（原卷版+解析版）2024-2025学年高一化学必修2（苏教版2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 461.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-01-04 23:02:34 | ||
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文档简介
第一单元 氮的固定
题组一 氮的固定
1．大豆根部的根瘤菌可以将空气中的N2转化为氨(或铵态氮肥)作为自身的养分，这个过程叫作氮的固定。下列过程不属于氮的固定的是( )
A．由氨气制备碳酸氢铵
B．工业合成氨
C．在雷电作用下，空气中的少量N2转化为氮的氧化物
D．镁在N2中燃烧生成Mg3N2
2．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是( )
A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O22NO
B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原
C．⑤中涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO
D．⑥中涉及的反应可能有2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O
题组二 一氧化氮、二氧化氮的性质
3．众所周知，一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体，但是这种最常见、最简单的气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子，具有保护心血管、降低血压以及提升记忆力的作用。下列关于NO的说法正确的是( )
A．NO是无色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B．NO在人体内可做“信使分子”能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的NO对人体无害
C．NO在空气中可以转化为NO2，二者都是大气污染物
D．NO在化学反应中，只能作还原剂，不能作氧化剂
4．运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO，均为无色气体，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2和NO反应生成CO和NO2
D．NO和H2O反应生成H2和NO2
5．(2022·湖北仙桃中学月考)下列说法错误的是( )
A．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
B．NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液，但不能用湿润的淀粉-KI试纸
C．除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
D．NO2为无色、有刺激性气味的气体
题组三 氮的氧化物与水反应的简单计算
6．对反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO的下列说法正确的是( )
A．氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移
7．标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度是( )
A．0.045 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1
C．0.033 mol·L－1 D．0.018 mol·L－1
8．下列说法错误的是( )
A．N2既可作氧化剂又可作还原剂
B．雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO
C．氮的固定是将N2转化成含氮化合物
D．NO和NO2都可稳定存在于空气中
9.按下图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2 D．试管内液面上升至充满整个试管
10．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2→NH3
A．① B．②⑤ C．④ D．③④
11．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)：
下列说法正确的是( )
A．装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B．若去掉装置C，对产品纯度无影响
C．实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热D
D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
12．(2023·河北唐山高一期中)氮、铁元素在细菌的作用下可发生如图所示的转化。下列说法不正确的是( )
A．反硝化过程不属于氮的固定
B．硝化过程中，含氮物质发生氧化反应
C．在氨氧化细菌作用下，水体中的氮元素可转移至大气中
D．Fe3＋将NH转化为N2的离子方程式为Fe3＋＋2NH===Fe2＋＋N2↑＋8H＋
13．工业制HNO3过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的是( )
A．1∶1 B．1∶3
C．2∶1 D．3∶1
14．氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人类危害很大，每天行驶的汽车排放的尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题：
(1)写出汽车尾气中产生NO的化学方程式：__________________________________________。
(2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中，如图所示。
①NO2溶于水的化学方程式是_____________________________________________________。
②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为________。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为__________。
③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是_______________________________。
15．Ⅰ.某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验(如图所示)。
(1)图甲两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。
(2)图乙中反应的现象是__________________________________________________________。
(3)图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有________，说明NO2在该反应中显________性。
(4)由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：_________________________。
Ⅱ.某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应如下：2Mg＋CO22MgO＋C。
(1)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：____________________________________________________________。
(2)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是____________________。
②干燥管和装置B的作用分别是________________________、________________________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是__________(填字母)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
题组一 氮的固定
1．大豆根部的根瘤菌可以将空气中的N2转化为氨(或铵态氮肥)作为自身的养分，这个过程叫作氮的固定。下列过程不属于氮的固定的是( )
A．由氨气制备碳酸氢铵
B．工业合成氨
C．在雷电作用下，空气中的少量N2转化为氮的氧化物
D．镁在N2中燃烧生成Mg3N2
答案 A
解析 一定条件下由氨气和二氧化碳制备碳酸氢铵，化合态氮转化为化合态氮，不属于氮的固定，A符合题意；工业合成氨，氮气和氢气在高温高压、催化剂的条件下反应生成氨气，游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，B不符合题意；雷雨闪电时，大气中的氮气与氧气反应生成一氧化氮，游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，C不符合题意；镁在N2中燃烧生成Mg3N2，游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，D不符合题意。
2．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是( )
A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O22NO
B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原
C．⑤中涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO
D．⑥中涉及的反应可能有2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O
答案 D
解析 过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO，即发生的反应是N2＋O22NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B正确；⑤中NO被氧化为NO，涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO，C正确；⑥中氮元素化合价降低，NO被还原，涉及的反应不可能为2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O，因为此反应中只有元素化合价降低，没有元素化合价升高，故D错误。
题组二 一氧化氮、二氧化氮的性质
3．众所周知，一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体，但是这种最常见、最简单的气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子，具有保护心血管、降低血压以及提升记忆力的作用。下列关于NO的说法正确的是( )
A．NO是无色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B．NO在人体内可做“信使分子”能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的NO对人体无害
C．NO在空气中可以转化为NO2，二者都是大气污染物
D．NO在化学反应中，只能作还原剂，不能作氧化剂
答案 C
解析 NO是无色、微溶于水的气体，NO不与碱反应，不是酸性氧化物，故A项错误；NO有毒，为大气污染物，对人体有害，故B项错误；NO和O2发生反应：2NO＋O2===2NO2，NO、NO2都是大气污染物，C项正确；NO分子中N元素价态为＋2价，为中间价态，在一定条件下的反应中既可作氧化剂，又可作还原剂，D项错误。
4．运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO，均为无色气体，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2和NO反应生成CO和NO2
D．NO和H2O反应生成H2和NO2
答案 B
解析 根据火箭喷出大量红色烟雾可推知其中含有NO2，引燃后产生的气体中NO遇空气生成NO2。
5．(2022·湖北仙桃中学月考)下列说法错误的是( )
A．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
B．NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液，但不能用湿润的淀粉-KI试纸
C．除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
D．NO2为无色、有刺激性气味的气体
答案 D
解析 工业上利用合成氨实现人工固氮，N元素化合价降低，被还原，属于氧化还原反应，故A正确；NO2和溴蒸气具有强氧化性，都能使淀粉-KI试纸变蓝，现象相同，不能鉴别，故B正确；将混合气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮除去，通过浓硫酸吸收气体中水蒸气得到一氧化氮，故C正确。
题组三 氮的氧化物与水反应的简单计算
6．对反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO的下列说法正确的是( )
A．氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移
答案 A
解析 该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，硝酸为氧化产物，NO为还原产物。硝酸与NO的物质的量之比为2∶1，还原剂(NO2)与氧化剂(NO2)的物质的量之比为2∶1。若有6 mol NO2参与反应，则转移4 mol电子。
7．标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度是( )
A．0.045 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1
C．0.033 mol·L－1 D．0.018 mol·L－1
答案 A
解析 设试管的体积为V L，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，n(HNO3)＝× mol，V(HNO3)＝V L，c(HNO3)＝＝ mol·L－1≈0.045 mol·L－1。
8．下列说法错误的是( )
A．N2既可作氧化剂又可作还原剂
B．雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO
C．氮的固定是将N2转化成含氮化合物
D．NO和NO2都可稳定存在于空气中
答案 D
解析 N2与H2反应生成NH3，化合价降低，与O2反应生成NO，化合价升高，因此N2既可作氧化剂又可作还原剂，故A正确；雷雨天时，发生自然固氮，空气中的N2和O2反应生成NO，故B正确；氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，故C正确；NO能与空气中的氧气反应生成二氧化氮，所以一氧化氮在空气中不能稳定存在，故D错误。
9.按下图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2 D．试管内液面上升至充满整个试管
答案 B
解析 试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL氧气，依据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，知NO过量，反应后剩余NO的体积为12 mL－8 mL×＝ mL，即试管内气体为无色的NO。
10．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2→NH3
A．① B．②⑤ C．④ D．③④
答案 C
解析 ①N2→NO2不能一步完成，②③NO2与H2O反应即可，但H2O不是氧化剂，④N2→NO过程中N2被氧化，需要加入氧化剂，⑤N2与H2反应生成NH3，加入的H2是还原剂。
11．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)：
下列说法正确的是( )
A．装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B．若去掉装置C，对产品纯度无影响
C．实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热D
D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
答案 C
解析 A错，要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸；B错，若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响；C对，实验时，应先加热装置C，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热装置D；D错，装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。
12．(2023·河北唐山高一期中)氮、铁元素在细菌的作用下可发生如图所示的转化。下列说法不正确的是( )
A．反硝化过程不属于氮的固定
B．硝化过程中，含氮物质发生氧化反应
C．在氨氧化细菌作用下，水体中的氮元素可转移至大气中
D．Fe3＋将NH转化为N2的离子方程式为Fe3＋＋2NH===Fe2＋＋N2↑＋8H＋
答案 D
解析 反硝化过程包括NO转化为N2和NO、NO转化为N2，不属于氮的固定，故A正确；硝化过程中，N元素化合价升高，含氮物质发生氧化反应，故B正确；根据图示，在氨氧化细菌作用下，铵根离子和亚硝酸根离子发生归中反应生成氮气，水体中的氮元素可转移至大气中，故C正确；Fe3＋将NH转化为N2，Fe元素化合价由＋3降低为＋2、N元素化合价由－3升高为0，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为6Fe3＋＋2NH===6Fe2＋＋N2↑＋8H＋，故D错误。
13．工业制HNO3过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的是( )
A．1∶1 B．1∶3
C．2∶1 D．3∶1
答案 B
解析 根据NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O可知，当NO2与NO的体积之比为1∶1时，恰好被完全吸收，故A项不符合题意；当NO2与NO的体积之比为1∶3时，一氧化氮过量，多余的一氧化氮不能被氢氧化钠溶液吸收，故B项符合题意；当NO2与NO的体积之比为2∶1或3∶1时，反应后二氧化氮有剩余，由2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O可知，多余的二氧化氮可以直接被氢氧化钠溶液完全吸收，故C、D项不符合题意。
14．氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人类危害很大，每天行驶的汽车排放的尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题：
(1)写出汽车尾气中产生NO的化学方程式：__________________________________________。
(2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中，如图所示。
①NO2溶于水的化学方程式是_____________________________________________________。
②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为________。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为__________。
③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是_______________________________。
答案 (1)N2＋O22NO
(2)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
② mL mol·L－1
③6NO2＋8NH37N2＋12H2O
解析 (1)汽车尾气中的NO是由空气中的氮气和氧气在汽缸中高温条件下反应生成的，化学方程式为N2＋O22NO。(2)①NO2溶于水生成HNO3和NO，反应的化学方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。②根据化学方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，使试管中NO2恰好完全被水吸收需要通入标准状况下氧气的体积为 mL，根据化学方程式可知最终试管中所含的硝酸的物质的量浓度为＝ mol·L－1。③由题意知，生成的无污染的物质是空气的主要成分之一，该物质是氮气，反应的化学方程式是6NO2＋8NH37N2＋12H2O。
15．Ⅰ.某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验(如图所示)。
(1)图甲两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。
(2)图乙中反应的现象是__________________________________________________________。
(3)图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有________，说明NO2在该反应中显________性。
(4)由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：_________________________。
Ⅱ.某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应如下：2Mg＋CO22MgO＋C。
(1)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：____________________________________________________________。
(2)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是____________________。
②干燥管和装置B的作用分别是________________________、________________________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是__________(填字母)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
答案 Ⅰ.(1)下 (2)两气体混合后，颜色由红棕色变为无色 (3)NO 氧化 (4)NO2＋SO2===NO＋SO3
Ⅱ.(1)4Mg＋2NO24MgO＋N2
(2)①NaOH溶液 ②吸收NO2，避免污染环境 收集N2 ③badc
解析 Ⅰ.(1)NO2呈红棕色，SO2为无色，故下瓶颜色深。(3)NO遇空气被氧化成NO2，“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有NO，体现了NO2的氧化性。(4)由题给现象可知，NO2和SO2反应的化学方程式为NO2＋SO2===NO＋SO3。
Ⅱ.(1)由题意可知，Mg与NO2发生置换反应的化学方程式为4Mg＋2NO24MgO＋N2。(2)由资料信息2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去未反应的NO2。干燥管是尾气处理装置，作用是吸收NO2，避免污染环境。装置B的作用是利用排水法收集N2。实验开始时正确的操作步骤：b(打开弹簧夹)→a(通入NO2，排尽反应装置中的空气)→d(当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹)→c(点燃酒精灯，确认充满NO2后才开始加热)。
题组一 氮的固定
1．大豆根部的根瘤菌可以将空气中的N2转化为氨(或铵态氮肥)作为自身的养分，这个过程叫作氮的固定。下列过程不属于氮的固定的是( )
A．由氨气制备碳酸氢铵
B．工业合成氨
C．在雷电作用下，空气中的少量N2转化为氮的氧化物
D．镁在N2中燃烧生成Mg3N2
2．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是( )
A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O22NO
B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原
C．⑤中涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO
D．⑥中涉及的反应可能有2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O
题组二 一氧化氮、二氧化氮的性质
3．众所周知，一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体，但是这种最常见、最简单的气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子，具有保护心血管、降低血压以及提升记忆力的作用。下列关于NO的说法正确的是( )
A．NO是无色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B．NO在人体内可做“信使分子”能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的NO对人体无害
C．NO在空气中可以转化为NO2，二者都是大气污染物
D．NO在化学反应中，只能作还原剂，不能作氧化剂
4．运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO，均为无色气体，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2和NO反应生成CO和NO2
D．NO和H2O反应生成H2和NO2
5．(2022·湖北仙桃中学月考)下列说法错误的是( )
A．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
B．NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液，但不能用湿润的淀粉-KI试纸
C．除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
D．NO2为无色、有刺激性气味的气体
题组三 氮的氧化物与水反应的简单计算
6．对反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO的下列说法正确的是( )
A．氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移
7．标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度是( )
A．0.045 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1
C．0.033 mol·L－1 D．0.018 mol·L－1
8．下列说法错误的是( )
A．N2既可作氧化剂又可作还原剂
B．雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO
C．氮的固定是将N2转化成含氮化合物
D．NO和NO2都可稳定存在于空气中
9.按下图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2 D．试管内液面上升至充满整个试管
10．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2→NH3
A．① B．②⑤ C．④ D．③④
11．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)：
下列说法正确的是( )
A．装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B．若去掉装置C，对产品纯度无影响
C．实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热D
D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
12．(2023·河北唐山高一期中)氮、铁元素在细菌的作用下可发生如图所示的转化。下列说法不正确的是( )
A．反硝化过程不属于氮的固定
B．硝化过程中，含氮物质发生氧化反应
C．在氨氧化细菌作用下，水体中的氮元素可转移至大气中
D．Fe3＋将NH转化为N2的离子方程式为Fe3＋＋2NH===Fe2＋＋N2↑＋8H＋
13．工业制HNO3过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的是( )
A．1∶1 B．1∶3
C．2∶1 D．3∶1
14．氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人类危害很大，每天行驶的汽车排放的尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题：
(1)写出汽车尾气中产生NO的化学方程式：__________________________________________。
(2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中，如图所示。
①NO2溶于水的化学方程式是_____________________________________________________。
②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为________。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为__________。
③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是_______________________________。
15．Ⅰ.某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验(如图所示)。
(1)图甲两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。
(2)图乙中反应的现象是__________________________________________________________。
(3)图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有________，说明NO2在该反应中显________性。
(4)由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：_________________________。
Ⅱ.某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应如下：2Mg＋CO22MgO＋C。
(1)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：____________________________________________________________。
(2)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是____________________。
②干燥管和装置B的作用分别是________________________、________________________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是__________(填字母)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
题组一 氮的固定
1．大豆根部的根瘤菌可以将空气中的N2转化为氨(或铵态氮肥)作为自身的养分，这个过程叫作氮的固定。下列过程不属于氮的固定的是( )
A．由氨气制备碳酸氢铵
B．工业合成氨
C．在雷电作用下，空气中的少量N2转化为氮的氧化物
D．镁在N2中燃烧生成Mg3N2
答案 A
解析 一定条件下由氨气和二氧化碳制备碳酸氢铵，化合态氮转化为化合态氮，不属于氮的固定，A符合题意；工业合成氨，氮气和氢气在高温高压、催化剂的条件下反应生成氨气，游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，B不符合题意；雷雨闪电时，大气中的氮气与氧气反应生成一氧化氮，游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，C不符合题意；镁在N2中燃烧生成Mg3N2，游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，D不符合题意。
2．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是( )
A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O22NO
B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原
C．⑤中涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO
D．⑥中涉及的反应可能有2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O
答案 D
解析 过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO，即发生的反应是N2＋O22NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B正确；⑤中NO被氧化为NO，涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO，C正确；⑥中氮元素化合价降低，NO被还原，涉及的反应不可能为2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O，因为此反应中只有元素化合价降低，没有元素化合价升高，故D错误。
题组二 一氧化氮、二氧化氮的性质
3．众所周知，一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体，但是这种最常见、最简单的气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子，具有保护心血管、降低血压以及提升记忆力的作用。下列关于NO的说法正确的是( )
A．NO是无色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B．NO在人体内可做“信使分子”能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的NO对人体无害
C．NO在空气中可以转化为NO2，二者都是大气污染物
D．NO在化学反应中，只能作还原剂，不能作氧化剂
答案 C
解析 NO是无色、微溶于水的气体，NO不与碱反应，不是酸性氧化物，故A项错误；NO有毒，为大气污染物，对人体有害，故B项错误；NO和O2发生反应：2NO＋O2===2NO2，NO、NO2都是大气污染物，C项正确；NO分子中N元素价态为＋2价，为中间价态，在一定条件下的反应中既可作氧化剂，又可作还原剂，D项错误。
4．运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO，均为无色气体，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2和NO反应生成CO和NO2
D．NO和H2O反应生成H2和NO2
答案 B
解析 根据火箭喷出大量红色烟雾可推知其中含有NO2，引燃后产生的气体中NO遇空气生成NO2。
5．(2022·湖北仙桃中学月考)下列说法错误的是( )
A．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
B．NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液，但不能用湿润的淀粉-KI试纸
C．除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
D．NO2为无色、有刺激性气味的气体
答案 D
解析 工业上利用合成氨实现人工固氮，N元素化合价降低，被还原，属于氧化还原反应，故A正确；NO2和溴蒸气具有强氧化性，都能使淀粉-KI试纸变蓝，现象相同，不能鉴别，故B正确；将混合气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮除去，通过浓硫酸吸收气体中水蒸气得到一氧化氮，故C正确。
题组三 氮的氧化物与水反应的简单计算
6．对反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO的下列说法正确的是( )
A．氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移
答案 A
解析 该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，硝酸为氧化产物，NO为还原产物。硝酸与NO的物质的量之比为2∶1，还原剂(NO2)与氧化剂(NO2)的物质的量之比为2∶1。若有6 mol NO2参与反应，则转移4 mol电子。
7．标准状况下，将盛满二氧化氮的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度是( )
A．0.045 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1
C．0.033 mol·L－1 D．0.018 mol·L－1
答案 A
解析 设试管的体积为V L，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，n(HNO3)＝× mol，V(HNO3)＝V L，c(HNO3)＝＝ mol·L－1≈0.045 mol·L－1。
8．下列说法错误的是( )
A．N2既可作氧化剂又可作还原剂
B．雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO
C．氮的固定是将N2转化成含氮化合物
D．NO和NO2都可稳定存在于空气中
答案 D
解析 N2与H2反应生成NH3，化合价降低，与O2反应生成NO，化合价升高，因此N2既可作氧化剂又可作还原剂，故A正确；雷雨天时，发生自然固氮，空气中的N2和O2反应生成NO，故B正确；氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，故C正确；NO能与空气中的氧气反应生成二氧化氮，所以一氧化氮在空气中不能稳定存在，故D错误。
9.按下图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2 D．试管内液面上升至充满整个试管
答案 B
解析 试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL氧气，依据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，知NO过量，反应后剩余NO的体积为12 mL－8 mL×＝ mL，即试管内气体为无色的NO。
10．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2→NH3
A．① B．②⑤ C．④ D．③④
答案 C
解析 ①N2→NO2不能一步完成，②③NO2与H2O反应即可，但H2O不是氧化剂，④N2→NO过程中N2被氧化，需要加入氧化剂，⑤N2与H2反应生成NH3，加入的H2是还原剂。
11．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)：
下列说法正确的是( )
A．装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B．若去掉装置C，对产品纯度无影响
C．实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热D
D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
答案 C
解析 A错，要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸；B错，若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响；C对，实验时，应先加热装置C，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热装置D；D错，装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。
12．(2023·河北唐山高一期中)氮、铁元素在细菌的作用下可发生如图所示的转化。下列说法不正确的是( )
A．反硝化过程不属于氮的固定
B．硝化过程中，含氮物质发生氧化反应
C．在氨氧化细菌作用下，水体中的氮元素可转移至大气中
D．Fe3＋将NH转化为N2的离子方程式为Fe3＋＋2NH===Fe2＋＋N2↑＋8H＋
答案 D
解析 反硝化过程包括NO转化为N2和NO、NO转化为N2，不属于氮的固定，故A正确；硝化过程中，N元素化合价升高，含氮物质发生氧化反应，故B正确；根据图示，在氨氧化细菌作用下，铵根离子和亚硝酸根离子发生归中反应生成氮气，水体中的氮元素可转移至大气中，故C正确；Fe3＋将NH转化为N2，Fe元素化合价由＋3降低为＋2、N元素化合价由－3升高为0，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为6Fe3＋＋2NH===6Fe2＋＋N2↑＋8H＋，故D错误。
13．工业制HNO3过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的是( )
A．1∶1 B．1∶3
C．2∶1 D．3∶1
答案 B
解析 根据NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O可知，当NO2与NO的体积之比为1∶1时，恰好被完全吸收，故A项不符合题意；当NO2与NO的体积之比为1∶3时，一氧化氮过量，多余的一氧化氮不能被氢氧化钠溶液吸收，故B项符合题意；当NO2与NO的体积之比为2∶1或3∶1时，反应后二氧化氮有剩余，由2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O可知，多余的二氧化氮可以直接被氢氧化钠溶液完全吸收，故C、D项不符合题意。
14．氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人类危害很大，每天行驶的汽车排放的尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题：
(1)写出汽车尾气中产生NO的化学方程式：__________________________________________。
(2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中，如图所示。
①NO2溶于水的化学方程式是_____________________________________________________。
②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为________。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为__________。
③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是_______________________________。
答案 (1)N2＋O22NO
(2)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
② mL mol·L－1
③6NO2＋8NH37N2＋12H2O
解析 (1)汽车尾气中的NO是由空气中的氮气和氧气在汽缸中高温条件下反应生成的，化学方程式为N2＋O22NO。(2)①NO2溶于水生成HNO3和NO，反应的化学方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。②根据化学方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，使试管中NO2恰好完全被水吸收需要通入标准状况下氧气的体积为 mL，根据化学方程式可知最终试管中所含的硝酸的物质的量浓度为＝ mol·L－1。③由题意知，生成的无污染的物质是空气的主要成分之一，该物质是氮气，反应的化学方程式是6NO2＋8NH37N2＋12H2O。
15．Ⅰ.某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验(如图所示)。
(1)图甲两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。
(2)图乙中反应的现象是__________________________________________________________。
(3)图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有________，说明NO2在该反应中显________性。
(4)由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：_________________________。
Ⅱ.某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应如下：2Mg＋CO22MgO＋C。
(1)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：____________________________________________________________。
(2)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是____________________。
②干燥管和装置B的作用分别是________________________、________________________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是__________(填字母)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
答案 Ⅰ.(1)下 (2)两气体混合后，颜色由红棕色变为无色 (3)NO 氧化 (4)NO2＋SO2===NO＋SO3
Ⅱ.(1)4Mg＋2NO24MgO＋N2
(2)①NaOH溶液 ②吸收NO2，避免污染环境 收集N2 ③badc
解析 Ⅰ.(1)NO2呈红棕色，SO2为无色，故下瓶颜色深。(3)NO遇空气被氧化成NO2，“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有NO，体现了NO2的氧化性。(4)由题给现象可知，NO2和SO2反应的化学方程式为NO2＋SO2===NO＋SO3。
Ⅱ.(1)由题意可知，Mg与NO2发生置换反应的化学方程式为4Mg＋2NO24MgO＋N2。(2)由资料信息2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去未反应的NO2。干燥管是尾气处理装置，作用是吸收NO2，避免污染环境。装置B的作用是利用排水法收集N2。实验开始时正确的操作步骤：b(打开弹簧夹)→a(通入NO2，排尽反应装置中的空气)→d(当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹)→c(点燃酒精灯，确认充满NO2后才开始加热)。