2025-2026学年人教版化学必修第二册课时达标：5.2.1氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮（含解析）

5.2.1氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
一．选择题
1．下列说法错误的是(　　)
A．氮元素在自然界中既以游离态存在又以化合态存在
B．通常情况下，氮气的化学性质很不活泼
C．氮气可在氧气中燃烧生成一氧化氮
D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮循环
2．电闪雷鸣的雨天，空气中的N2会发生一系列反应，生成氮的化合物。雷雨时，一般不可能生成的氮的化合物是(　　)
①NH3　②NO　③NO2　④N2O3　⑤N2O5　⑥HNO3
A．②④⑥ B．②③⑤⑥
C．①④⑤ D．①③⑤
3．将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中经过足够长的时间后，气体体积减少为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是(　　)
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．3∶1
4．一定条件下，将等体积NO和O2充入一试管，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的(　　)
A． B．
C． D．
5．如图所示，将盛满乙气体的小试管倒扣在水槽中，通过导管向试管中通入甲气体，直至小试管内充满液体(假设所得溶液中溶质未扩散至试管外)。下列选项中，所得溶液浓度最高的是(　　)
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A．甲为O2，乙为NO
B．甲为O2，乙为NO2
C．甲为NO，乙为O2
D．甲为NO2，乙为O2
6．某化学兴趣小组利用如图所示装置进行下列操作：一支注射器中吸入45 mL NO2，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，充分振荡后，打开弹簧夹，快速吸入15 mL由N2和O2组成的混合气体[其中V(N2)∶V(O2)＝4∶1]后夹上弹簧夹，充分振荡后，注射器中剩余气体的成分及气体总体积分别为(所有气体均处于常温常压下)(　　)
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A．NO和N2，23 mL B．NO2和N2，45 mL
C．NO和N2，45 mL D．NO，23 mL
7.氮气能大量存在于空气中的根本原因是(　　)
A．氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应
B．氮气比空气轻且不溶于水
C．氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定
D．氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应
8．如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，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面继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体的说法不正确的是(　　)
A．可能是O2与NO2的混合气体
B．可能是NO2气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
9．结合氮及其化合物的“价—类”二维图及氧化还原反应的基本规律，下列分析或预测正确的是(　　)
A．N2O3、N2O5均能与水反应生成酸，两者均为酸性氧化物
B．HNO3、HNO2、NaNO3、NH3的水溶液均可以导电，四者均属于电解质
C．将等体积的NO2和N2的混合气体充入试管中后将试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体的体积约为原气体总体积的
D．硝酸具有较强的氧化性，可用稀硝酸溶解Au、Ag、Cu
10．某小组设计了实验室中制备NiSO4·6H2O的装置，实验中除生成NiSO4外，还生成了NO2、NO和H2O，NO2与NO的物质的量之比为3∶1，已知：NaOH溶液中发生的反应可能有：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。下列说法不正确的是(　　)
A．配制混酸时，将浓硫酸沿器壁缓慢倒入浓硝酸中，并不断搅拌
B．将烧瓶中反应后的溶液蒸发结晶可以获得NiSO4·6H2O晶体
C．若NaOH溶液充分吸收气体，则本装置不需要再进行尾气处理
D．假定NaOH恰好完全反应，NaNO2、NaNO3两种产物的物质的量之比设为3∶1，则生成2.07 g NaNO2时，NaOH的理论用量为1.6 g
二．非选择题
11．如图所示，向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(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_____________________________________，
其体积为_________。
12．为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如图所示实验。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O2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______________________________________，产生此现象的反应的化学方程式为______________________________________。
(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：_________________
___________________________________________________________________。
5.2.1氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
一．选择题
1．C　解析：通常情况下氮气的化学性质很不活泼，在放电条件下才能与氧气反应。
2．C　解析：放电时，空气中的N2和O2会化合生成NO，NO很容易与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3和NO，N2O3、N2O5溶于水易形成对应的酸。
3．C　解析：设原混合气体中N2和NO2的体积分别为x和y。
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　ΔV
　3 　　 1 2
　y 　 y
由题意得：y＝(x＋y)，则x∶y＝1∶3。
4．C　解析：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3；若各取NO和O2 4体积，则反应后剩余1体积O2，所以充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的。
5．D　解析：设试管的容积为V L，该条件下气体摩尔体积为Vm L·mol-1，则乙气体的物质的量是 mol；若甲为O2，乙为NO，发生反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，根据化学方程式可知生成硝酸的物质的量为 mol，硝酸浓度为 mol·L-1；若甲为O2，乙为NO2，发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，根据化学方程式可知生成硝酸的物质的量为 mol，硝酸浓度为 mol·L-1；若甲为NO，乙为O2，发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，根据化学方程式可知生成硝酸的物质的量为 mol，硝酸浓度为 mol·L-1；若甲为NO2，乙为O2，发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，根据化学方程式可知生成硝酸的物质的量为×4 mol，硝酸浓度为 mol·L-1，故D正确。
6．A　解析：NO2与水发生反应：3NO2＋H2O===NO＋2HNO3，45 mL NO2反应生成15 mL NO，吸入15 mL由N2和O2组成的混合气体[其中V(N2)∶V(O2)＝4∶1]，则N2的体积为15 mL×＝12 mL，O2体积为15 mL×＝3 mL，发生反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，3 mL O2消耗4 mL NO，则剩余NO为15 mL－4 mL＝11 mL，N2难溶于水，则剩余气体为NO和N2，总体积为11 mL＋12 mL＝23 mL，故A正确。
7.　C 解析　N2性质稳定，但在高温下可与O2等物质发生反应，在反应中表现出还原性或氧化性。
8．D　解析：试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有二氧化氮存在。根据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分情况可能为①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。
9．A　解析：N2O3、N2O5均能与水反应生成酸，两者均为酸性氧化物，故A正确； NH3与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O在水溶液中发生电离而导电，NH3自身不能发生电离而导电，是非电解质，故B错误；假设NO2和N2的体积均为1 L，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余 L NO和1 L N2，则剩余气体的体积为( L＋1 L)＝ L，剩余气体的体积约为原气体总体积的＝，故C错误；稀硝酸不能溶解Au，故D错误。
10．B　解析：浓硫酸的密度大于浓硝酸，配制混酸时，将浓硫酸沿器壁缓慢倒入浓硝酸中，并不断搅拌，故A正确；将烧瓶中反应后的溶液蒸发、浓缩、冷却可以获得NiSO4·6H2O晶体，故B错误；NO2与NO的物质的量之比为3∶1，根据NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O可知，NO2与NO能被NaOH溶液完全吸收，故C正确；的物质的量是0.03 mol，NaNO2、NaNO3两种产物的物质的量之比为3∶1，则生成0.03 mol NaNO2时，生成0.01 mol NaNO3，根据Na元素守恒，消耗NaOH的物质的量是0.04 mol，理论用量为0.04 mol×40 g·mol-1＝1.6 g，故D正确。
二．非选择题
11．
解析：NO遇O2迅速反应生成NO2：2NO＋O2===2NO2，然后NO2与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，导致试管中的液面上升。
将上述两个反应合并可得：
4NO＋2H2O＋3O2===4HNO3
4 3
V(NO) 1.5 mL
解得V(NO)＝2.0 mL，故最终试管内剩余NO气体，其体积为1.0 mL。
答案：(1)①试管内的无色气体变为红棕色
②试管内液面上升　③试管内剩余无色气体
(2)NO　1.0 mL
12．
解析：(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，烧杯中溶液进入导管。(3)NO能与MnO在酸性条件下反应生成NO和Mn2＋，NO被氧化生成硝酸盐，反应的离子方程式为5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O。
答案：(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　烧杯里的导管中液面上升　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(3)5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O
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