2020-2021学年苏教版（2019）高一化学必修第二册7.1氮的固定 课时作业 （含解析）

7.1氮的固定
1．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
2．氮气的用途也很广泛，下列不属于氮气用途的是(　　)
A．合成氨制作氮肥
B．充入灯泡作保护气
C．液氮可作制冷剂
D．医疗上可作为危重病人的急救气
3．下列关于氮的氧化物的叙述正确的是(　　)
A．氮的氧化物只有NO、NO2
B．氮的氧化物均为红棕色气体
C．氮的氧化物均有毒
D．氮的氧化物在空气中能稳定存在
4．对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应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
5．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是(　　)
A．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染
B．两种气体均可用NaOH溶液进行尾气吸收
C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色
D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸
6．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
7．除去NO中混入的少量NO2，应将该混合气体通过下列试剂中的(　　)
A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液
C．H2O D．无水硫酸铜
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正确的是(　　)
A．可能是N2与NO2的混合气体
B．可能是NO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．把少量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
10．下图是有关氮的循环示意图。请回答：
(1)过程①中通过 的作用将空气中的氮气固定下来。请写出②中固氮反应的化学方程式： 。
(2)请写出③中固氮反应的化学方程式：
(3)亚硝酸盐会与人体血红蛋白作用，将Fe2＋转化为Fe3＋，使血红蛋白丧失输送氧气功能而使人体中毒。一旦发生中毒，立即注射美蓝溶液进行治疗，推断美蓝溶液具有 填“氧化”或“还原”)性。NaNO2外观极像食盐，检验食盐中是否混有NaNO2，可加入 溶液(填试剂名称)，酸化后若溶液变蓝，证明食盐中含NaNO2。
11．某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，特进行如下实验(如下图所示)。
(1)图1两集气瓶中 (填“上”或“下”)瓶颜色深。
(2)图2中反应的现象是 。
(3)图3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 。
(4)由图2和图3中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式： 。
12．下列反应属于氮的固定的是(　　)
①N2和H2在一定条件下合成NH3
②NO2和H2O反应生成HNO3和NO
③Mg在N2中燃烧生成Mg3N2
④NO被空气氧化为NO2
A．①②　　　B．②③　　　C．①③　　　D．①④
13．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
14．已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为1?1，该厂采用NaOH溶液来处理该尾气，处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为(　)
A．－3 B．＋1 C．＋3 D．＋5
15．科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是(　　)
A．探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成
B．探究NO和N2O可能化合生成NO2
C．探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3
D．探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2，酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用
16．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、N2 B．NO、CO2
C．NO2、CO2 D．NO、CO2、N2
17．将10 mL NO和NO2的混合气体通入装满水倒立在水槽中的量筒内，一段时间后，最后剩余4 mL气体，原混合气体中含NO体积为(　　)
A．1 mL B．3 mL C．5 mL D．7 mL
18．(双选)现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是(　　)
A．1.2 mL B．2.4 mL C．3 mL D．4 mL
19．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是(　　)
A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2
C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2
20．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　　)
A．1?1 B．5?7 C．7?5 D．4?3
21．将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若mA．3(m－n) mL B．(m＋n) mL
C．(m－n) mL D. mL
22．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：
(1)一定条件下，NO与NO2可以生成一种新的氧化物，试写出该反应的化学方程式： 。
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是 ；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1?1。
若n(NO)?n(NO2)＞1?1，则会导致 ；
若n(NO)?n(NO2)＜1?1，则会导致产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2的含量 。
(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为 。
7.1氮的固定
1．氮气能大量存在于空气中的根本原因是(　C　)
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
解析：N2性质稳定，但在高温下可与O2等物质发生反应，在反应中表现出氧化性或还原性；氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因；N2能大量存在于空气中的根本原因是氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定，故选C。
2．氮气的用途也很广泛，下列不属于氮气用途的是(　D　)
A．合成氨制作氮肥
B．充入灯泡作保护气
C．液氮可作制冷剂
D．医疗上可作为危重病人的急救气
解析：氮气与氢气合成氨能用于制作氮肥、氮气充入灯泡作保护气、液氮蒸发吸热用作制冷剂属于氮气的用途；氮气不具有帮助呼吸的性质，医疗上不可作为危重病人的急救气，故选D。
3．下列关于氮的氧化物的叙述正确的是(　C　)
A．氮的氧化物只有NO、NO2
B．氮的氧化物均为红棕色气体
C．氮的氧化物均有毒
D．氮的氧化物在空气中能稳定存在
解析：氮的氧化物包括NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，A项错误；NO、N2O4等均为无色气体，B项错误；氮的氧化物均有毒，C项正确；NO在空气中易被O2氧化为NO2，D项错误。
4．对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是(　A　)
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
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，则转移电子4 mol，故A正确。
5．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是(　B　)
A．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染
B．两种气体均可用NaOH溶液进行尾气吸收
C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色
D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸
解析：NO2有色，且用水吸收NO2不能完全消除其污染，A错；NaOH溶液能彻底吸收两种气体，消除其污染，B正确；二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性，C错误；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，D错误。
6．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是(　C　)
①N2→NO2　②NO2→NO　③NO2→HNO3　④N2→NO
⑤N2→NH3
A．①　　　　B．②⑤　　　　C．④　　　　D．③④
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，故选C。
7．除去NO中混入的少量NO2，应将该混合气体通过下列试剂中的(　C　)
A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液
C．H2O D．无水硫酸铜
解析：NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，若混合气体通入碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中，硝酸会与碳酸钠或碳酸氢钠反应生成二氧化碳，引入新杂质。混合气体通入水中，可以生成一氧化氮，且不引入杂质。无水硫酸铜不与二氧化氮反应，选C。
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正确的是(　C　)
A．可能是N2与NO2的混合气体
B．可能是NO气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
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，故选C。
9．把少量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(　C　)
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
解析：少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体是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，故选C。
10．下图是有关氮的循环示意图。请回答：
(1)过程①中通过豆科作物的根瘤菌的作用将空气中的氮气固定下来。请写出②中固氮反应的化学方程式：N2＋3H22NH3。
(2)请写出③中固氮反应的化学方程式：N2＋O22NO。
(3)亚硝酸盐会与人体血红蛋白作用，将Fe2＋转化为Fe3＋，使血红蛋白丧失输送氧气功能而使人体中毒。一旦发生中毒，立即注射美蓝溶液进行治疗，推断美蓝溶液具有还原(填“氧化”或“还原”)性。NaNO2外观极像食盐，检验食盐中是否混有NaNO2，可加入淀粉－KI溶液(填试剂名称)，酸化后若溶液变蓝，证明食盐中含NaNO2。
11．某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，特进行如下实验(如下图所示)。
(1)图1两集气瓶中下(填“上”或“下”)瓶颜色深。
(2)图2中反应的现象是两气体混合后，颜色消失。
(3)图3中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有NO，说明NO2在该反应中显氧化性。
(4)由图2和图3中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：NO2＋SO2===NO＋SO3。
解析：图3中反应生成的气体遇空气显红棕色，说明图2中反应生成了NO，即NO2和SO2反应，NO2转化为NO，表现氧化性，而SO2则表现还原性，被氧化，S元素化合价升高，只能变成＋6价，应转化为SO3。
12．下列反应属于氮的固定的是(　C　)
①N2和H2在一定条件下合成NH3
②NO2和H2O反应生成HNO3和NO
③Mg在N2中燃烧生成Mg3N2
④NO被空气氧化为NO2
A．①②　　　B．②③　　　C．①③　　　D．①④
解析：氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物，①③符合，选C。
13．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(　D　)
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
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，且电荷不守恒，故D错误。
14．已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为1?1，该厂采用NaOH溶液来处理该尾气，处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为(　C　)
A．－3 B．＋1 C．＋3 D．＋5
解析：体积比为1?1的NO、NO2通入NaOH溶液中只生成一种产物，反应后的化合价应介于＋2价和＋4价之间，应为＋3价，发生反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，故选C。
15．科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是(　B　)
A．探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成
B．探究NO和N2O可能化合生成NO2
C．探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3
D．探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2，酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用
解析：NO和N2O反应不可能生成NO2，因为氮元素的化合价均升高，没有元素化合价的降低，故选B。
16．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(　B　)
A．NO2、N2 B．NO、CO2
C．NO2、CO2 D．NO、CO2、N2
解析：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，故选B。
17．将10 mL NO和NO2的混合气体通入装满水倒立在水槽中的量筒内，一段时间后，最后剩余4 mL气体，原混合气体中含NO体积为(　A　)
A．1 mL B．3 mL C．5 mL D．7 mL
解析：若NO2体积为x mL，则NO体积为(10－x) mL，二氧化氮气体与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由此可知，x＋(10－x)＝4，x＝9,10－x＝1，故选A。
18．(双选)现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是(　AD　)
A．1.2 mL B．2.4 mL C．3 mL D．4 mL
解析：根据有关的反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余气体可能是O2，也可能是NO。
①若剩余O2，则V剩＝V(O2)－[12 mL－V(O2)]＝2 mL。
解得V(O2)＝4 mL。
②若剩余NO，则V剩＝[12 mL－V(O2)－4V(O2)]＝2 mL。
解得V(O2)＝1.2 mL，故选AD。
19．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是(　D　)
A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2
C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2
解析：可假设试管体积均为2V，每种气体的体积均为V；当倒置于水槽中时：①中有反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则剩余气体的体积V1＝V；②中有反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则剩余O2的体积V2＝V；③中气体与水不反应，故试管中气体体积V3＝2V。综上所述，V3＞V1＞V2，故选D。
20．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　A　)
A．1?1 B．5?7 C．7?5 D．4?3
解析：NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1?1，故选A。
21．将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若mA．3(m－n) mL B．(m＋n) mL
C．(m－n) mL D. mL
解析：发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，故NO与NO2按1?1混合的总反应为NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3，充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，由于m22．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：
(1)一定条件下，NO与NO2可以生成一种新的氧化物，试写出该反应的化学方程式：NO＋NO2N2O3。
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是使尾气中的NO、NO2被充分吸收；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是Ca(OH)2(填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1?1。
若n(NO)?n(NO2)＞1?1，则会导致排放气体中NO含量升高；
若n(NO)?n(NO2)＜1?1，则会导致产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2的含量升高。
(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O。
解析：(1)若NO与NO2反应生成新的氧化物，必然是NO中N的化合价升高被氧化，NO2中N的化合价降低被还原，生成的新的氧化物中N的化合价应该介于＋2和＋4之间，为＋3价，据此写出反应方程式：NO＋NO2N2O3。(2)气体上升液体下降，这样气液接触充分，使尾气被充分吸收；分析加入的原料及生成物，只有Ca(OH)2微溶于水，所以滤渣的主要成分为Ca(OH)2。(3)当n(NO)＞n(NO2)时，NO过剩；当n(NO)＜n(NO2)时，NO2过剩，剩余的NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2。(4)依据化合价升降守恒，NO生成NO时氮元素化合价降低，则反应中NO中氮元素的化合价也有升高，可能生成NO或NO2，但在水溶液中NO2会与水反应生成NO，所以最终产物为NO，据此写出离子方程式：3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O。